Đồ án Trường THPT Phan Bội Châu, TP. Hồ Chí Minh

ơn giản trong tính toán và tăng độ an toàn vì thực tế tường có tham gia chịu lực). * Đối với mảng tường đặc: để tiết kiệm người ta quan niệm rằng chỉ có tường trong phạm vi góc 60o là truyền lực lên dầm, còn lại tạo thành lực tập trung truyền xuống cột. (Nếu 2 biên tường không có cột thì xem như toàn bộ tường truyền vào dầm) Gọi gt là trọng lượng 1m2 tường (gạch xây + trát): Gọi ht là chiều cao tường (bằng chiều cao tầng - chiều cao dầm) Tải trọng lên dầm có dạng hình thang (như hình vẽ) qui đổi về phân bố đều: Với: a = ht . tg30o = ht . * Trường hợp ld bé. Phần tường truyền lên dầm có dạng tam giác: Quy đổi về phân bố đều: Với: * Đối với mảng tường có cửa. Xem gần đúng tải trọng tác dụng lên dầm là toàn bộ trọng lượng (tường + cửa) phân bố đều trên dầm. Trong đó: gt - trọng lượng tính toán của 1m2 tường. St - Diện tích tường (trong nhịp đang xét). nc - Hệ số vượt tải đối với cửa. - Trọng lượng tiêu chuẩn của 1m2 cửa. Sc - Diện tích cửa (trong nhịp đang xét). Tải trọng tường + cửa phân bố đều trên dầm là: 2.1.1.4. Do dầm khác truyền vào Có thể có trường hợp dầm khác được xem là dầm phụ của dầm đang xét truyền lực lên dầm đang xét. (Vd: dầm bo, dầm cầu thang ...). Lực truyền từ dầm phụ đó vào là lực tập trung: P = Pa + Pb (Pa, Pb: lực tập trung do dầm thuộc đoạn la, lb truyền vào). Xét lực thuộc 1 đoạn dầm truyền vào (Vd: đoạn nhịp la ) Xác định tải trọng phân bố tác dụng lên dầm phụ trong đoạn nhịp la qdp = qtrọng lượng bthân + qsàn truyền vào + qtường.+qcửa Xác định lực tập trung truyền vào dầm đang xét: Pa = qdp .la/2 Tương tự đối với lb (xác định: qdp => xác định: Pb = qdp . lb/2) 2.3. Bảng tính toán tỉnh tải và hoạt tải tác dụng lên dầm DS-6 trục C2 2.3.1. Bảng tính toán tỉnh tải Tường gạch 200 có trọng lượng riêng γt = 15000N/m3 Chiều dày vữa trát 10, trát 2 mặt có trọng lượng riêng γtr = 16000N/m3 Tường gạch 100 có trọng lượng riêng γt = 15000N/m3 Tên tải Các trường hợp tải trọng hợp thành nq,i Giá trị tính toán trên 1m (N/m) q3 =q5 +Trọng lượng bản thân dầm 1,1 1,3 1155,00 193,44 +Trọng lượng của dầm DS-2 , dưới dạng lực tập trung - Trọng lượng bản thân dầm - Trọng lượng do sàn S4 truyền vào dầm DS-2 - Trọng lượng do sàn S5 truyền vào dầm DS-2 - Trọng lượng tường có cửa truyền vào -Trọng lượng tập trung do dầm DS-2 truyền vào là phản lực gối tựa của dầm DS2 1,1 1,3 1155,00 193,44 4530,00 2453,75 5529,03 63758,00 + Trọng lượng do ô sàn S1 truyền vào 3684,75 q4 + Trọng lượng bản thân dầm  1,1 1,3 1155,00 193,44 + Trọng lượng do ô sàn S3’ truyền vào 3889,15 + Trọng lượng do ô sàn S1 truyền vào 3684,75 q1 = q2 = q6 = q7 =q9 =q10 =13 =q14 + Trọng lượng bản thân dầm  1,1 1,3 1155,00 193,44 + Trọng lượng do ô sàn S3 truyền vào 4954,69  + Trọng lượng do ô sàn S1 truyền vào 3684,75 q8 + Trọng lượng bản thân dầm  1,1 1,3 1155,00 193,44 +Trọng lượng do ô sàn S2 truyền vào 7432,03 q11 =q12 + Trọng lượng bản thân dầm  1,1 1,3 1155,00 193,44  + Trọng lượng do ô sàn S1 truyền vào 3684,75 + Trọng lượng do ô sàn S6 truyền vào dầm DS-6 2831,25 +Trọng lượng của dầm DS-2 , dưới dạng lực tập trung - Trọng lượng do ô sàn S6 truyền vào dầm DS-2 - Trọng lượng tường có cửa truyền vào tương tự như dầm DS-2 nằm giữa trục CC-CD truyền vao dầm DS-6 -Trọng lượng tập trung do dầm DS-2 truyền vào là phản lực gối tựa của dầm DS-6 3202,26 48836,82 *Trọng lượng tường cửa truyền vào dầm DS-6 ( tính cho 1 nhịp và lấy gần đúng điều cho các nhịp khác trong dầm ) + Trọng lượng tường có cửa truyền vào 6037,97 2.3.2. Bảng tính toán hoạt tải Tên tải Các trường hợp tải trọng hợp thành np,i Giá trị tính toán trên 1m (N/m)  P3 =p5 + Hoạt tải do dầm DS-2 truyền vào dưới tập trung - Hoạt tải do ô sàn S5 truyền vào dầm DS-2 - Hoạt tải do ô sàn S4 truyền vào dầm DS-2 2340,00 5220,00 + Hoạt tải do ô sàn S1 truyền vào 3513,94 P4 + Hoạt tải do ô sàn S3’ truyền vào 2472,57 + Hoạt tải do ô sàn S1 truyền vào 3513,94 P1 = P2 = p6 = p7 =p9 =p10 =p13 =p14 + Hoạt tải do ô sàn S3 truyền vào 2550,00 + Hoạt tải do ô sàn S1 truyền vào 3513,94 P8 - Hoạt tải do ô sàn S2 truyền vào 4320,00 P11 =p12 + Hoạt tải do dầm DS-2 truyền vào dưới tập trung - Hoạt tải do ô sàn S6 truyền vào dầm DS-2 - Hoạt tải do ô sàn S7 truyền vào dầm DS-2 2160,00 3053,81 + Hoạt tải do ô sàn S1 truyền vào 3513,94 + Hoạt tải do ô sàn S7 truyền vào 2700,00 Bảng tổng hợp tải trọng tác dụng lên dầm Tĩnh tải Dạng N/m Hoạt tải Dạng N/m q3=q5 Tập trung 63758,00 q3=q5 Tập trung 7560,00 Phân bố đều 10562,22 Phân bố đều 3513,94 q4 Phân bố đều 14960,31 q4 Phân bố đều 5986,51 q1=q2 =q6=q7=q9=q10=q13=q14 Phân bố đều 16025,85 q1=q2 =q6=q7=q9=q10=q13=q14 Phân bố đều 6063,94 q8 Phân bố đều 14818,44 q8 Phân bố đều 4320,00 q11=q12 Tập trung 48836,82 q11=q12 Tập trung 5213,81 Phân bố đều 13902,41 Phân bố đều 6213,94 2.5. Tính toán cốt thép dầm DS-6 2.5.1. Tính toán cốt thép dọc Tính toán theo cấu kiện chịu uốn, dùng tổ hợp Mmax, Mmin để tính toán cốt thép dọc chịu lực và bố trí cho cả dầm , (kết quả của Mmax , Mmin được lấy từ kết quả tính của phần mềm SÁP 2000). 2.5.2.1. Tiết diện chịu môment M+=3451,20 (kg.m) (Tính theo tiết diện chữ T cánh nằm trong vùng nén) Giả thiết khoảng cách từ trọng tâm cốt thép chịu lực đến mép vùng bêtông chịu kéo: a = 3,5cm cho tiết diện dầm. Chiều cao làm việc của tiết diện thẳng góc: Tiết diện dầm 200300h0 = h - a = 30 - 3,5 = 26,5cm Vì dầm và sàn đổ toàn khối với nhau nên ta tính toán dầm theo cấu kiện có tiết diện chữ T theo cường độ trên tiết diện thẳng góc có cánh nằm trong vùng nén. h - chiều cao tiết diện ho - chiều cao tính toán tiết diện h’f - bề dày cánh h’f ≥ 0,1h = 0,1.300 = 30mm Lấy: h’f = hs = 90mm Bề rộng của cánh không được vượt quá giới hạn nhất định để đảm bảo cánh cùng tham gia chịu lực cùng với sườn. = 2.Sf + bdp Sf : độ vươn của cánh, Sf lấy giá trị nhỏ nhất trong các giá trị sau: Với: lo là khoảng cách thông thuỷ giữa hai dầm song song nhau. Vì lý do an toàn nên chọn Sf = 540mm để tính toán cho tiết diện chữ T. Vậy bề rộng cánh của tiết diện: = 2.Sf + b = 2.540 + 200 = 1280mm + Xác định mô men ứng với trường hợp trục trung hoà qua mép dưới của cánh: = 14,5.105.0,1.1,28.(0,265 – 0,5.0,09) = 36749(kg.m) So sánh với nội lực tiết diện do ngoại lực gây nên ta thấy: Mmax = 3451,20 (kG.m) Mf : trục trung hoà qua cánh, tính toán như tiết diện chữ nhật (h). * Tính toán cốt thép cho trường hợp Mmax Mf (với tiết diện tính toán h) + Xác định và kiểm tra điều kiện hạn chế: m = R Đối với bêtông cấp độ bền B25, cốt thép chịu lực CII tra bảng phụ lục 8 sách “Kết cấu bêtông cốt thép - 2006” có: R = 0,595; R = 0,418 Xác định : Diện tích cốt thép cần thiết: (cm2) + Chọn 1d16+2d14 có tổng diện tích tiết diện: > Chiều dày lớp bảo vệ là 2,5cm. Do đó, trị số a thực tế là: a = 2,5 + 2/2 = 3,5cm Sự sai khác giữa a giả thiết và a thực tế là rất bé và thiên về an toàn nên không cần phải giả thiết lại. + Kiểm tra hàm lượng cốt thép: = . Với min = 0,1% max = 2.5.2.2. Tiết diện chịu môment M -: Mmax = -4076,35(kg.m) - Giả thiết khoảng cách từ trọng tâm cốt thép chịu lực đến mép vùng bêtông chịu kéo: a = 3,5cm cho tiết diện dầm. Chiều cao làm việc của tiết diện thẳng góc: - Tiết diện dầm 200300: h0 = h - a = 300 - 3,5 = 26,5cm Cánh thuộc vùng kéo, tính toán như tiết diện chữ nhật (bh). - Xác định và kiểm tra điều kiện hạn chế: m = R - Xác định : + Diện tích cốt thép cần thiết: (cm2) + Chọn 2d16 + 2d14 có tổng diện tích tiết diện: > Chiều dày lớp bảo vệ là 2,5cm. Do đó, trị số a thực tế là: cm Sự sai khác giữa a giả thiết và a thực tế là rất bé nên không cần phải giả thiết lại. + Kiểm tra hàm lượng cốt thép: = . Với min = 0,1% max Với : max = 2.5.3. Tính toán cốt đai chịu cắt Tính toán với lực cắt Qmax = 7467,90 (kg.m) tại bên phải gối 3 trong bảng tổ hợp nội lực. * Kiểm tra điều kiện chịu ứng suất nén chính của bụng dầm: Qmax 0,3.w1.b1.Rb.b.ho Trong đó: w1 - hệ số xét đến ảnh hưởng của cốt đai đặt vuông góc với trục cấu kiện, được xác định theo công thức: w1 = 1 + 5..w 1,3 Chọn w1 = 1 b1 - hệ số xét đến khả năng phân phối lại nội lực của các loại bêtông khác nhau, tính theo công thức: b1 = 1 -.Rb Với: Bêtông nặng và bêtông hạt nhỏ có: = 0,01 Bêtông B25 có Rb = 14,5MPa ; ta tính được: b1 = 1- 0,01.14,5 = 0,855 Điều kiện kiểm tra: Qmax 0,3.1.0,855.Rb.b.ho = 0,2565.Rb.b.ho Tiết diện 200300: Qmax = 7467,90kG < 0,2565.14,5.105.0,2.0,265 = 19712,03(kg) Thỏa mãn điều kiện. * Kiểm tra điều kiện chịu cắt của bêtông theo công thức: Qmax Qbmin = b3.(1 + n + ).Rbt.b.ho Bêtông nặng có: b3 = 0,6 n - Hệ số xét đến ảnh hưởng lực nén dọc trục. n = 0. f - Hệ số xét đến tiết diện chữ T và chữ I khi cánh nằm trong vùng nén. Khi tính lực cắt ta chỉ xét lực cắt ở gối nên cánh nằm trong vùng kéo. Vì vậy: f = 0 Điều kiện kiểm tra : Qmax Qbmin = 0,6.Rbt.b.ho - Tiết diện 200300: Qmax = 7467,90 (kg.m) > 0,6.1,05.105.0,2.0,265 = 3339(kg.m) Bêtông không đủ khả năng chịu cắt. Vì vậy phải tính toán bố trí cốt đai. *. Tính toán cốt đai + Tính toán khả năng chịu cắt của bêtông và cốt đai trên tiết diện nghiêng nguy hiểm nhất: Qb1 = 2. Trong đó: Mb = b2.(1+f +n). Rbt.b.h2o b2 - Hệ số xét đến ảnh hưởng của loại bêtông, bêtông nặng: b2 = 2. f - Hệ số xét đến ảnh hưởng của cánh tiết diện chữ T và chữ I khi cánh nằm trong vùng chịu nén. Vì tại gối cánh nằm trong vùng kéo f = 0. Điều kiện hạn chế : 1+f +n 1,5 Với:n = 0 nên: 1+f +n = 1 (thoả với trường hợp tính lực cắt ở gối). Bêtông B20 có: Rbt = 1,05 MPa = 1,05.105 kG/m2 Mb = 2.1,05.105.0,2.0,2652 = 2949,45 (kg.m) q1 = gi + : Tổng tải trọng phân bố đều trên đoạn dầm thứ i. Trong đó: gi, vi - Tĩnh tải và hoạt tải phân bố đều liên tục của đoạn dầm thứ i. Xét tại gối 5 có Qmax của đoạn dầm 6-7: q1 = gi + = 1766,01 + 623,08 = 2389,09 (kg/m) Qb1 = = 5309,05(kg.m) + Kiểm tra điều kiện: Qmax Qmax = 7467,90(kg.m) (kg.m) - Chọn cốt đai d6 có: Asw = 0,283 cm2 - Tính khoảng cách cốt đai theo công thức: s = (cm) Đối với đoạn dầm dài gần gối tựa: Sct≤ . Đối với đoạn giữa nhịp: Sct Do đó, phải đặt cốt đai theo cấu tạo: + Ở khu vực gần gối tựa: d6, hai nhánh, s = 150 mm + Ở khu vực giữa dầm: d6, hai nhánh, s = 200 mm CHƯƠNG III: T ÍNH TOÁN VÀ BỐ TRÍ CẦU THANG Số liêu tính toán của vật liệu Hệ thống kết cấu sử dụng bêtông có cấp độ bền B25 có các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật: Khối lượng riêng: g = 25000N/m3 Cường độ chịu nén tính toán: Rn = 14,5.106 N/m2 Cường độ chịu kéo tính toán: Rbt = 1,05.106 N/m2 3.1. Cấu tạo và kích thước cầu thang + Góc nghiêng của bản thang với mặt phẳng nằm ngang + Chiều cao một bậc thang là h =150mm + Chiều rộng một bậc thang là b = 300mm tga = = = 0,5 cosa = 0,891 + Bản thang dày 140mm 3.2.Cấu tạo cầu thang 3.3. Tính toán cầu thang trục C2-C3 tầng điển hình 3.3.1. Phân tích sự làm việc của kết cấu cầu thang - Ô1,Ô3 ,: bản thang liên kết ở 3 cạnh: Cạnh dài liên kết với tường, cạnh ngắn liên kết với bản Ô5,Ô4’. - Ô2: liên kết 2 cạnh, 2 cạnh ngắn liên kết với sàn Ô4,Ô5 . - Ô4: liên kết 4 cạnh, 2 cạnh ngắn liên kết với tường, 2 anh dài 1liên kết với sàn tâng 2 1 liên kết với bản Ô5. - Ô5: liên kết 4 cạnh, 2 cạnh ngắn liên kết với tường , 2 cạnh dài 1 liên kết với DCN và 1 liên kết với bản Ô1,Ô3 . - Dầm chiếu nghỉ DCN, liên kết ở hai đầu gối lên cột trục CH,CI . 3.3.2. Tính toán ô bản thang . 3.3.2.1. Xác định tải trọng 3.3.2.1.1. Tỉnh tải + Đối với bản thang - Lớp đá mài Granito dày 15mm -Lớp vữa lót Ximăng mác B7,5 dày 20mm - Bậc xây gạch thẻ - Bản BTCT dày 140mm: = 1,1. 25000. 0,14 = 3850N/m2 - Lớp vữa trát mặt mác B7,5 dưới dày 15mm: = 1,2. 16000. 0,015 = 288,00N/m2 - Trọng lượng lang cang tạm lấy=250 N/m2 Tổng cộng tĩnh tải: gtt1 =gtt2=gtt3= g1 + g2 + g3 + g4 + g5+250 = 6736,90 N/m2 * Suy ra tĩnh tải theo phương vuông gốc với bản thang: gtt’ = 6736,90.0,891 = 6002,58 N/m2 + Đối với bảnÔ4,Ô5 : gtt5=386,40+515,00+3850,00+288,00= 5039,40N/m2 gtt4 =5039,40 N/m2 3.3.2.1.2. Hoạt tải. p = n.ptc Lấy hoạt tải tiêu chuẩn theo TCVN 2737-1995 cho cầu thang là: Ptc = 3000N/m2 p = n.ptc =1,2.3000 = 3600N/m2 * Suy ra hoạt tải theo phương vuông gốc với bản thang: p’ = 3600.0,891 = 3207,60N/m2 Tổng tải trọng theo phương thẳng đứng phân bố đều trên 1m2 bản +Đối với bản thang Ô1,Ô2 và Ô3: q1=q2=q3=6736,90+ 3600 = 10336,90N/m2 + Tổng tải trọng trên Ô4,Ô5 : q4 = 5039,40 + 3600=8639,40 N/m2 q5 = 5039,40 + 3600 = 8639,40N/m2 3.3.2.1.3. Xác định nội lực - Vì cầu thang có 3 vế nên để tiện thi công và tăng tính thẩm mỹ ta thiết kế cầu thang không dầm . Khi đó ta tính toán cắt 1 dải bản rộng 1m theo chiều dài bản và tinh toán như dầm đơn giản . * Đối với mặt cắt A-A .( Sơ tải trọng tác dung và biểu đồ momen ) -Momen dương lớn nhất trong đoạn bản Ô3 : M=20785,80 N/m am = = 0,012 Þ As = 6,62 cm2. Chọn d12 có fa = 1,13 cm2. s = = 17,07 cm, chọn s = 150 mm -Momen âm lớn nhất trong đoạn bản Ô5 : M=43827,95 N/m am = = 0,209 Þ As = 14,8 cm2. -Kiểm tra hàm lượng cốt thép Chọn d12 có fa = 1,13 cm2. s = = 7,6 cm, chọn s = 90 mm * Bố trí thép tương tự đối vơi mặt cắt B-B . 3.3.3. Tính toán dầm chiếu nghỉ DCN . 3.3.3.1. Sơ đồ tính 3.3.3.2. Tải trọng tác dụng - Chọn tiết diện dầm chiếu nghỉ với l là nhịp dầm (cm). Chọn hdp = 45(cm) . Chọn bdp = 20(cm) Vậy tiết diện dầm phụ là: - Tiết diện dầm: (200x450)mm - Trọng lượng bản thân dầm gồm có: +Trọng lượng bản thân dầm - Tải trọng sàn chiếu nghỉ (bản Ô5) truyền vào: (sàn chiếu nghỉ là bản dầm) +Trọng lượng do bản sàn Ô5 truyền vào - Tải trọng truyền từ bản thang: theo phương cạnh dài là cạnh làm việc của bản +Trọng lượng do bản sàn Ô3 truyền vào +Trọng lượng do bản sàn Ô1,Ô2 truyền vào Vậy tải trọng phân bố đều trên dầm chiếu nghỉ (DCN) q =pbt+p1+ p2+ p3+ p5 q = (2557,50+287,04)+5468,54+5468,54+6619,82+8000,46= 28401,92N/m 3.3.3.3. Xác định nội lực Biểu đồ nội lực: 3.3.3.4. Tính cốt thép dầm + Tính cốt dọc - Giả thiết: a = 3 cm ho = h – a = 45 – 3 = 42 cm. - Tính am: am = == 0,275 - Tính: - Diện tích cốt thép: As = = = 14,35cm2 - Chọn 2d20 có Asch = 6,28 cm2 - Kiểm tra hàm lượng cốt thép: m = .100% = = 0,75% > mmin = 0,05% - Cốt cấu tạo phía trên chọn 2d16 + Tính cốt đai: Kiểm tra khả năng chịu ứng suất nén chính theo: Qmax 0,3.φω1.φb1.Rn.b.h0 Giả thiết hàm lượng cốt đai tối thiểu: d6, S = 150mm Giả thiết hàm lượng cốt đai tối thiểu: d6 S 150, đai 2 nhánh (n=2) μw = 0,00189 α = 7,78 φw1 = 1 + 5.α.μw = 1 + 5.7,78.0,00189 = 1,074 φb1 = 1 - β.Rn = 1 - 0,01.1,45 = 0,986 0,3.φw1.φb1.Rn.b.h0 = 0,3.1,074.0,986.14,5.103.0,2.0,42 = 86KN = 8620Kg > Qmax = 2730Kg. Trong đó: φω1 - Hệ số xét đến ảnh hưởng của cốt đai đặt vuông góc với trục cấu φb1 - Hệ số xét đến khả năng phân phối lại nội lực của các loại bêtông khác nhau (β=0,01 đối với loại bêtông nặng và hạt nhỏ) Asw - Diện tích tiết diện ngang của các nhánh đai. Vậy điều kiện chịu ứng suất nén chính được thỏa mãn. Tính khoảng cách cấu tạo sct: chia làm 2 phần - Đoạn gần gối tựa (): h450mm: sct = min (h/2, 150mm) = 150mm - Đoạn giữa nhịp (): sct = min (3h/4, 500mm) = 225mm Chọn cốt đai d6 có khoảng cách: stk = sct = 150mm (tiết diện gối) stk = sct = 200mm (tiết diện giữa nhịp) CHƯƠNG IV : THIẾT KẾ KHUNG Số liệu tính toán của vật liệu: Hệ thống kết cấu sử dụng bêtông có cấp độ bền B25 có các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật: Khối lượng riêng: g = 25000N/m3 Cường độ chịu nén tính toán: Rb = 14,5.106 N/m2 - Cường độ chịu kéo tính toán: Rbt = 1,05.106 N/m2 4.1. SƠ ĐỒ KHUNG TRỤC CB: 4.2. SƠ BỘ XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC TIẾT DIỆN KHUNG: 4.2.1. Kích thước tiết diện dầm: Sơ bộ chọn kích thước dầm theo công thức kinh nghiệm như sau : h = (1/8 ¸ 1/12)l b = (0,25 ¸ 0,5)h l(m) h sơ bộ(cm) h chọn (cm) b sơ bộ(cm) b chọn (cm) 1/12l 1/8.l 0,25.h 0,5.h 6,8 56,7 85 50 15 30 20 2,4 20 30 30 7,5 15 20 4.2.2. Kích thước tiết diện cột: + Việc chọn hình dáng, kích thước tiết diện cột dựa vào các yêu cầu về kiến trúc, kết cấu và thi công. + Về kiến trúc, đó là các yêu cầu về thẩm mỹ và yêu cầu về sử dụng không gian. + Về kết cấu, kích thước tiết diện cột cần đảm bảo độ bền và độ ổn định. Độ bền sẽ được tính toán hoặc kiểm tra. Về ổn định, đó là việc hạn chế độ mảnh λ: hoặc Trong đó: r : án kính quán tính của tiết diện.Với tiết diện chữ nhật cạnh b (hoặc h) thì r = 0,288b (hoặc 0,288h). λgh: độ mảnh giới hạn, với cột nhà thì λgh = 120. lo : chiều dài tính toán của cột Nhà khung 1 nhịp : lo=H (H: chiều dài tính toán của cột trong 1 tầng Nhà khung nhiều nhịp : lo=0,7H + Về thi công, chọn kích thước tiết diện cột thuận tiện cho việc làm và lắp ván khuôn, đặt cốt thép và đổ bê tông. Theo yêu cầu này kích thước tiết diện cột nên chọn là bội số của 2; 5 hoặc 10 cm. + Sơ bộ chọn tiết diện cột : ; Fxq diện tích mặt sàn truyền tải trọng lên cột đang xét - Rb : cường độ chịu nén tính toán của bê tông ( không xét cốt thép chịu nén). - N : lực nén được tính gần đúng như sau: N =q.Fxq - Fxq : diện tích mặt sàn truyền tải trọng lên cột đang xét - q : tải trọng tương đương tính trên mỗi mét vuông mặt sàn trong đó gồm cả tải trọng thường xuyên và tạm thời trên bản sàn, trọng lượng dầm, tường, cột đem tính ra phân bố đều trên sàn. Giá trị q được lấy theo kinh nghiệm : Với nhà có bề dày sàn bé (10 ÷ 14cm): q = 1,1 ÷ 1,4 T/m2 Với nhà có bề dày sàn trung bình (15 ÷ 20cm): q = 1,5 ÷ 1,8 T/m2 Với nhà có bề dày sàn khá lớn (trên 25cm): q = 2,0 T hoặc lớn hơn. => lấy q = 1,1 T/m2 + Ta thấy diện tích tiết diện cột phụ thuộc vào diện tích mặt sàn truyền tải trọng lên cột, do đó thường thì tiết diện cột giữa sẽ lớn hơn tiết diện cột biên. Ở đây tính toán sơ bộ chọn tiết diện cho cột giữa, để đơn giản trong việc tính toán chọn tiết diện cột biên bằng với tiết diện cột giữa. Kết quả tính toán thể hiện trong Ta có kết quả chọn như sau: CỘT BIÊN TRỤC C1 Tầng Fxq q N (T) Fsb (cm2) b h F chọn (m2) (T/m2) 1,20 1,50 (cm) (cm) (cm2) 3 5,04 1,1 5,544 458,81 573,52 20 20 400 2 15,12 1,1 16,63 1376,44 1720,55 20 20 400 1 20,16 1,1 22,18 1835,26 2294,07 20 20 400 CỘT GIỮA TRỤC C2 Tầng Fxq q N (T) Fsb (cm2) b h F chọn (m2) (T/m2) 1,20 1,50 (cm) (cm) (cm2) 3 19,32 1,1 21,25 1758,79 2198,48 20 40 800 2 57,96 1,1 63,76 5276,36 6595,45 20 40 800 1 77,28 1,1 85,01 7035,14 8793,93 20 40 800 CỘT BIÊN TRỤC C3 Tầng Fxq q N (T) Fsb (cm2) b h F chọn (m2) (T/m2) 1,20 1,50 (cm) (cm) (cm2) 3 9,14 1,1 10,05 832,06 1040,07 20 40 800 2 27,42 1,1 30,16 2496,17 3120,21 20 40 800 1 36,56 1,1 40,22 3328,22 4160,28 20 40 800 Tiết diện cột ,dầm khung trục CB. 4.3. XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG: 4.3.1. Tỉnh tải phân bố lên dầm: a) Trọng lượng bản thân dầm : gồm có trọng lượng bê tông và lớp vữa trát. Phần sàn giao nhau với dầm được tính vào trọng lượng sàn. Vì vậy trọng lượng bản thân dầm chỉ tính với phần không giao với sàn. + Trọng lượng phần bêtông : qbt= n. gbt.(h - hb).b (N/m). + Trọng lượng phần vữa trát : qvt = n. gvt. d.[b + 2(h - hb)] (N/m). Vậy trọng lượng bản thân dầm: qd= qbt+qvt (N/m). Loại dầm qbt (N/m) qvt (N/m) qd (N/m) Dầm 200x500 2255 318,24 2573,24 200x450 1980 287,04 2267,04 Dầm 200x300 1100 187,20 1287,20 Sơ đồ tải trọng bản thân dầm khung tầng 1,2,3 -Đối với tầng 3 là tầng mái nên cấu tạo lớp sàn có khác so với các tầng dưới .Nên cần xác định lại tải trọng của các lớp sàn. Cấu tạo sàn sênô : Các lớp cấu tạo sàn sênô δ(m) γf,i γ (N/m2) gtt(N/m2) Vữa XM tạo dốc dày 30 0,03 1,3 16000 624 Vữa XM chống thấm 0,02 1,1 16000 352 Bản BTCT 0,10 1,1 25000 2750 Vữa trát trần 0,015 1,3 16000 312 Tổng cộng 4038 Cấu tạo sàn mái: Các lớp cấu tạo sàn δ(m) γf,i γ (N/m2) gtt(kG/m2) Bản BTCT B25 dày 90 0.1 1.1 25000 2475 Vữa trát trần B7,5 dày15 0.015 1.3 16000 312 Trần treo alpolic va hệ khung xương 1.1 385 Tổng cộng 3172 4.3.2. Tải trọng do sàn truyền vào: Sơ đồ truyền tỉnh tãi của tầng 1,2,3 Vậy tải trọng do sàn truyền lên khung được quy thành phân bố điều . Tầng Nhịp L1(m) L2(m) Dạng tải gs(N/m2) gt (N/m) 1,2 C1-C2 2,4 4,2 Tam giác 3775 2831,25 C2-C3 4,2 6,8 Hình thang 3775 6640,00 3 C1-C2 2,4 4,2 Tam giác 3172 2379,00 C2-C3 4,2 6,8 Hình thang 3172 5579,36 Sơ đồ truyền tải trọng sàn lên dầm khung: Sơ đồ tải trọng sàn truyền lên dầm khung tầng 1,2 và tầng 3. 4.3.3. Tải trọng tập trung tại các nút khung: * Tĩnh tải tập trung tác dụng lên các nút khung tầng 1,2,3: Gồm các thành phần: - Trọng lượng bản thân của cột . - Tải trọng do dầm phụ truyền vào nút. - Tải trọng do lam truyền vào (đối với cột trục A). - Tải trọng do tường trên dầm phụ truyền vào nút . - Tải trọng do tường trên dầm khung góc 300 truyền vào nút 4.3.3.1.Trọng lượng bản thân cột: -Tính toán theo công thức: Gc = + Trong đó: + là trọng lượng phần bêtông: (daN). + là trọng lượng phần vữa trát: (daN). Kết quả tính toán thể hiện trên bảng sau : Bảng tính trọng lượng bản thân cột truyền lên tầng 1,2,3 TẦNG Vị trí Cột Vật Liệu Hệ số n 1,2,3 C1 0,2 0,2 3,6 0,015 bêtông 25000 1,1 3960,00 4858,56 Vữa trát 16000 1,3 898,56 C2 0,2 0,4 3,6 0,015 bêtông 25000 1,1 7920,00 9267,84 Vữa trát 16000 1,3 1347,84 C3 0,2 0,4 3,6 0,015 bêtông 25000 1,1 7920,00 9267,84 Vữa trát 16000 1,3 1347,84 Sơ đồ tải trọng cột truyền lên nút khung . Sơ đồ tải trọng cột truyền lên nút khung tầng 1 và tầng 2,3 4.3.3.2.Tải trọng tập trung do tường 300 truyền vào nút khung tầng 1,2,3. Bảng tính trọng lượng do tường tác dụng vào nút: Tầng Nút trục Ld(m) Ht(m) a=Ht.tg30(m) 1,2 C1 4,2 3,6 2,09 3924,0 8201,16 C2 4,2 3,6 2,09 3924,0 8201,16 C3 4,2 3,6 2,09 3924,0 8201,16 3 C1,C2,C3 4,2 3,6 2,09 3924,0 8201,16 Sơ đồ tải trọng tường truyền lên nút khung . Sơ đồ tải trọng tường truyền lên nút khung tầng 1,2,3. 4.3.3.3. Tải trọng tập trung do dầm phụ truyền vào nút khung tầng 1,2,3. Lấy bằng tổng phản lực gối tựa do các nhịp của dầm phụ 2 bên nút truyền vào, gồm các thành phần: - Trọng lượng bản thân dầm phụ. - Tải trọng do sàn 2 bên dầm phụ truyền vào dầm phụ sau đó truyền vào nút. - Tải trọng của toàn bộ mảng tường trên dầm phụ truyền xuống dầm phụ sau đó truyền vào nút. Tầng Nút trục Dầm truyền vào Nhịp dầm phụ qtt (N/m) 1,2 C1 Trục C1 CA,CB 4,2 6053,00 25422,60 CB,CC 4,2 6053,00 C2 Trục C2 CA,CB 4,2 17660,11 74172,46 CB,CC 4,2 17660,11 C3 Trục C3 CA,CB 4,2 12894,11 54155,26 CB,CC 4,2 12894,11 Mái (3) C1 Trục C1 CA,CB 4,2 4844,92 27740,66 CB,CC 4,2 4844,92 C2 Trục C2 CA,CB 4,2 9369,10 39350,22 CB,CC 4,2 9369,10 C3 Trục C3 CA,CB 4,2 5813,38 31808,20 CB,CC 4,2 5813,38 Trường sênô cao 0,8day8cmbằng bêtông cốt thép 7392,00 Sơ đồ tải trọng bản thân dầm phụ truyền lên nút khung . Sơ đồ tải trọng tường truyền lên nút khung tầng 1,2,3 4.4.TÍNH CỐT THÉP KHUNG: 4.4.1. Tính toán cốt thép dọc: tính dầm khung tầng 1 của dầm DS1. Tính toán theo cấu kiện chịu uốn, dùng tổ hợp Mmax, Mmin để tính toán cốt thép dọc chịu lực. 4.4.1.1. Tiết diện chịu môment M+: tại nhịp 1 có : Mmax = 141,07 kG.m - Giả thiết khoảng cách từ trọng tâm cốt thép chịu lực đến mép vùng bêtông chịu kéo: a = 4cm cho tiết diện dầm. Chiều cao làm việc của tiết diện thẳng góc: - Tiết diện dầm 200300: h0 = h - a = 30 – 4 = 26 cm. Vì dầm và sàn đổ toàn khối với nhau nên ta tính toán dầm theo cấu kiện có tiết diện chữ T theo cường độ trên tiết diện thẳng góc có cánh nằm trong vùng nén. + h : chiều cao tiết diện + ho : chiều cao tính toán tiết diện + h’f : bề dày cánh h’f ≥ 0,1h = 0,1.400 = 40 mm . Lấy: h’f = hs = 90 mm + Bề rộng của cánh không được vượt quá giới hạn nhất định để đảm bảo cánh cùng tham gia chịu lực cùng với sườn. Sc : độ vươn của cánh, Sc lấy giá trị nhỏ nhất trong các giá trị sau: với: lo là khoảng cách thông thuỷ giữa hai dầm song song nhau. Vì lý do an toàn nên chọn Sc = 540mm để tính toán cho tiết diện chữ T. Vậy bề rộng cánh của tiết diện: = 2.Sc + b = 2.540 + 200 = 1100 mm + Xác định môment ứng với trường hợp trục trung hoà qua mép dưới của cánh: So sánh với nội lực tiết diện do ngoại lực gây nên ta thấy : Mmax = 141,07 kG.m Mf = 30450 (kg.m) trục trung hoà qua cánh, tính toán như tiết diện chữ nhật (b’fh) * Tính toán cốt thép cho trường hợp Mmax Mf : với tiết diện tính toán (b’fh) + Xác định và kiểm tra điều kiện hạn chế: Đối với bêtông cấp độ bền B25, cốt thép chịu lực CII tra bảng phụ lục 8 sách “Kết cấu bêtông cốt thép – 2006” có: R = 0,595 ; R = 0,418 + Với: Ta được: + Diện tích cốt thép cần thiết: + Chọn 2d16 có tổng diện tích tiết diện: Chiều dày lớp bảo vệ là 4cm. Do đó, trị số a thực tế là: a = 4 + 1,4/2 = 4,7cm + Kiểm tra hàm lượng cốt thép: với min = 0,1% max với: 4.4.1.2. Tiết diện chịu môment M -: tại gối 2 có