Đang tải... (xem toàn văn)
Tính toán kết cấu công trình, Nhà có 1 tầng hầm, 16 tầng nổi, có 1 tầng áp mái
Trờng đại học kiến trúc hà nội đồ án tốt nghiệp ksxd khóa 2005 - 2010 khoa xây dựng Chơng I : hệ kết cấu chịu lực phơng pháp tính kết cấu i sở để tính toán kết cấu công trình - Căn vào giải pháp kiến trúc hồ sơ kiến trúc - Căn vào TCVN 2737-1995 - tải trọng tác động - Căn vào tiêu chuẩn, dẫn tài liệu đợc ban hành - Căn vào cấu tạo bêtông cốt thép vật liệu II hệ kết cấu chịu lực Nhà có tầng hầm 16 tầng nổi, có tầng áp mái Do có phơng án hệ kết cấu chịu lực áp dụng cho công trình 2.1 Hệ kết cấu vách lõi cứng Hệ kết cấu vách cứng đợc bố trí thành hệ thống theo phơng, hai phơng liên kết lại thành hệ không gian gọi lõi cứng Loại kết cấu có khả chịu lực ngang tốt nên thờng đợc sử dụng cho công trình có chiều cao 20 tầng Tuy nhiên, hệ thống vách cứng công trình cản trở để tạo không gian rộng 2.2 Hệ kết cấu khung vách lõi cứng kết hợp Cho phép bố trí hệ khung cách linh hoạt Tại vị trí nh tờng ngăn, thang máy, thang đợc bối trí lõi cứng kín hở Nh hệ khung chịu tải trọng thẳng đứng theo diện truyền tải Có thể chịu phần hay không chịu tải trọng ngang Sự phân rõ chức tạo điều kiện để tối u hoá cấu kiện, giảm bớt kích thớc cột, dầm, đáp ứng đợc yêu cầu kiến trúc Hai hệ thống khung lõi đợc liên kết với qua hệ kết cấu sàn Trong trờng hợp hệ sàn liền khối có ý nghĩa lớn 2.3 Hệ kết cấu khung cứng Đợc tạo thành đứng ngang liên kết nút liên kết cứng Các khung phẳng liên kết với dọc thành khung không gian Nhợc ®iĨm cđa hƯ khung cøng lµ cã ®é cøng chèng uốn nhỏ, nhng u điểm chống xoắn tơng đối tốt Vì khung túy dùng chiều cao không 40m Trên thực tế việc lựa chọn khung cứng túy gặp công trình có phận nh khu thang máy, thang bố trí vách lõi cứng Kết luận: Dựa vào đặc điểm công trình có mặt không đặn, chiều cao lớn ta sử dụng hệ kết cấu khung lõi cứng III phơng pháp tính toán hệ kết cấu 3.1 Sơ đồ tính Sơ đồ tính hình ảnh đơn giản hoá công trình, đợc lập chủ yếu nhằm thực hoá khả tính toán kết cấu phức tạp Trong giai đoạn nay, nhờ phát triển mạnh mẽ máy tính điện tử, đà có thay đổi quan trọng cách nhìn nhận ph ơng pháp tính toán công trình Khuynh hớng đặc thù hoá đơn giản hoá trờng hợp riêng lẻ đợc thay khuynh hớng tổng quát hoá Đồng thời khối lợng tính toán số học không trở ngại Các phơng pháp SVTH : hoàng văn minh Lớp : 2005x5 Trang 14 Trờng đại học kiến trúc hà nội đồ án tốt nghiệp ksxd khóa 2005 - 2010 khoa xây dựng dùng sơ đồ tính sát với thực tế hơn, xét tới làm việc phức tạp kết cấu với mối quan hệ phụ thuộc khác không gian Qua đánh giá đặc điểm công trình, em xin chọn sơ đồ tính sơ đồ không gian Sự làm việc vật liệu giai đoạn đàn hồi, tuân theo định luật Hooke Xây dựng mô hình, tính toán tải trọng (gió động, động đất) tính toán nội lực với hỗ trợ phần mềm phân tích kết cấu Etabs v9.5 3.2 Tải trọng tổ hợp tải trọng 3.2.1 Tải trọng đứng - Gồm trọng lợng thân kết cấu hoạt tải tác dụng lên sàn, mái - Tải trọng tác dụng lên sàn, kể tải trọng tờng ngăn (dày 110mm), thiết bị, tờng nhà vệ sinh, thiết bị vệ sinh, qui tải phân bố diện tích ô sàn - Tải trọng tác dụng lên dầm tờng xây dầm (110, 220, 330 mm) coi nh phân bố dầm Với tờng có lỗ cửa tải phân bố tờng đợc nhân với hệ số 0,75 3.2.2 Tải trọng ngang - Gồm tải trọng gió tĩnh gió động, theo Tiêu chuẩn tải trọng tác động TCVN 2737-1995 Do chiều cao công trình H=56,9 m > 40m nên Tiêu chuẩn ta phải tính thành phần động tải trọng gió Tải trọng gió động đợc tính toán qui tác dụng tập trung mức sàn Tải trọng gió tĩnh đợc quy lực phân bố dầm biên công trình - Tải trọng động đất đợc tính toán thành lực tập trung quy mức tầng, theo TCXDVN 375-2006 - áp lực đất lên tờng tầng hầm tính toán quy đổi thành tải trọng ngang phân bố tờng tầng hầm, tính toán dựa vào đặc điểm, tính chất loại đất đắp, chiều cao tờng hoạt tải ngời xe cộ bên công trính 3.2.3 Tổ hợp tải trọng Việc tổ hợp tải trọng để xác định tất trờng hợp chất tải xảy (đồng thời hay không đồng thời) gây nguy hiểm cho kết cấu Tổ hợp tải trọng tổ hợp tải trọng (tĩnh tải, hoạt tải, tải trọng gió, động đất ) kèm theo hệ số tổ hợp đợc quy định TCVN 2737-1995 Các tổ hợp tải trọng đợc trình bày cụ thể phần Xác định tải trọng lên công trình 3.3 Nội lực chuyển vị Để xác định nội lực chuyển vị, sử dụng chơng trình tính kết cấu Etabs v9.5 Đây chơng trình tính toán kết cấu nhà cao tầng mạnh đợc ứng dụng rộng rÃi để tính toán KC công trình Chơng trình tính toán dựa sở phơng pháp phần tử hữu hạn, sơ đồ đàn hồi Lấy kết nội lực chuyển vị ứng với phơng án tổ hợp tải trọng 3.4 Tính toán cấu tạo cốt thép Sử dụng chơng trình tự lập bảng tính MS EXCEL Chơng trình có u điểm tính toán đơn giản, dễ dàng kiểm soát kết thuận tiện sử dụng SVTH : hoàng văn minh Lớp : 2005x5 Trang 15 đồ án tốt nghiệp ksxd khóa Trờng đại học kiến trúc hà nội 2005 - 2010 khoa xây dựng IV xác định sơ kích thớc kết cấu công trình 1.Chọn kích thớc sàn Thiết kế sàn tầng điển hình theo phơng án: Phơng án sàn sờn toàn khối: Chọn tính toán cho ô có kích thớc lớn nguy hiểm tầng) : Chọn ô sàn kích thớc: 4,05 x 8,1 (m) Xét tỉ số hai cạnh ô b¶n: l2 8,1 = =2≥2 l1 4,05 VËy tÝnh toán ô ta xem nh làm việc theo phơng Để tính ta vào liên kết phía ô Tra hệ số tơng ứng với loại ô bản, ta xác định đợc mômen uốn vị trí nhịp gối ô Các hệ số đợc tra Sổ tay kết cấu công trình (PGS TS Vũ Mạnh Hùng NXB Xây Dựng) Chọn kích thớc sàn: hb = D l1 m Với loại dầm: D = 0,8 ÷ 1,4 ; m = 40 ÷ 45 1 Chän D = ⇒ hb = 1.450 ÷ ÷ = 11,25 ÷ 10(cm) 40 45 Sàn nhà dân dụng : hb cm Chọn hb = 10 cm Sàn phẳng bê t«ng cèt thÐp øng lùc tríc: hb ≥ ÷ ÷.L = ÷ ÷.11,1 = (0, 246 ÷ 0, 285) m 45 40 45 40 Chän hb = 25cm Sơ đồ mặt kết cấu ( Xem vẽ KC 01, 02 ) Chọn sơ kích thớc dầm: Chọn sơ kính thớc dầm biên bao xung quanh công trình b.h=400.900 nhịp 11.1m và10.8 400.700 nhịp 8.1m để phục vụ cho việc neo cáp ứng lực trớc Dầm sàn đỡ cầu thang có kính thớc b.h=220.300 SVTH : hoàng văn minh Lớp : 2005x5 Trang 16 đồ án tốt nghiệp ksxd khóa Trờng đại học kiến trúc hà nội 2005 - 2010 khoa xây dựng Chọn sơ kích thớc cột : Ta có công thức xác định tiÕt diƯn s¬ bé cét : A = k N Rb Trong ®ã : A – DiƯn tÝch tiÕt diƯn cột N Lực nén đợc tính toán gần theo c«ng thøc N = ms q.Fs fs – diƯn tích mặt sàn truyền tải trọng lên cột xét ms số sàn phía tiết diện xét q tải trọng tơng đơng tính mét vuông mặt sàn gồm tải trọng thờng xuyên tải trọng tạm thời sàn, trọng lợng dầm, cột đem tính phân bố sàn Để đơn giản cho tính toán theo kinh nghiệm ta tính N cách ta cho tải trọng phân bố lên sàn q =8 (kN/m2) Rb Cờng độ chịu nén vật liệu làm cột Bêtông cét cã cÊp bÒn B25, cã R bn = 14,5( MPa ) k: HƯ sè k = 0,9 ÷ 1,1 : chịu nén tâm k = 1,2 ữ 1,5 : chịu nén lệch tâm SVTH : hoàng văn minh Lớp : 2005x5 Trang 17 đồ án tốt nghiệp ksxd khóa Trờng đại học kiến trúc hà nội 2005 - 2010 khoa x©y dùng Cét B-2 : 19, 8,1÷ = 77, 76 ( m ) Diện truyền tải Fa = N = 15.8.77, 76 = 9331, ( kN ) Bê tông cột sử dụng bêtông cấp bền B25 cã R b = 14,5MPa = 14500kN / m F = 1,3 9331, = 0,83(cm ) 14500 Chän s¬ bé tiÕt diƯn cét : (1x1)m Kiểm tra điều kiện cột độ mảnh Kích thớc cột phải đảm bảo điều kiện ổn định Độ mảnh đợc hạn chế nh sau: l = , cột nhà b = 31 b l0 : ChiỊu dµi tÝnh toán cấu kiện, cột đầu ngàm đầu khíp: l0 = 0,7l Cét tÇng cã l = 4,5.0,7 = 3,15(m) λ = l0 315 = = 3,15 < λ0b b 100 VËy cét ®· chän đảm bảo điều kiện ổn định Vậy cột đà chọn đảm bảo điều kiện ổn định Cột A-2 : 8,1 + 8,1 11,1 ÷ = 44,955 ( m ) 2 DiÖn truyền tải Fa = N = 15.8.44,955 = 5394, ( kN ) Bê tông cột sử dụng bêtông cấp bền B25 có R b = 14,5MPa = 14500kN / m F = 1,3 5394, = 0,56(cm ) 14500 Chän s¬ bé tiÕt diƯn cét : (0,8x0,7)m KiĨm tra ®iỊu kiƯn cét vỊ ®é m¶nh KÝch thíc cét ph¶i ®¶m b¶o ®iỊu kiƯn ổn định Độ mảnh đợc hạn chế nh sau: l λ = ≤ λ , ®èi víi cét nhµ λ b = 31 b l0 : Chiều dài tính toán cấu kiện, cột đầu ngàm đầu khớp: l0 = 0,7l Cột tÇng cã l = 4,5.0,7 = 3,15(m) λ = l0 315 = = 3,93 < λ0b b 80 Vậy cột đà chọn đảm bảo điều kiện ổn định Vậy cột đà chọn đảm bảo điều kiện ổn định SVTH : hoàng văn minh Lớp : 2005x5 Trang 18 đồ án tốt nghiệp ksxd khóa Trờng đại học kiến trúc hà nội 2005 - 2010 khoa xây dựng Chọn sơ kích thớc vách, lõi : Chiều dày lõi cầu thang máy đợc xác định theo c«ng thøc sau: 150mm δ≥ Ta chän δ = 400mm 20 H t = 20 4500 = 225mm Chọn chiều dày vách đợc xác định theo c«ng thøc sau: 0,15m hv ≥ H 4,5 20 = 20 = 0,225m ta chän hv = 500mm V Xác định tĩnh tải tĩnh tải phân bố đơn vị diện tích sàn Tĩnh tải tác dụng lên sàn mái Các lớp mái Lớp tôn lợp mái Trọng lợng dàn thép xà gồ Tổng tải trọng : Các lớp sàn Hai lớp gạch nem Hai lớp vữa lót Gạch chống nóng Bê tông chống thấm Sàn bê tông cốt thép Trần thạch cao khung kim loại Tổng tĩnh tải Tĩnh tải dàn mái M1 Chiều dày (m) (kN/m3) 0.0004 Tĩnh tải sàn mái M2 Chiều dày (m) (kN/m3) 0.04 18 0.04 18 0.13 15 0.04 22 0.25 25 gtc (kN/m2) 0,03 0,073 0.103 gtc (kN/m2) 0.72 0.72 1.95 0.88 6.25 0.5 12.27 Hệ số vợt tải 1.1 1.05 Hệ số vợt tải 1.1 1.3 1.3 1.1 1.1 1.3 gtt (kN/m2) 0.033 0.076 0.109 gtt (kN/m2) 0.792 0.936 2.535 0.968 6.875 0.65 14.13 Tĩnh tải tác dụng lên sàn tầng ữ 15 : Các lớp sàn Tĩnh tải sàn văn phòng hành lang Chiều dày gtc (m) (kN/m3) (kN/m2) SVTH : hoàng văn minh Lớp : 2005x5 Trang 19 Hệ số vợt tải gtt (kN/m2) đồ án tốt nghiệp ksxd khóa Trờng đại học kiến trúc hà nội 2005 - 2010 khoa xây dựng Lớp gạch lát sàn Ceramic Lớp vữa lót Lớp bêtông cốt thép đổ chỗ Hệ khung xơng nhôm, trần thạch cao Tổng tải trọng : 0.01 0.03 0.25 20 18 25 Tĩnh tải sàn khu vệ sinh SW Các lớp sàn Chiều dày (m) (kN/m3) Gạch chống trơn Ceramic 250x250x20 0.02 20 Vữa lót 0.03 18 Bản sàn bêtông cốt thép 0.25 25 Hệ khung xơng nhôm, trần thạch cao Thiết bị vệ sinh Tổng tải trọng 0.2 0.54 6.25 0.3 8.54 1.1 1.3 1.1 1.3 0.22 0.70 6.875 0.39 9.56 gtc (kN/m2) 0.4 0.54 6.25 0.3 0.5 9.24 Hệ số vợt tải 1.1 1.3 1.1 1.3 1.1 gtt (kN/m2) 0.44 0.702 6.875 0.39 0.55 10.332 HÖ sè vợt tải 1.1 1.1 1.1 1.3 1.1 gtt (kN/m2) 0.22 2.75 6.875 0.702 1.375 13.297 Tĩnh tải tác dụng lên sàn tầng hầm: Tĩnh tải tác dụng lên tầng hầm N2 Các lớp Chiều dày (m) (kN/m3) Gạch lát Granit 0.01 20 Lớp BTCT đổ chỗ m¸c 150 0.1 25 Líp BTCTm¸c 300 cã phơ gia chống thấm 0.25 25 Vữa bảo vệ 0.03 18 Bêtông lót tạo mặt phẳng 0.05 25 Tổng tải trọng gtc (kN/m2) 0.2 2.5 6.25 0.54 1.25 11.99 Tĩnh tải lớp sàn cầu thang: Các lớp Trát granito màu xám Vữa ximăng cát Bậc xây gạch đặc Bản bêtông cốt thép Lớp vữa trát mác 50 Tổng tải trọng Tĩnh tải tác dụng lên thang Chiều dày gtc (m) (kN/m3) (kN/m2) 0.0283 20 0.566 0.0433 18 0.78 0.078 18 1.404 0.07 25 1.75 0.015 18 0.27 4.77 Tĩnh tải tác dụng lên chiếu nghỉ SVTH : hoàng văn minh Lớp : 2005x5 Trang 20 Hệ số vợt tải 1.1 1.3 1.1 1.1 1.3 gtt (kN/m2) 0.62 1.544 1.925 0.351 5.44 đồ án tốt nghiệp ksxd khóa Trờng đại học kiến trúc hà nội 2005 - 2010 khoa xây dựng Chiều dày (m) 0.02 0.02 0.07 0.015 Các lớp Trát granito màu xám Vữa ximăng cát Bản bêtông cốt thép Lớp vữa trát mác 50 Tỉng t¶i träng γ (kN/m3) 20 18 25 18 gtc (kN/m2) 0.2 0.36 1.75 0.27 2.58 Hệ số vợt tải 1.1 1.3 1.1 1.3 g1tt (kN/m2) 0.22 0.468 1.925 0.351 2.96 Trọng lợng tờng ngăn tờng bao che Têng bao chu vi nhµ dµy 220, têng nhµ vƯ sinh tờng nội phòng dày 110 đợc xây gạch rỗng có = 15 kN/m3 Trọng lợng tờng ngăn dầm tính cho tải trọng tác dụng lên m dài tờng Chiều cao tờng đợc xác định : ht = H hd Trong ®ã : ht : ChiỊu cao cđa têng H : chiều cao tầng nhà hd : chiều cao dầm tờng tơng ứng Và tờng cộng thêm 3cm vữa trát ( bên ): có = 18kN/m3) Ngoài tính trọng lợng tờng cách gần ta coi tờng xây đặc( không trừ lỗ cửa cửa sổ ) Kết tính toán khối lợng( kN/m) loại dầm đợc thể qua bảng 2.1 Trọng lợng tờng ngăn tờng bao che tầng hầm ST T Vật liệu Tờng BTCT Vữa trát Tờng gạch Vữa trát ChiỊu dµy (m) 0.22 0.03 0.22 0.03 L (m) 181.96 181.96 18.78 18.78 Tæng H (m) γ (kN/m3) n 2.9 2.6 2.6 25 18 15 18 1.1 1.3 1.1 1.3 gtc (kN/m) gtt (kN/m) Gtc (KN) 15.95 1.57 7.92 1.30 36.72 17.55 2.04 8.71 1.68 41.24 2732.87 3006.16 268.32 348.81 257.40 283.14 42.12 54.76 3333.06 3729.36 Gtt (KN) 2.2 Trọng lợng tờng ngăn tờng bao che tầng STT Vật liệu Vách kính Tờng gạch Vữa trát Chiều dày (m) L (m) 0.012 0.22 0.03 82 10.8 10.8 H (m) γ (kN/m3) 4.5 12 4.5 4.5 SVTH : hoàng văn minh Líp : 2005x5 Trang 21 n 1.05 15 1.1 18 1.3 gtc gtt (kN/m) (kN/m) 0.648 14.85 2.43 0.68 16.33 3.16 Qtc (KN) Qtt (KN) 45.84 50.42 181 199,12 29.62 32.58 đồ án tốt nghiệp ksxd khóa Trờng đại học kiến trúc hà nội 2005 - 2010 khoa xây dựng Tờng gạch Vữa trát 0.11 41.28 4.2 0.03 41.28 4.2 Tæng 15 18 1.1 1.3 6.93 2.27 26.98 7.62 286 314.67 2.95 93.7 121.8 30.61 636.16 718.59 Trọng lợng tờng ngăn tờng bao che tầng STT VËt liƯu ChiỊu dµy (m) Kính Gạch vữa Gạch Vữa 0.012 110 0.22 116 0.03 116 0.11 117,52 0.03 117,52 Tæng γ (kN/m3 ) H (m) L (m) 2.3 1 3.3 3.3 n gtc (kN/m) 1.1 1.1 1.3 1.1 1.3 15 18 15 18 0.50 3.3 0.54 5.44 1.78 11,56 gtt (kN/m) 0.55 3.63 0.7 5.94 2.3 13,12 Qtc (KN) Qtt (KN) 55 60,5 363 421 62,64 81,43 639,3 698 209,2 271,94 1329 1532,87 Trọng lợng tờng ngăn tờng bao che tầng ữ 15 STT Vật liệu Chiều dày (m) Kính Gạch vữa Gạch V÷a 0.012 0.22 0.03 0.11 0.03 L (m) H (m) γ (kN/m3) 110 2.3 12 116 116 101 3.3 101 3.3 Tæng 15 18 15 18 n gtc (kN/m) gtt (kN/m) 0.033 3.3 0.54 5.44 1.78 11,56 0.55 3.63 0.7 5.94 2.3 13,12 1.05 1.1 1.3 1.1 1.3 Qtc (KN) Qtt (KN) 55 60.5 363 421 62.64 81.43 549 600 179,78 233,7 1209.4 1396.63 Trọng lợng tờng ngăn tờng bao che tầng mái STT Vật liệu Chiều dµy (m) Tờng gạch Vữa Dầm BTCT Tờng gạch Vữa trát Tờng gạch Vữa trát 0.22 0.03 220x220 0.22 0.03 0.11 0.03 L (m) H (m) γ (kN/m3) n 2 16.2 121.8 121.8 10.84 10.84 Tæng 2.5 2.5 2.5 1.2 1.2 2.5 2.5 15 18 25 15 18 15 18 1.1 1.3 1.1 1.1 1.3 1.1 1.3 SVTH : hoàng văn minh – Líp : 2005x5 Trang 22 gtc gtt Gtc (KN) (kN/m) (kN/m) Gtt (KN) 8.25 1.35 1.21 3.96 0.65 4.12 1.35 20.89 18.15 3.51 51 530.56 102.3 49.12 19 1167.86 9.0 1.75 1.33 4.35 0.84 4.53 1.75 23.55 16.5 2.7 46.46 482.3 79.17 44.66 14.63 1035.86 đồ án tốt nghiệp ksxd khóa Trờng đại học kiến trúc hà nội 2005 - 2010 khoa xây dựng Trọng lợng bể nớc mái: Các lớp Bêtông đáy bể Vữa trát Bêtông thành bể Vữa trát Bêtông nắp bể Vữa trát Nớc tính đầy nớc Chiều dày (m) 0.2 0.05 0.2 0.05 0.1 0.03 1.8 Tĩnh tải bể nớc mái gtc gtc (kN/m3) (kN/m2) (kN/m) 25 18 0.9 25 9.9 18 1.62 25 2.5 18 0.54 10 18 180 HÖ số Vợt tải 1.1 1.3 1.1 1.3 1.1 1.3 1.1 gtt (kN/m2) 5.5 1.17 gtt (kN/m) 10.89 2.106 2.75 0.702 19.8 Trọng lợng cột: Chiều cao cột đợc xác định : ht = H – hb Trong ®ã : ht : ChiỊu cao cđa cét H : ChiỊu cao cđa tầng nhà Hb : Chiều cao cột tơng ứng Dự kiến lên tầng thay đôit tiết diện lần Cụ thể: - Đối với cột giữa: +) Tiết diện cột tầng 1-5: 1x1m +) Tiết diƯn cét tÇng 6-10: 0,9x0,9m +) TiÕt diƯn cét tÇng 11-15: 0,8x0,8m - Đối với cột biên: +) Tiết diƯn cét tÇng 1-5: 0,7x0,8m +) TiÕt diƯn cét tÇng 6-10: 0,7x0,75m +) TiÕt diƯn cét tÇng 11-15: 0,7x0,7m Träng lợng thân cột ST hc Số lTầng Các lớp T (m) ợng (kN/m3) Hầm-5 Cột 1x1m 2.9 25.00 Vữa dày 1,5cm 2.9 18.00 Cột 0,8x0,7m 2.9 25.00 Vữa dày 1,5cm 2.9 18.00 Tæng 6-10 Cét 0,9x0,9m 4.2 25.00 Vữa dày 1,5cm 4.2 18.00 SVTH : hoàng văn minh Lớp : 2005x5 Trang 23 n 1.1 1.3 1.1 1.3 1.1 1.3 Qtc (kN) 290 12.53 50.75 10 363.28 420 18.14 Qtt (kN) 319 16.28 55.82 13 404.1 462 23.58 3564 đồ án tốt nghiệp ksxd khóa Trờng đại học kiến trúc hà nội 2005 - 2010 khoa xây dựng Trong phạm vi đồ án này,em xin đợc trình bày kiểm tra tính toán cho số nhịp điển hình theo phơng - Đối với dải MSX1: ứng suất thực cáp trình chịu tải trọng: f pe = 10, 64.105 + 0, 7.105 + 22, 75.103 = 16, 07.105 ( kN / m ) −4 100.4,8.10 6.1, 4.10−4 = 4,8.10−4 5,55.0, 21 = 14, 64.105 ( kN / m ) p = Với Theo yêu cầu trên,ta cã f pe Ta bè trÝ thÐp thêng lµm thÐp cấu tạo có vai trò chịu mô men cực hạn, chống nứt cho kết cấu sàn Ta dùng thép AIII, bố trí 12 a300 dải theo phơng phía phía dới sàn Mô men uốn lớn dải vị trí nhịp trục 12 với giá trị : M f = 183, 2(kN m) Mô men uốn giới hạn: F = 6.1, 4.10−4.14, 64.105 + 36.1,131.10−4.365.103 = 2704 (kN) Ta cã: 2704 = 0, 025 0,85.22, 75.103.5,55 0, 025 M u = 0,9.2704.(0, 21 − ) = 480, 6( kN m) So sánh ta đợc : M f < M u thoả mÃn a= - Đối với dải CSX2: ứng suất thực cáp trình chịu tải trọng cực hạn: Tơng tự nh ta cã: f pe = 10, 64.105 + 0, 7.105 + 22, 75.103 = 12,988.105 ( kN / m2 ) −3 100.1,38.10 10.1, 4.10−4 = 1,38.10−3 4,8.0, 21 F = 10.1, 4.10−4.12,988.105 + (26.1,131 + 13.1,539).10 −4.365.103 = 3621,89 (kN) Vµ 3621,89 a= = 0, 038 0,85.22, 75.103.4,8 0, 036 M u = 0,9.3621,89.(0, 21 − ) = 619,34( kN m) Trong dải này,mô men tải trọng gây ra: M f = 498,37(kN m) lín nhÊt t¹i gèi trục Trong đó: p = So sánh ta thấy: M f < M u điều kiện chịu lực cực hạn đợc thoả mÃn - Đối với dải MSY2: tỉ lệ nhịp/chiều dày > 35 nên ta có: f pe Trong ®ã: f c' 22, 75.103 5 = f se + 70 + = 10, 64.10 + 0, 7.10 + = 12,1.105 −4 300 ρ p 300.9,87.10 6.1, 4.10−4 = 9,87.10−4 4, 05.0, 21 F = 6.1, 4.10−4.12,1.105 + 27.1,131.10−4.365.103 = 2131 ρp = SVTH : hoµng văn minh Lớp : 2005x5 Trang 100 (kN) đồ án tốt nghiệp ksxd khóa Trờng đại học kiến trúc hà nội 2005 - 2010 khoa xây dựng 2131 = 0, 027 0,85.22, 75.103.4, 05 0, 027 M u = 0,9.2131.(0, 21 − ) = 377,8( kN m) M« men lớn dải vị trí nhịp 12 víi: M f = 240, 6(kN m) a= M f < M u điều kiện chịu uốn cực hạn đợc thoả mÃn So sánh ta thấy: - Đối víi d¶i b¶n CSY2: f pe = f se + 70 + Trong ®ã: f c' 22, 75.103 = 10, 64.105 + 0, 7.105 + = 11, 788.105 −3 300 ρ p 300.1, 69.10 12.1, 4.10−4 ρp = = 1, 69.10−3 4, 725.0, 21 F = 12.1, 4.10−4.11, 788.105 + (26.1,131 + 13.1,539).10−4.365.103 = 3783,95 (kN) 3783,95 = 0, 04 0,85.22, 75.103.4, 725 0, 047 M u = 0,9.3783,95.(0, 21 − ) = 647, 4( kN m) M« men lớn dải vị trí gối trục B víi: M f = 649(kN m) a= M f M u điều kiện chịu uốn cực hạn đợc thoả mÃn So sánh ta thấy: 6.3.2 Kiểm tra khả chịu cắt: V M c vu Điều kiện chịu cắt: vc = Ac Trong đó: Jc V: lực cắt tiết diện cột xÐt Ac : diƯn tÝch tiÕt diƯn giíi h¹n bao quanh cột J c : mô men quán tính tiết diện giới hạn bao quanh cột M: tổng mô men(do tĩnh tải+hoat tải) truyền vào cột : hệ số truyền mô men ứng suất cắt = 1− + (c1 + d ) / (c2 + d ) c: khoản cách từ trục trung hoà tiết diện giới hạn đến điểm tÝnh øng φ =0,75: hƯ sè an toµn vu : ứng suất cắt tới hạn V vu = f c' + 0,3 f pc + p b0 d 0, 29 β = 0, 265.α s d / b0 + 0, α s = 40 : ®èi víi cét gi÷a α s = 30 : ®èi với cột biên SVTH : hoàng văn minh Lớp : 2005x5 Trang 101 suất Trờng đại học kiến trúc hà nội đồ án tốt nghiệp ksxd khóa 2005 - 2010 khoa x©y dùng α s = 20 : ®èi víi cét gãc b0 : chu vi cđa tiÕt diƯn giíi h¹n f pc : øng st nÐn lực ULT hiệu gây tâm tiết diện V p : thành phần thẳng đứng lực ULT hiệu quả,ở ta bỏ qua ảnh hởng lực nén theo phơng ngang ứng suất trớc Do đó, ứng suất tới hạn đợc tính theo công vu = β f c' + 0,3 f pc thøc: - Xét khả chịu cắt cột giữa: tiết diện cột 100x100 cm, tiết diện chịu cắt đợc tính phần mở rộng khoảng 1/2 chiều dày làm việc sàn, ứng với d/2=11,5 cm Đặc trng hình häc cđa cét: c1=c2=1 m Chu vi bao cđa phÇn mặt cắt tới hạn : 2(c1 + c2 + 2.d ) = 2.(1+1+2.0,23)=4,92 m Diện tích hình bao phần mặt cắt tới hạn bao quanh cột: Ac = 2.d (c1 + c2 + 2d ) =2.0,23.(1+1+2.0,23)=1,1316 m M« men qu¸n tÝnh cđa tiÕt diƯn bao quanh cét: d (c1 + d )3 (c1 + d ).d d (c2 + d ).(c1 + d ) + + 6 2.0, 23.(1 + 0, 23) (1 + 0, 23).0, 233 Jc = + = 0, 287(m ) Jc = Xác định hệ số truyền mô men ứng suất cắt: = 1 1+ = 0, TÝnh øng suÊt cắt tới hạn : Với vu = 0, 29 22, 75.103 + 0,3.1316,36 = 1444, 24( kN ) → φ vu = 0, 75.1444, 24 = 1083,18( kN ) 0, 29 0, 29 β p = = = 0, 29 0, 265.40.0, 28 / 5,12 + 0, 0,979 f se Aps 10, 64.105.1, 4.10−4.10 f pc = = = 1316,36(kN / m ) Ac 1,1316 Khả chịu cắt cột (B-2) SVTH : hoàng văn minh Lớp : 2005x5 Trang 102 đồ án tốt nghiệp ksxd khóa Trờng đại học kiến trúc hà nội 2005 - 2010 khoa xây dựng Lực cắt lớn mép cột V=481,23 (kN) Tổng mômen M=648,9 (kN.m) V α M c 481, 23 0, 4.648,9.0, 64 = + = 1004(kN ) < 1083,18(kN ) Lùc c¾t: vc = + Ac Jc 1,1316 0, 287 VËy sµn đủ khả chịu cắt Đối với cột C-2 cã tiÕt diƯn b»ng tiÕt diƯn cét gi÷a B-2 nhng có lực cắt mômen bé nên không cần kiểm tra - Xét khả chịu cắt cột biên A-2: có tiết diện mặt cắt ngang 80x100 cm Đặc trng hình học cột: c1= 1m; c2=0,8 m; d=0,28 m b1= (c1+d/2)= (1+0,115)= 1,115 m; b2= c2+d= 0,8+0,23 = 1,03 m Chu vi bao cua mặt cắt tới hạn là: C= 2.b1+b2= 2.1,115+1,03 = 3,26 m Diện tích tiÕt diƯn giíi h¹n bao quanh cét: Ac = C.d= 3,26.0,23= 0,75 ( m ) Khoảng cách từ mép cột tính ứng suất đến trục trung hoà: d (c1 + ) (1 + 0,115) 2 c= = = 0,54 d 2(1 + 0,115) + (0,8 + 0, 23) 2(c1 + ) + (c2 + d ) Mômen quán tính tiết diện bao quanh cột: d d d d (c1 + ) (c1 + )d c + d 2 + Jc = + 2d (c1 + ) − c + (c2 + d )dc 6 0, 23(1 + 0,115)3 (1 + 0,115).0, 233 + 0,115 Jc = + + 2.0, 23.(1 + 0,115) − 0,54 ÷ 6 + (0,8 + 0, 23).0, 23.0,542 = 0,125m Hệ số truyền mômen ứng suất cắt: = 1− = 0, 42 + 0, 23 1+ 0,8 + 0, 23 TÝnh øng suÊt cắt tới hạn : vu = 0, 29 22, 75.103 + 0,3.2383,36 = 2098, 2( kN ) → φ vu = 0, 75.2098, = 1573, 66( kN ) SVTH : hoàng văn minh Lớp : 2005x5 Trang 103 Trờng đại học kiến trúc hà nội đồ án tốt nghiƯp ksxd khãa 2005 - 2010 khoa x©y dùng 0, 29 0, 29 β p = = = 0, 29 0, 265.30.0, 28 / 3,36 + 0, 0, 422 f A 10, 64.105.1, 4.10−4.12 f pc = se ps = = 2383,36(kN / m ) Ac 0, 75 Khả chịu cắt cột (A-2) Lực cắt lớn mép cột V=283,6 (kN) Tổng m«men M=545,36 (kN.m) V α M c 283, 0, 42.545,36.0,54 = + = 1367, 63(kN ) < 1573, 66( kN ) Lùc c¾t: vc = + Ac Jc 0, 75 0,125 Vậy sàn đủ khả chịu cắt 6.4 Kiểm tra độ võng: Độ võng tất kết cấu bê tông cốt thép đợc nghiên cứu độ võng tức thời cho hoạt tải độ võng tổng cộng tải thờng xuyên Một phần đáng kể độ võng trọng lợng thân sàn sẻ đợc kháng lại độ võng ngợc ƯLT Vì tính toán tải trọng thờng xuyên vợt tải trọng cân ứng lực trớc cần xem xét Để tính toán xác độ võng sàn căng sau chiều thao tác phức tạp liên quan đến việc xem xét nhiều yếu tố: điều kiện biên, dạng tải trọng, thay đổi độ cứng nøt cơc bé, tỉn hao øng st, tõ biÕn §Ĩ phục vụ cho mục đích thiết kế nên sử dụng công thức gần đúng, đơn giản để xác định độ võng Nếu tính toán độ võng nguy hiểm sau nghiên cứu chi tiết đợc tiến hành ta vào kết chuyển vị điểm mô hình sử dụng phần mềm Safe ta có độ võng lớn sàn xảy vị trí nhịp C-D Trong phạm vi đồ án đợc cho phép thầy giáo hớng dẫn em xin đợc kiểm tra võng cho ô theo phơng nhịp 1-2 theo phơng ngang nhà Ta tỏng tợng nh ô bàn làm việc nh dầm ngàm đầu : lõi thang máy dầm bo công trình Độ võng sàn tải trọng tiêu chuẩn dài hạn gây max = 10,5 mm Độ võng sàn lực căng cáp ứng lực trớc gây ra: đợc tính gần công thức: tính cho dải cã bÒ réng 10,8x0,25m M L2 ∆ ps = 48 E.J Ta cã: - M: m«men lùc căng hiệu cáp lt gây : M = Ppe e = f pe Aps e Víi - E môdun đàn hồi bê tông: E=27000MPa = 27.106 (kN / m ) - J lµ mômen quán tính tiết diện J = 0, 253.10,8 = 0, 014( m4 ) 12 - L nhịp ô l=11,1m Từ ta có : 8.10, 64.105.1, 4.10 −4.11,12 48 27.106.0, 014 §é giíi h¹n [ ∆ ] = 1/ 200 mm VËy đảm bảo yêu cầu độ võng ps = Ngoài theo TCXDVN 356-2005 cần phải quan tâm tới độ vồng cấu kiện Điều C.6.1 quy định độ vồng cấu kiện sàn lực nén tríc [ ∆ ] = 40mm l ≤ 12m Căn vào kết chuyển vị xuất từ phần mềm Safe, độ vồng sàn bé nên không cần kiểm tra 6.5 Xác định hình dạng thực tế cáp SVTH : hoàng văn minh Lớp : 2005x5 Trang 104 Trờng đại học kiến trúc hà nội đồ án tốt nghiệp ksxd khóa 2005 - 2010 khoa xây dựng Các cáp ứng lực trớc đợc bố trí theo dạng parabol bậc theo sát với hình dạng biểu đồ mômen uốn Lực căng trớc P cáp sẻ tạo nên ứng lực trớc hớng tâm ngợc chiều với tải trọng đứng tác dụng lên sàn Với đờng cong cáp có dạng bậc y = ax + bx + c vµ víi góc nghiêng cáp nhỏ ( thông thờng không arctan(1/10)