Đồ án Khu nhà chung cư 127 Pasteur – thành phố Hồ Chí Minh

đai AI 2. Tính cốt dọc Từ bảng tổ hợp chọn ra 3 cặp nội lực để tính toán : max , Mytư , Ntư max , Mxtư , Ntư Nmax , Mxtư , Mytư Tính cột biên ( phần tử 1) : Cặp Mx (Tm) My ( Tm) N ( T ) 1 27,720 10,313 745,340 2 17,678 19,596 751,703 3 26,648 11,196 803,367 Tính với cặp 1 Độ mảnh l = đ bỏ qua ảnh hưởng của uốn dọc , h = 1. Xét ị Tính với b = 1 – b = 100 cm , h = 100 cm fcu = 0,78 . MBT = 0,78 . 350 = 273 kg/cm2 đ b = 1 – ( Tm ) Dùng và N tính cốt thép đối xứng Fa = Fa' . Độ lệch tâm : eng = max = 4 cm eo = e = h.eo + 0,5 . h – a = 1 . 8,66 + 0,5 .100 – 5 = 53,66 cm Chiều cao vùng nén : x = cm Chọn a = a' = 5 cm đ ho = h – a = 100 – 5 = 95 cm ao.ho = 0,55 . 95 = 52,25 cm đ 2a' = 10 cm < x = 48,086 cm < ao.ho = 52,25 cm đ Lệch tâm lớn . Fa = Fa' = = < 0 ị Đặt thép theo cấu tạo mtmin = 0,8 % , mtmax = 7 % Fat = mtmin . b . ho = =76 cm2 Chọn 16f25 ( Fa = 78,56 cm2 ) m t = đ thoả mãn . Kiểm tra lại : N Ê Ntd Trong đó : N : ngoại lực = 745,34 (T) Ntd : khả năng chịu nén của cột = No : khả năng chịu nén đúng tâm No = j [ Rn ( Fb – Fat ) + Fat . Ra' ] Trong đó : j : hệ số xét đến ảnh hưởng của uốn dọc , tra bảng phụ thuộc l l = đ j = 1 Rn : cường độ chịu nén tính toán của bêtông = 155 kG/cm2 Fb : tiết diện ngang của cột = 100 . 100 = 10000 cm2 Fat = 78,56 cm2 R'a : cường độ chịu nén tính toán của cốt thép = 2800 kG/cm2 đ No = 1 . [ 155 ( 10000 – 78,56 ) + 78,56 . 2800 ] = 1757791,2 kg =1757,8 T Nx : khả năng chịu nén lệch tâm theo phương X Là trường hợp lệch tâm lớn nên kiểm tra điều kiện cường độ theo công thức : N.e Rn .b.x ( ho – 0,5 x ) + Ra'.Fa' ( ho – a' ) e = h.eo + 0,5 . h – a = 1. + 0,5 . h – a e = cm Fa' = 5f25 = 5 . 4,91 = 24,55 cm2 VT = 745340 . 52,72 = 39294324,8 kgcm = 393 Tm VP = 155 . 100 . 48,086 ( 95 – 0,5 . 48,086 ) + 2800 . 24,55 . ( 95 – 5 ) = 59073193,68 kgcm = 590,73 Tm đ VT < VP đ Nx = 59073 / 52,72 = 1120,5 T Ny : khả năng chịu nén lệch tâm theo phương Y Là trường hợp lệch tâm lớn nên kiểm tra điều kiện cường độ theo công thức : N.e Rn .b.x ( ho – 0,5 x ) + Ra'.Fa' ( ho – a' ) e = h.eo + 0,5 . h – a = 1. + 0,5 . h – a e = cm VT = 745340 . 50,38 = 37550229,2 kgcm = 375,5 Tm VP = 590,73 Tm đ VT < VP đ Ny = 59073/50,38 = 1172,5 T ị Ntd = = = 850 T Vậy N = 745,34 T < Ntd = 850 Tđ đảm bảo khả năng chịu lực . Tính với cặp 2 Xét ị Tính với b = 1 – = 1 – ( Tm ) Dùng và N tính cốt thép đối xứng Fa = Fa’ . Độ lệch tâm : eng = max = 4 cm eo = e = h.eo + 0,5 . h – a = 1 . 8,2 + 0,5 .100 – 5 = 53,2 cm Chiều cao vùng nén : x = cm Chọn a = a' = 5 cm đ ho = h – a = 100 – 5 = 95 cm ao.ho = 0,55 . 95 = 52,25 cm đ 2a' = 10 cm < x = 48,5 cm < ao.ho = 52,25 cm đ Lệch tâm lớn . Fa = Fa' = = < 0 ị Đặt thép theo cấu tạo mtmin = 0,8 % , mtmax = 7 % Fat = mtmin . b . ho = =76 cm2 Chọn 16f25 ( Fa = 78,56 cm2 ) m t = Kiểm tra lại : N Ê Ntd Trong đó : N : ngoại lực = 751,703 (T) Ntd : khả năng chịu nén của cột = No : khả năng chịu nén đúng tâm No = j [ Rn ( Fb – Fat ) + Fat . Ra' ] đ No = 1 . [ 155 ( 10000 – 78,56 ) + 78,56 . 2800 ] = 1757791,2 kg =1757,8 T Nx : khả năng chịu nén lệch tâm theo phương X Là trường hợp lệch tâm lớn nên kiểm tra điều kiện cường độ theo công thức : N.e Rn .b.x ( ho – 0,5 x ) + Ra'.Fa' ( ho – a' ) e = h.eo + 0,5 . h – a = 1. + 0,5 . h – a e = cm Fa' = 5f25 = 5 . 4,91 = 24,55 cm2 VT = 751703. 51,35 = 38599949,05 kgcm = 386 Tm VP = 155 . 100 . 48,5 ( 95 – 0,5 . 48,5 ) + 2800 . 24,55 . ( 95 – 5 ) = 59372912,5 kgcm = 593,73 Tm đ VT < VP đ Nx = 59373 / 51,35 = 1156,24 T Ny : khả năng chịu nén lệch tâm theo phương Y Là trường hợp lệch tâm lớn nên kiểm tra điều kiện cường độ theo công thức : N.e Rn .b.x ( ho – 0,5 x ) + Ra'.Fa' ( ho – a' ) e = h.eo + 0,5 . h – a = 1. + 0,5 . h – a e = cm VT = 751703 . 51,6 = 38787874,8 kgcm = 387,9 Tm VP = 593,73 Tm đ VT < VP đ Ny = 59373/51,6 = 1150,64 T ị Ntd = = = 858,3 T Vậy N = 751,703 T < Ntd = 858,3 Tđ đảm bảo khả năng chịu lực . Tính với cặp 3 : Xét ị Tính với b = 1 – = 1 – ( Tm ) Dùng và N tính cốt thép đối xứng Fa = Fa’ . Độ lệch tâm : eng = max = 4 cm eo = e = h.eo + 0,5 . h – a = 1 . 8,23 + 0,5 .100 – 5 = 53,23 cm Chiều cao vùng nén : x = cm Chọn a = a' = 5 cm đ ho = h – a = 100 – 5 = 95 cm ao.ho = 0,55 . 95 = 52,25 cm đ 2a' = 10 cm < x = 51,83 cm < ao.ho = 52,25 cm đ Lệch tâm lớn . Fa = Fa' = = < 0 ị Đặt thép theo cấu tạo mtmin = 0,8 % , mtmax = 7 % Fat = mtmin . b . ho = =76 cm2 Chọn 16f25 ( Fa = 78,56 cm2 ) m t = Kiểm tra lại : N Ê Ntd Trong đó : N : ngoại lực = 803,367 (T) Ntd : khả năng chịu nén của cột = No : khả năng chịu nén đúng tâm No = j [ Rn ( Fb – Fat ) + Fat . Ra' ] đ No = 1 . [ 155 ( 10000 – 78,56 ) + 78,56 . 2800 ] = 1757791,2 kg =1757,8 T Nx : khả năng chịu nén lệch tâm theo phương X Là trường hợp lệch tâm lớn nên kiểm tra điều kiện cường độ theo công thức : N.e Rn .b.x ( ho – 0,5 x ) + Ra'.Fa' ( ho – a' ) e = h.eo + 0,5 . h – a = 1. + 0,5 . h – a e = cm VT = 803367 . 52,32 = 42032161,44 kgcm = 420 Tm VP = 155 . 100 . 51,83 ( 95 – 0,5 . 51,83 ) + 2800 . 24,55 . ( 95 – 5 ) = 61687071,03 kgcm = 616,87 Tm đ VT < VP đ Nx = 61687 / 52,32 = 1179,1 T Ny : khả năng chịu nén lệch tâm theo phương Y Là trường hợp lệch tâm lớn nên kiểm tra điều kiện cường độ theo công thức : N.e Rn .b.x ( ho – 0,5 x ) + Ra'.Fa' ( ho – a' ) e = h.eo + 0,5 . h – a = 1. + 0,5 . h – a e = cm VT = 803367 . 50,4 = 40489696,8 kgcm = 405 Tm VP = 616,87 Tm đ VT < VP đ Ny = 61687 50,4 = 1224 T ị Ntd = = = 912,3 T Vậy N = 803,367 T < Ntd = 912,3 Tđ đảm bảo khả năng chịu lực . Tính cột giữa ( phần tử 6 ) : Từ bảng tổ hợp chọn ra 3 cặp nội lực để tính toán : Cặp Mx (Tm) My ( Tm) N ( T ) 1 21,377 11,088 1002,723 2 0,299 22,889 1106,74 3 0,485 12,168 1130,225 Tính với cặp 1 Độ mảnh l = đ bỏ qua ảnh hưởng của uốn dọc , h = 1. Xét ị Tính với b = 1 – = 1 – ( Tm ) Dùng và N tính cốt thép đối xứng Fa = Fa' . Độ lệch tâm : eng = max = 4 cm eo = e = h.eo + 0,5 . h – a = 1 . 6,76 + 0,5 .100 – 5 = 51,76 cm Chiều cao vùng nén : x = cm Chọn a = a' = 5 cm đ ho = h – a = 100 – 5 = 95 cm ao.ho = 0,55 . 95 = 52,25 cm đ x = 64,69 cm > ao.ho = 52,25 cm đ Trường hợp lệch tâm bé . Tính lại x theo công thức thực nghiệm : x = x = 100 – ( 1,8 + ). 6,76 = 89,48 cm Fa = Fa' = = < 0 ị Đặt thép theo cấu tạo mtmin = 0,8 % , mtmax = 7 % Fat = mtmin . b . ho = =76 cm2 Chọn 16f25 ( Fa = 78,56 cm2 ) m t = đ thoả mãn . Kiểm tra lại : N Ê Ntd Trong đó : N : ngoại lực = 1002,723 (T) Ntd : khả năng chịu nén của cột = No : khả năng chịu nén đúng tâm No = j [ Rn ( Fb – Fat ) + Fat . Ra' ] = 1 . [ 155 ( 10000 – 78,56 ) + 78,56 . 2800 ] = 1757791,2 kg =1757,8 T Nx : khả năng chịu nén lệch tâm theo phương X Là trường hợp lệch tâm bé nên kiểm tra điều kiện cường độ theo công thức : N.e Rn .b.x ( ho – 0,5 x ) + Ra'.Fa' ( ho – a' ) e = cm Fa' = 5f25 = 5 . 4,91 = 24,55 cm2 VT = 1002723 . 51,13 = 51269227 kgcm = 512,7 Tm VP = 155 . 100 . 89,48. ( 95 – 0,5 . 89,48 ) + 2800 . 24,55 . ( 95 – 5 ) = 75894204,4 kgcm = 759 Tm đ VT < VP đ Nx = 75894 / 51,13 = 1484,33 T Ny : khả năng chịu nén lệch tâm theo phương Y Là trường hợp lệch tâm bé nên kiểm tra điều kiện cường độ theo công thức : N.e Rn .b.x ( ho – 0,5 x ) + Ra'.Fa' ( ho – a' ) e = cm VT = 1002723 . 50,11 = 50246449,53 kgcm = 502,46 Tm VP = 759 Tm đ VT < VP đ Ny = 75894/50,11 = 1514,55 T ị Ntd = = = 1307,06 T Vậy N = 1002,723 T < Ntd = 1307,06 Tđ đảm bảo khả năng chịu lực . Tính với cặp 2 Xét ị Tính với b = 1 – = 1 – ( Tm ) Dùng và N tính cốt thép đối xứng Fa = Fa' . Độ lệch tâm : eng = max = 4 cm eo = e = h.eo + 0,5 . h – a = 1 . 6,08 + 0,5 .100 – 5 = 51,08 cm Chiều cao vùng nén : x = cm Chọn a = a' = 5 cm đ ho = h – a = 100 – 5 = 95 cm ao.ho = 0,55 . 95 = 52,25 cm đ x = 71,4 cm > ao.ho = 52,25 cm đ Trường hợp lệch tâm bé . Tính lại x theo công thức thực nghiệm : x = x = 100 – ( 1,8 + ). 6,08 = 90,53 cm Fa = Fa' = = < 0 ị Đặt thép theo cấu tạo mtmin = 0,8 % , mtmax = 7 % Fat = mtmin . b . ho = =76 cm2 Chọn 16f25 ( Fa = 78,56 cm2 ) m t = Kiểm tra lại : N Ê Ntd Trong đó : N : ngoại lực = 1106,7 (T) Ntd : khả năng chịu nén của cột No : khả năng chịu nén đúng tâm No = j [ Rn ( Fb – Fat ) + Fat . Ra' ] đ No = 1 . [ 155 ( 10000 – 78,56 ) + 78,56 . 2800 ] = 1757791,2 kg =1757,8 T Nx : khả năng chịu nén lệch tâm theo phương X Là trường hợp lệch tâm bé nên kiểm tra điều kiện cường độ theo công thức : N.e Rn .b.x ( ho – 0,5 x ) + Ra'.Fa' ( ho – a' ) e = cm Fa' = 5f25 = 5 . 4,91 = 24,55 cm2 VT = 1106740 . 49,03 = 54263462,2 kgcm = 542,63 Tm VP = 155 . 100 . 90,53 ( 95 – 0,5 . 90,53 ) + 2800 . 24,55 . ( 95 – 5 ) = 75975498 kgcm = 759,8 Tm đ VT < VP đ Nx = 75975 / 49,03 = 1549,57 T Ny : khả năng chịu nén lệch tâm theo phương Y Là trường hợp lệch tâm bé nên kiểm tra điều kiện cường độ theo công thức : N.e Rn .b.x ( ho – 0,5 x ) + Ra'.Fa' ( ho – a' ) e = cm VT = 1106740 . 51,07 = 56521211,8 kgcm = 565,2 Tm VP = 759,8 Tm đ VT < VP đ Ny = 75975 / 51,07 = 1487,66 T ị Ntd = = = 1335,89 T Vậy N = 1106,74 < Ntd = 1335,89 Tđ đảm bảo khả năng chịu lực . Tính với cặp 3 : Xét ị Tính với b = 1 – = 1 – ( Tm ) Dùng và N tính cốt thép đối xứng Fa = Fa’ . Độ lệch tâm : eng = max = 4 cm eo = e = h.eo + 0,5 . h – a = 1 . 5,1 + 0,5 .100 – 5 = 50,1 cm Chiều cao vùng nén : x = cm Chọn a = a' = 5 cm đ ho = h – a = 100 – 5 = 95 cm ao.ho = 0,55 . 95 = 52,25 cm đ x = 72,92 cm > ao.ho = 52,25 cm đ Trường hợp lệch tâm bé . Tính lại x theo công thức thực nghiệm : x = x = 100 – ( 1,8 + ). 5,1 = 92,06 cm Fa = Fa' = = < 0 ị Đặt thép theo cấu tạo mtmin = 0,8 % , mtmax = 7 % Fat = mtmin . b . ho = =76 cm2 Chọn 16f25 ( Fa = 78,56 cm2 ) m t = Kiểm tra lại : N Ê Ntd Trong đó : N : ngoại lực = 1130,225 (T) Ntd : khả năng chịu nén của cột = No : khả năng chịu nén đúng tâm No = j [ Rn ( Fb – Fat ) + Fat . Ra' ] đ No = 1 . [ 155 ( 10000 – 78,56 ) + 78,56 . 2800 ] = 1757791,2 kg =1757,8 T Nx : khả năng chịu nén lệch tâm theo phương X Là trường hợp lệch tâm bé nên kiểm tra điều kiện cường độ theo công thức : N.e Rn .b.x ( ho – 0,5 x ) + Ra'.Fa' ( ho – a' ) e = cm VT = 1130225 . 49,04 = 55426234 kgcm = 554,26 Tm VP = 155 . 100 . 92,06 ( 95 – 0,5 . 92,06 ) + 2800 . 24,55 . ( 95 – 5 ) = 76063362 kgcm = 760,6 Tm đ VT < VP đ Nx = 76063 / 49,04 = 1551 T Ny : khả năng chịu nén lệch tâm theo phương Y Là trường hợp lệch tâm bé nên kiểm tra điều kiện cường độ theo công thức : N.e Rn .b.x ( ho – 0,5 x ) + Ra'.Fa' ( ho – a' ) e = cm VT = 1130225 . 50,08 = 56601668 kgcm = 566 Tm VP = 760,6 Tm > VT đ Ny = 76063/50,08 = 1518,83 T ị Ntd = = = 1362 T Vậy N = 1130,225 T < Ntd = 1362 Tđ đảm bảo khả năng chịu lực . Tính toán cốt thép các cột khác của khung trục 1:Tính tương tự cho các cột khác . Lập thành bảng bằng chương trình Excel . 3. Tính cốt đai Vì lực cắt trong cột nhỏ nên cốt đai cột được xác định theo cấu tạo như sau : f ³ đ chọn đai f10 Khoảng cách u Ê Trong phạm vi vùng nút khung ở 2 đầu mút cột cách mép dầm một khoảng l1 ³ ( hc=1000mm , ht/6 , 450mm ) = 1000 mm phải bố trí cốt đai dày hơn với u Ê ( 6f cốt dọc = 150mm , 100mm ) đ chọn u = 100 mm . Trong khoảng giữa cột chọn khoảng cách đai u = 200 mm . iv. Thiết kế dầm – khung trục 1 1. Vật liệu Bêtông mác 350 đ Rn = 155 kg/cm2 , Rk = 11 kG/cm2 Thép dọc AII đ Ra = Ra’ = 2800 kg/cm2 ị ao = 0,55 ; Ao = 0,399 Thép đai AI có Ra = 1800 kg/cm2 2. Chọn cặp nội lực tính toán Từ bảng tổ hợp chọn ra 3 cặp nội lực để tính toán : Mmax , Qtư Mmin , Qtư Qmax , Mtư 3. Tính dầm biên – tầng 1 Tính với 3 tiết diện : Mặt cắt Tiết diện M (kgm) Q (kg) I-I 25x80 -31154 -16195 II-II 25x80 14566 -992 III-III 25x80 -31400 16609 Tính cốt dọc : Mặt cắt I-I : M = -31154 kgm , Q = -16195 kg Chọn a = 4 cm đ ho = h – a = 80 – 4 =76 cm . Ta có A = = < Ao = 0,399 đ g = 0,924 Fa = = = 15,84 cm2 Chọn 4f25 ( Fa = 19,64 cm2) . Kiểm tra hàm lượng cốt thép : m = = Mặt cắt II-II : M = 14566 kgm , Q = -992 kg A = = < Ao = 0,399 đ g = 0,966 Fa = = = 7,08 cm2 Chọn 3f18 ( Fa = 7,63 cm2) . Kiểm tra hàm lượng cốt thép : m = = Mặt cắt III-III : M = -31400 kgm , Q = 16609 kg A = = < Ao = 0,399 đ g = 0,924 Fa = = = 15,97 cm2 Chọn 4f25 ( Fa = 19,64 cm2) . Kiểm tra hàm lượng cốt thép : m = = Tính cốt đai : Tính với Q max = 16609 kg = 16,61 (T) Kiểm tra các điều kiện : Q Ê Ko .Rn . b . ho = 0,35 . 155 . 25 . 75 = 101718,75 kg = 101,7 (T) đ không cần tăng kích thước tiết diện . Q Ê K1 . Rk . b .ho = 0,6 . 11 . 25 .75 = 12375 kg = 12,375 (T) đ Q = 16,61(T) > 12,375 (T) đ phải tính cốt đai . Tính Utt : Chọn cốt đai n = 2 , f8 , AI . Utt = = = 81 cm Tính U max : Umax = = cm Tính Uct : Với h > 450 mm đ Uct = min đ chọn Uct = 25 cm đLấy U = min = 25 cm . 4. Tính dầm giữa – tầng 1 Tính với 3 tiết diện : Mặt cắt Tiết diện M (kgm) Q (kg) I-I 25x80 -30686 -16717 II-II 25x80 12225 756 III-III 25x80 -30846 16756 Tính cốt dọc : Mặt cắt I-I : M = -30686 kgm , Q = -16717 kg Chọn a = 4 cm đ ho = h – a = 80 – 4 =76 cm . Ta có A = = < Ao = 0,399 đ g = 0,926 Fa = = = 15,57 cm2 Chọn 4f25 ( Fa = 19,64 cm2) . Kiểm tra hàm lượng cốt thép : m = = Mặt cắt II-II : M = 12225 kgm , Q = 756 kg A = = < Ao = 0,399 đ g = 0,969 Fa = = = 6 cm2 Chọn 3f18 ( Fa = 7,63 cm2) . Kiểm tra hàm lượng cốt thép : m = = Mặt cắt III-III : M = -30846 kgm , Q = 16756 kg A = = < Ao = 0,399 đ g = 0,924 Fa = = = 15,9 cm2 Chọn 4f25 ( Fa = 19,64 cm2) . Kiểm tra hàm lượng cốt thép : m = = Tính cốt đai : Tính với Q max = 16756 kg = 16,756 (T) Kiểm tra các điều kiện : Q Ê Ko .Rn . b . ho = 0,35 . 155 . 25 . 75 = 101718,75 kg = 101,7 (T) đ không cần tăng kích thước tiết diện . Q Ê K1 . Rk . b .ho = 0,6 . 11 . 25 .75 = 12375 kg = 12,375 (T) đ Q = 16,756 (T) > 12,375 (T) đ phải tính cốt đai . Tính Utt : Chọn cốt đai n = 2 , f8 , AI . Utt = = = 80 cm Tính U max : Umax = = cm Tính Uct : Với h > 450 mm đ Uct = min đ chọn Uct = 25 cm đLấy U = min = 25 cm . 5. Tính các dầm khác của khung trục 1 Tính tương tự như trên cho các dầm khác . Lập thành bảng bằng chương trình Excel . c. Thiết kế cầu thang Vật liệu : Bêtông mác 350 Rn = 155 kg/cm2 Rk = 11 kg/cm2 Cốt thép AII Ra = 2800 kg/cm2 AI Ra = 2300 kg/cm2 i. Tính bản thang Chọn bề dày bản thang hb =12 cm Chiều dài bản thang l = = 2,985 m Góc nghiêng cos a = = 0,844 đ a = 32,41 o 1. Tải trọng tác dụng Tải trọng tác dụng gồm trọng lượng bậc thang , bản thang và hoạt tải sử dụng. Do trọng lượng bậc thang và hoạt tải tính trên 1 m2 mặt bằng còn trọng lượng bản thang tính trên 1 m2 bản nên khi tính tải trọng đưa chung về tải trọng phân bố trên 1 m2 bản . Trọng lượng bậc thang : g bậc = [ n1 . ( gbậc . t/2 ) + n2 . (gvữa . t vữa ) ] . cos a = [ 1,1 . (1800 . 0,16/2 ) + 1,2 . (1800 . 0,02 ) ] . cos 32,41o = 170,15 kg/m2 Trọng lượng bản thang : Bản dày 12 cm , g = 2500 kg/m3 : 1,1 . 2500 . 0,12 = 330 kg/m2 Vữa trát dày 1,5 cm , g = 1800 kg/m3 : 1,2 . 1800 . 0,015 = 32,4 kg/m2 đ g bản = 330 + 32,4 = 362,4 kg/m2 Hoạt tải : Theo TCVN 2737 – 95 , ptc = 300 kg/m2 đ p = 1,2 . 300 . cos32,41o = 303,9 kg/m2 Tải trọng tác dụng lên bản thang : q = 170,15 + 362,4 + 303,9 = 836,45 kg/m2 2. Xác định nội lực Xem bản thang là dầm đơn giản kê lên 2 bản chiếu nghỉ . Cắt 1 dải bản rộng 1 m theo phương vuông góc với cạnh ngắn để tính . Lực tác dụng lên dải bản b = 1 m là : qtt = 836,45 . 1 = 836,45 kg/m Mômen lớn nhất trên dải bản là : Mmax = = = 931,62 kgm 3. Tính cốt thép Chọn chiều dày lớp bảo vệ a = 1,5 cm đ ho = 12– 1,5 = 10,5 cm MBT 350 , thép AI đ ao = 0,55 đ Ao = 0,399 A = = = 0,0545 < Ao đ g = 0,972 Fa = = = 3,97 cm2 Chọn 8f10 a140 ( Fa = 6,28cm2 ) m = = = 0,6 % Theo phương kia đặt thép cấu tạo f8a200 . ii. Tính bản chiếu đI, bản chiếu tới 1. Tải trọng tác dụng Bản dày 12 cm : 1,1 . 2500 . 0,12 = 330 kg/m2 Vữa trát dày 3 cm : 1,2 . 1800 . 0,03 = 64,8 kg/m2 Hoạt tải : 1,2 . 300 = 360 kg/m2 = 754,8 kg/m2 2. Xác định nội lực Chiều dài tính toán của bản : l1 = 1450 mm l2 = 2310 mm Xét tỷ số : = = 1,59 < 2 đ tính như bản kê 4 cạnh có ngàm vào vách và dầm bản chiếu . Tính theo sơ đồ khớp dẻo : a = l2 / l1 = 1,59 đ Thay vào phương trình : q . = ( 2 M1 + MI + M’I ). l2 + ( 2 M2 + MII + M’II ) . l1 q . = ( 2M1 + 2 .1,8 M1) . 2,31 + ( 2 . 0,43 M1 + 2 .1,1.M1 ).1,45 754,8 . 0,96 = 17,373 M1 đ M1 = 41,71 kgm đ M2 = 17,94 kgm , MI = M'I = 75,08 kgm , MII = M'II = 45,88 kgm 3. Tính cốt thép Tính trên đơn vị diện tích chữ nhật chiều cao hb, chiều rộng b = 100 cm . Cốt thép chịu M1 = 41,71 kgm : Chọn chiều dày lớp bảo vệ a = 1,5 cm đ ho = 12– 1,5 = 10,5 cm A = = = 0,0024 < Ao = 0,399 đ g = 0,998 Fa = = = 0,172 cm2 Chọn theo cấu tạo 5f10 a200 ( Fa = 3,925 cm2 ) m = = Cốt thép chịu M2 = 17,94 kgm : A = = = 0,00105 < Ao = 0,399 đ g = 0,999 Fa = = = 0,074 cm2 đ Chọn theo cấu tạo 5f10 a200 ( Fa = 3,925 cm2 ) Cốt thép chịu MI = M’I = 75,08 kgm : A = = = 0,0044 < Ao = 0,399 đ g = 0,997 Fa = = = 0,318 cm2 đ Chọn theo cấu tạo 5f10 a200 ( Fa = 3,925 cm2 ) Cốt thép chịu MII = M’II = 45,88 kgm : A = = = 0,0027 < Ao = 0,399 đ g = 0,998 Fa = = = 0,19 cm2 đ Chọn theo cấu tạo 5f10 a200 ( Fa = 3,925 cm2 ) iii. tính bản chiếu nghỉ Đặt thép như bản chiếu đi , bản chiếu tới . Chọn theo cấu tạo 5f10 a200 ( Fa = 2,51 cm2 ) iv. Tính dầm chiếu nghỉ Chọn dầm tiết diện 300 x 250 mm . 1. Tải trọng tác dụng - Trọng lượng bản thân : 1,1 . 2500 . 0,3 . 0,25 = 206,25 kg/m - Vữa : 1,2 . 1800 .( 0,3 . 2 + 0,25 ). 0,015 = 23,976 kg/m Do chiếu nghỉ dồn vào thành tải trọng hình thang : gmax = 0,5 . gb . l1 = 0,5 . 754,8 . 1,45 = 547,23 kg/m 2. Xác định nội lực Dầm chiếu nghỉ là dầm có 2 đầu ngàm vào vách . Sử dụng SAP 2000 để tìm nội lực của dầm . Có Mâm max = 388,77 kgm Mdương max = 207,18 kgm 3. Tính cốt thép Cốt dọc : Tính thép chịu mômen âm : Chọn a = 3 cm đ ho = h – a = 30 – 3 = 27 cm . A = = = 0,014 < Ao = 0,399 đ g = 0,9925 Fa = = = 0,518 cm2 Chọn 2f14 ( Fa = 3,08 cm2 ) m = = = 0,45 % Tính thép chịu mômen dương : A = = = 0,007 < Ao = 0,399 đ g = 0,995 Fa = = = 0,28 cm2 Chọn 2f14 ( Fa = 3,08 cm2 ) Cốt đai : Lực cắt max trong dầm : Q = 907,73 Kg Kiểm tra điều kiện : Q Ko . Rn . b . ho VP = 0,35 . 155 . 25 . 27 =36618,75 kg đ Q < VP đ không cần tăng kích thước tiết diện . - Q K1 . Rk . b . ho VP = 0,6 . 11 . 25 . 27 = 4455 kg đ Q < VP đ không phải tính cốt đai . Vậy đặt cốt đai theo cấu tạo : Uct = min = 150 mm Chọn f6 a150. d. Thiết kế sàn ứng lực trước: I. Vật liệu Bêtông mác 350 # đ = 227,5 kG/cm2 = 22,75 MPa Cáp ứng lực trước không kết dính loại T15 đặt trong ống nhựa đường kính 20 mm , có fpu = 1860 MPa và As = 140 mm2 ; Es = 1,9 . 105 N/mm2 . ii. Tải trọng sàn Trọng lượng bản thân sàn : 550 kG/m2 Tĩnh tải tiêu chuẩn tổng cộng : 620 + 223,5 = 843,5 kG/m2 Hoạt tải tiêu chuẩn : 150 kG/m2 Tải trọng tiêu chuẩn toàn phần : 843,5 + 150 = 993,5 kG/m2 iii. Tính phương trục A - D 1. Xác định tải trọng cân bằng Chọn tải trọng cân bằng Wb = ( 0,8 á 1 ) x TLBT sàn . đ Wb = 0,9 . 550 = 495 kG/m2 2. Chọn hình dạng đường cáp ứng lực trước : Chọn dạng đường cáp ứng lực trước cho phương sàn như hình vẽ với lực trong cáp ứng lực trước là không đổi trong chiều dài cáp. 3. Xác định độ lệch tâm lớn nhất : Đặt cáp theo phương trục 1-5 ở dưới, cáp theo phương trục A- D ở trên. Chiều dày lớp bảo vệ = 30 mm. Độ lệch tâm lớn nhất tại đầu cột : e1 = - 30 – 20 - = 50 mm. Độ lệch tâm lớn nhất tại giữa nhịp : e = - 30 – 20 - = 50 mm. 4. Xác định hình dạng cáp ứng lực trước và lực ứng lực trước Độ võng của dạng cáp tương đương : Nhịp A- B, C- D : f = 75 mm. Nhịp B – C : f =100 mm. Lực ứng lực trước yêu cầu cân bằng với tải trọng cân bằng Wb là : Nhịp B – C : F = = 50118,75 kg/m Vì lực ứng lực trước là không đổi nên tải trọng cân bằng ở nhịp A-B, C- D là : Wb = = 371,25 kg/m2 5. Tính lực ứng lực trước ban đầu trong cáp, tổn hao ứng lực trước, ứng suất trước hiệu quả của cáp : 5.1. Lực ứng lực trước ban đầu : ứng suất căng ban đầu: f pi = 0,75 . fpu = 0,75 . 1860 = 1395 MPa Lực ứng lực trước ban đầu: Fo = 1395 . 10 . 140 . 10 =19530 kG. Tổn hao ứng suất : Hao ứng suất do ma sát : Phương trục A- D dài 27 m đ hao = 6,75 % đ 1395 MPa bị hao 6,75 % còn 1300,84 MPa ứng suất trung bình trong cáp : ftb = =1347,92 MPa Lực ứng lực trước trung bình : Ftb = 1347,92 . 140 . 10 = 18870,88 kG Hao ứng suất do biến dạng neo : Độ tụt neo Da = 6 mm ứng suất trung bình trong cáp sau khi trừ đi tổn hao do biến dạng neo là : 1347,92 – 42,22 = 1305,7 MPa Hao ứng suất do các nguyên nhân khác : Lấy bằng 16 % á 18 % = 18 % . 1305,7 MPa = 235 MPa ứng suất hiệu quả : f pe = 1305,7 – 235 = 1070,7 Mpa 6. Xác định số lượng và bố trí cáp ứng lực trước Lực căng hiệu quả của 1 cáp là : N1cáp = 1070,7 . 140 . 10 = 14989,8 kG Lực ứng lực trước yêu cầu cho 1 nhịp 9 m là : 50118,75 . 9 = 451068,75 kG Số lượng cáp yêu cầu cho 1 nhịp : n = = 30 cáp 7. Xác định đặc trưng của khung tương đương : Dải thiết kế như hình vẽ . Tính toán độ cứng của cột tương đương : Độ cứng chống uốn của cột : I = = 8,33.10 mm4 L = 3,2 m ; hb = 220 mm Kc = = 1,2 . 108 Ec Độ cứng chống xoắn của sàn tác động lên cột : Kt = Trong đó : C = . = = 3,057.109 Kt = = = 8,7.106 Es Độ cứng của cột tương đương là : = + = + Ec = Es đ Kec = 8,4 . 106 Ec 8. Kiểm tra ứng suất trong bê tông 8.1. Lúc buông cốt thép Nhịp A – B , C – D: q = 1608,75 kg/m Nhịp B – C : q = 495 kg/m Biểu đồ mômen ( đơn vị : kg/m ) Biểu đồ lực cắt ( kg ) : Kiểm tra ứng suất tại mặt cột -Mmax = - 8023,84 kgm Lực căng trước : P = 1305,7 . 30 . 140 . 10 = 548394 kG s = ± 0,6 Với = 0,8 . = 0,8 . 22,75 = 18,2 MPa s = ± = - 2,77 MPa ± 1,105 MPa s =< 0,6 = 0,6 . 18,2 = 10,92 MPa đ thoả mãn. Kiểm tra ứng suất tại giữa nhịp : + M max = +6317,09 kg/m s = = -2,77 MPa 0,87 MPa s = < 0,6 . = 10,92 MPa đ thoả mãn Vậy bêtông không bị nứt trong giai đoạn thi công. 8.2. Giai đoạn sử dụng : Nhịp A- B, C – D : q = 5600,25 kg/m Biểu đồ mômen ( đơn vị : kgm ) Nhịp B – C : q = 4486,5 kg/m Biểu đồ lực cắt ( kg ) : Kiểm tra ứng suất kéo tại mặt cột : -M max = - 30741,6 kgm s = + 0,5 = 0,5 = 2,38 MPa Lực căng hiệu quả : Pe = 30 . 1070,7 . 10 = 449694 kgm s = - + = - 2,27 MPa + 4,23 MPa s = 1,96 MPa < 0,5 = 2,38 MPa đ thoả mãn Kiểm tra ứng suất tại giữa nhịp : +Mmax = 21132,33 kgm s = - + = - 2,27 MPa + 2,91 MPa s = 0,64 MPa < 0,17 = 0.17 . = 0,81 MPa đ thoả mãn Vậy trong giai đoạn này bê tông không bị nứt. 9. Kiểm tra khả năng chịu lực : 9.1. Tính toán mômen thiết kế : Mômen do tải trọng tính toán : Tải trọng tính toán = TT . 1,4 + HT . 1,7 = 845,3 . 1,4 + 150 . 1,7 = 1435,9 kg/ m2 Tải trọng phân bố đều trên cả 3 nhịp A- B, C – D , B – C : 1435,9 . 9 = 12923,1 kg/m Biểu đồ mômen ( đơn vị : kg/m ): Biểu đồ lực cắt ( kg ) : Tính mômen tại giữa nhịp : Nhịp A- B, C – D : M2 = + = + 10531,99 kgm đ M max = + 47966,64 + 10531,99 = 58498,63 kgm Nhịp B - C : M2 = 7120,24 kgm đ M max = 42961,04 + 7120,24 = 50081,28 kgm 9.2. Kiểm tra cường độ chịu uốn : Tại tiết diện cột : Trong vùng mômen âm đầu cột , diện tích thép thường theo mỗi phương là : As = 0,00075 . h . L = 0,00075 . 220 . 9000 = 1485 mm2 đ Đặt 16 f 14 a100 ( Fa = 2464 mm2 ) ứng suất trong thép tại trạng thái giới hạn tính theo công thức ACI 18-5 là : đ fps = 1070,7 + 70 + = 1169,87 MPa F = 30. 140 . 1169,87 . 10 + 2464 . 10.3000 = 565265,4 kg Chiều cao khối ứng suất nén : a = = = 3,25 cm Khả năng mômen tại trục cột là : Mu = f. F . ( d - ) = 0,9 . 565265,4 . ( 0,18 - ) Mu = 83306 kgm Mômen thiết kế max = 70604,91 kgm < Muđ thoả mãn Tại giữa nhịp Diện tích thép thường lấy theo cấu tạo là 20 f12 a450 ( Fa = 2260 mm2 ) fps = 1169,87 MPa F = 30 . 140 . 1169,87 . 10 + 2260 . 10.3000 = 559145,4 kg a = = = 3,212 cm Mu = f. F . ( d - ) = 0,9 . 559145,4 . ( 0,18 - ) Mu = 82499,66 kgm M max = 58498,63 kgm < Mu đ thoả mãn 10. Kiểm tra yêu cầu chịu cắt : 10.1. Cột biên A, D : Lực cắt tại cột : VA,D = 55740,23 kg Mômen tổng tại trục cột : Mu = - 53901,39 kgm Mặt cắt tới hạn lấy tại vị trí d/2 từ mặt cột . --> Ac = b0 . d = 3352 . 176 = 589952 mm2 CMN = = = = 353 mm CPQ = b1 - CMN = 1088 - 353 = 735 mm g = CPQ - C1/ 2 = 735 - = 235 mm - Phần mômen được truyền bởi các ứng suất cắt trên mặt cắt tới hạn: - Mômen tổng tại trục cột: Mu = -53901,39 kgm đ ứng suất cắt được tính theo công thức: đ Vc = = 1,865