Bản thang chịu lực một phương,Cắt dải bản rộng 1m theo phương vuông góc với dầm chiếu nghỉ và dầm chiếu tới để tính. Thực chất bản thang liên kết cứng với dầm chiếu nghỉ và dầm chiếu tới,nhưng trong sơ đồ tính ta giả sử liên kết giữa 2 đầu của bản là liên kết khớp để tạm tính như dầm đơn giản sau đó bổ sung moment gối bằng cách phân phối lực.Sơ đồ tính được thể hiện như sau:
131 trang |
Chia sẻ: maiphuongdc | Lượt xem: 2243 | Lượt tải: 2
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Đồ án Thiết kế lô Q chung cư Nguyễn Kim phường 7, quận 10, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
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