Đồ án Cao ốc ánh sáng thành phố Đà Lạt

2.5 TÍNH TOÁN KHUNG TRỤC D 2.5.1 Phân tích kẾT CẤU : Công trình khung 4 nhịp, với độ cao 10 tầng, kích thước mặt bằng công trình có chiều dài lớn hơn nhiều so với chiều rộng. Để đơn giản tính toán tách khung phẳng trục D và không kể đến sự tham gia chịu lực của hệ giằng móng . 2.5.2 SƠ ĐỒ KHUNG TRỤC D: Xem cột ngàm tại vị trí mặt móng . 2.5.3 SƠ BỘ CHỌN KÍCH THƯỚC TIẾT DIỆN KHUNG: 2.5.3.1 Chọn kích thước tiết diện dầm khung: hd bd = (0,3 ¸0,5) hd Trong đó: hd là chiều cao dầm chính. bd là bề rộng dầm chính. ld là nhịp của dầm chính. Với nhịp ld = 8,1(m) Þ hd = = (0,67 ¸ 1,0) m. Tiết diện dầm chọn như hình vẽ 2.5.3.2 Chọn kích thước tiết diện cột : Tải trọng tác dụng lên khung chủ yếu là tải trọng thẳng đứng Sơ bộ tính kích thước theo công thức :A0 = kt Trong đó : Rb - Cường độ tính toán về nén của bê tông N : Lực nén tác dụng lên cột xác định theo diện tích truyền tải, được tính gần đúng như sau: N = ms.q.Fs Fs - Diện tích mặt sàn truyền tải trọng lên cột đang xét. ms - số sàn phía trên tiết diện đang xét q - Tải trọng tương đương tính trên mỗi mét vuông mặt sàn kt - hệ số xét đến ảnh hưởng khác như mômen uốn, hàm lượng cốt thép, độ mảnh của cột. Khi mômen lớn lấy kt = 1,3-1,5. Khi mômen nhỏ lấy kt = 1,1-1,2. SƠ ĐỒ KHUNG SAU KHI CHỌN TIẾT DIỆN 2.5.4 XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN KHUNG 2.5.4.1 Tĩnh tải. - Tải trọng phân bố trên dầm chính gồm : + Trọng lượng bản thân dầm . + Trọng lượng tường trên dầm . + Tải trọng do sàn truyền vào . + Tải trọng do dầm bo truyền vào . - Tải trọng tập trung tại nút khung gồm : + Trọng lượng cột trên nút . + Trọng lượng tường trên dầm trong phạm vi 300 . + Tải trọng do dầm phụ truyền vào nút A. tải trọng phân bố trên dầm chính : a Trọng lượng bản thân dầm chính: gdc (N/m) - Trọng lượng phần bêtông cốt thép : gbt = n.g.b.(h- hb) (phần giao nhau giữa dầm với sàn được tính vào trọng lượng sàn). Trong đó: n = 1,1: hệ số vượt tải. g =25000 N/m3 : trọng lượng riêng của bêtông. b: bề rộng dầm. h: chiều cao dầm. hb: chiều dày sàn. - Trọng lượng phần trát dày 15mm . gtr = n. gv.(b + 2h -2hb).dtrát Þ gdc = gbt + gtr (N/m). Trong đó: n=1,3: hệ số vượt tải. gv =16000 N/m3: trọng lượng riêng của vữa. Kết quả tính toán được thể hiện ở bảng sau: TẢI TRỌNG BẢN THÂN DẦM CHÍNH b. Trọng lượng tường trên dầm chính: - Tính toán tương tự như dầm phụ. sơ đồ truyền tải từ tường vào dầm. * Tầng 1; 2:Là phòng trưng bày nên không có tường ngăn. * Tầng 3: - Nhịp 2-3; 4-5 : Tải trọng tường trên dầm có dạng hình thang, được qui về phân bố đều: a t qt g .h t l l d d Trong đó: a = ht.tg30o = Þ a = qt = Với: = 0,27 ht: chiều cao tường. gt: trọng lượng tính toán của 1m2 tường (tường 10 gạch ống) Đối với tường dày 100mm, g= 15000(N/m3), n=1,1 + Trọng lựơng của gạch xây: ggx=1,1.0,1.15000=1650(N/m2) + Trọng lựợng của vữa trát 2 mặt mác 50, dày 15mm, g=16000(N/m3), n=1,3 gvx = 2.1,3.16000.0,015=624(N/m2) Þ gt=ggx+gvx=1650+624 =2274(N/m2) - Nhịp 3-4 có tường không liên tục ( do có hành lang ở giữa). Xem toàn bộ tải trọng tường truyền lên dầm ( tường phía gần hành lang không có cột). Þ qt =gt.St =N/m - Nhịp 5-6 không có tường trên dầm (sân thượng). * Tầng 4÷9: - Nhịp 2-3; 3-4; 4-5 tương tự như tầng 3. - Nhịp côngsôn không có cột ở biên phải nên xem như toàn bộ tường truyền lên dầm. Þ qt =gt.St =N/m * Tầng 10 là tầng sinh hoạt cộng đồng, không có tường ngăn chia ở giữa. Kết quả tính toán được thể hiện ở bảng sau: TẢI TRỌNG TƯỜNG TRÊN DẦM CHÍNH c. Tải trọng sàn truyền vào dầm chính: * Sơ đồ truyền tải từ các ô bản vào dầm: - Tầng 1-2: - Tầng 3: -Tầng 4-9: Tầng 10, mái: Tải trọng các ô bản truyền vào dầm chính như các hình vẽ trên. Tải trọng ô bản truyền vào dầm có dạng tam giác được quy về tải phân bố đều theo công thức: Tải trọng ô bản truyền vào dầm có dạng hình thang được quy về tải phân bố đều theo công thức: Trong đó: gs: tải trọng của các lớp cấu tạo sàn ( tĩnh tải) l1: chiều dài cạnh ngắn của ô bản. l2: chiều dài cạnh dài của ô bản. Riêng ô bản 5 và 6 có thêm tải trọng kính tác dụng lên bản có: qk = 118,1N/m2 ( đã tính ở phần sàn). Kết quả tính toán các ô bản truyền vào dầm chính được thể hiện bảng sau: B. Tải trọng tập trung tại nút: a. Trọng lượng cột trên nút: Gc (N) - Trọng lượng phần bêtông : G1 = n.gbt.b.h.H - Trọng lượng phần trát : G2 = n.gv.d.2.(b+h).H Þ Gc = G1+G2 Với n: hệ số vượt tải gbt=25000(N/m3): trọng lượng riêng của Bêtông. (hệ số vượt tải n=1,1) gv=16000(N/m3): trọng lượng riêng của vữa trát. (hệ số vượt tải n=1,3) d=0,015mm : chiều dày lớp vữa trát. H :là chiều cao hình học của cột. bxh: tiết diện cột Kết quả tính toán được thể hiện bảng sau: b. Trọng lượng tường trong phạm vi 300 quy về lực tập trung tại nút: G30t (N) Trọng lượng tường trong phạm vi 300 được xác định theo công thức: G30t=St.gt (N) Trong đó: St: diện tích tường trong phạm vi 300, được xác định theo định lý Pitago. gt: trọng lượng tính toán của 1m2 tường (tường 10 gạch ống) Þ gt=2274(N/m2) (xem phần tải trọng tường trên dầm) Kết quả tính toán được thể hiện bảng sau: c. Tải trọng do dầm phụ truyền vào nút gồm có: - Trọng lượng bản thân dầm phụ và vữa trát:g0 (N/m) - Trọng lượng ô bản truyền vào dầm phụ :gbDP (N/m). - Trọng lượng tường trên dầm phụ gtDP (N/m). - Trọng lượng tập trung từ dầm phụ truyền vào (N) Đây là những tải trọng phân bố đều, tập trung trên dầm phụ, những tải trọng này sẽ được truyền vào nút dưới dạng tải trọng tập trung GDP (N). * Trọng lượng bản thân dầm phụ và vữa trát: gdp (N/m) - Trọng lượng phần bêtông cốt thép : gbt = n.g.b.(h- hb) (phần giao nhau giữa dầm với sàn được tính vào trọng lượng sàn). Trong đó: n = 1,1: hệ số vượt tải. g =25000 N/m3 : trọng lượng riêng của bêtông. b: bề rộng dầm. h: chiều cao dầm. hb: chiều dày sàn. - Trọng lượng phần trát dày 15mm . gtr = n. gv.(b + 2h -2hb).dtrát Þ gdP = gbt + gtr (N/m). Trong đó: n=1,3: hệ số vượt tải. gv =16000 N/m3: trọng lượng riêng của vữa. Kết quả được thể hiện dưới bảng sau: * Trọng lượng ô bản truyền vào dầm phụ: gbDP (N/m) Tương tự như tải trọng ô bản truyền vào dầm chính. Tải trọng ô bản truyền vào dầm có dạng tam giác được quy về tải phân bố đều theo công thức: Tải trọng ô bản truyền vào dầm có dạng hình thang được quy về tải phân bố đều theo công thức: Trong đó: gs: tải trọng của các lớp cấu tạo sàn ( tĩnh tải) l1: chiều dài cạnh ngắn của bản. l2: chiều dài cạnh dài của bản. Kết quả tính toán các ô sàn truyền vào dầm phụ được thể hiện bảng sau: * Trọng lượng tường trên dầm phụ: gtDP (N/m). - Đối với tường dày 100mm, g= 15000(N/m3), n=1,1 + Trọng lựơng của gạch xây: ggx=1,1.0,1.15000=1650(N/m2) + Trọng lựợng của vữa trát 2 mặt mác 50, dày 15mm, g=16000(N/m3), n=1,3 gvx = 2.1,3.16000.0,015=624(N/m2) Như vậy trọng lượng tường: gt=ggx+gvx=1650+624 =2274(N/m2) - Đối với tường dày 200mm, g= 15000(N/m3), n=1,1 + Trọng lượng của gạch xây: ggx=1,1.0,2.15000=3300(N/m2) Þ gt=ggx+gvx=3300+624 =3924(N/m2) - Tải trọng tường và cửa tác dụng lên dầm phụ: gtDP =åG/ld với åG = gt.St +nc.gctc.Sc Trong đó: gt: trọng lượng tính toán của 1m2 tường . Sc: diện tích cửa trong nhịp đang xét. St: diện tích tường(trong nhịp đang xét) có trừ đi diện tích cửa đi. nc:hệ số vượt tải đối với cửa, nc = 1,3 gctc:trọng lượng tiêu chuẩn cửa, gctc= 400 (N/m2) Kết quả tính toán được thể hiện bảng sau: * Tĩnh tải tác dụng tập trung lên dầm phụ qui về nút: - Sơ bộ chọn tiết diện dầm D6, D7, D8: 30cm x 60cm - Trọng lượng bản thân dầm + vữa trát gdv=1,1.25000.0,3(0,6-0,1)+1,3.16000.0,015[0,3+2(0,6-0,1)]=4531(N/m) - Diện tích các ô bản tác dụng lên dầm D6, D7, D8 S=(a+b).h/2 (m2) a, b: Đáy lớn, đáy nhỏ của hình thang (m) h : Chiều cao của hình thang (m) +Tầng 1-3: - Lực tập trung tác dụng lên dầm phụ:(N); gb: Tải trọng của ô bản (N/m2) - Lực tập trung tác dụng lên nút 1: (N); l1: Nhịp của dầm phụ (m) - Lực tác dụng lên nút 2: - Lực tác dụng lên nút 3: - Lực tác dụng lên nút 4: - Lực tác dụng lên nút 5: + Tầng 4-10: - Lực tập trung tác dụng lên nút 1: (N); l1: Nhịp của dầm phụ (m) - Lực tác dụng lên nút 2: - Lực tác dụng lên nút 3: - Lực tác dụng lên nút 4: + Tầng mái: - Lực tập trung tác dụng lên nút 1: (N); l1: Nhịp của dầm phụ (m) - Lực tác dụng lên nút 2: - Lực tác dụng lên nút 3: - Kết quả tính toán được thể hiện bảng sau: 2.5.4.2 Hoạt tải: a. Hoạt tải phân bố đều truyền vào dầm chính: Pdcs Hoạt tải phân bố từ các ô bản truyền vào tính tương tự như trường hợp tĩnh tải nhưng thay gb = pb. Kết quả tính toán được thể hiện ở bảng sau: b. Hoạt tải truyền vào nút: Pdctt: Do ô bản truyền vào dầm dọc, dầm dọc truyền vào nút. Nhưng được tách làm 2 thành phần: bên trái và bên phải nút. Kết quả tính toán được thể hiện ở bảng sau: 2.5.1.3 Tải trọng gió: + Công trình xây dựng tại thành phố Đà Lạt, nằm trong khu vực I-A của bản đồ phân vùng áp lực gió Việt Nam. + Theo tiêu chuẩn TCVN 2737-1995: Áp lực gió tiêu chuẩn Wo = 65 kG/m2 = 0,65 kN/m2 + Gió được chia làm hai trường hợp gió trái, gió phải. + Phạm vi tác dụng của gió trên bề mặt công trình được tính từ mặt đất tự nhiên cos -0.900 đến đỉnh công trình cos +36.00. + Tải trọng gió tiêu chuẩn trên 1m2 diện tích đón gió ở độ cao z (m): W = Wo.k.c Trong đó: k: hệ số tính đến thay đổi tải trọng gió theo độ cao (được nội suy từ bảng tra 2.6/48 - Sổ Tay Thực Hành Kết Cấu Công Trình) C: hệ số khí động C = +0,8 : Phía đón gió C = -0,6 : phía khuất gió + Tải trọng gió phân bố vào cột được xác định theo công thức: q = n.B.W = n.B.Wo.k.c Trong đó: n = 1,2: hệ số vượt tải B: bước khung B = 8,1m Kết quả tính toán lập bảng sau: 2.5.5 SƠ ĐỒ TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN KHUNG a. Tĩnh tải: b. Hoạt tải 1: b. Hoạt tải 2: c. Gió trái: d. Gió phải: 2.5.6 XÁC ĐỊNH NỘI LỰC: Xác định nội lực khung trục D bằng phần mềm SAP2000: Biểu đồ nội lực M, Q, N do tĩnh tải,hoạt tải và gió gây ra trình bày ở phụ lục. 2.5.7 TỔ HỢP NỘI LỰC: 1.Tổ hợp nội lực dầm : - Nội lực được chọn ở 5 tiết diện của mỗi phần tử dầm :2 tiết diện ở gối, 3 tiết diện còn lại tương ứng với các vị trí 0,25l ;0,5l ;0,75l. - Có 2 loại tổ hợp nội lực : tổ hợp nội lực cơ bản I & II * Tổ hợp cơ bản I : + Mmax = MTT + max(MHT) + Mmin = MTT + min(MHT) + Qmax = max(ïQTT + max(QHT)ï),ïQTT + min(QHT)ï) * Tổ hợp cơ bản II: + Mmax = MTT + SMHT(+).0,9 + Mmin = MTT + SMHT(-).0,9 + ïQïmax = max(ïQTT +0,9.(QHT,>0)ï) ;ïQTT +0,9.(QHT,<0)ï) Þ tổ hợp cơ bản dùng để tính toán tiết diện là giá trị lớn nhất của cả 2 giá trị THCB1 &THCB2. 2.Tổ hợp nội lực cột : - Nội lực cột được chọn ở 2 tiết diện của mỗi phần tử cột :chân cột và đỉnh cột. Mỗi tiết diện xét 3 cặp nội lực :MMAX-NTƯ ;MMIN-NTƯ ;QMAX -NTƯ. - Có 2 loại tổ hợp nội lực : tổ hợp nội lực cơ bản I&II * Tổ hợp cơ bản I :là tổ hợp của tĩnh tải +1 tải trọng (hoạt tải) nguy hiểm nhất. + Mmax = MTT + max(MHT1,MHT2,MGT,MGP,MHT1+MHT2) + Mmin = MTT + min(MHT1,MHT2,MGT,MGP,MHT1+MHT2) + Nmax = NTT + max(NHT1,NHT2,NGT,NGP,NHT1+NHT2) * Tổ hợp cơ bản II: là tổ hợp của tĩnh tải + từ 2 loại tải trọng tạm thời trở lên.Tải trọng tạm thời với hệ số tổ hợp = 0,9. + Mmax = MTT + 0,9.S(MHT1(+),MHT2(+),MGT(+),MGP(+)) + Mmin = MTT + 0,9.S(MHT1(-),MHT2(-),MGT(-),MGP(-)) + Nmax = NTT + 0,9.S(NHT1(+),NHT2(+),NGT(+),NGP(+)) Þ tổ hợp cơ bản dùng để tính toán tiết diện là giá trị lớn nhất của cả 2 giá trị THCB1 &THCB2. Kết quả nội lực dầm và cột xem bảng sau: . 2.5.7. TÍNH TOÁN CỐT THÉP DẦM KHUNG: 2.5.7.1 Tính toán cốt thép dọc chịu lực: Tính toán cốt đơn Tính toán hoàn toán giống như dầm phụ. Từ bảng tổ hợp nội lực, tại mỗi tiết diện cần tính toán cốt thép cần thiết cho cả hai trường hợp tiết diện chịu Mmin và Mmax. - Giả thiết khoảng cách từ trọng tâm cốt thép chịu lực đến mép chịu kéo a = 4cm khi đặt một lớp cốt thép, và a = 6cm khi đặt hai lớp cốt thép. - Chiều cao làm việc của tiết diện ho = h - a (cm) a. Với tiết diện chịu moment âm: Cánh nằm ở vùng chịu kéo nên bỏ qua ảnh hưởng của cánh, tính như tiết diện chữ nhật (bx h). - Xác định αm = Trong đó h0 = h - a * Kiểm tra điều kiện hạn chế: - Nếu αm ≤ αR Þ đặt cốt thép đơn. + Tính hoặc từ αm tra bảng của phụ lục 9 ra + Diện tích cốt thép được tính theo công thức: + Kiểm tra hàm lượng cốt thép: và phải đảm bảo - Nếu αR <αm ≤ 0,5Þ đặt cốt thép kép. + Tính diện tích cốt thép chịu nén: + Tính diện tích cốt thép chịu kéo: b. Với tiết diện chịu moment dương: - Tính như tiết diện chữ T, cánh nằm trong vùng nén, tham gia chịu lực với sàn. + h : chiều cao tiết diện + ho = h - a: chiều cao tính toán tiết diện + : chiều dày cánh, chọn h’f = 10 cm ( bằng chiều dày sàn); + Bề rộng cánh: b’f = b + 2.Sc Trong đó : lấy Sc bé nhất trong 3 trị số sau: - Một nữa khoảng cách 2 mép trong của dầm: 0,5x(8,1-0,3) =3,9 m - 1/6 nhịp tính toán của dầm : 8,1 / 6 = 1,35 m - Ô sàn dày 10cm - 6h’f = 6 x 0,1 = 0,6 m Þ chọn c1 = 0,6 m Þ b’f = 30 + 2.60 = 150 cm - Ô sàn dày 9cm - 6h’f = 6 x 0,09 = 0,54 m Þ chọn c1 = 0,54 m Þ b’f = 30 + 2.54 = 138 cm + Xác định vị trí trục trung hòa bằng cách tính Mf: Mf = Rb.b’f.h’f.( h0 - 0,5.h’f) Nếu MmaxMf: trục trung hoà qua cánh, tính toán như tiết diện chữ nhật (xh) Nếu Mmax Mf: trục trung hoà qua sườn, tính toán như tiết diện chữ T * Trường hợp Mmax Mf : tính giống trường hợp tiết diện chịu môment âm. * Trường hợp Mmax Mf : trục trung hoà qua sườn, tính toán theo tiết diện chữ T - Xác định môment tiết diện: Mmax = - Tính toán và kiểm tra điều kiện hạn chế: m = R - Tính toán = - Diện tích cốt thép cần thiết: (cm2) - Chọn đường kính cốt thép có tổng diện tích tiết diện - Kiểm tra hàm lượng cốt thép: = ; điều kiện: min max với min = 0,05% và max = Hàm lượng cốt thép hợp lý trong dầm (%) = 0,8%1,5% 2. Tính toán cốt ngang: 2.1 Tính cốt đai: a. Sơ bộ chọn cốt đai theo điều kiện cấu tạo: Đoạn gần gối tựa: h ≤ 450 thì sct = min(h/2, 150) h > 450 thì sct = min(h/3, 300) Đoạn giữa nhịp: h ≤ 300 thì sct = min(h/2, 150) h > 300 thì sct = min(3/4h, 500) Þ Chọn được bước đai s. b. Kiểm tra khả năng chịu ứng suất nén chính ở bụng dầm: Điều kiện: Trong đó: : hàm lượng cốt đai ; Nếu không thỏa mãn thì tăng cấp bền của bê tông (để tăng Rb) Nếu thỏa mãn điều kiện trên thì kiểm tra tiếp các điều kiện khác. c. Kiểm tra điều kiện tính toán cốt đai: Nếu thì không cần tính toán cốt đai mà đặt theo cấu tạo như trên. Trong đó: : nếu N là lực nén, : nếu N là lực kéo. d. Kiểm tra cường độ của tiết diện nghiêng theo lực cắt: Điều kiện: q Như vậy cần kiểm tra điều kiện trên với hàng loạt tiết diện nghiêng c khác nhau không vượt quá khoảng cách từ gối tựa đến vị trí Mmax và không vượt quá , tuy nhiên trong thiết kế người ta tính lại giá trị qsw (lực cắt cốt đai phải chịu trên 1 đơn vị chiều dài) từ đó tính được khoảng cách cốt đai cần thiết và kiểm tra với khoảng cách s đã chọn xem có thỏa mãn hay không. Tính các giá trị: ; Tính qsw tùy trường hợp: - Khi thì - Khi thì - Khi thì Sau khi tính được qsw từ 1 trong 3 trường hợp trên, để tránh xảy ra phá hoại dòn, nếu thì tính lại Xác định lại khoảng cách cốt đai: Kiểm tra s đã chọn với stt, nếu s ≤ stt thì thỏa mãn, nếu không cần chọn lại s. e. Kiểm tra điều kiện không bị phá hoại trên tiết diện nghiêng đi qua giữa 2 thanh cốt đai (khe nứt nghiêng không cắt qua cốt đai): Điều kiện: Kết quả tính cốt thép đai dầm khung được thể hiện trong bảng tính sau. Kết quả tính toán xem bản vẽ KC-04, KC-05. 2.5.9 TÍNH TOÁN CỐT THÉP CỘT: Tính toán như cấu kiện chịu nén lệch tâm. Căn cứ vào bảng tổ hợp nội lực ,chọn ra 3 cặp nội lực nguy hiểm: cặp có giá trị tuyệt đối mômen lớn nhất, có độ lệch tâm lớn nhất và có giá trị lực dọc lớn nhất . Cốt dọc trong cột được bố trí theo dạng đối xứng: AS = A'S ( RS = RSC). 2.5.9.1 Tính toán ổn định: - Chiều dài tính toán của cột lo = .H H: chiều dài hình học của cột. : hệ số phụ thuộc vào sơ đồ biến dạng của kết cấu khi bị mất ổn định, tức phụ thuộc vào liên kết của cấu kiện. Đối với khung có từ 3 nhịp trở lên =0,7 - Giả thiết hàm lượng cốt thép trước t =1÷2% - Giả thiết a = a' = 6 cm khi đặt cốt thép hai lớp. a = a' = 4cm khi đặt cốt thép một lớp. Chiều cao làm việc ho = h - a Cánh tay đòn cặp ngẫu lực Za = ho - a' - Xác định độ lệch tâm lực dọc: e1 = - Độ lệch tâm ngẫu nhiên: eng và b 25cm eng = 2cm Độ lệch tâm ban đầu : e0 = e1 + eng - Xét đến sự ảnh hưởng của uốn dọc, độ lệch tâm cuối cùng được tính theo công thức sau: e'o = .eo Trong đó: là hệ số kể đến ảnh hưởng của uốn dọc. + Khi 28 hoặc 8 không kể đến ảnh hưởng của uốn dọc = 1 + Khi 28 hoặc 8 kể đến ảnh hưởng của uốn dọc được tính theo công thức sau: Trong đó: Ncr lực dọc tới hạn của cột, vì cột BTCT nên Ncr được tính bởi công thức thực nghiệm theo tiêu chuẩn thiết kế TCVN356-2005: Trong đó: + Eb: môđun đàn hồi của bêtông + lo : chiều dài tính toán của cột + Ib, Is: môment quán tính của tiết diện bêtông và tổng diện tích cốt thép đối với trục trọng tâm tiết diện. + = với Es = 21.104 MPa: môđun đàn hồi của cốt thép AII + S: hệ số kể đến ảnh hưởng độ lệch tâm eo: e: hệ số được lấy theo qui định sau: e = max min = 0,5 - 0,01.- 0,01.Rb ; Rb có thứ nguyên MPa p : hệ số xét đến ảnh hưởng của cốt thép căng trước, BTCT thường p =1 + 1 1: hệ số xét đến ảnh hưởng của tải trọng tác dụng dài hạn (xét đến ảnh hưởng của hiện tượng từ biến). 1 = 1 + Trong đó: Mdh, Ndh: nội lực của tĩnh tải tác dụng dài hạn M, N: nội lực tính toán Khi Mdh và M ngược dấu nhau thì Mdh được lấy giá trị âm, nếu tính được 1 < 1 thì phải lấy 1 = 1 để tính Ncr y = 0,5.h: khoảng cách từ trọng tâm tiết diện đến mép vùng bêtông chịu kéo : hệ số phụ thuộc loại bêtông, bêtông nặng =1 - Kiểm tra điều kiện Ncr Ntt Cột đảm bảo ổn định trong mặt phẳng. Nếu Ntt Ncr thì cột mất ổn định Tăng tiết diện hoặc giảm chiều dài tính toán lo. 2.5.9.2 Tính toán cốt thép dọc chịu lực: - Độ lệch tâm của lực dọc đối với cốt thép chịu kéo As e= .eo + 0,5.h - a - Điều kiện hạn chế: x R.ho - Xác định chiều cao vùng nén và tính toán cốt thép: x = Dựa vào giá trị x để biện luận trường hợp tính toán: + Trường hợp 1: Khi 2a' x R.ho, đúng với giả thiết, thay x vào phương trình để tính cốt thép: RS = RSC + Trường hợp 2: Khi x 2a', giả thiết không đúng. Dùng phương trình tính As + Trường hợp 3: KhiR.ho x, giả thiết không đúng. Tính lại giá trị x theo công thức gần đúng: Trong đó: ; ; Thay giá trị x vừa tính được vào công thức - Tính toán hàm lượng tổng cốt thép: t = 2.= 2..100 (%) - Kiểm tra min t max + min phụ thuộc vào độ mảnh = lo/r , được lấy theo bảng: = lo/r <17 17 35 35 83 >83 min (%) 0,05 0,1 0,2 0,25 + max = 3% (cho phép max = 6%) - Kiểm tra t với gt, nếu chênh lệch nhiều thì phải giả thiết lại rồi tính toán lại cốt thép. Nếu t max chứng tỏ tiết diện đã chọn là bé, nên chọn lại tiết diện và tính toán lại. 2.5.9.3 Cốt thép dọc cấu tạo: - Với cấu kiện chịu nén lệch tâm, khi h > 500mm mà cốt thép As, A’s được đặt tập trung theo cạnh b thì còn cần đặt cốt thép cấu tạo vào khoảng giữa cạnh h, dùng để chịu những ứng suất sinh ra do bêtông co ngót, do nhiệt độ thay đổi và cũng để giữ ổn định cho những nhánh cốt đai quá dài. - Cốt thép cấu tạo không tham gia vào tính toán khả năng chịu lực, có đường kính . 2.5.9.4 Cốt đai: - Cốt đai có tác dụng, hạn chế biến dạng ngang của bê tông, giữ vị trí cốt thép dọc trong khi thi công, giữ ổn định của cốt dọc chịu nén. Vì lực cắt tại các tiết diện tính toán là bé nên chỉ đặt cốt đai theo cấu tạo. - Yêu cầu cốt đai: + Đường kính cốt đai 0,25.max và 5mm + Khoảng cách cốt đai ad k.min và ao RSC 400MPa lấy k = 1,5 và ao = 500mm + Đoạn nối chồng cốt thép dọc ad 10.min Bố trí cốt thép cột khung được thể hiện ở bảng vẽ KC04, KC05