ĐỒ án kết cấu CÔNG TRÌNH bê TÔNG cốt THÉP TÍNH TOÁN bản sàn BẰNG PHẦN mềm SAFE

ĐỒ ÁN: KCCT BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS NGUYỄN NGỌC DƯƠNG MỤC LỤC CHƯƠNG 1: TÍNH TOÁN BẢN SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH .... ĐỒ ÁN: KCCT BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS NGUYỄN NGỌC DƯƠNG CHƯƠNG 1: TÍNH TO

TÍNH TOÁN BẢN SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH

Đ Ề BÀI

Bảng 1 - 1 Số liệu đề bài a (m) b (m) Bê tông Vùng gió

T ẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN SÀN

Hình 1 - 1 Mặt bằng kí hiệu ô sàn tầng điển hình

C HỌN SƠ BỘ KÍCH THƯỚC BỘ PHẬN SÀN

Chiều dày bản sàn được xác định sơ bộ theo công thức: b D 1 h L

 m ĐỒ ÁN: KCCT BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS NGUYỄN NGỌC DƯƠNG

Xác định sơ bộ kích thước của dầm:

Chọn dầm có chiều cao h d = 400 (mm)

Chọn bề rộng dầm b d = 200 (mm)

Vậy dầm có tiết diện b x h = 200x400 (mm)

T ẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN SÀN

Tùy theo công năng sử dụng của các phòng mà các ô sàn chịu các hoạt tải sử dụng khác nhau Theo TCVN 2737:1995 ta có hoạt tải tác dụng lên các ô sàn như sau:

Bảng 1 - 2 Hoạt tải tác dụng lên các ô sàn

Công trình thường bao gồm các tải trọng như sau

STT Công dụng Hệ số vượt tải

Hoạt tải tiêu chuẩn (kN/m²)

Hoạt tải tính toán (KN/m²)

5 Phòng thể thao 1.2 4 4.8 ĐỒ ÁN: KCCT BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS NGUYỄN NGỌC DƯƠNG

Do trọng lượng bản thân sàn

Bảng 1 - 3 Các lớp cấu tạo sàn

STT Tên lớp Chiều dày (m)  ( kN m / 3 ) g tc ( kN m / 2 ) n g kN m tt ( / 2 )

Vậy tổng tĩnh tải tác dụng lên các ô sàn S1, S2, S3, S4, S6, S7 là: 3.508 (kN/m 2 ) (S5 sàn vệ sinh nên tính riêng)

Riêng ô sàn S5 có nhà vệ sinh, ta thiết kế theo ô sàn lật ngược với cao trình sàn cùng cao độ với cao trình đáy dầm (sàn lật ngược)

Khi tính toán tải trọng cho ô sàn này thì ta phải tính thêm chiều dày lớp vữa trát tạo độ dốc và lớp bê tông gạch vỡ

Chọn độ dốc 1 %, chiều dài ô sàn là 4.2 m, chiều dày trung bình lớp vữa tạo độ dốc ĐỒ ÁN: KCCT BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS NGUYỄN NGỌC DƯƠNG

Hình 1 - 3 Cấu tạo sàn vệ sinh

Trọng lượng do lớp vữa trát là: gvt = 1.2 × 16 × 0.021 = 0.403 (kN/m 2 )

Bề dày lớp bê tông gạch vỡ là: δgv = 0 4 0 0 8 0 0 1 5 0 0 2 0 0 2      0 0 4 2  0 0 2 1  0 2 0 2 m

  Trọng lượng của lớp gạch vỡ là: ggv = 0.202×16×1.2 = 3.878 (kN/m 2 )

Do trọng lượng tường gây ra: Ô sàn S5 có nhà vệ sinh nên còn chịu tác dụng của tải tập trung do tường xây truyền vào, ta quy tải tập trung này thành tải phân bố đều trên diện tích ô sàn

  Với: n =1.1 là hệ số vượt tải

  t kN m là trọng lượng riêng của tường xây b t = 100 mm = 0.1 m là chiều dày tường xây h t là chiều cao tường, h t 3.6 0.08 3.52( )  m ĐỒ ÁN: KCCT BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS NGUYỄN NGỌC DƯƠNG l t là chiều dài tường xây, l t   3 2 5( )m

Tổng tải trọng tác dụng lên các ô bản

Tổng tải trọng q tt  g tt  p tt

Bảng 1 - 4 Tổng tải trọng tác dụng lên các ô bản

Hoạt tải tính toán (kN/m2)

X ÁC ĐỊNH NỘI LỰC VÀ TÍNH TOÁN CỐT THÉP TRONG BẢN SÀN

Xem các ô bản như các ô bản đơn, không xét ảnh hưởng của các ô bản kế

Sơ đồ 9 ĐỒ ÁN: KCCT BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS NGUYỄN NGỌC DƯƠNG

 Nhịp tính toán là khoảng cách giữa 2 trục dầm

 L2/L1 ≥ 2 : bản làm việc một phương theo phương cạnh ngắn

 L2/L1 < 2 : bản làm việc theo hai phương

Sơ đồ tính toán cho các ô bản: xét tỉ số giữa chiều cao của dầm và của sàn:

 80    d s h h  xem liên kết giữa bản sàn và dầm là các liên kết ngàm, tính toán theo sơ đồ 9

Xem các ô bản làm việc độc lập, tính toán theo ô bản đơn

 Momen dương lớn nhất ở giữa bản:

 Momen âm lớn nhất tại gối:

 ĐỒ ÁN: KCCT BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS NGUYỄN NGỌC DƯƠNG

Bảng 1 - 5 Giá trị momen lớn nhất ở nhịp và gối

(m) L2/L1 Mi1 Mi2 Ki1 Ki2 P(kN) M1 kNm

MII kNm S1 4.2 4.4 1.05 0.019 0.017 0.044 0.040 100.864 1.882 1.729 4.398 3.985 S2 4.2 4.4 1.05 0.019 0.017 0.044 0.040 153.532 2.865 2.631 6.695 6.066 S3 3 4.4 1.47 0.021 0.010 0.047 0.022 93.826 1.958 0.916 4.385 2.039 S4 3 4.4 1.47 0.021 0.010 0.047 0.022 72.046 1.503 0.704 3.367 1.566 S5 3 4.4 1.47 0.021 0.010 0.047 0.022 163.411 3.410 1.596 7.637 3.551 S6 1.2 1.6 1.33 0.021 0.012 0.047 0.027 13.647 0.286 0.161 0.647 0.366 ĐỒ ÁN: KCCT BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS NGUYỄN NGỌC DƯƠNG

Xét tỷ số L2/L1 = 4.4/1.2 = 3.7 > 2  bản thuộc loại bản dầm, bản làm việc 1 phương theo phương cạnh ngắn

Hình 1 - 4 Sơ đồ tính ô bản S7 Để tính toán, cắt 1 dải bản có bề rộng b = 1 m theo phương cạnh ngắn, sơ đồ tính xem như dầm đơn giản 2 đầu ngàm có kích thước tiết diện b×h = 1000×80 (mm)

Tổng tải trọng tác dụng lên dải bản có bề rộng b là: q = (gs+ps).b = 7.108 x 1 = 7.108 kN/m

Mô men âm lớn nhất tại gối:

Bảng 1 - 6 Kết quả tính nội lực các ô bản sàn tầng điển hình

M_I 4.398 6.695 4.385 3.367 7.637 0.647 5.118 M_II 3.985 6.066 2.039 1.566 3.551 0.366 ĐỒ ÁN: KCCT BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS NGUYỄN NGỌC DƯƠNG

Xác định mômen âm lớn nhất tại vị trí giao nhau của các ô bản liền kề:

Bảng 1 - 7 Momen lớn nhất tại vị trí giao nhau của các ô bản liền kề

Tính toán và bố trí cốt thép:

 Vật liệu sử dụng: Bê tông B25 có

 Cốt thộp ỉ ≤ 10: sử dụng thộp CB240T cú Rs = 210 MPa, Rsw = 170 MPa

 Cốt thộp ỉ > 10: sử dụng thộp CB300V cú Rs = 260 MPa, Rsw = 210MPa

 Cốt thép cho bản sàn được tính quy về cấu kiện chịu uốn tiết diện chữ nhật có kích thước b×h = 1000×80 (mm)

 Giả thiết lớp bảo vệ a = 15 mm đối với các thanh thép nằm dưới ở nhịp (chịu mômen M1) và các thanh thép ở gối (chịu các moomen MI và MII), a = 25 mm đối với các thanh chịu mômen dương nằm trên (các thanh thép chịu M2)

 ĐỒ ÁN: KCCT BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS NGUYỄN NGỌC DƯƠNG

SVTH: HOÀNG THẾ PHONG TRANG 10

Bảng 1 - 8 Bảng tính thép sàn tầng điển hình Ô bản Kí hiệu M

(kN.m) b (mm) h (mm) a (mm) ho

4 M1 1.503 1000 80 15 75 0.025 0.025 112 ỉ6a200 141 0.17 ĐỒ ÁN: KCCT BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS NGUYỄN NGỌC DƯƠNG

7 M1 5.118 1000 80 15 75 0.084 0.087 392 ỉ10a200 393 0.60 ĐỒ ÁN: KCCT BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS NGUYỄN NGỌC DƯƠNG

T ÍNH TOÁN THEO TRẠNG THÁI GIỚI HẠN 2

Chọn ô sàn lớn nhất để kiểm tra độ võng Để đảm bảo khả năng sử dụng, tránh biến dạng hay chuyển vị quá lớn của cấu kiện ta cần tính toán đảm bảo sao cho độ bền biến dạng của sàn nằm ở giới hạn cho phép

Xét ô bản S2 (phòng thể thao), có kích thước L1×L2 = 4.2×4.4 (m), chịu tải trọng phân bố đều:

Xét 2 dải giữa của bản theo phương L1 và L2, có bề rộng b = 1 đơn vị

Gọi q q 1 tc , 2 tc là tải trọng phân bố lên dải theo phương L1 và L2

Xem mỗi dải như một dầm 2 đầu khớp, độ võng tại điểm chính giữa của các dải bản bằng nhau:

Kiểm tra nứt cho sàn (TCVN 5574:2018):

Giá trị momen kiểm tra: crc bt W pl

W pl I bo I so I so bo h x S

 Các thông số trong công thức:

I I A r b x mm ĐỒ ÁN: KCCT BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS NGUYỄN NGỌC DƯƠNG

 bo so so pl bo

 Thỏa điều kiện tính toán bề rộng vết nứt Độ cong của cấu kiện được xác định:

M m P kNm (momen do tải trọng ngắn hạn)

M m P kNm (momen do tải trọng thường xuyên và dài hạn)

1 0.554 0.346  9 ĐỒ ÁN: KCCT BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS NGUYỄN NGỌC DƯƠNG

 Vậy kết cấu sàn vẫn làm việc bình thường theo trạng thái giới hạn II ĐỒ ÁN: KCCT BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS NGUYỄN NGỌC DƯƠNG

TÍNH TOÁN BẢN SÀN BẰNG PHẦN MỀM SAFE

K HAI BÁO

Dầm kích thước bxh 0x400 (mm) và dầm 200x300 (mm)

Cột chọn cột dưới chiều cao cột bằng chiều cao tầng trệt 3.6m

Các loại tải trọng gồm: TTBT ; TTCT ; TTTX ; HT1 ; HT2

Bảng 2 - 1 Khai báo tải trọng Ô sàn Hoạt tải tính toán (kN/m 2 )

Khai báo tải trọng cho từng ô sàn

 Tính moment:Tổ hợp tải trọng theo TTGH I (tải trọng tính toán)

 Tính độ võng: Tổ hợp tải trọng theo TTGH II (tải trọng tiêu chuẩn)

M Ô HÌNH

Chọn tiêu chuẩn thiết kế, đơn vị ĐỒ ÁN: KCCT BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS NGUYỄN NGỌC DƯƠNG

Khai báo đặc trưng vật liệu ĐỒ ÁN: KCCT BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS NGUYỄN NGỌC DƯƠNG

Khai báo tiết diện sàn, dầm cột

Khai báo trường hợp tải trọng ĐỒ ÁN: KCCT BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS NGUYỄN NGỌC DƯƠNG Khai báo các tổ hợp tải trọng

Hình 2 - 2 Khai báo theo TTGH 2

(Chuyển vị) Hình 2 - 3 Khai báo theo TTGH 1

(Tính thép) ĐỒ ÁN: KCCT BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS NGUYỄN NGỌC DƯƠNG Xây dựng mô hình

Hình 2 - 4 Mặt bằng mô hình SAFE

Hình 2 - 5 Tĩnh tải cấu tạo ĐỒ ÁN: KCCT BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS NGUYỄN NGỌC DƯƠNG

Hình 2 - 7 Hoạt tải 2 ĐỒ ÁN: KCCT BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS NGUYỄN NGỌC DƯƠNG

Hình 2 - 8 Tĩnh tải tường xây

K ẾT QUẢ

2.3.1: Kết quả độ võng ĐỒ ÁN: KCCT BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS NGUYỄN NGỌC DƯƠNG Kết quả phương án sàn bằng mô hình Safe

Hình 2 - 10 Biểu đồ moment theo phương x

Hình 2 - 11 Biểu đồ moment theo phương y ĐỒ ÁN: KCCT BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS NGUYỄN NGỌC DƯƠNG

Bảng 2 - 2 So sánh moment 2 phương pháp tính sàn

PHÁP Mô hình SAFE Tính tay Ô sàn M1 M2 M_I M_II M1 M2 M_I M_II S1 3.12 3.05 4.37 6.60 1.88 1.73 4.40 3.99 S2 4.62 4.30 5.49 5.56 2.87 2.63 6.70 6.07 S3 2.65 1.75 5.22 3.16 1.96 0.92 4.39 2.04 S4 1.43 1.91 3.52 4.31 1.50 0.70 3.37 1.57 S5 3.60 4.13 5.05 6.58 3.41 1.60 7.64 3.55 S6 0.00 1.75 2.16 0.75 0.29 0.16 0.65 0.37 S7 0.00 0.00 5.75 0.00 0.00 0.00 5.118 0.00

Hình 2 - 12 Mặt bằng dầm sàn tầng điển hình ĐỒ ÁN: KCCT BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS NGUYỄN NGỌC DƯƠNG

Hình 2 - 13 So sánh moment qua mặt cắt 1-1

Hình 2 - 14 So sánh moment qua mặt cắt 2-2

 Có sự khác nhau ở giá trị momen gối và nhịp do có sự phân bố momen, momen ở nhịp theo phương pháp tính tay lớn hơn phương pháp phần tử hữu hạn tính SAFE một số vị trí và ở gối thì ngược lại

 Phần mềm safe là phương pháp tính hữu hạn, dầm sàn làm việc với nhau Khi chịu tải tác động dầm sàn đều bị võng nên moment nhịp có xu hướng tăng lên

 Phương pháp tra bảng xem liên kết giữa dầm và sàn là liên kết cứng lên moment gối phương pháp này thường lớn hơn phương pháp tính bằng safe ĐỒ ÁN: KCCT BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS NGUYỄN NGỌC DƯƠNG

 Tổng moment ở một số ô bản giữa 2 phương pháp có khác nhau là do phương pháp tra bảng không kể đến sự làm việc đồng thời các ô bản; mỗi ô bản làm việc như bản đơn Nên moment có thể khác phương pháp bằng safe

 Giá trị moment giữa 2 phương án ở bụng gần bằng nhau và xấp xỉ (q*L^2)/8 ĐỒ ÁN: KCCT BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS NGUYỄN NGỌC DƯƠNG

Bảng 2 - 3 chon thép theo momen của safe Ô bản Kí hiệu M

(kN.m) b (mm) h (mm) a (mm) ho

MII 3.164 1000 80 15 65 0.052 0.053 238 ỉ8a200 251 0.37 ĐỒ ÁN: KCCT BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS NGUYỄN NGỌC DƯƠNG

7 MI 5.753 1000 80 15 65 0.094 0.099 443 ỉ10a150 524 0.68 ĐỒ ÁN: KCCT BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS NGUYỄN NGỌC DƯƠNG

N GUYÊN NHÂN XẢY RA SỰ KHÁC BIỆT CỦA KẾT QUẢ TÍNH TOÁN CỦA HAI PHƯƠNG PHÁP

Sử dụng phương pháp tra bảng và phương pháp phần mềm SAFE cho ra kết quả không giống nhau, có sự sai lệch giữa các giá trị nội lực Bên cạnh đó, cũng có sự tương đối về giá trị nội lực của 1 số ô sàn, cho ra chệnh lệch rất nhỏ

Khi tính toán bằng phương pháp tra bảng, chúng ta tính toán theo ô bản đơn, việc tra bảng dựa trên những kiến thức đã thông qua thực nghiệp chứng minh và kết quả cho ra tương đối chấp nhận được, gần đúng so với thực tế Có thể thấy, khi sử dụng phương pháp tra bảng, ta mặc định ô bản 4 cạnh ngàm theo ô bản số 9 làm việc độc lâp, dẫn tới giá trị momen gối luôn lớn hơn momen ở nhịp Tuy nhiên thực tế, không tồn tại điều kiện ngàm hay khớp lý tưởng củng như các ô bản độc lập như giả thiết của phương pháp

Mặt khác, khi tính toán bằng phần mềm, ngoài việc ổ bản làm việc độc lập, chúng còn kể tới điều kiện biên giữa các ô bản, điều kiên liên kết giửa các ô bản nằm kề nhau, độ võng của sàn cũng được quan tâm khi ta thể hiện trên phân mềm Điều này cho phép mô phỏng gần đúng điều kiện làm việc của kết cấu Bên cạnh đó, khi chúng ta mô hình sàn, đã dùng phương pháp phần tử hữu hạn chia nhỏ ô sàn để tính toán được chính xác hơn Do đó, momen nhịp và gối co thề thay đổi khác nhau tuỳ thuộc vao điều kiện liên kết giữa các ổ bản sàn

Do tính toán bằng phần mềm, ta mặc định mô hình tính cho sàn là các ô bản liên tục và có xét đến sự ảnh hưởng của nhau cùng với đó, các ô bản được mặc định là tựa lên các gối (dầm) Còn khi tính tay, ta tính các ô bản một cách độc lập Sự khác biệt trong lựa chọn giữa tính toán theo ô bản đơn và ô bản liên tục gây ra sự chênh nhau về giá trị moment, nhưng chung quy, cả 2 phương pháp đếu cho ra kết quả tương đối chính xác và độ chệnh lệch có thể chấp nhận

Không thể kết luận phương pháp nào cho ra kết quả chính xác Bởi việc tính toán dựa trên những giả thuyết khác nhau, trong tính toán kỹ thuật, các sai số là không thể tránh khỏi cho tất cả các phương pháp Mỗi phương pháp đều có ưu, nhược điểm khác ĐỒ ÁN: KCCT BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS NGUYỄN NGỌC DƯƠNG nhau Dù phương pháp giải bằng phần mềm có thể thoả mãn điều kiện cường độ và ứng dụng được trong nhiều trường hợp thực tế, mô phỏng gần với điều kiện làm việc của cấu kiện Nhưng song song đó, hiện nay phương pháp giải tay theo ô bản đơn vẫn được tin tưởng sử dụng, vì có thể tính toán với điều kiện kinh tế tối ưu hơn, việc tính toán là hoàn toàn có thể kiểm soát đồng thời giả thuyết các ô bản tựa lên gối (dầm) trong tính toán bằng phần mềm ngoài thực tế là không phù hợp vì dầm không thể được xem là 1 điểm nhỏ như định nghĩa gối tựa Ngoài ra, trong điều kiện làm việc thực tế, còn phải xét đến độ võng của các dầm mà ô bản tựa lên, điều này ảnh hưởng đến liên kết giữa ô bản và dầm Chính vì thế việc lựa chọn phương pháp còn tùy thuộc vào nhiều yếu tố, nếu đảm bảo sự chính xác và kiểm soát tốt dữ liệu củng như khai báo thì có thể ưu tiên lựa chọn giải bằng phần mềm, đặc biệt đối với nhà cao tầng nên ưu tiên dùng phương pháp này Ngược lại nếu muốn kiểm soát tốt và chủ động được quá trình tính toán thì có thể lựa chọn giải bằng phương pháp tra bảng ĐỒ ÁN: KCCT BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS NGUYỄN NGỌC DƯƠNG

TÍNH TOÁN KẾT CẤU KHUNG

C ÁC GIẢ THUYẾT

 Tùy theo mặt bằng công trình mà lựa chọn phương án tính khung phù hợp

 Ta chấp nhận các giả thuyết

 Khi L > 2B (độ cứng theo phương B và theo phương L có sự khác biệt khá nhiều) nên ta có thể tách công trình thành nhiều khung phẳng để tính toán

B : kích thước theo chiều rộng công trình

Theo để bài đã cho: L = 61.6 (m), B = 14.4 (m)

Vậy ta tách công trình thành nhiều khung phẳng để tính toán nội lực.

S Ơ BỘ KÍCH THƯỚC TIẾT DIỆN CỘT

3.2.1: Kích thước tiết diện dầm

Xác định sơ bộ kích thước dầm: ĐỒ ÁN: KCCT BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS NGUYỄN NGỌC DƯƠNG

Vậy dầm có tiết diện b h 200 400 ( mm)

3.2.2: Kích thước tiết diện cột

Diện tích tiết diện ngang của cột được xác định sơ bộ theo công thức:

Fb là diện tích tiết diện ngang của cột

Rb là cường độ chịu nén tính toán của bê tông

N là lực nén lớn nhất xuất hiện trong cột

Dựa vào kích thước hình học cũng như cấu tạo công trình, ta thấy cột theo phương trục 4 chịu tải trọng lớn nhất

Chiều dày tường phương trục A: 0.2 m

Chiều dày tường phương trục B: 0.1 m

Chiều dày tường phương trục C: 0.2 m

Chiều dày tường phương trục D: 0.1 m

Chiều dày tường phương trục E: 0.2 m

Chiều dày tường phương trục 4: 0.2 m ĐỒ ÁN: KCCT BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS NGUYỄN NGỌC DƯƠNG Khối lượng riêng của tường:   t 1800(daN m/ 2 )

Hình 3 - 1 Sơ đồ truyền tải

Tải trọng do sàn của 1 tầng điển hình truyền xuống vị trí cột 4 – A là:

Tải trọng do sàn tầng thượng truyền xuống vị trí cột 4 – A là:

Tải trọng do tường của 1 tầng điển hình truyền xuống vị trí cột 4 – A là:

Tải trọng do tường của tầng thượng truyền xuống vị trí cột 4 – A là:

Vì chỉ chọn sơ bộ tiết diện nên ta bỏ qua trọng lượng bản thân của dầm và cột Chọn tiết diện thay đổi ở mỗi tầng:

Tiết diện cột 4 – A ở tầng 1: ĐỒ ÁN: KCCT BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS NGUYỄN NGỌC DƯƠNG

 Chọn tiết diện cột 4 – A ở tầng 1 là: 25×30(cm)

Tiết diện cột 4 – A ở tầng 2 và tầng 3:

 Chọn tiết diện cột 4 – A ở tầng 2, 3 là: 25×25 (cm)

Tiết diện cột 4 – A ở tầng 4 và tầng 5:

 Chọn tiết diện cột 4 – A ở tầng 4, 5 là: 20×20 (cm)

Tải trọng do sàn của 1 tầng điển hình truyền xuống vị trí cột 4 – B là:

Tải trọng do sàn tầng thượng truyền xuống vị trí cột 4 – B là:

Tải trọng do tường của 1 tầng điển hình truyền xuống vị trí cột 4 – B là:

N n h L kN ĐỒ ÁN: KCCT BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS NGUYỄN NGỌC DƯƠNG Tiết diện cột 4 – B ở tầng 1:

 Chọn tiết diện cột 4 – B ở tầng 1 là: 30×30 (cm)

Tiết diện cột 4 – B ở tầng 2 và tầng 3:

 Chọn tiết diện cột 4 – B ở tầng 2, 3 là: 20×30 (cm)

Tiết diện cột 4 – B ở tầng 4 và tầng 5:

 Chọn tiết diện cột 4 – B ở tầng 4, 5 là: 20×20 (cm)

Tải trọng do sàn của 1 tầng điển hình truyền xuống vị trí cột 4 – C là:

Tải trọng do sàn tầng thượng truyền xuống vị trí cột 4 – C là:

Tải trọng do tường của 1 tầng điển hình truyền xuống vị trí cột 4 – C là:

Vì chỉ chọn sơ bộ tiết diện nên ta bỏ qua trọng lượng bản thân của dầm và cột Chọn tiết diện thay đổi ở mỗi tầng: ĐỒ ÁN: KCCT BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS NGUYỄN NGỌC DƯƠNG Tiết diện cột 4 – C ở tầng 1:

 Chọn tiết diện cột 4 – C ở tầng 1 là: 25×30 (cm)

Tiết diện cột 4 – C ở tầng 2 và tầng 3:

 Chọn tiết diện cột 4 – C ở tầng 2, 3 là: 25×25 (cm)

Tiết diện cột 4 – C ở tầng 4 và tầng 5:

 Chọn tiết diện cột 4 – C ở tầng 4, 5 là: 20×20 (cm) Để xác định sơ bộ tải trọng tác dụng lên các cột 4 – D và 4 – E cần xác định tải trọng cầu thang của các tầng điển hình và tầng trệt

Cầu thang tầng trệt ĐỒ ÁN: KCCT BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS NGUYỄN NGỌC DƯƠNG

Hình 3-3 Cấu tạo bản thang Bảng 3-1 Tĩnh tải tác dụng lên bản chiếu nghỉ

STT Tên lớp Chiều dày(m)  tc ( kN m / 3 ) g tc ( kN m / 2 ) n g kN m tt ( / 2 )

1 Gạch lót (đá hoa cương) 0.02 24 0.48 1.1 0.528

Tổng 3.400 ĐỒ ÁN: KCCT BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS NGUYỄN NGỌC DƯƠNG

Bảng 3-2 Tĩnh tải tác dụng lên bản chiếu tới:

STT Tên lớp Chiều dày(m)  tc ( kN m / 3 ) g tc ( kN m / 2 ) n g kN m tt ( / 2 )

Bảng 3-3 Kích thước cầu thang tầng trệt

Kích thước bậc thang Kích thước cầu thang Rộng (mm) Cao (mm) Dài (m) Cao (m)

Góc nghiêng bản thang: Cosα = 0.840

Bản thang: phần bản nghiêng Chiều dày tương đương của lớp thứ i theo phương của bản nghiêng: δ tdi

Lớp đá hoa cương: ( ) os (176 270) 0.02 0.840

 Cầu thang tầng điển hình ĐỒ ÁN: KCCT BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS NGUYỄN NGỌC DƯƠNG

Hình 3 - 4 Mặt cắt cầu thang tầng điển hình

 Tải trọng tác dụng lên bản nghiêng

Kích thước bậc thang Kích thước cầu thang Rộng (mm) Cao (mm) Dài (m) Cao (m)

Góc nghiêng bản thang: Cosα = 0.839

Bản thang: phần bản nghiêng Chiều dày tương đường của lớp thứ i theo phương của bản nghiêng: δ tdi

Lớp đá hoa cương: ( ) os (172 262) 0.02 0.839

Trọng lượng của lancan, tay vịn là 0.3 kN/m Quy tải này về tải đơn vị trên 1 m 2 bản thang: 0.3 2

1.5 g k kN m ĐỒ ÁN: KCCT BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS NGUYỄN NGỌC DƯƠNG

Hoạt tải tính toán p tt  p tc  n , trong đó p tc = 3 kN/m2 là hoạt tải tiêu chuẩn đối với cầu thang, n=1.2 là hệ số vượt tải (theo TCVN 2737-1995)

Bản thang có bề rộng B = 1.5 m, quy tải phân bố đều theo chiều dài

Chiếu nghỉ: q cn g tt  B (3.6 3.4) 1.5 10.5(   kN m/ )

Chiếu tới: q ct g tt  B (3.6 3.27) 1.5 10.30(   kN m/ )

Tầng trệt: q bn (g tt g B k ) (3.6 5.80 0.2) 1.5 14.40(    kN m/ )

Tầng điển hình: q bn (g tt g B k ) (3.6 5.7 0.2) 1.5 14.25(    kN m/ )

Cầu thang tầng trệt: ĐỒ ÁN: KCCT BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS NGUYỄN NGỌC DƯƠNG

Hình 3 - 6 Sơ đồ tính cầu thang tầng điển hình

Tải trọng do sàn của 1 tầng điển hình truyền xuống vị trí cột 4 – D là:

Tải trọng do sàn tầng thượng truyền xuống vị trí cột 4 – D là:

Tải trọng do tường của 1 tầng điển hình truyền xuống vị trí cột 4 – D là:

Tải trọng do tường mái che cầu thang truyền xuống vị trí cột 4 – D là:

Tải trọng do cầu thang tầng trệt truyền xuống vị trí cột 4 – D là:

Tải trọng do cầu thang tầng điển hình truyền xuống vị trí cột 4 – D là:

Vì chỉ chọn sơ bộ tiết diện nên ta bỏ qua trọng lượng bản thân của dầm và cột ĐỒ ÁN: KCCT BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS NGUYỄN NGỌC DƯƠNG

 Chọn tiết diện thay đổi ở mỗi tầng:

 Chọn tiết diện cột 4 – D ở tầng 1 là: 30×30 (cm)

Tiết diện cột 4 – D ở tầng 2 và tầng 3:

 Chọn tiết diện cột 4 – D ở tầng 2, 3 là: 20×30 (cm)

Tiết diện cột 4 – D ở tầng 4 và tầng 5:

 Chọn tiết diện cột 4 – D ở tầng 4, 5 là: 20×20 (cm)

Tải trọng do sàn của 1 tầng điển hình truyền xuống vị trí cột 4 – E là:

Tải trọng do sàn tầng thượng truyền xuống vị trí cột 4 – E là:

N s q kN ĐỒ ÁN: KCCT BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS NGUYỄN NGỌC DƯƠNG

Tải trọng do tường tầng mái truyền xuống vị trí cột 4 – E là:

Tải trọng do cầu thang tầng trệt truyền xuống vị trí cột 4 – E là:

Tải trọng do cầu thang tầng điển hình truyền xuống vị trí cột 4 – E là:

Vì chỉ chọn sơ bộ tiết diện nên ta bỏ qua trọng lượng bản thân của dầm và cột

 Chọn tiết diện thay đổi ở mỗi tầng:

 Chọn tiết diện cột 4 – E ở tầng 1 là: 25×30 (cm)

Tiết diện cột 4 – E ở tầng 2 và tầng 3:

 Chọn tiết diện cột 4 – E ở tầng 2, 3 là: 25×25 (cm)

Tiết diện cột 4 – E ở tầng 4 và tầng 5:

 Chọn tiết diện cột 4 – E ở tầng 4, 5 là: 20×20 (cm) ĐỒ ÁN: KCCT BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS NGUYỄN NGỌC DƯƠNG

Bảng 3 - 4 Bảng tổng hợp cột lựa chọn

TIẾT DIỆN CỘT (cm2) TÂNG 1 TẦNG 2-3 TẦNG 4-5

C HỌN SƠ ĐỒ TÍNH

Căn cứ vào tình hình địa chất công trình, giải pháp nền móng, kích thước hình học của khung, người thiết kế phải quyết định một sơ đồ tính toán và cấu tạo khung, trong đó điều rất quan trọng là phải chỉ rõ vị trí các liên kết cứng (nút cứng) và các liên kết khớp (nếu có) Ở đây, liên kết giữa dầm và cột là các nút cứng, liên kết giữa cột và móng là liên kết ngàm Ta có sơ đồ tính như hình vẽ: ĐỒ ÁN: KCCT BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS NGUYỄN NGỌC DƯƠNG

Hình 3 - 7 Sơ đồ tính khung trục 4

Tải trọng tác dụng lên khung bao gồm: tĩnh tải, hoạt tải (dài hạn và ngắn hạn) Để giải khung ta tách riêng từng trường hợp tải để tính

Trường hợp: a = 4.4 (m), b = 4.2 (m) ĐỒ ÁN: KCCT BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS NGUYỄN NGỌC DƯƠNG

Hình 3 - 8 Sơ đồ quy tải sàn lên dầm 3.3.1: Tĩnh tải

Tĩnh tải của công trình bao gồm: trọng lượng bản thân của dầm, cột, các lớp cấu tạo sàn và tải trọng tường…

Trọng lượng tường xây trên dầm:

          t t t t g n   h kN m (Dầm 200x350) ĐỒ ÁN: KCCT BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS NGUYỄN NGỌC DƯƠNG

Nhịp BC, CD tải truyền vào có dạng tam giác, trị số lớn nhất:

Nhịp DE, tải truyền vào dầm có dạng tam giác, trị số lớn nhất:

Tải trọng do tường mái che cầu thang truyền lên dầm DE:

Tải trọng do sàn truyền vào dầm:

Nhịp AB, tải truyền vào dầm có dạng hình tam giác, trị số lớn nhất:

Nhịp DE, tải truyền vào dầm có dạng hình thang, trị số lớn nhất:

 Tải trọng phân bố tác dụng lên dầm móng:

Chọn sơ bộ kích thước của dầm móng: b×h = 200×400 mm

Trọng lượng tường xây trên dầm móng:

3.3.3: Tải trọng tập trung tại các nút khung ĐỒ ÁN: KCCT BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS NGUYỄN NGỌC DƯƠNG

Do trọng lượng bản thân dầm dọc trục A:

Do trọng lượng tường xây trên dầm trục A:

Do trọng lượng sàn truyền vào nút A:

 Tổng tĩnh tải tập trung tác dụng vào nút A:

Do trọng lượng bản thân dầm dọc trục B:

Do trọng lượng tường xây trên dầm trục B:

Do trọng lượng sàn truyền vào nút B:

 Tổng tĩnh tải tập trung tác dụng vào nút B:

Nút C: ĐỒ ÁN: KCCT BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS NGUYỄN NGỌC DƯƠNG

Do trọng lượng tường xây trên dầm trục C:

Do trọng lượng sàn truyền vào nút C:

 Tổng tĩnh tải tập trung tác dụng vào nút C:

Do trọng lượng bản thân dầm dọc trục D:

Do trọng lượng tường xây trên dầm trục D:

Do trọng lượng sàn truyền vào nút D:

 Tổng tĩnh tải tập trung ở nút D của tầng trệt là:

 Tổng tĩnh tải tập trung ở nút D của tầng điển hình là:

Do trọng lượng bản thân dầm dọc trục E:

Do trọng lượng tường xây trên dầm trục E:

        t t t g n b h L kN ĐỒ ÁN: KCCT BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS NGUYỄN NGỌC DƯƠNG

Do trọng lượng sàn truyền vào nút E:

Tầng điển hình: G ct ' E 27.397 ( )kN

 Tổng tĩnh tải tập trung ở nút D của tầng trệt là:

 Tổng tĩnh tải tập trung ở nút E của tầng điển hình là:

Do trọng lượng sàn truyền vào nút A:

G g g g kN ĐỒ ÁN: KCCT BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS NGUYỄN NGỌC DƯƠNG

Do trọng lượng sàn truyền vào nút B:

Do trọng lượng bản thân dầm dọc trục C:

Do trọng lượng sàn truyền vào nút C:

 Đỉnh mái che cầu thang:

Do trọng lượng sàn mái che cầu thang truyền vào nút D:

 Tổng tĩnh tải tập trung ở nút D:

 Chân mái che cầu thang: ĐỒ ÁN: KCCT BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS NGUYỄN NGỌC DƯƠNG

Do trọng lượng sàn truyền vào nút D:

Do trọng lượng cầu thang truyền vào nút D:

Do trọng lượng tường xây mái che truyền vào nút D:

 Tổng tĩnh tải tập trung ở nút D:

Do trọng lượng sàn mái che cầu thang truyền vào nút E:

 Tổng tĩnh tải tập trung ở nút E:

 Chân mái che cầu thang:

Do trọng lượng bản thân dầm dọc trục E: ĐỒ ÁN: KCCT BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS NGUYỄN NGỌC DƯƠNG

 Tổng tĩnh tải tập trung ở nút E:

 Tải trọng tác dụng lên dầm móng:

Do trọng lượng bản thân dầm dọc trục B:

Do trọng lượng tường xây trên dầm trục B:

Do trọng lượng bản thân dầm dọc trục C: ĐỒ ÁN: KCCT BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS NGUYỄN NGỌC DƯƠNG

Do trọng lượng tường xây trên dầm trục C:

Do trọng lượng tường xây trên dầm trục D:

 Tổng tĩnh tải tập trung tác dụng vào nút D:

 Tổng tĩnh tải tập trung tác dụng vào nút E:

G g g G kN ĐỒ ÁN: KCCT BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS NGUYỄN NGỌC DƯƠNG

Hoạt tải đứng bao gồm hoạt tải ngắn hạn và hoạt tải dài hạn Để đơn giản ra tính chung hoạt tải ngắn hạn và dài hạn

Hoạt tải tác dụng lên khung cũng theo diện truyền tải tương tự như tĩnh tải

Bảng 3-5 Tải trọng phân bố hoạt tải

STT Công dụng n p tc (kN/m²) p tt (KN/m²)

Hoạt tải do sàn truyền vào dầm:

Nhịp AB, tải truyền vào dầm có dạng tam giác, trị số lớn nhất:

Hoạt tải do sàn truyền vào dầm:

Nhịp AB, tải truyền vào dầm có dạng tam giác, trị số lớn nhất: ĐỒ ÁN: KCCT BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS NGUYỄN NGỌC DƯƠNG

 Tải trọng tập trung vào các nút khung:

Hoạt tải do sàn truyền vào nút A:

Hoạt tải do sàn truyền vào nút B:

Hoạt tải do sàn truyền vào nút C:

Hoạt tải do sàn truyền vào nút D: ĐỒ ÁN: KCCT BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS NGUYỄN NGỌC DƯƠNG

Hoạt tải do cầu thang truyền vào nút D tại tầng điển hình:

Hoạt tải tập trung tác dụng vào nút D tại tầng trệt:

Hoạt tải tập trung tác dụng vào nút D tại tầng điển hình:

Hoạt tải do sàn truyền vào nút E:

Hoạt tải do cầu thang truyền vào nút E tại tầng trệt:

Hoạt tải do cầu thang truyền vào nút E tại tầng điển hình:

Hoạt tải tập trung tác dụng vào nút E tại tầng trệt:

Hoạt tải tập trung tác dụng vào nút E tại tầng điển hình:

Hoạt tải do sàn tầng mái truyền vào nút A: ĐỒ ÁN: KCCT BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS NGUYỄN NGỌC DƯƠNG

Hoạt tải do sàn tầng mái truyền vào nút B:

Hoạt tải do sàn tầng mái truyền vào nút C:

Do trọng lượng sàn mái che cầu thang truyền vào nút D:

 Chân mái che cầu thang:

Hoạt tải do sàn tầng thượng truyền vào nút D:

Hoạt tải do cầu thang truyền vào nút D:

Hoạt tải tập trung tác dụng vào nút D:

P p p kN ĐỒ ÁN: KCCT BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS NGUYỄN NGỌC DƯƠNG

Do trọng lượng sàn mái che cầu thang truyền vào nút E:

 Chân mái che cầu thang:

Hoạt tải do sàn tầng mái truyền vào nút E:

Hoạt tải do cầu thang truyền vào nút E:

Hoạt tải tập trung tác dụng vào nút E:

3.3.5: Hoạt tải ngang (tải trọng gió) Áp lực gió tiêu chuẩn vùng gió IIIB là: w 0  0.125 kN m / 2 (tra bảng 4 2737:1995) Gán tải gió tập trung vào các nút khung

Cường độ tính toán của gió đẩy: W  n k zi w 0  c B

Cường độ tính toán của gió hút: W '  n  k zi  w c B 0  ' 

Trong đó: n là hệ số vượt tải, lấy n = 1.2 c và c’ là hệ số khí động đón gió và hút gió, c = 0.8 và c’ = 0.6

B là bề rộng đón gió của diện truyền tải gió lên nút khung (B = 4.4 m) k là hệ số kể đến sự thay đổi áp lực gió theo độ cao (địa hình B), k được tra bảng ĐỒ ÁN: KCCT BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS NGUYỄN NGỌC DƯƠNG

Bảng 3 - 6 Kết quả tính gió gán vào các nút khung

Bảng 3 - 7 Bảng tổng hợp nội lực trong khung

LOẠI TẢI TẢI TRỌNG TẦNG VỊ TRÍ KẾT

DẦM MÓNG 15.840 TẦNG 2-5 12.870 DẦM MÁI 11.088

A 80.106 ĐỒ ÁN: KCCT BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS NGUYỄN NGỌC DƯƠNG

D 25.594 ĐỒ ÁN: KCCT BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS NGUYỄN NGỌC DƯƠNG

T Ổ HỢP TẢI TRỌNG VÀ NỘI LỰC

Sau khi có được các thành phần nội lực, ta tiến hành tổ hợp nội lực

Bảng 3 - 8 Các trường hợp tải tác dụng

2 HT1 Hoạt tải cách tầng lẽ

3 HT2 Hoạt tải cách tầng chẵn

4 HT3 Hoạt tải cách nhịp 1

5 HT4 Hoạt tải cách nhịp 2

7 GP Gió phải ĐỒ ÁN: KCCT BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS NGUYỄN NGỌC DƯƠNG

Bảng 3 - 9 Các tổ hợp tải trọng

Tổ hợp tải trọng Các trường hợp tải

TT HT1 HT2 HT3 HT4 GT GP

THBAO ENVE (TH1, TH2, ,TH17) Để tìm nội lực trong khung ta sử dụng phần mềm tính toán kết cấu ETABS ĐỒ ÁN: KCCT BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS NGUYỄN NGỌC DƯƠNG

Hình 3 - 9 Tĩnh tải phân bố ĐỒ ÁN: KCCT BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS NGUYỄN NGỌC DƯƠNG

Hình 3 - 10 Tỉnh tải tập trung ĐỒ ÁN: KCCT BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS NGUYỄN NGỌC DƯƠNG

Hình 3 - 11 Hoạt tải cách tầng lẻ ĐỒ ÁN: KCCT BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS NGUYỄN NGỌC DƯƠNG

Hình 3 - 3 Hoạt tải cách tầng chẵn ĐỒ ÁN: KCCT BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS NGUYỄN NGỌC DƯƠNG

Hình 3 - 13 Hoạt tải cách tầng nhịp chẵn ĐỒ ÁN: KCCT BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS NGUYỄN NGỌC DƯƠNG

Hình 3 - 14 Hoạt tải cách tầng nhịp lẽ ĐỒ ÁN: KCCT BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS NGUYỄN NGỌC DƯƠNG

Hình 3 - 4 Gió trái ĐỒ ÁN: KCCT BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS NGUYỄN NGỌC DƯƠNG

Hình 3 - 16 Gió phải 3.4.2: Kết quả nội lực khung ĐỒ ÁN: KCCT BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS NGUYỄN NGỌC DƯƠNG

Hình 3 - 17 Biểu đồ bao lực cắt V khung ĐỒ ÁN: KCCT BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS NGUYỄN NGỌC DƯƠNG

Hình 3 – 18 Biểu đồ bao lực dọc N khung ĐỒ ÁN: KCCT BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS NGUYỄN NGỌC DƯƠNG

Hình 3 - 19 Biểu đồ bao momen

T ÍNH TOÁN CỐT THÉP CHO DẦM , CỘT

ĐỒ ÁN: KCCT BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS NGUYỄN NGỌC DƯƠNG

3.5.2: Tính toán và bố trí cốt thép cho dầm

Tính toán với tổ hợp combo bao để tính cốt thép dầm.Ta chọn ra ba vị trí có moment lớn nhất để tính cốt thép, thường là ba vị trí: đầu dầm, giữa dầm và cuối dầm

Tương ứng với giá trị momen dương, bản cánh chịu nén, tiết diện tính toán là tiết diện chữ T

Kích thước tiết diện chữ T có: '

Xác định vị trí trục trung hòa: M f R b b  ' f h ' f (h 0 0.5 )h ' f

Nhận xét: M  M f nên trục trung hòa qua cánh, tính cốt thép theo tiết diện chữ nhật lớn có kích thước : b ' f h d

Ta sử dụng các công thức sau:

 Tương ứng với giá trị momen âm, bản cánh chịu kéo, tính cốt thép theo tiết diện chữ nhật nhỏ có kích thước như bảng bên dưới ĐỒ ÁN: KCCT BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS NGUYỄN NGỌC DƯƠNG

Ta sử dụng các công thức sau :

Kiểm tra hàm lượng cốt thép : min max

Tính toán cốt thép cho dầm B1 tầng 2 kích thước tiết diện dầm 200×400 (mm), với

Giả thiết a = 40 mm, ta có chiều cao làm việc của tiết diện:

 Trục trung hòa qua cánh, tính toán cốt thép theo tiết diện hình chữ nhật lớn có kích thước: b ' f  h 1160 400

Diện tích thép cần dùng là:

 ĐỒ ÁN: KCCT BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS NGUYỄN NGỌC DƯƠNG

Kiểm tra hàm lượng cốt thép: max min

 Thỏa hàm lượng cốt thép

 Chọn cốt thộp: 3ỉ18, đặt 1 lớp  A Schon  763 ( mm 2 )

 si i tk gt si a A a mm a mm

Ví dụ: Tính toán cốt thép cho dầm B1 tầng 2 tiết diện 200x400 (mm) với Q = 98.517 (kN)

Chọn cốt đai ỉ6(asw = 0.283cm 2 ), số nhỏnh cốt đai n = 2

Xác định bước cốt đai:

 Trong đoạn gần gối dầm (L/4)

Bước cốt đai theo cấu tạo:

150 ct ct h mm s s mm mm

Bước cốt đai tính toán:

Bước cốt đai lớn nhất: ĐỒ ÁN: KCCT BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS NGUYỄN NGỌC DƯƠNG

 Chọn s = min(sct, stt, smax) = 150 mm bố trí đoạn L/4 gần gối tựa

Hệ số xét đến ảnh hưởng của cốt đai vuông góc với trục cấu kiện: w 4 w 3

Hệ số xét đến khả năng phân phối lại nội lực của các loại bê tông khác nhau:

 tương ứng với bê tông nặng hoặc hạt nhỏ và bê tông nhẹ)

0,3 w  b      b R b h b o 0.3 1.063 0.855 14.5 10 0.2 0.36 284.627       kN Để đảm bảo các dải nghiêng ở bụng dầm không bị phá hoại do nén

 Vậy dầm không bị phá hoại do nén

 Chọn s = 250 mm bố trí trong đoạn L/2 ở giữa dầm ĐỒ ÁN: KCCT BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS NGUYỄN NGỌC DƯƠNG Tính toán cột lệch tâm Độ lệch tâm tĩnh: 1 M e  N Độ lệch tâm ngẫu nhiên: e a max L ; h

Chiều dài nhịp tính toán L = L o  ( = 0.7)

Lực nén tới hạn được tính bằng công thức : cr 2 b

 Momen quán tính của tiết diện: bh3

 Hệ số kể đến độ lệch tâm: 0

Tính chiều cao vùng nén: 1 b x N

 TH1: 2a' x 1   R h o , Lệch tâm lớn, chiều cao vùng nén x = x1 ĐỒ ÁN: KCCT BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS NGUYỄN NGỌC DƯƠNG o s s sc a sc o

 TH2: x1 < 2a’ lệch tâm đặc biệt, không dùng x1:

 TH3:  R h < x o 1 h o , lệch tâm bé, tính lại x: b b o n = N

Nếu x > ho chọn x = ho; b b o s s sc a

Kiểm tra hàm lượng cốt thép min s max

Ví dụ: Tính toán cốt thép cho cột C1 tầng 1

- Chiều cao vùng bê tông chịu nén b b

→ Lệch tâm bé ĐỒ ÁN: KCCT BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS NGUYỄN NGỌC DƯƠNG a a o

    Độ lệch tâm ngẫu nhiên : a a l 4400

  Độ lệch tâm ban đầu :

Hệ số khuếch đại lo 3080

Lực nén tới hạn được tính bằng công thức : cr 2 b

 Momen quán tính của tiết diện:

 Hệ số kể đến độ lệch tâm:

 ĐỒ ÁN: KCCT BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS NGUYỄN NGỌC DƯƠNG Độ lệch tâm 0 h 300 e = ηe + - a = 1.264×109.47+ 40 248.39(mm)

Kiểm tra hàm lượng cốt thép: s max min 0

Tính toán cốt đai cột

Lực cắt lớn nhất: Q max  42.718 kN  

Chọn khoảng bố trí cốt đai s 100 mm    ĐỒ ÁN: KCCT BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS NGUYỄN NGỌC DƯƠNG s w 4 w1 3 b

Khả năng chịu cắt của bê tông

Q 0.3   R bh 0.3 0.855 1.063 1 14.5 10 0.3 0.31       113.97 kN Thỏa Qmax = 42.718 (kN) < Qb = 113.97 (kN)

Bố trí cốt đai s 100 mm    cho đoạn nối thép và bố trí khoảng s = 200 (mm) cho phần nhịp còn lại ĐỒ ÁN: KCCT BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS NGUYỄN NGỌC DƯƠNG

Bảng 3 - 10 Bố trí cốt thép cho dầm

Vị trí Dầm Tổ hợp b

MIN 200 40 260 -14.815 0.076 0.079 228 2ỉ14 308 0.44 ĐỒ ÁN: KCCT BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS NGUYỄN NGỌC DƯƠNG

MIN 200 40 310 -45.305 0.163 0.178 617 2ỉ16+2ỉ14 710 1.00 ĐỒ ÁN: KCCT BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS NGUYỄN NGỌC DƯƠNG

109.272 0.291 0.353 1418 3ỉ20+2ỉ18 1451 1.97 ĐỒ ÁN: KCCT BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS NGUYỄN NGỌC DƯƠNG

MAX 1160 40 360 42.638 0.020 0.020 460 2ỉ18 509 0.11 ĐỒ ÁN: KCCT BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS NGUYỄN NGỌC DƯƠNG

Bảng 3 – 11 Bố trí cốt thép cho cột

460.33 2ỉ18 509 2.192 ĐỒ ÁN: KCCT BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS NGUYỄN NGỌC DƯƠNG

698.28 3ỉ18 763 1.502 SRY4 C2 Comb7 518.68 10.83 300 350 40 3.6 LTL 698 ĐỒ ÁN: KCCT BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS NGUYỄN NGỌC DƯƠNG

SRY3 C3 Comb5 465.39 48.96 250 250 40 3.6 LTB 706 ĐỒ ÁN: KCCT BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS NGUYỄN NGỌC DƯƠNG

951.00 3ỉ22 1140 2.045 SRY2 C4 Comb7 960.25 -3.55 300 350 40 4.4 LTB 951 ĐỒ ÁN: KCCT BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS NGUYỄN NGỌC DƯƠNG

SRY6 C4 Comb6 182.52 -17.78 200 250 40 3.6 ĐB 88 ĐỒ ÁN: KCCT BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS NGUYỄN NGỌC DƯƠNG

88.03 2ỉ16 402 0.271 SRY4 C5 Comb16 516.55 39.43 250 300 40 3.6 LTL 53 ĐỒ ÁN: KCCT BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS NGUYỄN NGỌC DƯƠNG

SRY7 C5 Comb5 34.10 15.01 200 200 40 3.1 ĐB 439 ĐỒ ÁN: KCCT BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS NGUYỄN NGỌC DƯƠNG

C HIỀU DÀI NEO CỐT THÉP

3.6.1: Chiều dài neo cốt thép cơ sở

Chiều dài neo cốt thép cơ sở được tiến hành tính toán như sau: o an , s s ( ) bond s

 A mm s ( 2 ),u s lần lượt là diện tích, chu vi của tiết diện ngang cốt thép

 R bond : cường độ bám dính cốt thép được tính như sau: R bond   1 2 R bt

 1 : là hệ số kể đến ảnh hưởng của loại bề mặt cốt thép, lấy  1 2.5 đối với cốt thép không ứng suất trước, cán nóng có gân

 2 : là hệ số kể đến ảnh hưởng của đường kính cốt thép, lấy  2 1 đối đường kính nhỏ hơn 32 mm

 R : cường độ chịu nén của bê tông bt

3.6.2: Chiều dài neo cốt thép tính toán

Chiều dài neo cốt thép tính toán theo yêu cầu của cốt thép, có kể đến giải pháp cấu tạo vùng neo của cấu kiện, được xác định theo công thức: ,

 L o an , (mm) chiều dài neo cốt thép cơ sở

 A mm s ( 2 ),A s cf , (mm 2 )lần lượt là diện tích mặt cắt ngang của cốt thép tính toán và thực tế

 là hệ số kể đến trạng thái ứng suất của bê tông và cốt thép Kể đến ảnh hưởng của giải pháp cấu tạo vùng neo của cấu kiện đến chiều dài vùng neo ĐỒ ÁN: KCCT BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS NGUYỄN NGỌC DƯƠNG Đối với thanh cốt thép không ứng suất trước, khi neo các thanh có gân với biện pháp neo thẳng hoặc neo cốt thép trơn có móc hoặc uốn chữ U mà không có chi tiết neo bổ sung thì lấy  1 đối với thanh cốt thép chịu kéo và lấy  0.75 đối với thanh cốt thép chịu nén Dùng cốt thép CB300-V

Bảng 3 - 12 chiều dài đoạn neo, nối thép d

N GUYÊN TẮC CẤU TẠO KHUNG BÊ TÔNG CỐT THÉP

3.7.1: Nguyên tắc cấu tạo cốt dọc cho nút khung biên và nút khung giữa các tầng

Neo cốt thép dầm vào cột

Tại mép của dầm, cốt thép phía dưới được kéo và neo vào cột 1 đoạn ls được lấy như sau:

 Nếu trong bảng tổ hợp nội lực dầm hoặc trong biểu đồ bao moment không xuất hiện moment dương tại mép cột thì lấy l s Max(15 max ,200)(mm)

 Trong trường hợp, bảng tổ hợp nội lực dầm hoặc trong biểu đồ bao memnt ĐỒ ÁN: KCCT BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS NGUYỄN NGỌC DƯƠNG

 Trong đoạn đầu cột cần cấu tạo kháng chấn để đảm bảo độ dẻo kết cấu cục bộ, chiều dài của vùng cấu tạo kháng chấn lcr (chiều dài tới hạn) có thể tính toán từ biểu thức sau đây: max h ,c , 450 (mm)

 h c max(b , h )(mm)c c là kích thước lớn nhất của tiết diện ngang của cột

 L cl (mm)- là chiều dài thông thủy của cột

Khi thay đổi tiết diện cột trên bé hơn cột dưới:

  thì bẻ chéo thép cột dưới để chờ nối với thép cột trên như hình bên dưới

Hình 3 - 20 Nguyên tắc bố trí thép cột trên bé hơn cột dưới (1)

  thì không được bẻ chéo thép cột cột dưới để chờ nối thép với cột trên Để tạo đoạn nối thép với cột trên khi thi công, người ta ĐỒ ÁN: KCCT BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS NGUYỄN NGỌC DƯƠNG thường chôn thép chờ từ cột trên vào dầm và neo 1 đoạn l an như hình bên dưới

Hình 3 - 21 Nguyên tắc bố trí thép cột trên bé hơn cột dưới (2)

3.7.2: Nguyên tắc cấu tạo cốt dọc nút khung trên cùng

Cấu tạo nút góc trên cùng phụ thuộc vào tỉ số e o h của đầu cột Nếu tỉ số trên càng lớn thì yêu cầu neo cốt thép từ dầm vào cột càng sâu

 Khi tỉ số e o 0.25 h  ĐỒ ÁN: KCCT BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS NGUYỄN NGỌC DƯƠNG

Bảng 3 - 22 Quy định uốn cốt thép đầu cột (1)

Khi tỉ số e o 0.5 h  ĐỒ ÁN: KCCT BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS NGUYỄN NGỌC DƯƠNG

Tiêu đề	Tính toán bản sàn bằng phần mềm Safe
Tác giả	Hoàng Thế Phong
Người hướng dẫn	TS Nguyễn Ngọc Dương, PGSTS Châu Đình Thành
Chuyên ngành	Kết cấu Công trình
Thể loại	Đồ án
Năm xuất bản	2021-2022

Định dạng
Số trang	105
Dung lượng	8,6 MB