Đề tài Thiết kế chung cư cao tầng Avalon năm 2009

2004 PHẦN IV-CHƯƠNG 9: TÍNH TOÁN SÀN CĂNG GVHD: TH.S KHỔNG TRỌNG TOÀN SVTH : PHẠM ĐỨC THUẬN MSSV : 103104166 - 228 - - Độ cứng xoắn của sàn tại tim cột:    )1( 9 2 2 2 L cL CEK cst .8.968 124.16 5.311124.16 62779 124.16 5.311124.16 62779 33 cs cscs E EE            - Độ cứng cột tương đương: .45.8318.968 1 7.5864 111 11 c cscctc ec EEEKKK           Độ cứng sàn 2/ 4 1cL EIK n s s  trong đó:  Ln - chiều dài nhịp cột Ln=10m=32.81ft=393.7in;  c1 - chiều cao tiết diện cột. - Bề rộng dải tính toán 16.4ft = 16.4x12 =196.8in .6.1195512 98.196 43 inJ s  - Độ cứng sàn bên phải cột A 9.1252/56.277.393 6.1195514  sK Ecs. - Độ cứng sàn bên trái cột B 5.1262/5.317.393 6.1195514  sK Ecs. - Độ cứng sàn bên phải cột B 5.1262/5.317.393 6.1195514  sK Ecs. 9.7.6. Xác định hệ số phân phối mômen cho sàn xuống cột DF, và hệ số truyền COF  K KDF s ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD CHUNG CƯ CAO TẦNG AVALON KHOÁ 2004 PHẦN IV-CHƯƠNG 9: TÍNH TOÁN SÀN CĂNG GVHD: TH.S KHỔNG TRỌNG TOÀN SVTH : PHẠM ĐỨC THUẬN MSSV : 103104166 - 229 - trong đó: )()( phaistraisec KKKK  - Tại gối A 168.09.1257.625 9.125  cc c EE EDF . - Bên trái gối B 117.05.1265.12645.831 5.126  ccc c EEE EDF . - Bên phải B .117.05.1265.12645.831 5.126  ccc c EEE EDF - Xác định hệ số truyền dựa vào tỉ số giữa c1/l1 và c2/l2 tra bảng A20 [15] vànội suy, có được bảng sau: (c1, c2 – chiều rộng và chiều cao tiết diện cộttương ứng; l1, l2 nhịp bước cột): Bảng 9.3: Bảng xác định hệ số truyền COF 9.7.7. Lập bảng phân phối moment do tải không cân bằng và kiểm tra ứng suất kéo tại gối và nhịp Bảng 9.4: Bảng phân phối moment do Mnet - Kiểm tra ứng suất kéo trong bêtông sàn S M A Pf nett max  ; - Theo Mục 18.4.1 [34]  Tại vị trí mặt gối tựa ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD CHUNG CƯ CAO TẦNG AVALON KHOÁ 2004 PHẦN IV-CHƯƠNG 9: TÍNH TOÁN SÀN CĂNG GVHD: TH.S KHỔNG TRỌNG TOÀN SVTH : PHẠM ĐỨC THUẬN MSSV : 103104166 - 230 - 37940006'6][  ct ff psi;  Tại vị trí mặt giữa nhịp 12640002'2][  ct ff psi. Kiểm tra tại vị trí bên trái gối C( vị trí có Mnet lớn nhất) 3 max cVMM netnet  (thiên về an toàn nên ta lấy cánh tay đòn bằng c/3) Phản lực tại gối B: 25152 8.3236.153 2   BC BC net LWV (lb/ft) 29.1722472 8.3236.153 3 5.31107.198 3max    netM in-lb/ft. 25.4256 95.31 6 22  bhS in3. S M A Pf nett max  5.22625.425 29.172247179  psi < [ft] = 379 psi  ứng suất kéo trong bê tông sàn tại vị trí bên trái gối B thoả mãn. Kiểm tra vị trí giữa nhịp BC 3 2 max 107.1988  BCnet net LwM 48940107.198128 81.3236.153 32max netM in-lb/ft. S M A Pf nett max  6425.425 48940179  psi < [ft] = 126 psi.  ứng suất kéo trong bê tông sàn tại vị trí giữa nhịp BC thoả mãn. 9.7.8. Xác định biểu đồ moment Mu cho sàn (Mu là moment sau cùng mà sànphải chịu) ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD CHUNG CƯ CAO TẦNG AVALON KHOÁ 2004 PHẦN IV-CHƯƠNG 9: TÍNH TOÁN SÀN CĂNG GVHD: TH.S KHỔNG TRỌNG TOÀN SVTH : PHẠM ĐỨC THUẬN MSSV : 103104166 - 231 - Lập bảng phân phối moment cho moment do tải cân bằng gây ra:  Tính momen ngàm của tải trọng đã cân bằng(của cáp) 12 2LwFEM balbal   Nhịp AB và CD wbal = 53.75 psf. 67.578611212 81.3275.53 2  balFEM in-lb.  Nhịp BC wbal = 74.64 psf. 67.803491212 81.3264.74 2  balFEM in-lb. Bảng 9.5: Bảng phân phối moment do tải cân bằng Mbal Lập bảng phân phối moment cho moment do tải tính toán(tải đã nhân hệ số):  Tính momen thứ cấp Ms Ms = Mbal – M1trong đó: Ms - moment do thứ cấp, là moment sau cùng do cáp sinh ra, có giátrị bằng moment; Mbal - moment do tải cân bằng của cáp gây ra; M1 - moment do sự lêch tâm của cáp so với trục cấu kiện gây ra. - Từ hình dạng của cáp trong sàn (hình 9.12)  Nhịp AB tại gối A e = 0 M1 = F.e = 0Mômen cân bằng:Mbal = 47100 in-lb/ft (từ bảng 9.5)  Ms = 47100 – 0 =47100 in-lb/ft. Moment ngàm của tải trọng tính toán ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD CHUNG CƯ CAO TẦNG AVALON KHOÁ 2004 PHẦN IV-CHƯƠNG 9: TÍNH TOÁN SÀN CĂNG GVHD: TH.S KHỔNG TRỌNG TOÀN SVTH : PHẠM ĐỨC THUẬN MSSV : 103104166 - 232 - 3723601212 81.32.9.345 12 22  lWFEM uu in-lb/ft.  Nhịp BA tại bên trai gối B e = 9/2-1 = 3.5 M1 = F.e = 19284x3.5 = 67494 in-lb/ftMoment cân bằng: Mbal = 64900 in-lb/ft (từ bảng 11.3)  Ms = 64900– 67494 =-2594 in-lb/ft. Moment ngàm của tải trọng tính toán 3723601212 81.32.9.345 12 22  lWFEM uu in-lb/ft.  Nhịp BC tại bên phải gối B e = e = 9/2-1 = 3.5 M1 = F.e = 19284x3.5 = 67494 in-lb/ft.Moment cân bằngMbal = 79400 in-lb/ft (từ bảng 11.3)  Ms = 79400 – 67494 =11906 in-lb/ft. Moment ngàm của tải trọng tính toán 3723601212 81.32.9.345 12 22  lWFEM uu in-lb/ft. Bảng 9.6: Bảng phân phối moment do tải tính toán (đã nhân hệ số) Mu- Xác định biểu đồ moment thiết kế Mu - Moment thiết kế bằng moment do tải sử dụng đã nhân hệ số (tải tính toán ) trừ đi moment thứ cấp sau cùng do cáp sinh ra Mu = su MM  trong đó:  uM - moment do tải tính toán gây ra; Ms -moment do thứ cấp, là moment sau cùng do cáp sinh ra, có giá trị bằng moment.  Tính moment Mu và momen tính toán nM : ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD CHUNG CƯ CAO TẦNG AVALON KHOÁ 2004 PHẦN IV-CHƯƠNG 9: TÍNH TOÁN SÀN CĂNG GVHD: TH.S KHỔNG TRỌNG TOÀN SVTH : PHẠM ĐỨC THUẬN MSSV : 103104166 - 233 - Mu = su MM  - Xác định moment âm bên phải cột A (nhịp AB) Ms = 47100 in-lb/ft; uM = -310000 in-lb/ft; (từ bảng 11.4) Mu = 26290047100310000  su MM in-lb/ft; Mu tại mặt cột sẽ bị giảm đi 1 lượng V.c/3 L MMLwV AuBuuAB   )()(2 ftlb /2.5446 1281.32 10)3109.399( 2 81.329.345 3    c = 27.56 in  Mu = 262900 – 3 56.272.5446 212867.6 in-lb/ft. Đối với cấu kiện chịu uốn thì hệ số giảm cường độ là  =0.9 nên các giá trị moment Mu vừa tính được tại gối và nhịp phải chia cho  =0.9 để đượcmoment thiết kế sau cùng Mn kết quả như sau:  nM =  9.0 6.212867  uM 236520 in-lb/ft. - Xác định moment âm bên trái cột B (nhịp BA) Ms = -2594 in-lb/ft uM = 399900 in-lb/ft (từ bảng 11.4) Mu = 402494)2594(3999000  su MM in-lb/ft; Mu tại mặt cột sẽ bị giảm đi 1 lượng V.c/3 L MMLwV BuAuuBA   )()(2 ftlb /8.5902 1281.32 10)9.399310( 2 81.329.345 3    c = 31.5 in  Mu = 402494 – 3 5.318.5902  =340470.57 in-lb/ft;  nM =  9.0 57.340470  uM 378300.6 in-lb/ft. - Xác định moment âm bên phải cột B (nhịp BC) Ms = 11906in-lb/ft uM = -376000 in-lb/ft (từ bảng 11.4) Mu = 36409411906376000  su MM in-lb/ft; ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD CHUNG CƯ CAO TẦNG AVALON KHOÁ 2004 PHẦN IV-CHƯƠNG 9: TÍNH TOÁN SÀN CĂNG GVHD: TH.S KHỔNG TRỌNG TOÀN SVTH : PHẠM ĐỨC THUẬN MSSV : 103104166 - 234 - Mu tại mặt cột sẽ bị giảm đi 1 lượng Vc/3 L MMLwV BuCuuBC   )()(2 ;/5.5674 1281.32 10)376376( 2 81.329.345 3 ftlb   c = 31.5 in  Mu = 364094 – 3 5.315.5674 304511.8 in-lb/ft;  nM =  9.0 8.304511  uM 338346.4 in-lb/ft. - Tính mômen dương lớn nhất nhịp AB ( uM max, nM ) Giả sử tại vị trí lực cắt bằng 0 và moment lớn nhất là x: x =  9.345 2.5446 u AB w V 15.745 ft  uM = 310000 in-lb/ft Ms = 0.5(47100 +(-2594) = 22253in-lb/ft;  uM max = suuAB MMxwxV  2 2 = 22253310000122 745.5  21345.9-1215.7455446.2 =226756 in-lb/ft;  nM = 9.0 226756   uM = 251951.1 in-lb/ft. - Tính moment dương lớn nhất nhịp BC ( uM max, nM ) Giả sử tại vị trí lực cắt bằng 0 và moment lớn nhất là x: x =  2 81.32 2 nL 16.405 ft Ms = 11906 in-lb/ft  uM max = suuBC MMxwxV  2 2 = 11906376000122 6405.6  2.4051345.9-1215674.5 =194448 in-lb/ft;  nM = 9.0 194448   uM = 216053.3 in-lb/ft; ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD CHUNG CƯ CAO TẦNG AVALON KHOÁ 2004 PHẦN IV-CHƯƠNG 9: TÍNH TOÁN SÀN CĂNG GVHD: TH.S KHỔNG TRỌNG TOÀN SVTH : PHẠM ĐỨC THUẬN MSSV : 103104166 - 235 - Bảng 9.6: Giá trị moment tại các vị trí gối và nhịp (in-lb/ft) Vị trí Gối A Nhịp AB Gối B (trái) (Gối B (phải) Nhịp BC Mn (in -lb/ft) 236520 251951.1 378300.6 338346.4 216053.3 Hình 9.13: Biểu đồ moment thiết kế 9.7.9. Kiểm tra cường độ moment chiu uốn của sàn - Theo [34], cốt thép không ứng lực trước (cốt thép thường) tối thiểu: minAs = 0.00075hLn. - Từ biểu đồ moment trên, cầm kiểm tra cường độ chịu moment uốn của sàn tại vị trí có moment lớn nhất là giữa nhịp AB và bên trái cột B. a) Kiểm tra moment âm bên trái cột B - Moment tại bề mặt tiết diện bên trái cột B cần kiểm tra nM =378300.6 in-lb/ft 266.2122 )81.3281.32(900075.0 inAs  . Tra bảng 3.3[35],chọn 7 thanh #6(19.05mm) As=0.44 in2.  As = 0.44x7 = 3.08in2Khoảng cách lớn nhất giữa các thanh: 6in (152mm) và đặt tập trung quanh tiết diện cột trong khoảng: bề rộng cột + 0.5 x chiều dày sàn. bcột + 0.5hsàn = 31.5 +0.5x9= 36 in (914mm).Khung tương đương rông 16.405 ft nên: 218771.0405.16 08.3 inL A ft A ss  . ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD CHUNG CƯ CAO TẦNG AVALON KHOÁ 2004 PHẦN IV-CHƯƠNG 9: TÍNH TOÁN SÀN CĂNG GVHD: TH.S KHỔNG TRỌNG TOÀN SVTH : PHẠM ĐỨC THUẬN MSSV : 103104166 - 236 - - Theo [28], vì 3522.4919 1281.32   pd L  fps = fpe + 10000300 '  p cf  trong đó: 00126.0812405.16 153.013   b ps p bd A .  fps = 159000+ 00126.0300 4000  + 10000 = 179582 psi  Fps = 15.21773405.16 179582153.013 L fA psps lb/ft 11262600001877.0)/(  yss fftAF lb/ft Tổng lực F/ft = Fps +Fs =21773.15+ 11262 =33035.15 lb/ft Chiều cao vùng nén: 81.012400085.0 15.33035 '85.0   bf fAfAa c yspsps in Cốt thép không ứng lực trước và ứng lực trước được đặt cùng cao trình dp = 9-1 =8inDo đó, Mn = (Apsfps + Asfs)(dp – 0.5a) =33035.15(8 – 0.81/2) = 250902 in-lb/ft Kiểm tra: nM max = 378300.6 > nM = 250902 không thoả  Mn = 378300.6 – 250902= 127398.6 in-lb/ft b) Kiểm tra moment dương tại nhịp AB - Moment giữa nhip AB cần kiểm tra nM = 251951 in-lb/ft Chiều cao vùng nén: 534.012400085.0 15.21773 '85.0  bf fAa c psps in  nM = (Apsfps + Asfs)(dp – 0.5a) =21773.15x(8 – 0.534/2) = 168371.77 in-lb/ft Kiểm tra: nM max = 251951in-lb/ft > nM = 168371.77 in-lb/ft  không thoả. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD CHUNG CƯ CAO TẦNG AVALON KHOÁ 2004 PHẦN IV-CHƯƠNG 9: TÍNH TOÁN SÀN CĂNG GVHD: TH.S KHỔNG TRỌNG TOÀN SVTH : PHẠM ĐỨC THUẬN MSSV : 103104166 - 237 - Tra bảng [35], chọn 10 thanh #7 (22.22mm) As = 0.6 in2.  As = 0.6x10 = 6 in2 0715.112400085.0 405.16 60000615.21773 '85.0    bf fAfAa c yspsps in Mn = (Apsfps + Asfs)(dp – 0.5a) =( 405.16 60000615.21773  )x(8 – 1.0715/2) = 326319.7 in-lb/ft Kiểm tra: nM max = 251951 in-lb/ft < nM = 326319.7 thoả  MR = 326319.7 – 251951= 74368.7 in-lb/ft. c) Phân bố lại moment Mn (%)36.0 )')(( 120           I p p D d d    0565.04000 17958200126.0 '   c psp p f f d=dp = 9-1 = 8 in 0'  85.01  (%)3.1685.036.0 00565.0120     D Chọn %16D để phân bố lại Phân bố lại cường độ moment Mu từ gối tựa cho giữa nhịp là )( goiuDR MM  = 0.16x378300.6= 60528.1 in-lb/ft Kiểm tra MR = 60528.1 in-lb/ft < MR = 74368.7 in-lb/ftthoả.  Đối với giữa nhịp bố trí 10#7  Trong vùng 36in (914mm) xung quanh tiết diện cột bố trí 8#6 (19.05mm) mỗi thanh dài 11ft (3.353m). d) Cân bằng cốt thép dự ứng lực cho dải cột ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD CHUNG CƯ CAO TẦNG AVALON KHOÁ 2004 PHẦN IV-CHƯƠNG 9: TÍNH TOÁN SÀN CĂNG GVHD: TH.S KHỔNG TRỌNG TOÀN SVTH : PHẠM ĐỨC THUẬN MSSV : 103104166 - 238 - - Sự phân bố moment không đều theo bề rộng sàn, nhưng có xu hướng tập trung ở dải đầu cột hơn. Như vậy ta phải tập trung một lượng % cáp lớn tại dải cột, như đã xác định 9.13, và bố trí trải đều lượng cáp còn lại cho dải ở giữa. Với những nhịp liên tục, 65-75% moment theo mỗi phương được chịu bởi các dải nhịp, trong khi diện tích toàn bộ và số lượng cáp đòi hỏi để chịu moment được giữ nguyên. - Bề rộng của nửa dải cột theo bất kì phái nào của cột bằng ¼ cạnh nhỏ hơn của bản sàn. Dải ở giữa là dải sàn giới hạn bởi 2 cột. Vì vậy, sự phân bố hay sắp xếp cáp dự ứng lực(DƯL) theo sự phân bố % của moment giữa dải cột và giả ở giữa.Nếu 70% cáp tập trung cho dải cột thì dải cột sẽ chịu 70% moment toàn bộ và dải giữa sẽ chịu 30%. - Khi dây cáp truyền tải lên các điểm phía trên nối nối các sợi parapolic gần nhau, phản lực kèm theo do cột , tường và cáp phía trên chống đỡ để đạt được độ võng nhỏ nhất và khả năng chống cắt lớn nhất. Như vậy , sự phân bố tĩnh học hợp lý của cáp là sự phân bố mà trong đó tất cả dây cáp theo một phương được đặt kế cận các cột và các dây cáp theo phương vuông góc còn lại được phân bố cách quãng đều nhau theo bề rộng nhịp. - Khoảng cách yêu cầu giữa các cáp trong dải cột vào khoảng 3-4 lần bề dày sàn , trong khi khoảng cách yêu cầu lớn nhất của cáp trong dải ở giữa không vượt quá 6 lần bề dày sàn.Một ứng suất nén trung bình trong bê tông theo mỗi hướng ít nhất sẽ là 125psi(0.9Mpa). - Sự thay đổi của việc phân bố dây cáp không làm biến đổi ứng xử độ võng và cường độ cho cùng hàm lượng thép DWL. Sự phân bố từ 65-75% dây cáp ở dải cột sẽ là hiệu quả nhất, đặc biệt trong việc tăng cường khả năng truyền moment và lực cắt tại tiết diện đỡ bởi cột của sàn 2 phương. - Bố trí 70% bó cáp cho dải đầu cột = 0.7x13= 9 bó, trong đó đặt 3 bó đi qua tiết diện cột. - Còn lại 13– 9 = 4 bó bố trí ở dải giữa nhịp. - Đối với các dải cột biên sử dụng 4 bó cho dải đầu cột và 2 bó cho dải giữa nhịp. - Khoảng cách tối đa giữa các cáp trong dải cột là (3-4)hs, còn đối với dải giữalà 6hs 9.7.10.Kiểm tra khả năng chịu cắt tại tiết diện đầu cột[37] - Tiết diện cắt tới hạn được tính từ d’/2 từ mặt của cột như hình 11.7 d = 9 – 1 = 8in dp = dc = 0.8h = 0.8x9 = 7.2 inc1 = 31.5 inc2 = 31.5 in b1 = 1.352 2.75.3121  dc in b2 = c2 + dp = 31.5 +7.2 = 38.7 in ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD CHUNG CƯ CAO TẦNG AVALON KHOÁ 2004 PHẦN IV-CHƯƠNG 9: TÍNH TOÁN SÀN CĂNG GVHD: TH.S KHỔNG TRỌNG TOÀN SVTH : PHẠM ĐỨC THUẬN MSSV : 103104166 - 239 - Hình 9.14: Các kích thước dùng để kiểm tra lực cắt tại đầu cột Diện tích tiết diện tới hạn: Ac = b0xdp = 2x35.1x7.2+38.7x7.2= 784.08 in2 Từ hình 11.8: dp(2b1+ b2 ) 21bdx p 7.2x(2x35.1+38.7) x =7.2x35.12 x=11.313  313.11 ABcx in indxg p 713.72 2.7313.112  inxA dbc c p AB 313.1108.784 2.71.35 221  cCD = b1 - cAB = 35.1 – 11.313 = 23.787in Từ các đặc trưng hình của các cột biên như hình 11.7 Hệ số uốn cắt 388.0/3/21 11 21  bbv f = 1 – 0.388 = 0.612 - Momen quán tính độc cực[37]: dxbxbdbdbdbJ ppc 2 2 1 3 1 3 1 2 1266     .456.113361 313.117.382.7313.112 1.352.726 2.71.35 6 2.71.35 4 2 33 in     - Tính moment không cân bằng Moment đơn vị tại trục cột B: c d/2 b 1 1 gx d/2 d/2 b2c2 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD CHUNG CƯ CAO TẦNG AVALON KHOÁ 2004 PHẦN IV-CHƯƠNG 9: TÍNH TOÁN SÀN CĂNG GVHD: TH.S KHỔNG TRỌNG TOÀN SVTH : PHẠM ĐỨC THUẬN MSSV : 103104166 - 240 - Mc = MuBC=364094 in-lb; VBC = 5674.5 lb/ft; Vu = 5674.5 x 16.405 = 93090.17 lb/ft. Tổng moment tại cột trục B: Mue = Mc + Vug =-(364094 +93090.17x7.713) = -1082098.5 in-lb. Tổng moment không cân bằng Mn = lbinM ue  65.12023319.0 5.1082098  . - Ứng suất cắt tính toán c nABv c u n J MC A V    23.186456.113361 65.1202331313.1139.0 08.78485.0 17.93090  psi. - Giá trị ứng suất cắt cho phép 76.2741783.040005.33'5.3  ccc ff psi. > n Thoả. Vậy khả năng chịu cắt của cột thoả mãn Tương tự trình tự tính như trên lập bảng trình bày lại cách tính dải 1, và tính cho dải C, các dải còn lại do mặt bằng công trình đối xứng theo hai phương, nên các dải khác tương tự như dải 1 và dải C. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD CHUNG CƯ CAO TẦNG AVALON KHOÁ 2004 PHẦN IV-CHƯƠNG 9: TÍNH TOÁN SÀN CĂNG GVHD: TH.S KHỔNG TRỌNG TOÀN SVTH : PHẠM ĐỨC THUẬN MSSV : 103104166 - 241 - - Nhịp biên lAB = 32 ft 10 in ( 10.000 m ) l12 = 32 ft 10 in ( 10.000 m ) - Nhịp giữa lBC = 32 ft 10 in ( 10.000 m ) l23 = 32 ft 10 in ( 10.000 m ) - Chiều cao tầng lu = 10 ft 10 in ( 3.300 m ) - Hoạt tải WL = 89 psf ( 4.261 kPa) - Tĩnh tải tường WD = 27 psf ( 1.269 kPa) f'c = 4000 psi ( 27.580 MPa) f'ci = 3000 psi ( 20.685 MPa) - Trọng lương bê tông 150 pcf - Theo phương cạnh dài h = 8.533 in ( 216.747 mm) - Theo phương cạnh dài h = 8.533 in ( 216.747 mm) - Chọn h = 9.000 in ( 228.600 mm) - Tĩnh tải sàn WD = 112.500 psf ( 5.387 kPa) Tổng tĩnh tải WD = 139.000 psf ( 6.655 kPa) - Hoạt tải WL = 89.000 psf ( 4.261 kPa) Tổng tĩnh tải và h.tải Wu = 228.000 psf ( 10.917 kPa) - Tải trọng tính toán Wu = 1.4WD +1.7WL = 345.900 psf ( 16.562 kPa) - Nhịp AB tính Ln = 32.000 ft 10 in ( 10.000 m ) - Nhịp BC tính Ln = 32.000 ft 10 in ( 10.000 m ) - Bề rộng dải tính L2 = 16.405 ft ( 5.000 m ) 3. Xác định lực ứng suất và số lượng cáp trong 1 dải - Ứng suất nén đơn vị của bê tông fc = 178.000 psi ( 1.227 MPa) F = 19224 lb/ft ( 280.536 KN/m) - Chọn loại cáp đường kính d = 0.500 in 270K (7 sôïi) ( 12.700 mm) - Diện tích cốt thép DƯL Aps = 0.153 in2 ( 3.886 mm) - Lực hiệu quả sau khikhấu trừ tất cả các tổn hao fpe = 159000 psi ( 1096.305 MPa) - Lực hiệu quả trên 1 bó cáp Pe = 24327 lb 138.2 ( 108.985 KN) - - Số lượng bó cáp cần trên 1 dải 13.000 boù 1412.856 KN) Tổng lực theo phương cạnh dài (l = 25.1ft) Fe = 315369.7 Tính Toán Dải 1 1. Các số liệu ban đầu 2. Xác định chiều dày sàn lb ( ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD CHUNG CƯ CAO TẦNG AVALON KHOÁ 2004 PHẦN IV-CHƯƠNG 9: TÍNH TOÁN SÀN CĂNG GVHD: TH.S KHỔNG TRỌNG TOÀN SVTH : PHẠM ĐỨC THUẬN MSSV : 103104166 - 242 - ® Pe = 316251 lb ( 1416.8 KN) - Lực đơn vị thực sự Fe = 19277.7 lb/ft ( 281.3 KN/m) f c = 178 psi Thoaû! ( 1.2 MPa) A B C D 4.5 1.0 1.0 4.5 - Tại giữa nhịp AB, CD a1 = a3 = 4.5 in ( 114.3 mm) - Tại giữa nhịp BC a2 = 6.25 in ( 158.8 mm) - Từ đường cong cáp, xác định tải trọng cân bằng Nhịp AB Wbal = 53.729 psf ( 2.573 kPa) Wnet = 174.271 psf ( 8.344 kPa) Nhịp BC Wbal = 74.624 psf ( 3.573 kPa) Wnet = 153.376 psf ( 7.344 kPa) - FEM theo phương ABCD - Bề rộng tiết diện cột b = 27.559 in ( 700 mm) - Chiều cao tiết diện cột h = 27.559 in ( 700 mm) - Mômen quán tính cột J = 48069.829 in4 ( 1220974 mm) - Độ cứng Ecc=Ecs = 1.000 - Độ cứng uốn cột trên và dưới sàn Kc = 3436.013 Ecc - Hệ số C = 5319.027 - Độ cứng xoắn của sàn tại cột Kt = 764.612 Ecs - Độ cứng cột tương đương Kec = 625.435 Ecc - Bề rộng tiết diện cột b = 31.500 in ( 800.1 mm) - Chiều cao tiết diện cột h = 31.500 in ( 800.1 mm) - Mômen quán tính cột I = 82046.672 in4 ( 2083985.5 mm) Hình dạng đường cong cáp (độ trùng của cáp) 4. Xác định các đặc trưng khung tương đương Độ cứng cột giữa Độ cứng cột biên Tại gối cách mặt trên sàn (in) Tại nhịp cách mặt dưới sàn (in) 1.751.75 1.75 Vị trí đặt cáp cách chiều dày lớp bêtông bảo vệ Vị trí Kiểm tra lại A B C D h/2 a3 a2 a1 1'' 1.75'' 1.75'' 1.75'' 1'' 10000(32.81f) 10000(32.81f) 10000(32.81f) ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD CHUNG CƯ CAO TẦNG AVALON KHOÁ 2004 PHẦN IV-CHƯƠNG 9: TÍNH TOÁN SÀN CĂNG GVHD: TH.S KHỔNG TRỌNG TOÀN SVTH : PHẠM ĐỨC THUẬN MSSV : 103104166 - 243 - - Độ cứng Ecc=Ec = 1.000 - Độ cứng uốn cột Kc = 5864.67 E cc - Hệ số C = 6276.69 - Độ cứng xoắn của sàn tại cột Kt = 968.34 E cs - Độ cứng cột tương đương Kec = 831.11 E cc - Khoảng cách từ tim đến tim sàn theo phương E -W Ln = 16.41 ft ( 5.000 m ) - Mômen quán tính sàn J = 11959.25 in4 - Độ cứng sàn bên phải cột A Ks = 125.91 E cs - Độ cứng sàn bên trái cột B Ks = 126.57 E cs - Độ cứng sàn bên phải cột B Ks = 126.57 E cs - Tại cột A DF = 0.168 - Tại cột trái B DF = 0.117 - Tại cột phải B DF = 0.117 5. M ômen và ứng suất của tải trọng thiết kế - Lưới mômen thiết kế - Nhịp AB, CD Wnet = 174.27 psf ( 8.344 kPa) FEM = 187583.02 in -lb - Nhịp BC Wnet = 153.38 psf ( 7.344 kPa) FEM = 165092.34 in -lb l1 (in) c1 (in) c1/l1 l2 (in) c2 (in) c2/l2 Hệ sốtruyên 393.7 27.56 0.070 393.7 27.56 0.070 0.500 393.7 31.50 0.080 393.7 31.50 0.080 0.500 A D 0.168 0.117 0.117 0.117 0.117 0.168 0.500 0.500 0.500 0.500 0.500 0.500 -187.583 187.583 -165.092 165.092 -187.583 187.583 31.436 -2.625 -2.625 2.625 2.625 -31.436 -1.313 15.718 1.313 -1.313 -15.718 1.313 0.220 -1.988 -1.988 1.988 1.988 -0.220 -157.240 198.687 -168.393 168.393 -198.687 157.240 Truyền môment Kết quả M netx103/f t Xác định các hệ số phân bố Bảng 9.3: Bảng xác định hệ số truyền COF Độ cứng sàn Cột biên Cột biên Bảng 9.4: Bảng phân phối moment do Mnet B C Hệ số phân bố DF Hệ số truyền COF Mômen ngàm x103 (in-lb) ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD CHUNG CƯ CAO TẦNG AVALON KHOÁ 2004 PHẦN IV-CHƯƠNG 9: TÍNH TOÁN SÀN CĂNG GVHD: TH.S KHỔNG TRỌNG TOÀN SVTH : PHẠM ĐỨC THUẬN MSSV : 103104166 - 244 - 6. K iểm tra ứng suất kéo trong bê tông sàn Tại đầu cột - Mômen tại đầu cột Mnet,max =172269.242 in-lb/ft ( 63.854 KNm/m) - Mômen tĩnh S = 425.250 in3 ft = 226.604 psi ( 1.562 MPa) - Kiểm tra ft = 6f'c 379.473 psi > Thoaû! ( 2.616 MPa) Tại giữa nhịp - Mômen tại giữa nhịp Mnet,max =48951.141 in-lb/ft 18.145 KNm/m) ft = -63.386 psi ( -0.437 MPa) - Kiểm tra ft = 2f'c 126.491 psi > Thoaû! ( 0.872 MPa) 7. K iểm tra cương độ uốn tới hạn a. M ômen đã cân bằng Mbal - Nhịp AB, CD FEMbal = 57833.161 in-lb/ft ( 21.437 KNm/m) - Nhịp BC FEMbal = 80323.834 in-lb/ft ( 29.773 KNm/m) A D 0.168 0.117 0.117 0.117 0.117 0.168 0.500 0.500 0.500 0.500 0.500 0.500 -57.833 57.833 -80.324 80.324 -57.83 57.833 9.692 2.625 2.625 -2.625 -2.625 -9.692 1.313 4.846 -1.313 1.313 -4.846 -1.313 -0.220 -0.412 -0.412 0.412 0.412 0.220 -47.049 64.892 -79.424 79.424 -64.892 47.049 b. Tính mômen phụ M s và mômen của tải trọng đã nhân hệ số Mu- - Nhịp AB e = 0.000 in - Mômen ban đầu M1 = 0.000 in-lb/ft ( 0.000 KNm/m) Mbal = 47048.573 in-lb/ft ( 17.439 KNm/m) Ms = 47048.573 in-lb/ft ( 17.439 KNm/m) - FEMu của tải trọngđã nhân hệ số FEMu = 372322.2 in-lb/ft ( 138.007 KNm/m) Nhịp BA e = 3.500 in - Mômen ban đầu M1 = 67472.021 in-lb/ft ( 25.010 KNm/m) Mbal = 64892.085 in-lb/ft ( 24.053 KNm/m) (M bal -M1) ® Ms = -2579.936 in-lb/ft ( -0.956 KNm/m) - FEM u của tải trọngđã nhân hệ số FEMu = 372322.2 in-lb/ft ( 138.007 KNm/m) Nhịp BC e = 3.500 in - Mômen ban đầu M1 = 67472.021 in-lb/ft ( 25.010 KNm/m) Mbal = 79423.560 in-lb/ft ( 29.440 KNm/m) Ms = 11951.539 in-lb/ft ( 4.430 KNm/m) - FEMu của tải trọng đã nhân hệ số FEMu = 372322.2 in-lb/ft ( 138.007 KNm/m) C Hệ số phân bố DF Hệ số truyền COF Mômen ngàm x103 (in-lb) Truyền môment K ết quả M netx103/f t Bảng 9.5: Bảng phân phối moment do tải cân bằng M bal Gối B ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD CHUNG CƯ CAO TẦNG AVALON KHOÁ 2004 PHẦN IV-CHƯƠNG 9: TÍNH TOÁN SÀN CĂNG GVHD: TH.S KHỔNG TRỌNG TOÀN SVTH : PHẠM ĐỨC THUẬN MSSV : 103104166 - 245 - A D 0.168 0.117 0.117 0.117 0.117 0.168 0.500 0.500 0.500 0.500 0.500 0.500 -372.322 372.322 -372.322 372.322 -372.322 372.322 62.395 0.000 0.000 0.000 0.000 -62.395 0.000 31.197 0.000 0.000 -31.197 0.000 0.000 -3.642 -3.642 3.642 3.642 0.000 -309.927 399.878 -375.964 375.964 -399.878 309.927 c. M ômen thiết kế Mu Mômen âm tại gối A (Mu_ -Ms) ® Mu = 262878.730 in-lb/ft ( 97.440 KNm/m) - Giảm Môment tại tiếtdiện tới hạn cột VAB = 5445.727 lb/ft ( 79.469 KN/m) c = 27.559 in ( 699.999 mm) - Mu tại bề mặt cột Mu = 212852.471 in-lb/ft ( 78.897 KNm/m) - Mu = 236502.745 in-lb/ft ( 87.664 KNm/m) Mômen âm tại gối B (nhịp BA) (Mu_ -Ms) ® Mu = 402457.716 in-lb/ft ( 149.178 KNm/m) - Giảm Môment tại tiếtdiện tới hạn cột VAB = 5902.676 lb/ft ( 86.138 KN/m) c = 31.500 in ( 800.100 mm) - Mu tại bề mặt cột Mu = 340479.619 in-lb/ft ( 126.204 KNm/m) - Mu = 378310.687 in-lb/ft ( 140.227 KNm/m) Mômen âm tại gối B (nhịp BC) (Mu_ -Ms) ® Mu = 364012.459 in-lb/ft ( 134.927 KNm/m) - Giảm Môment tại tiếtdiện tới hạn cột VBC = 5674.201 lb/ft ( 82.804 KN/m) c = 31.500 in ( 800.100 mm) - Mu tại bề mặt cột Mu = 304433.346 in-lb/ft ( 112.843 KNm/m) - Mu = 338259.274 in-lb/ft ( 125.381 KNm/m) Mômen dương lớn nhất nhịp AB +Mu - Mômen max cách gốiA 1 đoạn x = 15.744 ft ( 4798.66 mm) Ms = 22234.319 in-lb/ft ( 8.242 KNm/m) + Mu = 226720.511 in-lb/ft ( 84.038 KNm/m) + Mu = 251911.679 in-lb/ft ( 93.375 KNm/m) Mômen dương lớn nhất nhịp BC +Mu - Mômen max cáchgối B 1 đoạn x = 16.404 ft ( 416.666 mm) M = 558483.258 in-lb/ft ( 207.011 KNm/m) + Mu = 194470.799 in-lb/ft ( 72.084 KNm/m) + Mu = 216078.665 in-lb/ft ( 80.093 KNm/m) Hệ số phân bố DF Hệ số truyền COF Mômen ngàm x103 (in-lb) Truyền môment Bảng 9.6: Bảng phân phối moment do tải tính toán (đã nhân hệ số) M u- Gối B C Kết quả M netx103/f t ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD CHUNG CƯ CAO TẦNG AVALON KHOÁ 2004 PHẦN IV-CHƯƠNG 9: TÍNH TOÁN SÀN CĂNG GVHD: TH.S KHỔNG TRỌNG TOÀN SVTH : PHẠM ĐỨC THUẬN MSSV : 103104166 - 246 - 8. K iểm tra cường độ chịu mômen uốn của sàn - Hàm lượng min cốt thép thường As = 0.00075.h.Ln Mu = 378310.687 in-lb/ft ( 140.227 KNm/m) As = 2.66 in2 ( 17.145 cm2) - Số thanh thép thườngchọn #6 7 daøi 11 ft ( 3353 mm) - Đặ