Đồ án Thiết kế lô Q chung cư Nguyễn Kim phường 7, quận 10

m – Khoảng cách từ trọng tâm cốt thép đến mép bêtông chịu kéo => h0 = hd – a h0 – Chiều cao có ích của tiết diện Các công thức tính toán và kiểm tra hàm lượng thép: trong đó: b – bề rộng tiết diện dầm M = Mmax – momen tính thép cho nhịp dầm Kiểm tra hàm lượng cốt thép: + Cốt thép gối: lấy Mg vừa tính được để bố trí thép cho dầm. Nếu hàm lượng cốt thép tính quá nhỏ thì ta có thể chọn thép theo cấu tạo Bảng 4.14. Tính cốt thép cho các dầm đở đáy hồ nước Dầm Momen b h0 A γ Fatt Thép chọn Kiểm tra (kG.m) (cm) (cm) (cm2) Bố trí Fach (cm2) μ D3 MnD3 876.9 20 35.5 0.0268 0.9864 MgD3 1627 20 35.5 0.0497 0.9745 1.81 2Ф16 4.02 0.57 D4 MnD4 13671.8 30 45.5 0.1693 0.9066 12.75 2Ф22+2Ф20 13.88 1.02 MgD4 19856 30 45.5 0.2459 0.8564 16.78 2Ф25+2Ф22 17.41 1.28 D5 MnD5 2452.8 20 35.5 0.0749 0.9611 2.7 2Ф14 3.08 0.43 MgD5 1087.4 20 35.5 0.0332 0.9831 1.2 2Ф14 3.08 0.43 + Cốt đai: Dùng lực cắt có giá trị lớn nhất để tính cốt đai cho các dầm, ta thấy ở dầm D4 có Q = 17340kG là giá trị lớn nhất. Nên ta lấy giá trị này để tính Kiểm tra với Qmax = 17340kG theo điều kiện: - Qmax ≤ k0.Rn.b.h0 = 0.35x130x30x45.5 = 62107.5kG => Thỏa - Qmax ≤ k1.Rk.b.h0 = 0.6x10x30x45.5 = 8190kG => Không thỏa Do đó, cần tính cốt đai. Sơ bộ chọn bước đai theo điều kiện cấu tạo sau: Do hd > 450mm. Nên: - Đoạn gần gối tựa: u ≤ = 167mm. Chọn u = 100mm - Đoạn giữa dầm: u ≤ 300. Chọn u = 200mm Chọn cốt thép CI, có Rađ = 1600kG/cm2; Thép đai Ф8, có fđ = 0.503cm2, đai 2 nhánh: n = 2. Kiểm tra theo công thức sau: Khả năng chịu cắt ở tiết diện nguy hiểm nhất: Qđb = =kG => Qđb > Qmax = 17340kG => Cốt đai chọn đảm bảo khả năng chịu lực cắt Vậy, dầm đảm bảo không bị phá hoại trên tiết diện nghiêng theo ứng suất nén chính và đảm bảo khả năng chịu cắt Chọn và bố trí đai Ф8a100 ở ¼ nhịp dầm và Ф8a200 ở 2/4 dầm còn lại Kết luận: Các kết quả tính toán thỏa các điều kiện kiểm tra. Do đó kích thước lựa chọn sơ bộ là hợp lí. 4.8. Tính cột hồ nước Để đơn giản trong tính toán ta xem cột chịu tải nén đúng tâm Hồ nước mái chia làm 2 ô bản chịu tải tương đương nhau có: + 4 cột ở góc, kéo từ cột khung lên. Chọn tiết diện 2 cột C1(40x60cm) và 2 cột C2(40x70) 4.8.1. Tải trọng tác dụng lên hồ nước + Tải trọng bản thân cột: + Tải trọng do các hồ nước truyền vào: * Khối lượng của các dầm. 4.8.2. Nội lực trong cột Nội lực chân cột được giải bằng sap2000: ta được + Lực dọc: NC1 = 25930 kG NC2 = 26280 kG + Momen tại chân cột: MC1 = GC1.a1 = 425.47x1.8 = 4328(kG.m) MC2 = GC2.a2 = 800.88x1.85 = 4671(kG.m) + Lực cắt tại chân cột: QC1 = QC2 = 14344.8(kG) CHƯƠNG V TÍNH KHUNG KHÔNG GIAN XÁC ĐỊNH NỘI LỰC KHUNG KHÔNG GIAN TÍNH TOÁN VÀ BỐ TRÍ THÉP KHUNG 5.1. Trình tự tính toán + Xác định các trường hợp tải trọng tác động lên công trình; + Giải bài toán trong miền đàn hồi theo phương pháp phần tử hữu hạn bằng chương trình Etalb9.03. Xác định tương ứng với từng trường hợp tải trọng; + Tổ hợp nội lực công trình theo TCVN 2737-1995 ([1]) và TCVN 229-1997 ([3]) bằng chương trình Mirosoft Excel 2003; + Tính toán và bố trí thép cho cột, dầm. 5.2. Hệ khung chịu lực chính của công trình Chọn vật liệu làm khung cho toàn bộ công trình như sau: + Bêtông M300 cho toàn khung, có Rn = 130kG/cm2, Rk = 10kG/cm2, α0 = 0.58 + Cốt thép có Ф < 10mm chọn thép CI, có Ra = Ra’ = 2000 (kG/cm2) + Cốt thép có Ф ≥ 10 chọn thép CII, có Ra = Ra’ = 2600 (kG/cm2) Hình 5.1. Sơ đồ hệ chịu lực của công trình 5.2.1. Sàn + Chiều dày sàn đã chọn sơ bộ và tính toán kiểm tra ở chương 1, lấy hs = 12cm. 5.2.2. Dầm Sơ bộ chọn kích thước dầm như sau: Bảng 5.1. Chọn sơ bộ tiết diện dầm Dầm Nhịp dầm Ld (m) Kích thước tiết diện dầm bxh (cm) D1 6.8 25x50 D2 3.4 25x50 D3 6.8 25x50 D4 6.8 25x50 D5 3.4 25x40 D6 9.65 25x70 D7 2.5 25x40 D8 9.65 25x70 D9 9.65 25x70 D10 1.4 25x40 D11 1.2 25x40 5.2.3. Kích thước tiết diện cột 5.2.3.1. Diện tích truyền tải lên các cột 5.2.3.2. Xác định kích thước cột Bảng 5.2. Cột trục 2 - A Tầng gstt (kG/m2) pstt (kG/m2) ltường (m) gtường (kG) N (kG) ∑N (kG) Fcột (cm2) Chọn bxh Fcộtchọn (cm2) Sân thượng 452.9 75 0 0 11149.2 11149.2 128.64 40x70 2800 Lầu 9 452.9 240 11.2 15375.4 30009.4 41158.6 474.91 40x70 2800 Lầu 8 452.9 240 11.2 15375.4 30009.4 71168.0 821.17 40x70 2800 Lầu 7 452.9 240 11.2 15375.4 30009.4 101177.4 1167.43 50x80 4000 Lầu 6 452.9 240 11.2 15375.4 30009.4 131186.8 1513.69 50x80 4000 Lầu 5 452.9 240 11.2 15375.4 30009.4 161196.2 1859.96 50x80 4000 Lầu 4 452.9 240 11.2 15375.4 30009.4 191205.6 2206.22 50x80 4000 Lầu 3 452.9 240 11.2 15375.4 30009.4 221215.0 2552.48 60x90 5400 Lầu 2 452.9 240 11.2 15375.4 30009.4 251224.4 2898.74 60x90 5400 Lầu1 452.9 240 11.2 15375.4 30009.4 281233.8 3245.01 60x90 5400 Tầng hầm 664.2 600 0 0 26700 307933.8 3553.08 60x90 5400 Bảng 5.3. Cột trục 2 - B Tầng gstt (kG/m2) pstt (kG/m2) ltường (m) gtường (kG) N (kG) ∑N (kG) Fcột (cm2) Chọn bxh Fcộtchọn (cm2) Sân thượng 452.9 75 0 0 14110.8 14110.8 162.82 40x70 2800 Lầu 9 452.9 240 10.8 14826.3 33347.5 47458.3 547.60 40x70 2800 Lầu 8 452.9 240 10.8 14826.3 33347.5 80805.8 932.37 40x70 2800 Lầu 7 452.9 240 10.8 14826.3 33347.5 114153 1317.15 50x80 4000 Lầu 6 452.9 240 10.8 14826.3 33347.5 147501 1701.93 50x80 4000 Lầu 5 452.9 240 10.8 14826.3 33347.5 180848 2086.71 50x80 4000 Lầu 4 452.9 240 10.8 14826.3 33347.5 214196 2471.49 50x80 4000 Lầu 3 452.9 240 10.8 14826.3 33347.5 247543 2856.27 60x90 5400 Lầu 2 452.9 240 10.8 14826.3 33347.5 280891 3241.05 60x90 5400 Lầu1 452.9 240 10.8 14826.3 33347.5 314238 3625.83 60x90 5400 Tầng hầm 664.2 600 0 0 33792.1 348030 4015.74 60x90 5400 5.3. Xác định các giá trị tải trọng tác dụng lên công trình Các giá trị tải trọng (giá trị tính toán) tác động lên công trình được xác định như sau: 5.3.1. Tĩnh tải 5.3.1.1. Trọng lượng phần bêtông cốt thép của kết cấu (BANTHAN) Do chương trình tự tính. Hệ số tin cậy lấy n = 1.1. 5.3.1.2. Trọng lượng các lớp hoàn thiện (HOANTHIEN) Được xác định như phần 2.5 của chương 2. Lấy giá trị này là 1177.9 (kG/m2). 5.3.1.3. Trọng lượng tường xây (TUONG) + Trọng lượng tường xây được tính theo công thức: gttt = ht.gt.n.n’ trong đó: ht - chiều cao tường; gttc - trọng lượng tường tiêu chuẩn * gttc = 180 (kG/m2) – đối với tường dày 10cm * gttc = 330 (kG/m2) – đối với tường dày 20cm n - hệ số độ tin cậy (lấy n = 1.3) n’ - hệ số kể đến lổ cửa (nếu có), n = 0.7 Bảng 5.4: giá trị tường xây Dầm Kích thước tiết diện dầm bxh (cm) D1 25x50 1158.3 D2 25x50 1158.3 D3 25x50 631.8 D4 25x50 1158.3 D5 25x40 1201.2 D6 25x70 1072.5 D7 25x40 1201.2 D8 25x70 1072.5 D9 25x70 1072.5 D10 25x40 1201.2 D11 25x40 1201.2 + Trọng lượng tường ngăn: Tường ngăn có ở ô sàn S1, S2, S4, S5, S6, tương tự phần 2.3.3 của chương 2, ta xác định được giá trị qui đổi phân bố đều trên sàn là: được xác định ở bảng sau: Bản2.6. Tải trọng tường quy đổi Sàn gt (kG/m2) S1 150 S2 134 S3 257 S4 133 S5 227 S6 200 5.3.2. Hoạt tải Xác định tương tự phần 2.3.2 của chương 2 theo [1], ta có: + Hoạt tải phân bố trên các ô sàn S1, S2, S4, S5, S6 là : 240 (kG/m2) + Hoạt tải phân bố trên các ô sàn S3,S7 ,S8,S9,S10, S11,S12 là: 360 (kG/m2) + Hoạt tải phân bố trên sàn sân thượng là: 97.5 (kg/m2) 5.3.3. Tải trọng gió Tải trọng gió được tính theo công thức sau: Wđtt = B.W0.n.c.k (kG/m) Whtt = B.W0.n.c’.k (kG/m) trong đó: Wđtt – gió đẩy Whtt – gió hút B – diện tích chịu tải trọng gió của khung W0 = 83 (kG/m2) – tính theo TP.HCM, địa hình IIA; n = 1.2 – hệ số độ tin cậy; c – hệ số khí động (phía đón gió c = +0.8 –> gió đẩy) c’ – hệ số khí động (phía khuất gió c’ = -0.6 –> gió hút) k – hệ số xét đến sự thay đổi áp lực gió theo độ cao (tra bảng 5, TCVN 2737-1995, theo dạng địa hình A). Bảng 5.8. Gió theo phương X và –X (gió đẩy và gió hút) Trục A;B;C;D (B = ) Z (m) B (m) W0 (kG/m2) c c’ n k Wđtt (T/m) Whtt (T/m) 3.2 74.88 83 +0.8 -0.6 1.2 0.808 4.821 3.616 6.4 74.88 83 +0.8 -0.6 1.2 0.9136 5.451 4.088 9.6 74.88 83 +0.8 -0.6 1.2 0.9936 5.928 4.446 12.8 74.88 83 +0.8 -0.6 1.2 1.0448 6.234 4.675 16 74.88 83 +0.8 -0.6 1.2 1.09 6.503 4.878 16.2 74.88 83 +0.8 -0.6 1.2 1.122 6.694 5.021 22.4 74.88 83 +0.8 -0.6 1.2 1.1516 6.871 5.153 25.6 74.88 83 +0.8 -0.6 1.2 1.1804 7.043 5.282 28.8 74.88 83 +0.8 -0.6 1.2 1.2092 7.215 5.411 32 74.88 83 +0.8 -0.6 1.2 1.232 7.351 5.513 35.5 74.88 83 +0.8 -0.6 1.2 1.2512 7.465 5.599 Bảng 5.9. Gió theo phương Y và –Y (gió đẩy và gió hút) Trục 1 đến 6 (B = ) Z (m) B (m) W0 (kG/m2) c c’ n k Wđtt (T/m) Whtt (T/m) 3.2 106.88 83 +0.8 -0.6 1.2 0.808 6.881 5.161 6.4 106.88 83 +0.8 -0.6 1.2 0.9136 7.780 5.835 9.6 106.88 83 +0.8 -0.6 1.2 0.9936 8.462 6.346 12.8 106.88 83 +0.8 -0.6 1.2 1.0448 8.898 6.673 16 106.88 83 +0.8 -0.6 1.2 1.09 9.283 6.962 16.2 106.88 83 +0.8 -0.6 1.2 1.122 9.555 7.166 22.4 106.88 83 +0.8 -0.6 1.2 1.1516 9.807 7.355 25.6 106.88 83 +0.8 -0.6 1.2 1.1804 10.053 7.539 28.8 106.88 83 +0.8 -0.6 1.2 1.2092 10.298 7.723 32 106.88 83 +0.8 -0.6 1.2 1.232 10.492 7.869 35.5 106.88 83 +0.8 -0.6 1.2 1.2512 10.655 7.992 5.3.4. Tải trọng hồ nước Toàn bộ tải trọng hồ nước (được tính ở chương 4) được qui về 4 cột của hồ nước, 2 cột trục 1 mỗi cột chịu một tải trọng là: 25.93 (T), 2 cột trục 2 mỗi cột chịu một tải trọng là:26.28T. Tải trọng này đưa về lực tập trung lên nút khung ứng với chân cột hồ nước. 5.4. Xác định nội lực công trình (khung không gian) 5.4.1. Các trường hợp tải trọng tác dụng lên công trình 1. TT – gồm BANTAN + HOANTHIEN + TUONG + ALDAT chất đầy các tầng; 2. HT – hoạt tải chất đầy các tầng; 3. GIOX – tải trọng gió theo phương X; 4. GIO(-X) – tải trọng gió theo phương (-X); 5. GIOY)– tải trọng gió theo phương Y; 6. GIO(-Y) – tải trọng gió theo phương (-Y). 5.4.2. Các cấu trúc tổ hợp tải trọng Tổ hợp tải trọng bao gồm: tổ hợp tải trọng chính và tổ hợp tải trọng phụ Bảng 5.13. Cấu trúc tổ hợp tải trọng chính Tổ hợp Cấu trúc TH1 TT(1) + HT(1) TH2 TT(1) + GIOX(1) TH3 TT(1) + GIO(-X)(1) TH4 TT(1) + GIOY(1) TH5 TT(1) + GIO(-Y)(1) Bảng 5.14. Cấu trúc tổ hợp tải trọng phụ Tổ hợp Cấu trúc TH6 TT(1) + HT(0.9) + GIOX(0.9) TH7 TT(1) + HT(0.9) + GIO(-X)(0.9) TH8 TT(1) + HT(0.9) + GIOY(0.9) TH9 TT(1) + HT(0.9) + GIO(-Y)(0.9) Trong phạm vi đồ án này chỉ lập bảng tính Excel tổ hợp nội lực cho cột và dầm. Kết quả tổ hợp nội lực khung được trích ra và trình bày trong phần phụ lục thuyết minh. 5.5. Tính toán cốt thép cho cột khung trục 2 Trong khung không gian, thực tế cột làm việc như cấu kiện chịu nén lệch tâm xiên. Tuy nhiên, bài toán tính cốt thép cho cấu kiện chịu nén lệch tâm xiên khá phức tạp. Nên trong phạm vi đồ án này sẽ tính toán cốt thép cho cột theo trường hợp cột chịu nén lệch tâm phẳng theo mỗi phương, sau đó kiểm tra lại lượng cốt thép đã tính theo trường hợp cột chịu nén lệch tâm xiên. 5.5.1. Chọn nội lực để tính toán cốt thép cột khung trục 6 Nội lực cột chỉ lấy tại tiết diện hai đầu cột, tính cốt thép cho cột theo 2 phương X và Y. Từ các tổ hợp nội lực như trên, ta chọn ra 3 cặp nội lực của cột trên mỗi phương như sau: (Nmax - Mtư), (Mmax - Ntư) và (Mmin - Ntư). Trên mỗi phương, tính toán cốt thép cột với cặp nội lực (Nmax - Mtư), sau đó kiểm tra với 2 cặp còn lại. Đối với cột, ta tính toán cốt thép như bảng chọn sơ bộ tiết diện cột, chọn nội lực có giá trị lớn nhất của các tầng có thay đổi tiết diện để tính và bố trí cốt thép cho các tầng đó Kết quả chọn nội lực tính toán cốt thép cột trình bày trong các bảng sau: Bảng 5.15. Kết quả nội lực cột trục 2– A và D theo 2 phương X và Y Tầng Nmax Mtư Mmax Ntư Mmin Ntư Hầm – tầng 3 -790.89 -17.715 18.881 -802.73 -16.192 -821.12 Tầng 4 – 7 -603.95 -11.177 14.943 -600.95 -13.155 -603.98 Tầng 8 – ST -320.69 --9.42 10.77 -317.28 -9.836 -320.69 Hầm – tầng 3 -824.4 -5.132 7.84 -715.22 -80.1 -714 Tầng 4 – 7 -603.95 -2.4 4.065 -59.609 -4.778 -523.73 Tầng 8 – ST -320.69 -2.14 2.405 -316.44 -2.979 -279.85 Bảng 5.16. Kết quả nội lực cột 6 – B và C theo 2 phương X và Y Tầng Nmax Mtư Mmax Ntư Mmin Ntư Cột 6 – B,E theo phương X Hầm – tầng 3 -799.2 -15.23 17.715 -757.15 -8.881 -793.08 Tầng 4 – 7 -593.84 -10.81 12.573 -570.79 -5.13 -576.4 Tầng 8 – ST -368.23 -8.62 9.42 -326.91 -3.02 -262.52 Cột 6 – B,E theo phương Y Hầm – tầng 3 -789.2 -4.266 6.574 -651.15 -8.235 -648.82 Tầng 4 – 7 -593.84 -2.127 3.629 -580.48 -6.118 -485.34 Tầng 8 – ST -336.77 -1.204 2.78 -267.32 -3.679 -331.22 5.5.2. Tính toán cốt thép dọc cho cột khung ngang trục 2 và cột dầm dọc trục B (trường hợp cột chịu nén lệch tâm theo mỗi phương) Cột khung trục 6 được tính toán theo trường hợp cấu kiện chịu nén lệch tâm (bố trí thép đối xứng trên mỗi phương). Theo [11], trình tự tính toán như sau: - Tính độ mãnh của cột: λ = l0/h; - Xác định độ lệch tâm do lực e01= M/N, độ lệch tâm ngẫu nhiên e0nn, từ đó xác định được độ lệch tâm tính toán e0 = e01 + e0nn; - Tính chiều cao vùng nén x: x = ; - Giả thuyết a = 5cm, tính h0 * Trường hợp lệch tâm lớn x < α0.h0 Giả thuyết hàm lượng cốt thép dọc μ, tính hệ số uốn dọc η. Nếu λ < 8, thì η = 1 không cần xét đến hiện tượng từ biến và uốn dọc. - Nếu x ≥ 2a’, tính diện tích cốt thép đối xứng (với N = Rn.b.x); - Nếu x < 2a’, tạm thời bỏ qua cốt thép nén, tính: ; Lấy x = 2a’, tính: Lấy Fa = Fa’ = min(Fa1; Fa2) * Trường hợp lệch tâm bé x > α0h0 Giả thuyết hàm lượng cốt thép dọc μ, tính hệ số uốn dọc η. Tính lại chiều cao vùng nén x: - Nếu e0 > 0.2h0: x = 1.8(e0gh – e0) + α0h0; - Nếu e0 < 0.2h0: x = h – (1.8 + 0.5- 1.4α0).e0 - Tính diện tích cốt thép chịu nén nhiều: - Nếu e0 < 0.15h0 thì tính điện tích cốt thép chịu nén ít Fa; - Nếu e0 ≥ 0.15h0 thì tính điện tích cốt thép chịu kéo Fa theo giá trị tối thiểu Fa = μminbho(μmin = 0.05%) - Lấy Fa = Fa’ = max(Fa; Fa’) Sauk hi tính được Fa, Fa’ cần tính lại hàm lượng cốt thép và so sánh với giá trị giả thuyết ban đầu. Nếu sai biệt không quá 5% thì chấp nhận kết quả tính, nếu không thỏa phải giả thuyết lại μ và lặp lại các bước tính toán cho đến khi sai biệt giá trị μ giữa hai lần tính không quá 5%. Giá trị diện tích chọn phải thỏa điều kiện: μmin ≤ μ ≤ μmax. trong đó ; ; μmin = 0.05%. Trình tự giải bài toán cột chịu nén lệch tâm được thể hiện theo lưu đồ sau: trong đó e – khoảng cách từ điểm đặt lực dọc lệch tâm đến trọng tâm cốt thép chịu kéo, e = ηe0 + 0.5h + a e’– khoảng cách từ điểm đặt lực dọc lệch tâm đến trọng tâm cốt thép chịu nén, e’ = ηe0 - 0.5h + a’ e0’ = e01 + e0nn – độ lệch tâm tính toán; e01 = M/N – độ lệc tâm do lực; e0nn – độ lệch tâm ngẫu nhiên không nhỏ hơn h/25 và 2cm đối với cột. Không thỏa Không thỏa Chọn và bố trí thép Giả thiết m Tính h Giả thiết m Tính h Giả thiết m Tính h Thỏa Thỏa Giả thiết lại m Không thỏa Không thỏa Giả thiết lại m Không thỏa Lệch tâm bé Thỏa Không thỏa Thỏa Lệch tâm lớn Thỏa thỏa NỘI LỰC CỘT TRỤC A;D (KHUNG NGANG TRỤC 2) Theo phương X Fa=Fa’ (cm2) 25.67 16.28 9.69 Theo phương Y 17.42 12.47 5.42 NX LTB LTB LTL LTB LTB LTL α0h0 49.3 43.5 37.7 31.9 26.1 20.3 x (cm) 81.98 40.65 27.28 49.54 34.49 27.45 e (cm) 54.8 47.83 42.41 41.82 35.03 33.05 e0 (cm) 4.8 2.83 2.41 6.82 5.03 8.05 N (T) 790.89 527.5 248.59 824.4 527.6 248.59 M (Tm) 17.71 11.17 9.42 5.123 2.4 2.14 λ 2.8 3.2 3.7 3.7 4.5 5.6 h0 cm 85 75 65 55 45 35 h cm 90 80 70 60 50 40 b cm 60 50 40 90 80 70 l0 (cm) 224 224 224 224 224 224 Tầng Hầm-3 T4 -7 T8-ST Hầm-3 T4- 7 T.8-ST Bảng 5.20. NỘI LỰC CỘT TRỤC B;C (KHUNG NGANG TRỤC 2) Theo phương X Fa=Fa’ (cm2) 27.49 18.28 10.32 Theo phương Y 18.21 12.87 6.04 NX LTB LTB LTL LTB LTB LTL α0h0 49.3 43.5 37.7 31.9 26.1 20.3 x (cm) 84.34 74.84 65.47 38.61 33.94 28.22 e (cm) 53.73 48.39 42.97 22.86 20.03 18.19 e0 (cm) 3.73 3.39 2.97 3.61 3.94 3.22 N (T) 799.2 593.84 368.23 789.2 593.84 336.77 M (Tm) 15.23 10.81 8.62 4.266 2.127 1.E204 λ 2.8 3.2 3.7 3.7 4.5 5.6 h0 cm 85 75 65 55 45 35 h cm 90 80 70 60 50 40 b cm 60 50 40 90 80 70 l0 (cm) 224 224 224 224 224 224 Tầng Hầm-3 T.4 - 7 T.8-ST Hầm-3 T.4 - 7 T.8-ST Sau khi có kết quả tính toán diện tích cốt thép, ta chọn thép bố trí và kiểm tra lại điều kiện μmin ≤ μ ≤ μmax. Kết quả chọn thép cho cột được trình bày trong các bảng sau: Bảng 5.24. Chọn cốt thép đối xứng theo phương X và Y cho cột 2-A(D) Theo phương X Tầng Fa = Fa’ (cm2) Thép chọn (Fa = Fa’)chọn (cm2) μ μmin ≤ μ ≤ μmax Hầm – 3 25.67 6Ф25 29.454 0.58 THỎA Tầng 4 – 7 16.28 4Ф25 19.636 0.6 THỎA Tầng 8 – ST 9.69 4Ф20 12.568 0.48 THỎA Theo phương Y Hầm – 3 17.42 4Ф25 19.636 0.4 THỎA Tầng 4– 7 12.47 4Ф22 15.204 0.42 THỎA Tầng 8 – ST 5.42 4Ф20 12.568 0.52 THỎA Bảng 5.25. Chọn cốt thép đối xứng theo phương X và Y cho cột 2-B(C) Theo phương X Tầng Fa = Fa’ (cm2) Thép chọn (Fa = Fa’)chọn (cm2) μ μmin ≤ μ ≤ μmax Hầm – 3 27.49 6Ф25 29.454 0.58 THỎA Tầng 4 – 7 18.28 4Ф25 19.636 0.6 THỎA Tầng 8– ST 10.32 4Ф20 12.568 0.48 THỎA Theo phương Y Hầm – 3 18.21 4Ф25 19.636 0.4 THỎA Tầng 4– 7 12.87 4Ф22 15.204 0.42 THỎA Tầng 8 – ST 6.04 4Ф20 12.568 0.52 THỎA 5.5.3. Kiểm tra khả năng chịu lực của cột khung ngang trục 6 và khung dọc trục E (trường hợp cột chịu nén lệch tâm theo mỗi phương) Kiểm tra khả năng chịu lực của cột với cặp nội lực còn lại. Theo [11], lưu đồ kiểm tra khả năng chịu lực của cột như sau: Không thỏa Thỏa Không thỏa Thỏa Thỏa Lệch tâm lớn Thỏa Không thỏa Không thỏa Lệch tâm bé Kết luận về KNCL Bảng 5.29. Kiểm tra khả năng chịu lực theo 2 phương X và Y cho cột 2-A(D) Theo phương X Tầng M (Tm) N (T) e (cm) N.e (kG.cm) x’ (cm) Rnbx’(h0-0.5x’) + Ra’Fa’(h0-a’) K.tra KNCL Hầm – 1 18.881 802.73 53.2 34303855 85.14 42705236 THỎA Tầng 2-5 14.943 600.95 47.83 21853454 75.69 28742960 THỎA Tầng 6-ST 10.77 317.28 42.42 12941058 66.3 13459017 THỎA Theo phương Y Hầm – 1 7.84 715.22 38.96 20242232 53.93 27864971 THỎA Tầng 2-5 4.065 597.609 35.03 12049323 48.45 20934208 THỎA Tầng 6-ST 2.405 316.44 32.93 6315554 27.76 10420369 THỎA Bảng 5.30. Kiểm tra khả năng chịu lực theo 2 phương X và Y cho cột 2-B(C) Theo phương X Tầng M (Tm) N (T) e (cm) N.e (kG.cm) x’ (cm) Rnbx’(h0-0.5x’) + Ra’Fa’(h0-a’) K.tra KNCL Hầm – 1 17.715 757.15 53.73 32472345 84.34 40681669 THỎA Tầng 2-5 12.573 570.79 48.39 18803681 74.84 27620528 THỎA Tầng 6-ST 9.42 326.91 42.97 13349587 65.47 14047322 THỎA Theo phương Y Hầm – 1 6.574 651.15 22.86 11415084 38.61 14885289 THỎA Tầng 2-5 3.629 580.48 20.03 9469713 33.94 11627014 THỎA Tầng 6-ST 2.78 267.32 28.19 7535750 28.22 1015014 THỎA 5.5.4. Bố trí cốt đai cho cột Theo [5], cốt đai trong cột được bố trí theo các qui định sau: - Đường kính cốt thép đai ≥ ¼ đường kính cốt thép dọc và phải ≥ 8mm. Cốt đai cột phải bố trí liên tục qua nut khung với mật độ như của vùng nut; - Trong phạm vi vùng nút khung từ điểm ca’ch mép trên đến điểm cách mép dưới của dầm một khoảng l1 (l1 ≥ chiều cao tiết diện cột và ≥ 1/6 chiều cao thông thủy của tầng, đồng thời ≥ 450mm) phải bố trí đai dày hơn. Khoảng cách đai trong vùng này ≤ 6 lần đường kính cốt thép dọc và ≤ 100mm; - Tại các vùng còn lại, khoảng cách đai chọn ≤ cạnh nhỏ của tiết diện; - Nên sử dụng đai khép kín, tại các vùng nút khung nhất thiết phải sử dụng đai kín cho cả cột và dầm. => Chọn đai Ф6 để bố trí cho cột, bước cốt đai được thể hiện cụ thể ở bản vẽ kết cấu khung. 5.6. Tính toán cốt thép cho dầm khung ngang trục 6 và khung dọc trục E 5.6.1. Chọn nội lực để tính toán cốt thép dầm khung Từ các tổ hợp đã được xác định bằng bảng tính Excel như trong phần phụ lục, ta chọn các giá trị nội lực lớn nhất ứng với vùng chịu mômen âm và mômen dương của dầm để tính toán. Tương tự như cột, ta tính toán cốt thép cho dầm 5 tầng một lần, chọn giá trị nội lực lớn nhất trong 5 tầng đó để tính toán và bố trí chung cho cả 5 tầng đó. 5.6.2. Tính toán cốt thép dọc cho dầm khung Dầm được tính toán như tiết diện chữ T chịu uốn. Giả thiết a = 4cm. - Phần tiết diện chịu mômen dương (nhịp), cánh nằm trong vùng nén và tham gia chịu lực với sườn. Chiều rộng cánh được xác định như sau: bc’ = bd + 2C1 trong đó: bd – bề rộng tính toán (ở đây bd = 20cm); C1 – phần nhô ra của cánh, lấy không vượt quá giá trị bé nhất trong các giá trị 1/6 nhịp dầm và 9hc’ (ở đây hc’ = hs = 120mm) Xác định trục trung hòa bằng cách xác định Mc: Mc = Rnbc’hc’(h0 – 0.5hc’) + Nếu M ≤ Mc – trục trung hòa qua cánh => Tính toán với tiết diện chữ nhật bc’xh; + Nếu M > Mc – trục trung hòa qua sườn => Tính toán với tiết diện chữ T thật. Kiểm tra hàm lượng cốt thép μmin ≤ μ ≤ μmax. - Phần tiết diện chịu mômen âm (gối), cánh nằm trong vùng kéo, xem như không tham gia chịu lực với sườn, tính toán cốt thép theo tiết diện chữ nhật bdxh. Các công thức được tính toán như sau: Kiểm tra hàm lượng cốt thép: μmin ≤ μ ≤ μmax Theo [11], lưu đồ tính toán cốt thép dầm theo tiết diện chữ T như sau: Mc = Rnb’ch’c(h0 – 0.5h’) M ≤ Mc Tiết diện chữ nhật b’cxh Tăng tiết diện Tăng Mac BT Chọn và bố trí cốt thép A ≤ A0 Không thỏa Thỏa Thỏa Không thỏa Bảng 5.34. Tính toán cốt thép cho dầm chịu mômen dương khung ngang trục 2 Nhịp A-B Kiểm tra μ THỎA THỎA Nhịp B-C THỎA THỎA Nhịp C-D THỎA THỎA Dầm cosol THỎA μ 0.84 0.56 0.84 0.56 1.16 0.77 0.77 Fac cm2 7.63 5.09 6.03 4.02 6.03 4.02 4.02 Thép chọn 3Ф18 2Ф18 2Ф16 2Ф16 3Ф18 2Ф18 2Ф16 Fa cm2 6.2 4.68 2.96 2.96 6.2 4.68 0.08 Α 0.0527 0.0382 0.0401 0.0295 0.0814 0.0242 0.00114 A 0.0513 0.0375 0.0393 0.0291 0.0781 0.0239 0.00114 Nhận xét bc’xh bc’xh bc’xh bc’xh bc’xh bc’xh bc’xh Mc (Tm) 37.06 37.06 16.38 16.38 37.06 37.06 16.38 hc’ cm 12 12 12 12 12 12 12 bc’ cm 60 60 60 60 60 60 60 h0 cm 66 66 36 36 66 66 36 h cm 70 70 40 40 50 50 40 b cm 25 25 25 25 25 25 25 M (Tm) 7.02 5.36 2.94 2.94 7.02 5.36 0.06 Tầng Hầm-7 8-ST Hầm-7 8-ST Hầm-7 8-ST 1-ST Bảng 5.35. Tính toán cốt thép cho dầm chịu mômen dương (nhịp) khung dọc trục B Nhịp 1 – 2 Kiểm tra μ THỎA THỎA Nhịp 2 – 3 THỎA THỎA Nhịp 3 – 4 TH