Lựa chọn giải pháp kết cấu
Lựa chọn vật liệu sử dụng
Dùng bê tông có cấp độ bền B15.
Khối lượng riêng: γbt= 2500(daN/m 3 ).
Cường độ chịu nén tính toán của bê tông: Rb = 8,5(MPa).
Cường độ chịu kéo tính toán của bê tông: Rbt = 0,75(MPa).
Mô dun đàn hồi E= 23x10 3 (MPa).
Cường độ chịu kéo, chịu nén tính toán của cốt thép :
Cường độ chịu cắt khi tính toán cốt ngang : Rsw= 175 (MPa).
Cường độ chịu kéo, chịu nén tính toán của cốt thép :
Cường độ chịu cắt khi tính toán cốt ngang : Rsw= 225 (MPa).
Lựa chọn giải pháp kết cấu cho sàn.
Chọn giải pháp sàn sườn toàn khối, không bố trí dầm phụ, chỉ có các dầm qua cột.
Chọn kích thước chiều dày sàn.
Ta chọn chiều dày sàn theo công thức của tác giả Lê Bá Huế. với
- Hoạt tải tính toán: p s = p c × n 0 ×1,2 $0( daN m 2 )
-Tĩnh tãi tính toán( chưa kể trọng lượng bản thân sàn bê tông cốt thép).
Các lớp vật liệu Tiêu chuẩn n Tính toán Gạch ceramic dày 8mm, γ 00 daN/m 3
Vữa lát dày 30mm, 00 daN/m 3
Vữa trát dày 20mm, 00 daN/m 3
Do không có tường xây trực tiếp trên sàn nên tĩnh tải tính toán: g o 7,6( daN m 2 )
Vì vậy tải trọng phân bố tính toán trên sàn: q o = g 0 + p s $0+ 147,687,6 ¿)
Ta có qo< 400(daN/m 2 )-> k=1 Ô sàn trong phòng có:
Chiều sày sàn trong phòng:
1 × 4,1 37+8 ×0,586 =0,098 ( m ) =9,8 ( cm) chọn hs1 Vậy nếu kể cả tải trọng bản thân sàn BTCT thì:
+Tĩnh tải tính toán của ô sàn trong phòng:
+Tổng tải trọng phân bố tính toán trên sàn trong phòng:
- Tĩnh tải tính toán( chưa tính trọng lượng của bản sàn BTCT). go= 147,6 (daN/ m 2
Vì vậy tải trọng phân bố tính toán trên sàn:
→ k= √ 3 400 q hl = √ 3 507,6 400 =1,08 Ô sàn hành lang có:
Chiều dày sàn hành lang: h 2 s = k L NGẮN
37 + 8× 0.585 =0,062 ( m ) =6,2 (cm ) chọn hs2=8(cm) Vậy nếu kể cả tải trọng bản thân sàn BTCT thì:
+Tĩnh tải tính toán của ô sàn hành lang:
+Tổng tải trọng phân bố tính toán trên sàn hành lang:
- Tĩnh tải tính toán( chưa kể trọng lượng của bản sàn BTCT).
Các lớp vật liệu Tiêu chuẩn n Tính toán
Vữa lót dày 30mm, = 2000 daN/m 3 0.03x2000= 60 daN/m 2
Vữa trát dày 20mm, 00 daN/m 3 40 1,3 52
Do không có tường xây trực tiếp trên sàn nên tĩnh tải tính toán: g00(daN/m 2 )
Vì vậy tải trọng phân bố tính toán trên sàn:
Do tải trọng trên mái nhỏ nên ta chọn chiều dày ô sàn lớn và chiều dày ô sàn bé trên mái hs3 =8 (cm)
Vậy nếu kể cả tải trọng bản thân sàn BTCT và coi như tải trọng mái tôn, xà gồ phân bố đều trên sàn thì:
- Tĩnh tải tính toán của ô sàn mái: g m =g 0 + g FBXM + γ bt h s 3 n0+ 30× 1,1+ 2500× 0,08 ×1,183(daN/m 2 )
- Tổng tải trọng phân bố trên sàn mái:
4.Lựa chọn kết cấu mái
Kết cấu mái dùng hệ mái tôn gác lên xà gồ, xà gồ gác lên tường thu hồi.
5.Lựa chọn kích thước tiết diện các bộ phận.
Kích thước tiết diện dầm a.Dầm BC( dầm trong phòng)
Khi chọn chiều cao dầm, ta xác định chiều cao dầm chính là hd = 0,65m và bề rộng dầm là bd = 0,22m Đối với dầm trên mái, do tải trọng nhỏ, chiều cao được chọn nhỏ hơn với hdm = 0,5m Ngoài ra, dầm AB được sử dụng cho khu vực hành lang.
Ta chọn chiều cao dầm: hd= 0,35 m, bề rộng dầm bd = 0,22 c.Dầm dọc nhà
-Diện truyền tải của cột trục B SB= ( 7 2 + 2,4 2 ¿ × 4,1,27 m 2
-Lực dọc do tải trọng tường ngăn dày 220mm.
( ở đây lấy sơ bộ chiều cao tường bằng chiều cao tầng nhà ht=H) -Lực dọc do tường thu hồi.
N3= gt.lt.ht= 296 ( 7 2 + 2,4 2 ) 0,812,96 (daN) -Lực dọc do tải phân bố đều trên bản sàn mái.
N4=qm.SB= 480,5 19,27= 9259,235 (daN) -Với nhà bốn tầng có 3 sàn học va 1 sàn mái.
3.(12768,3 + 14453,68 ¿+1 ¿ 1112,96+ 9259,235)038 (daN) Để kể đến ảnh hưởng của mô men ta chọn k=1.1
Vậy ta chọn kích thước cột bc x hc= 22x50 cm có A00 (cm 2 ) ≈ 1191( cm 2 ) e Cột trục C.
Cột trục C có diện chịu tải Sc nhỏ hơn cột trục B, vì vậy để đảm bảo an toàn và định hình ván khuôn, kích thước tiết diện cột trục C được chọn bằng kích thước của cột trục B, cụ thể là 22x50.
-Diện truyền tải của cột trục A.
- dọc do tải phân bố đều trên ban sàn hành lang.
727,6 4,92579,8( daN ¿ -Lực dọc do tải trọng lan can.
296.4,1.0,992,24(daN) (Lấy sơ bộ chiều cao lan can bằng 0.9m).
-Lực dọc do tường thu hồi.
-Lực dọc do tải phân bố đều trên bản sàn mái.
N4=qm.SA= 480,5 4,92#64,1(daN) -Với nhà bốn tầng có ba sàn hành lang và 1 sàn mái.
N= n∑ N i =3 ¿ ¿ 3579,8+1092,24 ¿+1 ¿ 2364,1)664,4 -Do lực dọc bé nên khi kể đến ảnh hưởng của moomen ta chọn k=1,3
Với diện tích A khá nhỏ, kích thước cột được chọn là A bc x hc" x 22 cm với AH4 (cm²) > 254,9 (cm²) Khi chiều cao tăng lên, lực dọc sẽ giảm, do đó cần điều chỉnh kích thước tiết diện cột cho phù hợp.
+Cột trục B và trục C có kích thước
- bc x hc"x50 (cm) cho cột tầng 1 và tầng 2 -bc x hc"x40 (cm) cho cột tầng 1 và tầng 2 Cột trục A có kích thước bc x hc"x 22 (cm) từ tầng 1 lên tầng 4
Mặt bằng bố trí kế cấu theo hình
2 Sơ đồ kết cấu. a.Nhịp tính toán của dầm
Nhịp tính toán của dầm lấy bằng khoảng cách giữa các trục cột.
Xác định nhịp tính toán của dầm BC.
=7+0,11+0,11-0,2-0,2= 6,82 (m) ( ở đây đã lấy trục cột là trục của cột tầng 3 và tầng 4).
Xác định nhịp tính toán của dầm AB.
=2,4 - 0,11+0,2= 2,49 (m) (ở đây đã lấy trục cột là trục của cột tầng 3 và tầng 4). b.Chiều cao của cột
Chiều cao của cột được xác định dựa trên khoảng cách giữa các trục dầm Do sự thay đổi tiết diện của dầm khung, chiều cao cột sẽ được tính theo trục dầm hành lang, nơi dầm có tiết diện nhỏ hơn.
Xác định chiều cao của cột tầng 1.
Lựa chọn chiều sâu chon móng từ mặt đất tự nhiên( cốt -0.45) trở xuống: hm= 500 (mm)= 0,5 m ht1 = 4,4 (m) (với Z=0.45m là khoảng cách từ cốt 0.00 đến mặt đất tự nhiên).
Xác định chiều cao của cột tầng 2,3,4.
Ta có sơ đồ kết cấu được thể hiện như hình sau:
SƠ ĐỒ TÍNH TOÁN KHUNG PHẲNG
Sơ đồ kết cấu
a.Nhịp tính toán của dầm
Nhịp tính toán của dầm lấy bằng khoảng cách giữa các trục cột.
Xác định nhịp tính toán của dầm BC.
=7+0,11+0,11-0,2-0,2= 6,82 (m) ( ở đây đã lấy trục cột là trục của cột tầng 3 và tầng 4).
Xác định nhịp tính toán của dầm AB.
=2,4 - 0,11+0,2= 2,49 (m) (ở đây đã lấy trục cột là trục của cột tầng 3 và tầng 4). b.Chiều cao của cột
Chiều cao của cột được xác định bằng khoảng cách giữa các trục dầm Do dầm khung có sự thay đổi về tiết diện, chiều cao cột sẽ được tính theo trục dầm hành lang, nơi dầm có tiết diện nhỏ hơn.
Xác định chiều cao của cột tầng 1.
Lựa chọn chiều sâu chon móng từ mặt đất tự nhiên( cốt -0.45) trở xuống: hm= 500 (mm)= 0,5 m ht1 = 4,4 (m) (với Z=0.45m là khoảng cách từ cốt 0.00 đến mặt đất tự nhiên).
Xác định chiều cao của cột tầng 2,3,4.
Ta có sơ đồ kết cấu được thể hiện như hình sau:
Hình 1 Sơ đồ kết cấu khung ngang
XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG ĐƠN VỊ
Tĩnh tãi đơn vị
Tĩnh tải sàn phòng học. gs = 422,6 (daN/m 2 )
Tĩnh tải sàn hành lang. ghl 67,6 (daN/m 2 )
Hoạt tải đơn vị
Hoạt tải sàn phòng học.
Hoạt tải sàn hành lang.
Hoạt tải sàn mái và sêno.
Hệ số quy đổi tải trọng
a.Với ô sàn lớn kích thước 7x4,1 (m)
Tải trọng phân bố tác dụng lên khung hình thang cần được quy đổi sang dạng tải trọng phân bố hình chữ nhật Để thực hiện việc này, cần xác định hệ số chuyển đổi k, với β được tính bằng công thức β = 2l/B.
= 4,1 2× 7 =0,29 →k =¿0,856 b.Với ô sàn hành lang kích thước 2,4x4,1 (m)
Tải trọng phân bố tác dụng lên khung có dạng hình tam giác Để quy đổi sang dạng tải trọng phân bố hình chữ nhật, ta có hệ số k= 5 8 =0,625
XÁC ĐỊNH TĨNH TẢI TÁC DỤNG VÀO KHUNG
Tĩnh tải tầng 2,3,4
Hình 2 Sơ đồ phân tĩnh tải sàn tầng 2,3,4
TT Loại tải trọng và cách tính Kết quả
Do trọng lượng tường xây trên dầm cao:3,7- 0,65= 3,05 gt2 = 514x3,05
Do tải trọng từ sàn truyền vào dưới hình dạng thang với tung độ lớn nhất: gth = 422,6x(4,1 - 0,22)39,69 Đổi ra phân bố đều với : k = 0,856
Do tải trọng từ sàn truyền vào dưới dạng hình tam giác với tung độ lớn nhất: gtg 67,6x(2,4 - 0,22)= 801,3 Đổi ra tải trọng phân bố đều:
500,8 500,8 TĨNH TẢI TẬP TRUNG – daN
TT Loại tải trọng và cách tính Kết quả
Do trọng lượng bản thân dầm dọc :0,22 x 0,35
Do trọng lượng tường xây trên dầm dọc cao 3,7 - 0,35= 3,35 (m) với hệ số giảm lỗ cửa 0,7:
Do trọng lượng sàn truyền vào : 422,6 x (4,1-0,22) x (4,1-0,22)/4 Cộng và làm tròn:
Giống như mục 1,2,3 ở của GC đã tính ở trên
Do trọng lượng sàn hành lang truyền vào:
TT Loại tải trọng và cách tính Kết quả 1.
Do trọng lượng bản thân dầm dọc: 0,22 x 0,35
Do trọng lượng sàn hành lang truyền vào (đã tính ở trên)
Do lan can xây tường 110 cao 900 mm truyền vào:
Tĩnh tải tầng mái
Hình 3 Sơ đồ phân tĩnh tải sàn tầng mái
12 Để tính toán tải trọng tĩnh tải phân bố đều trên mái, trước hết ta phải xác định kích thước của tường thu hồi xây trên mái.
Dựa vào mặt cắt kiến trúc , ta có diện tích tường thu hồi xây trên nhịp BC là:
Tải trọng tường phân bố đều trên nhịp BC, với diện tích St1 = 6,772 m², cho ra chiều cao trung bình của tường là ht1 = St1/L2 = 7 + 0,22 * 6,772 = 0,938 m Tương tự, cho nhịp AB, chiều cao trung bình của tường được tính là ht2 = St2/L1 = 1,302 / 2,4 = 0,543 m.
TĨNH TẢI PHÂN BỐ TRÊN MÁI – daN/m
TT Loại tải trọng và cách tính Kết quả
Do trọng lượng tường thu hồi cao trung bình m: gt1 = 296 x 0,938 = 277,65
Do tải trọng từ sàn truyền vào dưới dạng hình thang với tung độ lớn nhất: ght = 383 x (4,1- 0,22)= 1505,44 Đổi ra phân bố đều với : k = 0,856 1505,44 x 0,856
1288,7 1566,35 TĨNH TẢI PHÂN BỐ TRÊN MÁI – daN/m (tiếp)
TT Loại tải trọng và cách tính Kết quả
Do trọng lượng tường thu hồi 110 cao trung bình 0,62 m: gt1 = 296 x 0,62= 183,5
Do tải trọng từ sàn truyền vào dưới dạng hình tam giác với tung độ lớn nhất: gtg = 383 x (2,4 - 0,22)= 834,94 Đổi ra tải phân bố đều:
521,8705,3TĨNH TẢI TẬP TRUNG TRÊN MÁI – daN
TT Loại tải trọng và cách tính Kết quả 1.
Do trọng lượng bản thân dầm dọc :0,22 x 0,35
Do trọng lượng ô sàn lớn truyền vào:
Do trọng lượng sênô nhịp 0,6:
383 x 0,6 x 4,1 Tường sênô cao 0,6 m, dày 8 cm bằng betông cốt thép:
Giống như mục 1,2 của GC m đã tính ở trên
Do trọng lượng ô sàn nhỏ truyền vào:
Do trọng lượng bản thân dầm dọc:0,22 x 0,3
Do trọng lượng ô sàn nhỏ truyền vào( đã tính ở trên):
Giống như mục 3,4 của GC m đã tính ở trên:
Ta có sơ đồ tĩnh tải tác dụng vào khung ( biểu diễn theo cách 1):
Hình 4 Sơ đồ tĩnh tải tác dụng vào khung
V XÁC ĐỊNH HOẠT TẢI TÁC DỤNG VÀO KHUNG
Trường hợp hoạt tải
Hình 5 Sơ đồ phân hoạt tải 1 tầng 2,4
Sàn Loại tải trọng và cách tính Kết quả
Sàn tầng 2 hoặc sàn tầng 4
Do tải trọng từ sàn truyền vào dưới dạng hình tam giác với tung độ lớn nhất:
P ht I $0 x 4,1 = 984 Đổi ra phân bố đều với : k = 0,856
Do tải trọng sàn truyền vào:
Hình 6 Sơ đồ phân hoạt tải 1 tầng 3
Sàn Loại tải trọng và cách tính Kết quả
Do tải trọng từ sàn truyền vào dưới dạng hình thang với tung độ lớn nhất:
P tg I 60 x 2,4 = 864 Đổi ra phân bố đều với : k = 0,625
Do tải trọng sàn truyền vào:
Hình 7 Sơ đồ phân hoạt tải 1 tầng mái
Sàn Loại tải trọng và cách tính Kết quả
Do tải trọng từ sàn truyền vào dưới dạng hình tam giác với tung độ lớn nhất:
P tg mI ,5 x 2,4 = 234 Đổi ra phân bố đều với : k = 0,625
Do tải trọng sàn truyền vào:
Hình 8 Sơ đồ hoạt tải 1 tác dụng vào khung
Hình 9 Sơ đồ phân hoạt tải 2 tầng 2,4
Sàn Loại tải trọng và cách tính Kết quả
Do tải trọng từ sàn truyền vào dưới dạng hình tam giác với tung độ lớn nhất:
Do tải trọng sàn truyền vào
Hình 10 Sơ đồ phân hoạt tải 2 tầng 3
Sàn Loại tải trọng và cách tính Kết quả
Do tải trọng từ sàn truyền vào dưới dạng hình thang với tung độ lớn nhất:
240 x 4,1 = 984 Đổi ra phân bố đều với : k = 0,856
Do tải trọng sàn truyền vào
Hình 11 Sơ đồ phân hoạt tải 2 tầng mái
Sàn Loại tải trọng và cách tính Kết quả
Do tải trọng từ sàn truyền vào dưới dạng hình thang với tung độ lớn nhất:
Do tải trọng sàn truyền vào:
Do tải trọng sênô truyền vào
Hình 12 Sơ đồ hoạt tải 2 tác dụng vào khung
XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG GIÓ
Công trình xây dựng tại XXX , thuộc vùng gió IIA , có áp lực gió đơn vị: Wo = 95
- 12 = 83 (daN/m 2 ) Công trình được xây dựng trong thành phố bị che chắn mạnh nên có địa hình dạng C.
Công trình cao dưới 40m nên ta chỉ xét đến tác dụng tĩnh của tải trọng gió Tải trọng gió truyền lên khung sẽ được tính theo công thức:
4 3,7 15,5 0,75 Để đơn giản cho tính toán và thiên về an toàn ta cũng có thể chọn chung một hệ số
Bảng tình toán tải trọng gió.
Tầng H(m) Z(m) k n B(m) Cd Ch qđ(daN/m) qh(daN/m)
Với qđ - áp lực gió đẩy tác dụng lên khung (daN/m). qh - áp lực gió hút tác dụng lên khung (daN/m).
Tải trọng gió tác động lên mái được quy đổi thành lực tập trung tại đầu cột Sđ và Sh, với hệ số k = 0.75 Hình dáng mái và các hệ số động lực trên mái có thể tham khảo trong phụ lục 22.
Tỷ số h1/L=(3,7 x 4)/(7 + 2,4) = 1,57 Nội suy có Ce1= -0.76 và Ce2= -0.67.
Trị số S tính theo công thức:
Sđ= 306,3 x (0,8 x 0,6 - 0,76 x 1,9) = -295,3(daN) +Phía gió hút:
Hình 13 SƠ ĐỒ GIÓ TRÁI TÁC DỤNG VÀO KHUNG
Hình 14 SƠ ĐỒ GIÓ PHẢI TÁC DỤNG VÀO KHUNG
Hình 15 Sơ đồ phân tử dầm cột tác động vào khung
VIII TỔ HỢP NỘI LỰC.
BẢNG TỔ HỢP LỰC CHO DẦM
TRƯỜNG HỢP TẢI TRỌNG TỔ HỢP CƠ BẢN 1 TỔ HỢP CƠ BẢN 2
TT HT1 HT2 GT GP MMA
IX TÍNH TOÁN CỐT THÉP DẦM.
1 Tính toán cốt thép dọc cho các dầm.
Sử dụng bê tông cấp độ bền B15 có Rb= 8,5 MPa, Rbt = 0,75 MPa
Sử dụng thép dọc nhóm AII có Rs=Rsc(0 MPa
Tra bảng phụ lục 9 và 10 ta có 0,65, 0,439 a.Tính toán cốt thép dọc cho dầm tầng 2, nhịp BC, phần tử 4 (bxh= 22x65)
Từ bảng tổ hợp nội lực ta chọn ra nội lực nguy hiểm nhất cho dầm:
+Gối B: MB= -189,3(kN.m) +Gối C: MC= -182,7(kN.m) +Nhịp BC: MBC = 117,9 (kN.m)
Do hai gối có mô men gần bằng nhau nên ta lấy giá trị mô men lớn hơn để tính cốt thép chung cho cả hai.
+Tính cốt thép cho gối B và C ( mô men âm):
Tính theo tiết diện chữ nhật bxh = 22 x 65 Giả thiết a= 4cm
Ho= 65-4 = 61 (cm) Tại gối B và C, với M9,3 α m = M
Kiểm tra hàm lượng cốt thép:
+Tính cốt thép cho nhịp BC( mô men dương).
Tính theo tiết diện chữ T có cánh nằm trong vùng nén với h ’ f(cm).
Giả thiết a= 4 cm ; hoe-4a(cm) Giá trị độ vươn của cánh Sclấy bé hơn trị số sau.
- Một nửa khoảng cách thong thủy giữa các sườn dọc 0,5.(4,1-0,22)=1,94(m)
Có Mmax = 117,9(kN/m) μ min b.Tính toán cốt thép dọc cho dầm tầng 2, nhịp AB, phần tử 5 (bxh"x35)
Từ bảng tổ hợp nội lực ta chọn ra nội lực nguy hiểm nhất cho dầm:
+Tính thép cho gối B( mô men âm ).
Tính theo tiết diện bxh"x35 Giả thiết aLm ho5-41 (cm) tại gối B, với M = 33,4 α m = M
Kiểm tra hàm lượng cốt thép.
+Tính thép cho gối A( mô men âm).
Tính theo tiết diện chữ nhật bxh= 22x35 (cm)
2800.0,96 31 =1,84 ( cm 2 ) kiểm tra hàm lượng cốt thép
Để tính cốt thép chịu mô men dương, ta có diện tích thép AS=1,06 cm², tuy nhiên lượng thép này quá nhỏ nên cần bố trí theo yêu cầu về cấu tạo Bên cạnh đó, cần thực hiện tính toán cốt thép dọc cho các phần tử với kích thước 10, 15 và 20.
Do nội lực trong dầm hành lang của các tầng nhỏ nên ta bố trí thép giống như dầm
5 cho các dầm 10, 15, 20. d.Tính toán một cách tương tự cho các phần tử dầm khác theo bảng
Kí hiệu phần tử dầm
Dầm 9 gối B, gối C nhịp BC
Dầm 14 gối B, gối C nhịp BC
Dầm 19 gối B, gối C nhịp BC
0,8 0,68 e.Chọn cốt thép dọc cho dầm
Chọn cốt thép dầm phải lưu ý đến việc phối hợp thép dầm cho các nhịp liền kề nhau.
Bố trí cốt thép dọc cho dầm tầng 2 và dầm tầng 3
Bố trí cốt thép dọc cho dầm tầng 4 và dầm tầng mái
2 Tính toán và bố trí cốt thép đai cho các dầm a.Tính toán cốt đai cho phần tử dầm 4( tầng 2, nhịp BC): bxh"X65
+Từ bảng tổ hợp nội lực ta chọn ra lực cắt nguy hiểm nhất cho dầm
Q 4,07 (kN) +Bê tông cấp độ bền B15 có
Eb= 2,3.10 4 (Mpa) +Thép đai nhóm AI có
Rsw= 175(Mpa) 50(daN/cm 2 ); Es= 2,1.10 5 (Mpa) +Dầm chịu tải trọng tính toán phân bố đều với
2971,3 + 0,22.0,65.2500.1.1 = 3364,6(daN/m)3,65(daN/cm) (Với go trọng lượng bản thân dầm 4) p= 842,3(daN/m)=8,42(daN/cm) Giá trị q1: q 1 = g+0,5 p3,65 + 0,5.8,427,86(daN/cm)
+Chọn a= 4cm 65 - 4 = 61 +Kiểm tra điều kiện cường độ trên tiết diện nghiêng theo ứng suất nén chính:
Do chưa có bố trí cốt đai nên ta giả thiết
Ta có 0,3.85.22.61= 34221(daN) > Q= 14407(daN) Dầm đủ khả năng chịu ứng suất nén chính
+Kiểm tra sự cần thiết phải đặt cốt đai
Bỏ qua ảnh hưởng của lực dọc trục nên
Q = 14407>Qbmin cần phải đặt cốt đai chịu cắt.
Do dầm có phần cánh nằm trong vùng chịu kéo +Xác định giá trị Qb1.
+Giá trị qs tính toán q sw =
+yêu cầu nên ta lấy giá trị = 49,5(daN/cm) để tính cốt đai +Sử dụng đai , số nhánh n=2
Khoảng cách s tính toán: s tt = R sw na sw q sw
+Dầm có he>45cm → s ct =min ( 3 h ;50 cm ) !,7(cm)
+Khoảng cách thiết kế của cốt đai S=min(stt , sct , smax) = 20 (cm) = 200 (mm)
Ta bố trí 6a 200 cho dầm +Kiểm tra lại điều kiện cường độ trên tiết diện nghiêng theo ứng suất nén chính khi đã có bố trí cốt đai:
Dầm bố trí 6a 200 Có μ w = na sw bs = 2.0,283 22.20 =0,00129 α = E s
Dầm đủ khả năng chịu ứng suất nén chính. b.Tính toán cốt đai cho phần tử dầm 9, 14, 19 : bxh"x60 cm
Ta thấy trong các dầm có kích thước bxh"X65 thì dầm 4 có lực cắt lớn nhất Q14407(daN), dầm 4 được dặt cốt đai theo cấu tạo 6a 200 chọn cốt đai theo 6a
200 cho toàn bộ các dầm có kích thước bxh= 22X65cm khác c.Tính toán cốt đai cho phần tử dầm 5( tầng 2, nhịp AB): bxh"x35
+Từ bảng tổ hợp nội lực ta chọn ra lực cắt nguy hiểm nhất cho dầm
Qmax= 28,4 (kN) +Dầm chịu tải trọng tính toán phân bố đều với g = go+go2P0,8 +0,22.0,35.2500.1,1q2,6(daN/m)= 7,126(daN/cm) (Với go2 trọng lượng bản thân dầm 5). p= 540( daN/cm) = 5,4(daN/cm)
+Chọn a=4 cm ho=h-a5-41(cm) +Kiểm tra điều kiện cường độ trên tiết diện nghiêng theo ứng suất nén chính :
Ta có = 0,3.85.22.31391(daN)>2840(daN) dầm đủ khả năng chịu ứng suất nén chính
+Kiểm tra sự cần thiết phải đặt cốt đai bỏ qua ảnh hưởng lực dọc trục nên
Q = 2840 (daN) đặt cốt đai chịu cắt theo điều kiện cấu tạo +Sử dụng cốt đai 6 , số nhánh n=2
+Dầm có h= 35cm3,29 (cm 2 ) + các phần tử cột 11,16,17 được bố trí thép giống như cột phần cột 12
5 tính cốt thép đai cho cột
+ Đường kính cốt đai ϕ sw ≥ ( ∅ 4 max ; 5 mm ) = ( 18 4 ; 5 mm ) =5 ( mm ) Tachọn cốt đai ∅ nhóm AI
- trong đoạn nối chồng cốt thép dọc s ≤ ( 10 ∅ min ; 500 mm ) = ( 10.16 ; 500 ) 0(mm) chon s0(mm)
- Các đoạn còn lại s ≤ ( 15 ∅ min ; 500 mm ) = ( 15.16 ; 500 mm ) $0(mm) chọn s 0(mm)
6 tính toán cấu tạo nút góc trên cùng
Nút góc là điểm giao nhau giữa phần tử dầm 19 và cột 16, cũng như giữa dầm 20 và cột 18 Chiều dài neo cốt thép tại nút góc được xác định dựa trên tỉ số h e 0 của cột.
Dựa vào bảng tổ hợp nội lực cột, chúng ta xác định cặp nội lực M và N cho phần tử số 16 với độ lệch tâm e0 lớn nhất Cặp nội lực này là 16-12 với giá trị Mt là 86 kN.m và N là 4,62 kN, có độ lệch tâm e0 khoảng 0,07 cm, tương ứng với e0 h là 60,07.
40 =1,5 >0,5.Vậy ta cũng sẽ cấu tạo cốt thép nút góc trên cùng này theo trường hợp có e 0 h >0,5
22 =0,55> 0,5.Vậy ta cũng sẽ cấu tạo cốt thép nút góc trên cùng này theo trường hợp có e 0 h >0,5
I Lựa chọn giải pháp kết cấu 1
1 Lựa chọn vật liệu sử dụng 1
2.Lựa chọn giải pháp kết cấu cho sàn 1
3 Chọn kích thước chiều dày sàn 1
4.Lựa chọn kết cấu mái 4
5.Lựa chọn kích thước tiết diện các bộ phận 4 a.Dầm BC( dầm trong phòng) 4 b.Dầm AB( dầm ngoài hành lang) 4 c.Dầm dọc nhà 4 d.Cột trục B 4 e Cột trục C .5 f Cột trục A .5
6 Mặt bằng bố trí kế cấu theo hình 6
II SƠ ĐỒ TÍNH TOÁN KHUNG PHẲNG 7
2 Sơ đồ kết cấu 7 a.Nhịp tính toán của dầm 7 b.Chiều cao của cột 7
III XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG ĐƠN VỊ 8
3 Hệ số quy đổi tải trọng 9 a.Với ô sàn lớn kích thước 7x4,1(m) 9 b.Với ô sàn hành lang kích thước 2,4x4,1 (m) 9
IV XÁC ĐỊNH TĨNH TẢI TÁC DỤNG VÀO KHUNG 9
VI XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG GIÓ 25
VII XÁC ĐỊNH NÔI LỰC 28
VIII TỔ HỢP NỘI LỰC 28
IX TÍNH TOÁN CỐT THÉP DẦM 36
Bài viết trình bày quy trình tính toán cốt thép dọc cho các dầm trong công trình Đầu tiên, tính toán cốt thép dọc cho dầm tầng 2, nhịp BC với kích thước phần tử 4 (bxh = 22x65) Tiếp theo, thực hiện tính toán cho dầm tầng 2, nhịp AB, phần tử 5 (bxh = 35) Ngoài ra, bài viết cũng đề cập đến việc tính toán cốt thép dọc cho các phần tử khác như 10, 15, 20 Cuối cùng, quy trình tính toán sẽ được áp dụng tương tự cho các phần tử dầm khác theo bảng hướng dẫn.
Tính toán cốt đai cho các phần tử dầm trong công trình bao gồm: dầm 4 (tầng 2, nhịp BC) với kích thước bxh "X65 40, dầm 9, 14, 19 với kích thước bxh "x60 cm, dầm 5 (tầng 2, nhịp AB) với kích thước bxh "x35, dầm 10, 15, 20 với kích thước bxh = 22x35 cm Ngoài ra, cần bố trí thép đai cho dầm một cách hợp lý để đảm bảo độ bền và an toàn cho công trình.
X.TÍNH TOÁN CỐT THÉP CỘT 44
Để tính toán cốt thép cho phần tử cột với kích thước 2:b x h"x50, cần thực hiện các bước sau: đầu tiên, thu thập số liệu tính toán cần thiết Tiếp theo, tiến hành tính cốt thép đối xứng cho từng cặp, bao gồm cặp 1, cặp 2 và cặp 3, đảm bảo tính chính xác và hiệu quả trong thiết kế.
Để tính toán cốt thép cho phần tử cột, cần xác định kích thước b x h và thực hiện các bước tính toán cốt thép đối xứng cho cặp 1, cặp 2 và cặp 3 Kết quả tính toán sẽ được trình bày chi tiết trong các mục từ 22 đến 49.
Tính toán cốt thép cho phần tử cột 12 có kích thước 40 cm x 40 cm bao gồm các bước quan trọng như sau: Đầu tiên, cần thu thập số liệu tính toán chính xác Sau đó, tiến hành tính cốt thép đối xứng cho từng cặp, bắt đầu từ cặp 1, tiếp theo là cặp 2 và cuối cùng là cặp 3 Mỗi bước tính toán đều cần đảm bảo tính chính xác và tuân thủ các tiêu chuẩn kỹ thuật.
5 tính cốt thép đai cho cột 51
6 tính toán cấu tạo nút góc trên cùng 51
TỔ HỢP NỘI LỰC
BẢNG TỔ HỢP LỰC CHO DẦM
TRƯỜNG HỢP TẢI TRỌNG TỔ HỢP CƠ BẢN 1 TỔ HỢP CƠ BẢN 2
TT HT1 HT2 GT GP MMA
TÍNH TOÁN CỐT THÉP DẦM
Tính toán cốt thép dọc cho các dầm
Sử dụng bê tông cấp độ bền B15 có Rb= 8,5 MPa, Rbt = 0,75 MPa
Sử dụng thép dọc nhóm AII có Rs=Rsc(0 MPa
Tra bảng phụ lục 9 và 10 ta có 0,65, 0,439 a.Tính toán cốt thép dọc cho dầm tầng 2, nhịp BC, phần tử 4 (bxh= 22x65)
Từ bảng tổ hợp nội lực ta chọn ra nội lực nguy hiểm nhất cho dầm:
+Gối B: MB= -189,3(kN.m) +Gối C: MC= -182,7(kN.m) +Nhịp BC: MBC = 117,9 (kN.m)
Do hai gối có mô men gần bằng nhau nên ta lấy giá trị mô men lớn hơn để tính cốt thép chung cho cả hai.
+Tính cốt thép cho gối B và C ( mô men âm):
Tính theo tiết diện chữ nhật bxh = 22 x 65 Giả thiết a= 4cm
Ho= 65-4 = 61 (cm) Tại gối B và C, với M9,3 α m = M
Kiểm tra hàm lượng cốt thép:
+Tính cốt thép cho nhịp BC( mô men dương).
Tính theo tiết diện chữ T có cánh nằm trong vùng nén với h ’ f(cm).
Giả thiết a= 4 cm ; hoe-4a(cm) Giá trị độ vươn của cánh Sclấy bé hơn trị số sau.
- Một nửa khoảng cách thong thủy giữa các sườn dọc 0,5.(4,1-0,22)=1,94(m)
Có Mmax = 117,9(kN/m) μ min b.Tính toán cốt thép dọc cho dầm tầng 2, nhịp AB, phần tử 5 (bxh"x35)
Từ bảng tổ hợp nội lực ta chọn ra nội lực nguy hiểm nhất cho dầm:
+Tính thép cho gối B( mô men âm ).
Tính theo tiết diện bxh"x35 Giả thiết aLm ho5-41 (cm) tại gối B, với M = 33,4 α m = M
Kiểm tra hàm lượng cốt thép.
+Tính thép cho gối A( mô men âm).
Tính theo tiết diện chữ nhật bxh= 22x35 (cm)
2800.0,96 31 =1,84 ( cm 2 ) kiểm tra hàm lượng cốt thép
Để tính toán cốt thép chịu mô men dương, ta xác định diện tích cốt thép AS=1,06 cm2 Tuy nhiên, lượng thép này quá nhỏ, do đó cần bố trí theo yêu cầu về cấu tạo Ngoài ra, cần thực hiện tính toán cốt thép dọc cho các phần tử có kích thước 10, 15 và 20.
Do nội lực trong dầm hành lang của các tầng nhỏ nên ta bố trí thép giống như dầm
5 cho các dầm 10, 15, 20. d.Tính toán một cách tương tự cho các phần tử dầm khác theo bảng
Kí hiệu phần tử dầm
Dầm 9 gối B, gối C nhịp BC
Dầm 14 gối B, gối C nhịp BC
Dầm 19 gối B, gối C nhịp BC
0,8 0,68 e.Chọn cốt thép dọc cho dầm
Chọn cốt thép dầm phải lưu ý đến việc phối hợp thép dầm cho các nhịp liền kề nhau.
Bố trí cốt thép dọc cho dầm tầng 2 và dầm tầng 3
Bố trí cốt thép dọc cho dầm tầng 4 và dầm tầng mái
2 Tính toán và bố trí cốt thép đai cho các dầm a.Tính toán cốt đai cho phần tử dầm 4( tầng 2, nhịp BC): bxh"X65
+Từ bảng tổ hợp nội lực ta chọn ra lực cắt nguy hiểm nhất cho dầm
Q 4,07 (kN) +Bê tông cấp độ bền B15 có
Eb= 2,3.10 4 (Mpa) +Thép đai nhóm AI có
Rsw= 175(Mpa) 50(daN/cm 2 ); Es= 2,1.10 5 (Mpa) +Dầm chịu tải trọng tính toán phân bố đều với
2971,3 + 0,22.0,65.2500.1.1 = 3364,6(daN/m)3,65(daN/cm) (Với go trọng lượng bản thân dầm 4) p= 842,3(daN/m)=8,42(daN/cm) Giá trị q1: q 1 = g+0,5 p3,65 + 0,5.8,427,86(daN/cm)
+Chọn a= 4cm 65 - 4 = 61 +Kiểm tra điều kiện cường độ trên tiết diện nghiêng theo ứng suất nén chính:
Do chưa có bố trí cốt đai nên ta giả thiết
Ta có 0,3.85.22.61= 34221(daN) > Q= 14407(daN) Dầm đủ khả năng chịu ứng suất nén chính
+Kiểm tra sự cần thiết phải đặt cốt đai
Bỏ qua ảnh hưởng của lực dọc trục nên
Q = 14407>Qbmin cần phải đặt cốt đai chịu cắt.
Do dầm có phần cánh nằm trong vùng chịu kéo +Xác định giá trị Qb1.
+Giá trị qs tính toán q sw =
+yêu cầu nên ta lấy giá trị = 49,5(daN/cm) để tính cốt đai +Sử dụng đai , số nhánh n=2
Khoảng cách s tính toán: s tt = R sw na sw q sw
+Dầm có he>45cm → s ct =min ( 3 h ;50 cm ) !,7(cm)
+Khoảng cách thiết kế của cốt đai S=min(stt , sct , smax) = 20 (cm) = 200 (mm)
Ta bố trí 6a 200 cho dầm +Kiểm tra lại điều kiện cường độ trên tiết diện nghiêng theo ứng suất nén chính khi đã có bố trí cốt đai:
Dầm bố trí 6a 200 Có μ w = na sw bs = 2.0,283 22.20 =0,00129 α = E s
Dầm đủ khả năng chịu ứng suất nén chính. b.Tính toán cốt đai cho phần tử dầm 9, 14, 19 : bxh"x60 cm
Ta thấy trong các dầm có kích thước bxh"X65 thì dầm 4 có lực cắt lớn nhất Q14407(daN), dầm 4 được dặt cốt đai theo cấu tạo 6a 200 chọn cốt đai theo 6a
200 cho toàn bộ các dầm có kích thước bxh= 22X65cm khác c.Tính toán cốt đai cho phần tử dầm 5( tầng 2, nhịp AB): bxh"x35
+Từ bảng tổ hợp nội lực ta chọn ra lực cắt nguy hiểm nhất cho dầm
Qmax= 28,4 (kN) +Dầm chịu tải trọng tính toán phân bố đều với g = go+go2P0,8 +0,22.0,35.2500.1,1q2,6(daN/m)= 7,126(daN/cm) (Với go2 trọng lượng bản thân dầm 5). p= 540( daN/cm) = 5,4(daN/cm)
+Chọn a=4 cm ho=h-a5-41(cm) +Kiểm tra điều kiện cường độ trên tiết diện nghiêng theo ứng suất nén chính :
Ta có = 0,3.85.22.31391(daN)>2840(daN) dầm đủ khả năng chịu ứng suất nén chính
+Kiểm tra sự cần thiết phải đặt cốt đai bỏ qua ảnh hưởng lực dọc trục nên
Q = 2840 (daN) đặt cốt đai chịu cắt theo điều kiện cấu tạo +Sử dụng cốt đai 6 , số nhánh n=2
+Dầm có h= 35cm0,5.Vậy ta cũng sẽ cấu tạo cốt thép nút góc trên cùng này theo trường hợp có e 0 h >0,5
22 =0,55> 0,5.Vậy ta cũng sẽ cấu tạo cốt thép nút góc trên cùng này theo trường hợp có e 0 h >0,5
I Lựa chọn giải pháp kết cấu 1
1 Lựa chọn vật liệu sử dụng 1
2.Lựa chọn giải pháp kết cấu cho sàn 1
3 Chọn kích thước chiều dày sàn 1
4.Lựa chọn kết cấu mái 4
5.Lựa chọn kích thước tiết diện các bộ phận 4 a.Dầm BC( dầm trong phòng) 4 b.Dầm AB( dầm ngoài hành lang) 4 c.Dầm dọc nhà 4 d.Cột trục B 4 e Cột trục C .5 f Cột trục A .5
6 Mặt bằng bố trí kế cấu theo hình 6
II SƠ ĐỒ TÍNH TOÁN KHUNG PHẲNG 7
2 Sơ đồ kết cấu 7 a.Nhịp tính toán của dầm 7 b.Chiều cao của cột 7
III XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG ĐƠN VỊ 8
3 Hệ số quy đổi tải trọng 9 a.Với ô sàn lớn kích thước 7x4,1(m) 9 b.Với ô sàn hành lang kích thước 2,4x4,1 (m) 9
IV XÁC ĐỊNH TĨNH TẢI TÁC DỤNG VÀO KHUNG 9
VI XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG GIÓ 25
VII XÁC ĐỊNH NÔI LỰC 28
VIII TỔ HỢP NỘI LỰC 28
IX TÍNH TOÁN CỐT THÉP DẦM 36
1 Tính toán cốt thép dọc cho các dầm 36 a.Tính toán cốt thép dọc cho dầm tầng 2, nhịp BC, phần tử 4(bxh= 22x65) .36 b.Tính toán cốt thép dọc cho dầm tầng 2, nhịp AB, phần tử 5 (bxh"x35) 37 c.Tính toán cốt thép dọc cho các phần tử 10, 15, 20 39 d.Tính toán một cách tương tự cho các phần tử dầm khác theo bảng 39
Tính toán cốt đai cho các phần tử dầm trong công trình là rất quan trọng để đảm bảo tính ổn định và an toàn Đối với dầm 4 (tầng 2, nhịp BC), cốt đai được tính toán với kích thước bxh = X65 40 Tương tự, dầm 9, 14, 19 có cốt đai với kích thước bxh = x60 cm Dầm 5 (tầng 2, nhịp AB) được tính toán với cốt đai bxh = x35 42 Đối với dầm 10, 15, 20, kích thước cốt đai là bxh = 22x35 cm Cuối cùng, việc bố trí thép đai cho các dầm cũng cần được thực hiện một cách chính xác để đảm bảo hiệu quả công trình.
X.TÍNH TOÁN CỐT THÉP CỘT 44
Trong phần tính toán cốt thép cho phần tử cột, cần xác định các số liệu tính toán cụ thể Đầu tiên, tiến hành tính cốt thép đối xứng cho cặp 1, sau đó là cặp 2 và cuối cùng là cặp 3 Việc này đảm bảo tính chính xác và hiệu quả trong thiết kế cột với kích thước 2:b x h"x50.
Trong bài viết này, chúng ta sẽ thực hiện tính toán cốt thép cho phần tử cột với kích thước b x h Đầu tiên, chúng ta sẽ tính cốt thép đối xứng cho cặp 1, sau đó tiếp tục với cặp 2 và cặp 3 Kết quả tính toán cốt thép sẽ được trình bày rõ ràng và cụ thể.
4 Tính cốt thép cho phần tử cột 12: bxh"x40 cm 49 a số liệu tính toán 49 b Tính cốt thép đối xứng cho cặp 1 50 c Tính cốt thép đối xứng cho cặp 2 50 d Tính cốt thép đối xứng cho cặp 3 50
5 tính cốt thép đai cho cột 51
6 tính toán cấu tạo nút góc trên cùng 51