Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống
1
/ 12 trang
THÔNG TIN TÀI LIỆU
Nội dung
Chương 15: TÝnh to¸n cèt thÐp cét khung trơc B Qua phân tích bảng tổ hợp nội lực, ta tìm cấu kiện điển hình có nội lực nguy hiĨm nhÊt TÝnh to¸n cèt thÐp cho c¸c cÊu kiƯn bố trí t-ơng tự cho cấu kiện khác gần giống Cụ thể là: + Tính toán cốt thép cho cột tầng bố trí t-ơng tự đến hết cột tầng + Tính toán cốt thép cho cột tầng bố trí t-ơng tự đến hết cột tầng + Tính toán cốt thép cho cột tầng bố trí t-ơng tự đến hết cột tầng tum Để đơn giản trình bày ta dùng ch-ơng trình Excel2000 MicroSoft để thực tính toán tự động cốt thép cột Sau ta đ-a bảng tổ hợp nội lực cột II.2.8.5 Tính toán cốt thép cột điển hình Ta thuyết minh tính toán cho cột điển hình cột C131 (trục 3), kết qủa cột tính đ-ợc đ-ợc lấy để bố trí cho cột từ tầng 1-4 ứng với trục Kết cột lại đ-ợc trình bày bảng tính kèm a) Tính toán cho cột C131 Cèt thÐp cét tÝnh theo cÊu kiƯn chÞu nÐn lệch tâm xiên theo tiêu chuẩn Anh (theo tài liệu cấu kiện chịu nén lệch tâm xiên soạn thảo theo tiêu chuẩn Anh BS8110, có cải tiến theo TCVN 5574 - 94 Thầy Nguyễn Đình Cuống soạn) Từ bảng tổ hợp nội lực ta rút cặp nội lực nguy hiểm tiết diện chân cột (tết diƯn 1-1): CỈp Nmax: N = -694805 kG Mx = -1124 kG.m -1- My = -14072 kG.m CỈp Mxmax : N = -610130 kG Mx = 18140 My = 350 CỈp Mxmin : kG.m kG.m N = -601935 kG Mx = -19575 My = -667 CỈp Mymax : kG.m N = -599044 kG Mx = -380 kG.m My = 14976 CỈp Mymin : kG.m kG.m N = -613018 kG Mx = -1053 kG.m My = -15286 kG.m Để an toàn ta tÝnh cèt thÐp cét cho cỈp néi lùc có giá trị tuyệt đối lớn nhất: N = 694805kG; Mx = 19575kG.m; My = 15286kG.m Bê tông m¸c 300 cã Rn = 130 kG/cm2 Rk = 10 kG/cm2 fc = 240kG/cm2 Eb = 2,9.105 kG/cm2 Cèt thÐp däc chÞu lùc dïng thÐp AII cã Ra =Ra’= 2800 kG/cm2 fy = 3000 kG/cm2 Ea = 2,1.106 kG/cm2 Cèt thÐp ®ai dïng thÐp AI cã Ra=Ra’ = 2300 kG/cm2 Rad = 1800 kG/cm2 fc : C-ờng độ tiêu chuẩn bê tông lấy c-ờng độ tiêu chuẩn mẫu thử -2- fy : C-ờng độ đặc tr-ng cốt thép lấy giới hạn chảy l0 : Chiều dài tính toán cột Mác bê tông 200 250 300 350 Nhãm cèt thÐp fc=kg/cm2 160 200 240 280 fy=kg/cm2 2400 3000 4000 AI AII AIII Theo công trình cđa ta cét C131 cã tiÕt diƯn 70 x 70 cm; chän líp b¶o vƯ cét a = cm Ta cã ax = h = 70 cm ; ay = b = 70 cm tg1 = ay ax = 70 =1 70 Fb =ax x ay - Fa = 70 x 70 = 4900 cm2 Cốt thép đặt theo chu vi, ®èi xøng qua hai trơc diƯn tÝch toàn cốt thép Fa Giả thiết hàm l-ợng cèt thÐp cét lµ: = 2,68% Tỉng diƯn tÝch thép giả thiết : Fa = x Fb = 0,0268 x 4900 = 131,32 cm2 Ta cã Mx = 19575kG.m My = 15286kG.m tg = My Mx = 15286 = 0,781 < tg1 19575 Đặt h = ax = 70 cm ; b = ay = 70 cm M1 = Mx = 19575 kG.m ; M2 = My = 15286 kG.m d1 = h - a = 70 - = 65 cm ; d2 = b - a = 70 - = 65 cm Víi hµm l-ợng cốt thép đà chọn ta tính đ-ợc: Khả chịu nén Khả chịu nén tâm cđa cét lµ: Nn = 0,45.fc.Fb + 0,87.fy.Fa = 0,45 x 240 x 4900 + 0,87 x 3000 x 131,32 -3- = 871945,2 (kG) Khả chịu nén lệch tâm đặt cốt thép đối xứng trạng thái cân b»ng biÕn d¹ng: Na = 0,25.b.d1 = 0,25 x 70 x 65 = 1137,5 kG Néi lùc tÝnh ®ỉi - Độ lệch tâm tăng lên ảnh h-ởng uốn däc an = a.K.h Trong ®ã: + K = min( Nn N Nn N 871945,2 694805 ; 1) ; = = 0,203 Nn Na Nn Na 871945,2 1137,5 suy ra: K = 0,203 + a = l0 ( ) 2000 d1 = 322 ( ) = 0,0123 2000 65 (v× cột đ-ợc coi ngàm hai đầu nên ta cã: l0 = 0,7xl = 0,7 x 460 = 322 cm) Vậy độ lệch tâm tăng lên ảnh h-ởng cña uèn däc: an = a.K.h =0,0123 x 0,203 x 70 = 0,174 cm - Mônen uốn tăng lên uèn däc M* = M1 + Nan = 1957500 + 694805 x 0,174 = 2078396( kG.cm ) - M«men tÝnh ®æi M = M* + m d1 M2 d2 Trong ®ã: m – hƯ sè phơ thc vµo n=N/fcbh N 0,05 0,10 0,15 0,20 0,30 0,40 0,50 0,6 Ö sè m 0,94 0,88 0,82 0,77 0,65 0,53 0,42 0,30 n= N f c b.h = 694805 = 0,059 m = 0,929 2400.70.70 -4- VËy: M = 2078396 + 0,929 x x 1529600 = 3498771(kG.cm ) - Độ lệch tâm t-ơng đ-ơng: e0 = M N = 3498771 5,036 cm 694805 TÝnh cèt thÐp Th-êng ph¶i giả thiết tr-ớc Fa để tính Nn sau tính lại so sánh Tính = e0 h ;s= N 0,9bd f c +Tr-êng hỵp 1: 0,3 s 0,30 Fa N (e0 sd 0,5h ) f y ( d1 a ' ) (a’ =a) +Tr-êng hỵp 3: Khi > 0,3 vµ s > 0,30 Fa N (e0 d 0,5h ) 0,19 f c bd 12 0, f y ( d a ' ) Sau tính đ-ợc Fa cần so sánh với giá trị Fa giả thiết để tính Nn sai lệch đáng kể phải giả thiết lại tính lại Quay lại với toán ta, ta cã: TÝnh = tÝnh Fa = e0 5,036 = 0,072 < 0,3 70 h 1 1,13 (0,5 )(2 ) (0,5 0,072)(2 0,072) N 0,4 f c Fb 0,75 f y = 1,13x694805 0,4x240x4900 139,1cm2 0,75x3000 Kết Fa tính đ-ợc xấp xỉ Fa giả thiết nên ta chọn Fa = 139,1cm2 ®Ĩ bè trÝ thÐp cho cét C131 Tuy nhiªn ®Ĩ xác -5- ta tính lặp cách giả thiết lại hàm l-ợng thép gt tt theo thuật toán nêu d-ới (đến 0.1% ) KÕt qđa lỈp víi gt ban ®Çu: gt 0,4% sÏ cho kÕt qđa thÐp gt xác là: Fa = 121,8cm2 Với kết ta chọn 1632 có Fa = 128,6 cm2 tt 2,83% Cốt đai cột đặt theo cấu tạo: + Chọ cốt đai + Trong phạm vi vùng nút khung từ điểm cách mép đến điểm cách mép d-ới khoảng L1 thỏa mÃ: L1 H cot 70cm 1 L1 H thongthuy 400 66,67cm Chän L1 = 70cm 6 L1 45cm Khi khoảng cách cốt đai thỏa mÃn: a dai 6.doc 6.32 192mm Chän adai = 100mm a dai 100mm + Trong ph¹m vi lại, chọn ađai thỏa mÃ: a dai 12.doc 12.32 384mm Chän a®ai = 300mm a dai c¹nh nhá 700mm b) Kết tính toán cột lại: Hàm l-ợng tèi thiĨu cđa cèt thÐp: min 0,4% nªn nÕu tính thép có hàm l-ợng nhỏ ta bố trí theo cấu tạo với hàm l-ợng 0,4% -6- Kết đ-ợc thể bảng sau : Tầng Số TT cột Bảng tính to¸n cèt thÐp cét khung trơc B My N b h a ho l (kG m) (kG m) (kG) (c m) (c m) (c m) (c m) (c m) 195 75 190 60 213 02 204 25 187 77 159 01 168 92 152 86 159 87 151 02 147 44 186 46 120 44 278 39 6948 05 6934 76 5153 69 4631 23 5466 64 2946 98 3427 64 70 70 65 70 70 65 70 70 65 70 70 65 70 70 65 60 55 60 60 55 32 32 32 32 32 25 25 121 77 120 33 47.8 25.6 58.3 60 46 46 46 46 46 36 36 597 175 121 4720 60 60 55 36 25 131 TÇng 155 179 28 469 TÇng Fa tcA Fa tt (c (cm2 m) ) Mx 595 596 lo Chon Fac Thep (cm2) tÕ 24 25 3 2 2 2 128 61 128 61 49.2 30.4 58.8 25.1 58.8 2.83 % 2.83 % 1.08 % 0.67 % 1.29 % 0.76 % 1.78 % 78.5 2.38 19 25 20 53.6 121 77 120 33 47.8 25.6 58.3 13.2 53.6 2.68 % 2.64 % 1.05 % 0.56 % 1.28 % 0.40 % 1.63 % 79 79.0 2.39 6.89 thùc 598 tum TÇng 599 117 117 117 117 118 150 151 151 153 153 57 166 13 189 82 116 61 119 76 119 17 110 93 157 02 741 663 733 809 121 62 135 74 115 66 864 228 03 856 100 33 821 159 78 316 107 04 574 593 09 4443 07 3328 24 1391 08 1593 34 2349 41 2249 74 1601 28 1442 1731 2284 1116 1185 60 60 55 60 60 55 50 50 45 50 50 45 50 50 45 50 50 45 50 50 45 50 50 45 50 50 45 50 50 45 50 50 45 50 50 45 36 36 36 36 36 36 36 32 32 32 32 32 -8- 25 25 25 25 25 25 25 22 22 22 22 22 65.1 27.5 65.1 27.5 1.36 9.00 Fa < 24.5 19.3 23.4 49.1 13.6 30.3 27.4 37.7 9.00 24.5 19.3 23.4 49.1 13.6 30.3 27.4 37.7 % 1.97 % 0.84 % 0.40 % 0.40 % 1.09 % 0.86 % 1.04 % 2.19 % 0.61 % 1.35 % 1.22 % 1.68 5 2 2 2 2 2 2 78.5 30.4 25.1 25.1 25.1 25.1 25.1 58.8 25.1 30.4 78.5 30.4 % 2.38 % 0.92 % 1.12 % 1.12 % 1.12 % 1.12 % 1.12 % 2.62 % 1.12 % 1.35 % 3.49 % 1.35 89 0 -9- 4 % % c) CÊu t¹o cèt thÐp cét - 10 - 1 1 1 1 2 2 2 2 3 6 9 12 12 3 6 9 12 12 4 7 10 10 13 13 5 11 11 8 14 14 - 11 - - 12 - ... 118 150 151 151 153 153 57 166 13 189 82 116 61 119 76 119 17 110 93 157 02 741 663 733 809 121 62 135 74 115 66 864 228 03 856 100 33 821 159 78 316 107 04 574 593 09 4443 07 3328 24 1391 08 159 3... cạnh nhỏ 700mm b) Kết tính toán cột lại: Hàm l-ợng tối thiểu cèt thÐp: min 0,4% nªn nÕu tÝnh thÐp có hàm l-ợng nhỏ ta bố trí theo cấu tạo với hàm l-ợng 0,4% -6 - Kết ? ?-? ??c thể bảng sau :... 0,929 2400.70.70 -4 - VËy: M = 2078396 + 0,929 x x 152 9600 = 3498771(kG.cm ) - Độ lệch tâm t-ơng ? ?-? ?ng: e0 = M N = 3498771 5,036 cm 694805 TÝnh cèt thÐp Th-êng ph¶i gi¶ thiÕt tr-íc Fa để tính Nn