Đề tài Thiết kế bệnh viện phụ sản Hùng Vương

CHƯƠNG V TÍNH TOÁN KHUNG TRỤC 2 I. SƠ DỒ KẾT CẤU CỦA KHUNG Sơ đồ đánh số thứ tự nút và phần tử của khung trục 2 MẶT BẰNG KIẾN TRÚC DẦM TRỤC 2 CỦA SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH MẶT BẰNG KIẾN TRÚC DẦM TRỤC 2 CUẢ SÀN SÂN THƯỢNG 1. Tải trọng đứng tác dụng lên khung trục 2 1. 1 Tĩnh tải Tầng Thành phần cấu tạo Tải trọng tiêu chuẩn (kG/m2) Hệ số vượt tải Tải trọng tính toán (kG/m2) Mái (sân thượng) Gạch ceramic dày 0.8cm Vữa lót dày 3 cm Vữa chống thấm dày 3cm Bản BTCT dày 9 cm Vữa trát trần dày 1.5cm 16 48 51 225 24 1.1 1.3 1.3 1.1 1.3 17.6 62.4 66.3 247.5 31.2 Tổng: 425 Điển hình (tầng 2 đến tầng 6) Gạch ceramic dày 0.8cm Vữa lót dày 3 cm Bản BTCT dày 9 cm Vữa trát trần dày 1.5cm 16 48 225 24 1.1 1.3 1.1 1.3 17.6 62.4 247.5 31.2 Tổng: 358.7 Tầng 1 Gạch ceramic dày 0.8cm Vữa lót dày 3 cm Bản BTCT dày 9 cm Vữa trát trần dày 1.5cm 16 48 225 24 1.1 1.3 1.1 1.3 17.6 62.4 247.5 31.2 Tổng: 358.7 1.2 Hoạt tải Hoạt tải sàn của các tầng được tra theo tiêu chuẩn “Tải trọng và tác động 2737-1995” Tầng Đặc điểm Tải trọng tiêu chuẩn (kG/m2) Hệ số vượt tải Tải trọng tính toán (kG/m2) Mái (sân thượng) Phần nghỉ ngơi Ban công 150 400 1,3 1,2 195 480 Điển hình (tầng 2 đến tầng 6) Phòng làm việc Phòng lưu bệnh Phòng họp Kho chứa Phòng vệ sinh 200 200 400 400 200 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2 240 240 480 480 240 Tầng 1 Phòng họp Kho chứa Phòng vệ sinh Phòng khám 400 400 200 400 1,2 1,2 1,2 1,2 480 480 240 480 1. 3 Xác định tải trọng của sàn sân thượng truyền vào khung trục 2 a. Tĩnh tải Tải trọng phân bố đều tác dụng lên khung trục 2 gồm Tải hình thang do sàn truyền vào qd = (1 - 2b 2 + b 3)ql1/2 Tải tam giác do sàn truyền vào qn = 5/8ql1/2 Tải do trọng lượng bản thân dầm Tải do trọng lượng tường truyền trực tiếp lên dầm Tải trọng phân bố đều Nhịp Tải phân bố hình tam giác qui về phân bố đều (kG/m) Trọng lượng bản thân dầm (kG/m) Trọng lượng tường (kG/m) Tổng tải trọng phân bố đều (kG/m) A-B - Do sàn S17 : 664.06 kG/m - Do sàn S18 : 664.06 kG/m 310 0 1638.12 B-C - Do sàn S19 : 425 kG/m - Do sàn S20 : 425 kG/m 165 0 1015 C-D - Do sàn S17 : 664.06 kG/m - Do sàn S18 : 664.06 kG/m 310 0 1638.12 D-E - Do sàn S19 : 425 kG/m - Do sàn S20 : 425 kG/m 413 0 1015 E-F - Do sàn S21 : 531.25 kG/m - Do sàn S22 : 531.25 kG/m 413 0 1475.5 F-G - Do sàn S23 : 199.22 kG/m - Do sàn S24 : 199.22 kG/m 165 0 563.44 Tải trọng tập trung Nút Do sàn hình thang và TLBT dầm nhịp 1-2 truyền vào (kG) Do sàn hình thang và TLBT dầm nhịp 2-3 truyền vào (kG) Tổng tải trọng (kG) 2A 3036.65 2631.35 5668.0 2B 4384.85 3847.87 8232.72 2C 4384.85 3847.87 8232.72 2D 4384.85 3847.87 8232.72 2E 4211.70 3737.16 7948.86 2F 3437.22 3049.8 6487.02 2G 1843.88 1636.54 3480.42 b. Hoạt tải Hoạt tải phân bố đều chỉ do hoạt tải đặt trên sàn truyền vào dầm dưới dạng hình thang hay hình tam giác được qui về tải trọng phân bố đều Tải trọng phân bố đều Nhịp Tải phân bố hình tam giác qui về phân bố đều (kG/m) Tổng tải trọng phân bố đều (kG/m) A-B 304.69 304.69 B-C 195.00 195.00 C-D 304.69 304.69 D-E 195.00 195.00 E-F 243.75 243.75 F-G 225.00 225.00 Tải trọng tập trung Nút Do sàn hình thang nhịp 1-2 truyền vào (kG) Tổng tải trọng (kG) 2A 943.06 943.06 2B 1694.2 1694.2 2C 1694.2 1694.2 2D 1694.2 1694.2 2E 1614.45 1614.45 2F 1837.55 1837.55 2G 974.23 974.23 1. 4 Tải trọng của sàn tầng điển hình truyền vào khung trục 2 Tĩnh tải Tải trọng phân bố đều Nhịp Tải phân bố hình tam giác qui về phân bố đều (kG/m) Trọng lượng bản thân dầm (kG/m) Trọng lượng tường (kG/m) Tổng tải trọng phân bố đều (kG/m) A-B - Do sàn S1 : 1176.51 kG/m - Do sàn S2 : 581.6 kG/m 310 661.9 2730 B-C - Do sàn S6 : 493.46 kG/m - Do sàn S7 : 481.8 kG/m 165 580 1720 C-D - Do sàn S1 : 1176.51 kG/m - Do sàn S2 : 581.6 kG/m 310 661.9 2730 D-E - Do sàn S6 : 493.46 kG/m - Do sàn S7 : 481.8 kG/m 413 580 1200 E-F - Do sàn S11 : 790.76 kG/m - Do sàn S12 : 777.37 kG/m 413 219 2200 F-G - Do sàn S14 : 362.53 kG/m - Do sàn S15 : 360.66 kG/m 165 580 1470 Tải trọng tập trung Nút Do sàn hình thang và TLBT dầm nhịp 1-2 truyền vào (kG) Do sàn hình thang và TLBT dầm nhịp 2-3 truyền vào (kG) Tổng tải trọng (kG) 2A 3294.23 1512.16 4806.39 2B 4675.92 2764.84 7440.76 2C 4675.92 2764.84 7440.76 2D 4675.92 2764.84 7440.76 2E 3595.82 3273.84 6869.66 2F 3229.21 2958.88 6188.09 2G 1015.08 937.72 1952.8 b. Hoạt tải Hoạt tải phân bố đều chỉ do hoạt tải đặt trên sàn truyền vào dầm dưới dạng hình thang hay hình tam giác được qui về tải trọng phân bố đều Tải trọng phân bố đều Nhịp Tải phân bố hình tam giác qui về phân bố đều (kG/m) Tổng tải trọng phân bố đều (kG/m) A-B 556 556 B-C 480 480 C-D 556 556 D-E 480 480 E-F 600 600 F-G 225 225 Tải trọng tập trung Nút Do sàn hình thang nhịp 1-2 truyền vào (kG) Tổng tải trọng (kG) 2A 2321.4 2321.4 2B 4170 4170 2C 4170 4170 2D 4170 4170 2E 3974 3974 2F 3099.4 3099.4 2G 974.23 974.23 Tải trọng gió tác dụng vào khung trục 2 Vì chiều cao công trình Hct = 24.3 m < 40(m), cho phép bỏ qua thành phần động của tải trọng gió. Khi tính tải trọng gió cho công trình ta chỉ cần tính cho thành phần tĩnh của tải trọng gió Aùp lực gió tính toán W = Wo´ k´ c ´ n (kG/m2) Trong đó : W0 – áp lực gió tiêu chuẩn tùy thuộc vùng tính gió (vì công trình thuộc khu vực TPHCM, cho nên ta lấy W0 = 83 (KG/m2) k – hệ số kể đến sự thay đổi về độ cao c – hệ số khí động, phía đón gió: c = 0.8, phía khuất gió : c = - 0.6 n – hệ số tin cậy, n =1.2 b/ Tải trọng gió truyền vào cột Ta có: qtt = W.B (KG/m), với B là bề rộng đón gió của công trình Tầng Bề rộng đón gió (m) Hệ số độ tin cậy n Wo (kG/m2) Cao độ đón gió (m) k Hệ số khí động c Tải trọng tính toán (kG/m) Đón gió Khuất gió Đón gió Khuất gió Mái 6 5 4 3 2 1 5.4 5.4 5.4 5.4 5.4 5.4 5.4 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 83 83 83 83 83 83 83 24.3 21.0 17.7 14.4 11.1 7.8 4.5 1.324 1.298 1.267 1.233 1.193 1.132 1.07 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 569.68 558.49 545.15 530.53 513.31 487.07 460.39 427.26 418.87 408.87 397.89 384.89 365.30 345.29 II. XÁC ĐỊNH SƠ BỘ KÍCH THƯỚC TIẾT DIỆN KHUNG TRỤC 2 Kích thước tiết diện dầm Đối với dầm chính hd = (1/8 –> 1/12)L Đối với dầm phụ hd =(1/12 –> 1/20)L Kích thước tiết diện cột Fc = (kSN) /Rn Với : k – hệ số xét đến ảnh hưởng của momen tải trọng SN – tổng tải trọng đứng ( tĩnh tải + hoạt tải ) Rn - cường độ chịu nén của bê tông Bê tông mác 250 có Rn = 110 (KG/cm2 ), Rn = 8.8 (KG/cm2 ) CỘT TẦNG CỘT TRỤC A Diện tr.tải(m2) q(kG/m2) åN(kG) k Fc (cm2) b´h (cm) Fch(m2) Mái 6 5 4 3 2 1 13.5 13.5 13.5 13.5 13.5 13.5 13.5 749 749 749 749 749 749 749 12718 25436 38154 50872 63590 76308 89026 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 138.74 277.48 416.22 554.97 693.71 832.45 971.19 25´30 30´40 30´40 30´40 40´45 40´45 40´45 750 1200 1200 1200 1800 1800 1800 CỘT TRỤC B Mái 6 5 4 3 2 1 22.14 22.14 22.14 22.14 22.14 22.14 22.14 869 869 869 869 869 869 869 22133 44267 66400 88534 110667 132800 154934 1.1 1.1 1.1 1.1 1.1 1.1 1.1 221.33 442.6 664 885.33 1106.67 1328 1549.34 30´30 40´40 40´40 40´40 40´50 40´50 40´50 900 1600 1600 1600 2000 2000 2000 CỘT TRỤC C Mái 6 5 4 3 2 1 22.14 22.14 22.14 22.14 22.14 22.14 22.14 869 869 869 869 869 869 869 22133 44267 66400 88534 110667 132800 154934 1.1 1.1 1.1 1.1 1.1 1.1 1.1 221.33 442.6 664 885.33 1106.67 1328 1549.34 30´30 40´40 40´40 40´40 40´50 40´50 40´50 900 1600 1600 1600 2000 2000 2000 CỘT TRỤC D Mái 6 5 4 3 2 1 22.14 22.14 22.14 22.14 22.14 22.14 22.14 869 869 869 869 869 869 869 22133 44267 66400 88534 110667 132800 154934 1.1 1.1 1.1 1.1 1.1 1.1 1.1 221.33 442.6 664 885.33 1106.67 1328 1549.34 30´30 40´50 40´50 40´50 40´60 40´60 40´60 900 2000 2000 2000 2400 2400 2400 CỘT TRỤC F Mái 6 5 4 3 2 1 18.9 18.9 18.9 18.9 18.9 18.9 18.9 852.2 852.2 852.2 852.2 852.2 852.2 852.2 12774 25549 38323 51098 63872 76646 89421 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 139.36 278.72 418.07 557.43 696.79 836.15 975.5 30´30 40´50 40´50 40´50 40´60 40´60 40´60 900 2000 2000 2000 2400 2400 2400 III. CÁC TRƯỜNG HỢP CHẤT TẢI VÀO KHUNG TRỤC 2 TRƯỜNG HỢP 1 TĨNH TẢI TRƯỜNG HỢP 2 HOẠT TẢI TẦNG LẺ TRƯỜNG HỢP 3 HOẠT TẢI TẦNG CHẴN TRƯỜNG HỢP 4 HOẠT TẢI CÁCH TẦNG CÁCH NHỊP 1 TRƯỜNG HỢP 5 HOẠT TẢI CÁCH TẦNG CÁCH NHỊP 2 TRƯỜNG HỢP 6 GIÓ TRÁI TRƯỜNG HỢP 7 GIÓ PHẢI IV. TỔ HỢP TẢI TRỌNG Sử dụng phần mềm SAP 2000 giải khung để tìm nội lực và tổ hợp tải trọng Cấu trúc tổ hợp tải trọng Tổ hợp cơ bản 1 Tổ hợp cơ bản 2 [1] Trường hợp 1 + 2 [7] 1 + 2 + 3 [16] 1 + 2 + 3 + 6 [2] Trường hợp 1 + 3 [8] 1 + 2 + 6 [17] 1 + 2 + 3 +79 [3] Trường hợp 1 + 4 [9] 1 + 2 + 7 n = 1–0.9–0.9–0.9 [4] Trường hợp 1 + 5 [10] 1 + 3 + 6 [5] Trường hợp 1 + 6 [11] 1 + 3 + 7 [6] Trường hợp 1 + 7 [12] 1 + 4 + 6 Hệ số tổ hợp n = 1 - 1 [13] 1 + 4 + 7 [14] 1 + 5 + 6 [15] 1 + 5 + 7 Hệ số tổ hợp n = 1-0.9-0.9 Đối với cột Tổ hợp nội lực tại mặt ngàm ở hai đầu cột Tổ hợp nội lực cho cột và chọn ra ba cặp nội lực nguy hiểm nhất cho cấu kiện cột là Mmax , NTƯ Mmin , NTƯ Nmin , MTƯ V. TÍNH TOÁN CỐT THÉP a. Tính toán cốt thép cột khung trục 2 Cột được tính toán đặt thép đối xứng, từ tổ hợp nội lực ta chọn ra hai cặp nội lực Mmax, Ntư và Mmin, Ntư. Tính độ lệch tâm ban đầu e0 : Độ lệch tâm do nội lực:; Tính hệ số uốn dọc : Trong đó lực nén tới hạn: Trong đó: S là hệ số kể tới độ lệch tâm lấy S=0.84; khi 0.05h<e0<5h lấy Khi e0 > 5h lấy S=0.122 Nếu không tách riêng tải trọng dài hạn thì lấy Kdh = 2 Tính độ lệch tâm tình toán , Xác định trường hợp lệch tâm Nếu thì tính theo lệch tâm lớn. Nếu thì tính theo lệch tâm bé. Tính cốt thép Trường hợp lệch tâm lớn + Nếu x>2a’ : + Nếu x<2a’: Kiểm tra lại hàm lượng cốt thép: ; Trường hợp lệch tâm bé Tính x’, nếu thì: nếu thì: b. Tính cốt đai cho dầm khung trục 2 Công thức tính toán cốt thép đai được tóm tắt như sau Kiểm tra điều kiện hạn chế lực cắt Kiểm tra điều kiện tính cốt đai Lực cắt mà cốt đai phải chịu Chọn cốt đai f8 có fđ= 0.503cm2. Khoảng cách tính toán của cốt đai: . Khoảng cách cực đại giữa hai cốt đai: . Khoảng cách cấu tạo: , Khả năng chịu cắt của bêtông và cốt đai trên tiết diện nghiêng nguy hiểm nhất. TÍNH CỐT THÉP CHO DẦM CÁC SỐ LIỆU BAN ĐẦU Cường độ (kG/cm2) Hệ số nhân lực để thành kg 1000 Rk Rn Ra R'a Rađ Hệ số nhân c.dài để thành cm 100 8.8 110 2600 2600 1600 Bảng nhập nội lực và kích thước dầm CỐT ĐAI thép dọc thép đai Ghi chú M Q b h a(cm) fđai n fđ (cm2) Fa ( cm2 ) fđai n u (cm) Thép dầm tầng 1-2-3 Gối A 12.6 10.54 0.25 0.45 5 8 2 0.502 14.65 8 2 15 Nhịp AB 4.28 10.54 0.25 0.45 5 8 2 0.502 4.34 8 2 15 Gối B 10.31 5.25 0.25 0.4 5 8 2 0.502 13.96 8 2 15 Nhịp BC 1.66 5.25 0.25 0.4 5 8 2 0.502 1.87 8 2 15 Gối C 13.63 10.81 0.25 0.45 5 8 2 0.502 16.21 8 2 15 Nhịp CD 4.23 10.81 0.25 0.45 5 8 2 0.502 4.28 8 2 15 Gối D 35.78 19.51 0.25 0.6 5 8 2 0.502 36.42 8 2 20 Nhịp DF 18.4 19.51 0.25 0.6 5 8 2 0.502 14.73 8 2 20 Thép dầm tầng 4-5-6 Gối A 11.99 10.31 0.25 0.45 5 8 2 0.502 13.77 8 2 15 Nhịp AB 3.98 10.31 0.25 0.45 5 8 2 0.502 4.02 8 2 15 Gối B 7.49 5.3 0.25 0.4 5 8 2 0.502 9.43 8 2 15 Nhịp BC 1.67 5.3 0.25 0.4 5 8 2 0.502 1.88 8 2 15 Gối C 13.57 10.77 0.25 0.45 5 8 2 0.502 16.12 8 2 15 Nhịp CD 4.13 10.77 0.25 0.45 5 8 2 0.502 4.18 8 2 15 Gối D 33.54 19.01 0.25 0.6 5 8 2 0.502 32.58 8 2 20 Nhịp DF 17.77 19.01 0.25 0.6 5 8 2 0.502 14.15 8 2 20 Thép dầm tầng 7 Gối A 6 8.34 0.25 0.45 5 8 2 0.502 6.23 8 2 15 Nhịp AB 5.6 8.34 0.25 0.45 5 8 2 0.502 5.78 8 2 15 Gối B 2.85 3.26 0.25 0.3 5 8 2 0.502 4.82 8 2 15 Nhịp BC 0.389 3.26 0.25 0.3 5 8 2 0.502 0.61 8 2 15 Gối C 14.13 9.39 0.25 0.45 5 8 2 0.502 17.00 8 2 15 Nhịp CD 2.94 9.39 0.25 0.45 5 8 2 0.502 2.93 8 2 15 Gối D 22.13 15.27 0.25 0.6 5 8 2 0.502 18.38 8 2 20 Nhịp DF 17.01 15.27 0.25 0.6 5 8 2 0.502 13.45 8 2 20 TÍNH CỐT THÉP ĐỐI XỨNG CHO CỘT NÉN LỆCH TÂM CÁC SỐ LIỆU BAN ĐẦU Cường độ (kg/cm2) Module ĐH (kg/cm2) Hệ số nhân lực để thành kg 1000 Rn Ra R'a ao Eb Ea Hệ số nhân c.dài để thành cm 100 110 2600 2600 0.58 265000 2000000 Nhập nội lực và kích thước cột Tính hệ số uốn dọc h Ghi chú M N Mdh Ndh b h l a (cm) a' (cm) k mgt Fa chọn mt +m't Nhận xét mtb Tầng 1-2-3 Cột trục A 13.85 160.27 2.88 125.12 0.4 0.45 4.5 5 5 0.7 2.000% 16.44 2.05% Đạt 2.02% Cột trục B 14.02 205.09 1.41 166.83 0.4 0.5 4.5 5 5 0.7 1.862% 16.91 1.87% Đạt 1.87% Cột trục C 12.65 199.95 1.91 162.2 0.4 0.5 4.5 5 5 0.7 1.546% 14.13 1.57% Đạt 1.55% Cột trục D 26.35 297.03 6.13 236.29 0.4 0.6 4.5 5 5 0.7 2.873% 35.49 3.22% Đạt 3.05% Cột trục F 17.32 309.72 6.21 231.52 0.4 0.6 4.5 5 5 0.7 2.481% 29.13 2.64% Đạt 2.56% Tầng 4-5-6 Cột trục A 4.95 80.11 1.89 64 0.3 0.4 3.3 5 5 0.7 0.450% 2.10 0.40% Đạt 0.42% Cột trục B 7.11 113.29 3.22 93.37 0.4 0.4 3.3 5 5 0.7 0.450% 2.80 0.40% Đạt 0.42% Cột trục C 4.47 109.61 0.42 89.88 0.4 0.4 3.3 5 5 0.7 0.450% 2.80 0.40% Đạt 0.42% Cột trục D 13.61 163.19 3.28 132.32 0.4 0.5 3.3 5 5 0.7 0.980% 8.27 0.91% Đạt 0.95% Cột trục F 7.21 175.89 1.4 136.09 0.4 0.5 3.3 5 5 0.7 0.450% 3.60 0.40% Đạt 0.42% Tầng 7 Cột trục A 2.19 20.27 1.9 18.59 0.25 0.3 3.3 5 5 0.7 0.486% 1.39 0.44% Đạt 0.46% Cột trục B 4.2 26.11 3.34 23.34 0.3 0.3 3.3 5 5 0.7 1.298% 4.53 1.20% Đạt 1.25% Cột trục C 0.86 23.68 0.12 21.13 0.3 0.3 3.3 5 5 0.7 0.530% 1.90 0.50% Đạt 0.51% Cột trục D 4.04 36.06 2.55 32.74 0.3 0.35 3.3 5 5 0.7 0.456% 1.80 0.40% Đạt 0.42% Cột trục F 2.25 37.74 1.14 33.67 0.3 0.35 3.3 5 5 0.7 0.413% 1.80 0.40% Đạt 0.40% BẢNG CHỌN CỐT THÉP CHO DẦM VÀ CỘT KHUNG TRỤC 2 TIẾT DIỆN Fa ( cm2 ) Chọn thép Fach(cm2) fđai n u (cm) DẦM TẦNG 1-6 Gối A 14.65 5F20 15.71 8 2 15 Nhịp AB 4.34 3F18 7.63 8 2 15 Gối B 13.96 5F20 15.71 8 2 15 Nhịp BC 1.87 3F18 7.63 8 2 15 Gối C 16.21 4F20+2F18 17.65 8 2 15 Nhịp CD 4.28 3F18 7.63 8 2 15 Gối D 36.42 8F22+2F20 36.69 8 2 20 Nhịp DF 14.73 6F18 15.27 8 2 20 DẦM TẦNG 7 Gối A 6.23 4F18 10.18 8 2 15 Nhịp AB 5.78 3F18 7.63 8 2 15 Gối B 4.82 4F18 10.18 8 2 15 Nhịp BC 0.61 3F18 7.63 8 2 15 Gối C 17.00 4F20+2F18 17.65 8 2 15 Nhịp CD 2.93 3F18 7.63 8 2 15 Gối D 18.38 6F20+2F18 23.94 8 2 20 Nhịp DF 13.45 6F18 15.27 8 2 20 CỘT TẦNG 1-3 Trục A 16.44 5F20+2F16 19.73 8 2 15 Trục B 16.91 5F20+2F16 19.73 8 2 15 Trục C 14.13 5F20+2F18 20.8 8 2 15 Trục D 35.49 7F25 34.36 8 2 15 Trục F 29.13 7F25 34.36 8 2 15 CỘT TẦNG 4-6 Trục A 2.10 5F16 10.05 8 2 15 Trục B 2.80 5F16 10.05 8 2 15 Trục C 2.80 5F16 10.05 8 2 15 Trục D 8.27 5F18 12.72 8 2 15 Trục F 3.60 5F18 12.72 8 2 15 CỘT TẦNG 7 Trục A 1.39 3F16 6.03 8 2 15 Trục B 4.53 3F16 6.03 8 2 15 Trục C 1.90 3F16 6.03 8 2 15 Trục D 1.80 3F16 6.03 8 2 15 Trục F 1.80 3F16 6.03 8 2 15