tính toán cột
N TT NGHIP TRUNG TM THNG MI PARKSON HNG VNG Chơng 5. tính toán cột 5.1. Số liệu tính toán. 5.1.1. Cơ sở tính toán. - Bảng tổ hợp nội lực. - TCVN 5574 - 1994: Tiêu chuẩn thiết kế bê tông cốt thép. - Hồ sơ kiến trúc công trình. 5.1.2. Một số qui định đối với việc tính cột và bố trí cốt thép. + Tổng hàm lợng thép hợp lý à t = 1% ữ 6%. + Cốt dọc: + Khi h, b > 40 cm thì d > 16 mm. + Khoảng cách giữa 2 cốt thép t > 30 mm. + Khi h > 50 cm thì đặt cốt cấu tạo d = 12 ữ 14 mm. + Cốt đai : + d > 0,25d 1 (d 1 : đờng kính lớn nhất của cốt dọc). + Khoảng cách giữa các cốt đai : a < 2 15d h (d 2 : đờng kính bé nhất của cốt dọc) 5.1.3. Số liệu vật liệu: + Bê tông cột mác 300 # có: R n = 130 kG/cm 2 ; R k = 10 kG/cm 2 ; + Cốt thép dọc AII có: R a = R a = 2800 kG/cm 2 ; + Cốt thép đai AI có: R a = 1800 kG/cm 2 ; + Các giá trị khác: E b = 2,9.10 5 kG/cm 2 ; E a = 2,1.10 6 kG/cm 2 ; o = 0,58. + Chiều dày lớp bảo vệ a = 4 cm. Do công trình là cao tầng, tải trọng ngang luôn thay đổi chiều, nên khi tính bố trí thép phải đối xứng giống nhau theo hai phía F a = F a . Chiều dài tính toán l o = 0,7.H tầng = 0,7.330 = 231 cm (sơ đồ tính cột hai đầu ngàm), ta có l o /b min = 231/70 =3,3 < 8 nên bỏ qua ảnh hởng của uốn dọc ( = 1). ở đây ta tính thép cho tất cả các cặp nội lực nguy hiểm, sau đó chọn giá trị lớn nhất. 5.1.4. Lý thuyết tính toán thép đối xứng. - Tính độ lệch tâm ban đầu: e 01 = M/N (cm) - Tính độ lệch tâm ngẫu nhiên: e = h/25 (cm) SVTH: HONG MNH CNG- LP XDD47-H2 65 N TT NGHIP TRUNG TM THNG MI PARKSON HNG VNG - Tính độ lệch tâm của lực dọc: e 0 = e 01 + e (cm) - Tính: e = *e o + 0,5*h - a (cm) - Tính chiều cao vùng nén: bR N x n = + Nếu 2a < x < o h o tính: )'(' )5,0( ' ahR xheN FF oa o aa + == + Nếu x < 2a tính: )'( ' ' ahR Ne FF oa aa == với e = e - h o + a + Nếu x > o h o tính thêm: e ogh = 0,4(1,25h - o h o ) - So sánh e o và e ogh , xét 2 trờng hợp sau : + Khi e o > e ogh tính: )'(' 2 ' ahR bhRANe FF oa ono aa == + Khi e o e ogh xét 2 trờng hợp: - Khi e o 0,2h o tính: x = + o o h h h 4,18,1 5,0 e o - Khi 0,2h o e o tính x = oooogh hee + )(8,1 Trong cả hai trờng hợp, sau khi tính x thì tính thép theo công thức: ' n o a a a o N.e- R .b.x.(h - 0,5.x) F = F = R' .(h - a') 5.2. Tính cốt dọc cột tầng 1. 5.2.1. Tính cốt dọc cột tầng 1 (trục C). Từ bảng tổ hợp nội lực ta chọn ra những cặp nội lực sau để tính toán: M max = 7,7735 Tm N t = -104,73 Ts M min = -8,115 Tm N t = -277,95T M t = -7,3624 Tm N max = -290,56T Tiết diện cột: b.h = 70.70 cm, chiều cao làm việc h o = h - a = 70 - 4 = 66(cm). 5.2.1.1 Tính với cặp nội lực M =7,3624 Tm; N =290,56 T: - Độ lệch tâm ban đầu: e o1 = M/N = 7,3624/290,56 = 2,53 (cm). - Độ lệch tâm ngẫu nhiên: e o = h/25 = 70/25 = 2,8 (cm) - Độ lệch tâm của lực dọc: e o = e o1 + e o = 2,53 + 2,8 = 5,33 (cm) - Khoảng cách: e = e o + 0,5h - a = 1.5,33 + 0,5.70 - 4 = 36,33 (cm) SVTH: HONG MNH CNG- LP XDD47-H2 66 N TT NGHIP TRUNG TM THNG MI PARKSON HNG VNG - Chiều cao vùng nén: 3 290,56.10 55,88 130.70 n N x R b = = = (cm) - Với x = 55,88 > o h o = 0,58.66 = 38,28 xảy ra trờng hợp lệch tâm bé. - Tính e ogh = 0,4(1,25h - o h o ) = 0,4(1,25.70 38,28) = 19,68 (cm) e o < e ogh nên dựa vào e o để tính lại x. Mặt khác e o = 5,33 < 0,2h o = 0,2.66 = 13,2 (cm), tính x theo công thức : x = h - (0,5h / h o + 1,8 - 1,4 o )e o x = 70 - (0,5.70/66 + 1,8 - 1,4 .0,58).5,33 =33,625 (cm) Tính cốt thép: ' ' 2 ( 0.5 ) ' ( ') 290560.36,33 130.40.33,625(66 0,5.33, 625) 27,84cm 2800.(66 4) n o a a a o a a Ne R bx h x F F R h a F F = = = = = - Hàm lợng trên cả tiết diện à t = 2F a / bh o = 3,8 % (1ữ6)% => hợp lý. Chọn thép 528 (F a = 30,79cm 2 ). 5.2.1.2 .Với cặp nội lực M = -8,115 T ; N = 277,95T: - Độ lệch tâm ban đầu: e o1 = M/N = 8,115/277,95 = 2,92 (cm). - Độ lệch tâm ngẫu nhiên: e o = h/25 = 70/25 = 2,8 (cm). - Độ lệch tâm của lực dọc: e o = e o1 + e o = 2,92 + 2,8 = 5,72 (cm). - Khoảng cách: e = e o + 0,5h - a = 1.5,72 + 0,5.70 - 4 = 36,72 (cm). - Chiều cao vùng nén: 3 277,95.10 53, 45 130.70 n N x R b = = = (cm) - Với x = 53,45 > o h o = 0,58.66 = 38,28 xảy ra trờng hợp lệch tâm bé. - Tính e ogh = 0,4(1,25h - o h o ) = 0,4(1,25.70 - 38,28) = 11,65 (cm) e o < e ogh nên dựa vào e o để tính lại x. Mặt khác e o = 5,72 < 0,2h o = 0,2.66 = 13,2 (cm), tính x theo công thức : x = h - (0,5h / h o + 1,8 - 1,4 o )e o x = 70 - (0,5.70/66 + 1,8 - 1,4 . 0,58).5,72 =33,02 (cm) Tính cốt thép : ' ' 2 ( 0.5 ) ' ( ') 277950.20,52 130.40.33,02(66 0,5.33,02) 26,31cm 2800.(66 4) n o a a a o a a Ne R bx h x F F R h a F F = = = = = SVTH: HONG MNH CNG- LP XDD47-H2 67 N TT NGHIP TRUNG TM THNG MI PARKSON HNG VNG - Hàm lợng trên cả tiết diện à t = 2F a / bh o = 3,6 % (1ữ6)% => hợp lý. Chọn thép 528 (F a = 30,79 cm 2 ). 5.2.1.3.Với cặp nội lực M max = 7,7735 T ; N t = -104,73 T Độ lệch tâm ban đầu: e o1 = M/N =7,7735/104,73 = 7,42 (cm). - Độ lệch tâm ngẫu nhiên: e o = h/25 = 70/25 = 2,8 (cm) - Độ lệch tâm của lực dọc: e o = e o1 + e o = 7,42 + 2,8 = 10,22 (cm) - Khoảng cách: e = e o + 0,5h - a = 1.10,22 + 0,5.70 - 4 = 41,22 (cm). - Chiều cao vùng nén: 3 104,73.10 20,14 130.70 n N x R b = = = (cm) - Với 2a=8<x =20,14 < o h o = 0,58.66 = 38,28 xảy ra trờng hợp lệch tâm lớn. Tính cốtthép: ' ' ( 0.5 ) ' ( ') 104730.(41, 22 66 0,5.20,14) 0 2800.(66 4) o a a a o a a N e h x F F R h a F F + = = + = = < Vậy cột trục F từ tầng hầm đến tầng 4 bố trí cốt thép đối xứng 528 2ỉ28 3ỉ28 3ỉ28 2ỉ28 ỉ8 a200 Hình 5.1.Thép cột trục F tầng một. Thực hiện tính toán dựa vào các công thức và các yêu cầu cấu tạo trên cho các cặp nội lực còn lại ta đợc kết quả tính toán thép cột khung C, ghi ở bảng phần phụ lục. 5.2.2. Tính cốt ngang cột các tầng . Do cột làm việc nh một cấu kiện lệch tâm bé nên cốt ngang chỉ đặt cấu tạo theo TCXD 198 - 1997 nhằm đảm bảo giữ ổn định cho cốt dọc, chống phình cốt thép dọc và chống nứt: SVTH: HONG MNH CNG- LP XDD47-H2 68 N TT NGHIP TRUNG TM THNG MI PARKSON HNG VNG - Đờng kính cốt đai: d (8; 0,25d 1 ) = (8; 0,25ì28) Chọn thép 8. - Cốt thép ngang phải đợc bố trí trên suốt chiều dài cột, ngoài ra ở phần chân cột trên 1 đoạn có chiều dài: l c = max(h, l/6, 450) = max(600, 6300/6, 450) = 1050 mm, chọn l c = 110(cm). Đặt cốt đai dày hơn với u=100mm : u = min(8 d , b/2, 200) = min(8x28, 400/2, 200) = 200mm. - Trong các vùng khác cốt đai chọn: u = min(12 d , b, 300) = min(12x28, 400, 300) = 300mm. Chọn u = 100, 200mm đều đảm bảo nhỏ hơn: (h,15d 2 ) = (400,15x16) = (400,240) - Nối cốt thép bằng nối buộc với chiều dài đoạn nối: = + = + = 2800 ( * )* (0,9 * 11) *25 760 130 a neo neo n R l m d mm R Đồng thời l neo (30d, 250mm) = (760,250). Vậy chọn chiều dài đoạn nối l neo = 760mm. 5.2. Tính cốt dọc các cột khác. Các cột khác đợc thể hiện phần bảng tính phần phụ lục. SVTH: HONG MNH CNG- LP XDD47-H2 69 . TRUNG TM THNG MI PARKSON HNG VNG Chơng 5. tính toán cột 5.1. Số liệu tính toán. 5.1.1. Cơ sở tính toán. - Bảng tổ hợp nội lực. - TCVN 5574 - 1994:. a') 5.2. Tính cốt dọc cột tầng 1. 5.2.1. Tính cốt dọc cột tầng 1 (trục C). Từ bảng tổ hợp nội lực ta chọn ra những cặp nội lực sau để tính toán: M max