THUYẾT MINH THỰC HÀNH TÍNH KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT THÉP Cơ sở tính toán: Quy chuẩn xây dựng Việt Nam. TCVN 2737-1995: Tải trọng và tác động – Tiêu chuẩn thiết kế. TCVN 5574-2012: Kết cấu bêtông và bê tông cốt thép – Tiêu chuẩn thiết kế. Các tiêu chuẩn quy phạm hiện hành có liên quan. Quy trình tính toán thiết kế được thực hiện theo 7 bước sau:
THỰC HÀNH THIẾT KẾ KẾT CẤU GVHD: Nguyễn Thành Chung KHOA XÂY DỰNG s THUYẾT MINH THỰC HÀNH THIẾT KẾ KẾT CẤU SVTH: GVHD: LỚP: NĂM HỌC 2015-2016 SVTH: NGUYỄN VĂN LÂM Trang THỰC HÀNH THIẾT KẾ KẾT CẤU GVHD: Nguyễn Thành Chung Nhiệm vụ:Thiết kế khung ngang trục công trình Trụ Sở Làm Việt Chi Cục Thủy Sản Tỉnh Đăk Lăk Địa điểm xây dựng 105 Lê Thị Hồng Gấm –P.Tân Lợi –TP Buôn Ma Thuộc – Tỉnh Đăk Lăk BÀI THUYẾT MINH KHUNG BÊ TÔNG CỐT THÉP Cơ sở tính toán: Quy chuẩn xây dựng Việt Nam TCVN 2737-1995: Tải trọng tác động – Tiêu chuẩn thiết kế TCVN 5574-2012: Kết cấu bêtông bê tông cốt thép – Tiêu chuẩn thiết kế Các tiêu chuẩn quy phạm hành có liên quan Quy trình tính toán thiết kế thực theo bước sau: Mô tả giới thiệu kết cấu: Tên công trình Trụ Sở Làm Việt Chi Cục Thủy Sản Tỉnh Đăk Lăk Địa điểm xây dựng : 105 Lê Thị Hồng Gấm –P.Tân Lợi –TP Buôn Ma Thuộc – Tỉnh Đăk Lăk Công trình khung bê tông cốt thép toàn khối tầng, nhịp Kết cấu chịu lực hệ khung BTCT đổ toàn khối có liên kết cứng tại các nút, liên kết giữa cột với móng xem ngàm tại mặt móng.Hệ khung chịu lực công trình hệ không gian Vì: l 36 = = 4.2 b 8.5 > 1.5 Tính toán hệ khung thực theo sơ đồ khung phẳng theo phương cạnh ngắn công trình + hệ dầm dọc SVTH: NGUYỄN VĂN LÂM Trang THỰC HÀNH THIẾT KẾ KẾT CẤU GVHD: Nguyễn Thành Chung SVTH: NGUYỄN VĂN LÂM Trang THỰC HÀNH THIẾT KẾ KẾT CẤU GVHD: Nguyễn Thành Chung SVTH: NGUYỄN VĂN LÂM Trang THỰC HÀNH THIẾT KẾ KẾT CẤU GVHD: Nguyễn Thành Chung Mặt bằng kết cấu dầm sàn bố trí hình vẽ sau: SVTH: NGUYỄN VĂN LÂM Trang THỰC HÀNH THIẾT KẾ KẾT CẤU GVHD: Nguyễn Thành Chung Chọn sơ bộ kích thước tiết diện và vật liệu sử dụng: 2.1Chọn vật liệu sử dụng: Bê tông: dùng bê tông có cấp độ bền B20 có: + Cường độ chịu nén tính toán: Rb= 11,5(MPa)= 11,5×103(KN/m2) + Cường độ chịu kéo tính toán: Rbt= 0,9(MPa)= 0,9×103(KN/m2) + Khối lượng riêng: γbt= 2500 (daN/m3)= 25 (KN/m3) + Môđun đàn hồi: Eb= 2,7×105 (daN/cm2)= 27×106 (KN/m2) b) Cốt thép: - Cốt thép nhóm CII có φ ≥ 10(mm) + Cường độ chịu nén, kéo tính toán: Rs = Rsc= 280 (MPa) = 280×103 (KN/m2) +Cường độ chịu cắt tính toán cốt ngang: R sw= 225 (MPa) = 225×103(KN/m2) +Môđun đàn hồi: E = 2,1×106 (daN/cm2) = 26×107 (KN/m2) - Cốt thép nhóm CI có φ< 10(mm) + Cường độ chịu nén, kéo tính toán: Rs = Rsc = 225 (MPa) =225×103 (KN/m2) +Cường độ chịu cắt tính toán cốt ngang: R sw =175 (MPa) = 175×103 (KN/m2) +Môđun đàn hồi: E = 2,1×106 (daN/cm2) =26×107 (KN/m2) 2.2 Chọn sơ bộ kích thước tiết diện: a) SVTH: NGUYỄN VĂN LÂM Trang THỰC HÀNH THIẾT KẾ KẾT CẤU GVHD: Nguyễn Thành Chung a) Chọn chiều dày của sàn: hb = D l1 m Chiều dày sàn chọn theo công thức: Trong đó: + D= 0,8÷ 1,4 phụ thuộc vào tải trọng, tải trọng lớn lấy D lớn ngược lại + Bản loại dầm lấy m = 30 ÷ 35 + Bản kê cạnh lấy m = 40 ÷45 + l1 : Cạnh ngắn ô Ô sàn Công S1 phòng làm việc S1 sàn mái S2 hành lang S3 sàn chiếu tới S4 sàn chiếu nghỉ S5 Sê nô BẢNG CHỌN KÍCH THƯỚC Ô BẢN kích thước (mm) Hệ số L1(m) L2(m) L2/L1 Loại ô sàn D m 3.6 1.6667 BK 3.6 1.6667 BK 2.5 3.6 1.44 BK 1.1 3.6 3.2727 BD 1.7 3.6 2.1176 BD 0.7 3.6 5.1429 BD Hs Hs( chọn) 0.09 0.1 0.09 0.1 0.0625 0.1 0.0275 0.1 0.0425 0.1 0.0175 0.8 Chọn kích thước tiết diện của dầm: Tiết diện các dầm, phụ thuộc chủ yếu vào nhịp dầm độ lớn tải trọng Theo kinh nghiệm tiết diện dầm chọn theo công thức: b) SVTH: NGUYỄN VĂN LÂM Trang THỰC HÀNH THIẾT KẾ KẾT CẤU GVHD: Nguyễn Thành Chung + hd = l m (với dầm phụ m= 12÷20, dầm khung m=8÷15) +bd= (0,3÷0,5) h b.1) Dầm khung trục 10: - Nhịp AB: Dầm D1: +Tầng 2, 3, mái 1 + hd = ÷ ÷2500 = ( 167 ÷ 313 ) mm 15 , chọn hd= 30cmbd =20cm Chọn kích thước dầm nhịp AB cho tầng 2, 3, mái là: (20×30)cm -Nhịp BC :Dầm D2 +Tầng 2, 3, mái 1 + hd = ÷ ÷6000 = ( 400 ÷ 750 ) mm 15 , chọn hd= 40cmbd= 20cm BẢNG CHỌN KÍCH THƯỚC DẦM KHUNG Nhịp dầm Kích thước Chiều dài Hd(m) A-B( 2,3, mái) B-C( 2,3, mái 1/15l 1/8l 0.16666 2.5 0.3125 0.4 0.75 dầm sê nô 0.9 0.06 0.1125 b.2) Dầm dọc: Trục A, B, C SVTH: NGUYỄN VĂN LÂM Trang bd(m) Hd( chọn) m 0.3 0.5 0.2 0.3 0.7 1.8 0.2 bd(chọn)m 0.5 1.25 0.2 0.2 0.45 0.2 THỰC HÀNH THIẾT KẾ KẾT CẤU GVHD: Nguyễn Thành Chung +Tầng 2, 3, mái 1 + hd = ÷ 3900 = (195 ÷ 325) mm 20 12 , chọn hd=30cmbd= 20cm Chọn kích thước dầm dọc tầng 1, 2, 3, mái là: (20×30)cm Nhịp dầm Nhịp A, B, C tầng 2,3,mái BẢNG CHỌN KÍCH THƯỚC DẦM DỌC Kích thước Hd(m) bd(m) 1/20 1/12 Hd( chọn) Chiều dài l l m 0.3 1.0 3.6 0.18 0.3 0.3 8 bd(chọn) m Chọn sơ bộ tiết diện cột: +Về độ bền: c) A0 = k N Rb Diện tích tiết diện cột A0 xác định theo công thức: Trong đó: k: 1,1÷1,5 ; Hệ số kể đến ảnh hưởng mômen uốn, độ mảnh cột, hàm lượng cốt thép, lấy tùy thuộc vào vị trí cột Rb= 11,5.103 (KN/m2): Cường độ chịu nén tính toán bêtông N: Lực dọc cột, tính toán theo công thức gần đúng sau: N = qSxq(KN/m2) q: Tải trọng tương đương tính mỗi mét vuông mặt sàn đó gồm tải trọng thường xuyên tạm thời sàn, trọng lượng dầm, tường, cột đem tính phân bố đều sàn Sxq: Tổng diện tích mặt sàn truyền tải trọng lên cột xét DIỆN TÍCH TRUYỀN TẢI CHO CỘT BIÊN VÀ CỘT GIỮA SVTH: NGUYỄN VĂN LÂM Trang 0.2 THỰC HÀNH THIẾT KẾ KẾT CẤU GVHD: Nguyễn Thành Chung Kiểm tra về ổn định, đó việc hạn chế độ mảnh l λb = ≤ λ0b = 31 b - λ (với l0=ψH, b: bề rộng tiết diện, H: chiều cao tầng) Thực chọn tiết diện cho cột trục B tầng khung trục 10 +Về độ bền: Sxp= S1 + S2+ S3 = 3, 6, 2,5 3, 3,6 × ÷+ × ÷+ 2(2,15 × ) + (3, × 4, 25) = 38,34 ( m2) Lấy q = 10 (KN/m2) N = 10×38,34 = 383,4 (KN) N 383, A0 = k = 1, × = 0, 04( m2 ) = 400(c m2 ) Rb 11500 Chọn k = 1,2 Chọn sơ tiết diện cột là: (20 × 30)cm2 +Kiểm tra về độ ổn định: SVTH: NGUYỄN VĂN LÂM Trang 10 THỰC HÀNH THIẾT KẾ KẾT CẤU GVHD: Nguyễn Thành Chung BẢNG TỔ HỢP NỘI LỰC CỘT KH Phầ n tử Tiết diện Moment (đơn vị KN.m) TT HT1 HT2 GT Lực dọc (đơn vị KN) GP TT HT1 HT2 GT GP C1 0.05 -0.48 0.05 28.54 -28.54 -112.48 -45.23 -23.71 38.67 -38.80 C1 5.5 0.50 0.92 -0.21 -23.05 23.05 -103.41 -45.23 -23.71 38.67 -38.80 C2 -8.98 0.76 -1.86 74.49 -74.05 -441.02 -53.35 -65.34 -4.54 4.71 C2 5.5 19.61 -1.65 3.49 -54.83 55.39 -428.92 -53.35 -65.34 -4.54 4.71 C3 10.15 -0.36 1.59 70.28 -70.71 -510.98 -15.28 -46.67 -34.13 34.08 C3 5.5 -18.88 0.65 -3.49 -47.76 47.20 -498.88 -15.28 -46.67 -34.13 34.08 C4 -0.59 -1.23 -0.45 7.45 -7.43 -75.52 -19.86 -24.27 15.42 -15.56 C4 3.6 1.28 0.04 1.66 -11.46 11.42 -69.58 -19.86 -24.27 15.42 -15.56 C5 -39.27 -0.39 -2.96 31.07 -30.52 -268.59 -37.69 -48.91 -1.86 2.05 C5 3.6 37.37 3.93 -1.59 -31.57 32.19 -260.67 -37.69 -48.91 -1.86 2.05 C6 40.89 1.04 4.05 17.42 -17.99 -297.78 -15.51 -30.98 -13.56 13.50 C6 3.6 -37.61 -4.54 0.56 -23.18 22.61 -289.86 -15.51 -30.98 -13.56 13.50 C7 -2.09 -0.17 -1.56 3.69 -3.77 -39.00 -20.53 2.29 3.71 -3.84 C7 3.6 1.40 1.53 -0.12 -5.69 5.79 -33.06 -20.53 2.29 3.71 -3.84 C8 -27.04 -2.38 -2.62 13.62 -12.94 -103.67 -21.16 -34.71 -0.85 1.03 C8 3.6 28.82 -0.24 8.92 -11.40 11.78 -96.74 -21.16 -34.71 -0.85 1.03 C9 27.12 3.10 2.88 9.96 -10.53 -88.11 0.18 -30.94 -2.86 2.81 C9 3.6 -32.23 -0.73 -10.11 -9.31 8.86 -81.18 0.18 -30.94 -2.86 2.81 SVTH: NGUYỄN VĂN LÂM Trang 54 THỰC HÀNH THIẾT KẾ KẾT CẤU GVHD: Nguyễn Thành Chung SVTH: NGUYỄN VĂN LÂM Trang 55 THỰC HÀNH THIẾT KẾ KẾT CẤU GVHD: Nguyễn Thành Chung 6.Tính toán cốt thép 6.1 Tính toán cốt thép cho dầm Đối với dầm tính toán tại tiết diện (hai gối giữa nhịp), chọn mômen lớn nhịp gối , để tính toán cốt thép Đối với dầm, sàn đổ toàn khối, tác dụng mômen gây nén cho cánh ta kểđến ảnh hưởng cánh tính toán cánh chịu kéo bỏ qua ảnh hưởngbản cánh a Tính cốt thép dọc Với cấp độ bền bê tông B20( tương đương M250) cốt thép CII tra α R = 0.429 δ R = 0.623 , ( b × h) Với tiết diện có cánh nằm vùng kéo tính theo tiết diện chữ nhật a = ( ÷ ) cm → h0 = h − a + Giả thuyết αm = M Rs × b × h02 + Tính α m 〉α R → Nếu tăng kích thước tiết diện ( tăng chiều cao dầm ) δ = 0.5 × (1 + − 2α m ) αm ≤ αR → Nếu tra bảng hoặc tính M As = Rs × δ × h0 + Tính µ= As × 100% b × h0 + Kiểm tra hàm lượng - µ > µmin phải đảm bảo µmin = 0.1% với Với tiết diện có cánh nằm vùng nén tính toán theo tiết diện chữ T: M f = Rb × b ' f × h ' f × ( h0 − 0.5 × h ' f ) + Xác định vị trí trục trung hòa : M ≤ M 'f Trường hợp M > M 'f Trường hợp trục trung hòa qua cánh trục trung hòa qua sườn b'f ×h → Tính theo tiết diện chữ nhật b ' f = Sc + b Bề rộng vùng sải cánh Sc Với độ vương cánh lấy giá trị nhỏ các giá trị sau: l + (l:nhịp dầm) SVTH: NGUYỄN VĂN LÂM Trang 56 THỰC HÀNH THIẾT KẾ KẾT CẤU GVHD: Nguyễn Thành Chung 6h ' f + + 1/2 khoảng cách thông thủy giữa các dầm dọc Trường hợp trục trung hòa qua sườn: Tính theo tiết diện chữ T a = ( ÷ ) cm → h0 = h − a + Giả thiết αm = M − Rb × (b ' f − b) × h ' f × ( h0 − 0.5 × h ' f ) Rb × b × h02 + Tính : α m 〉α R → Nếu tăng kích thước tiết diện ( tăng chiều cao dầm ) δ = − − 2α m αm ≤ α R → Nếu tra bảng hoặc tính R As = b δ × b × h0 + (b ' f − b) × h ' f Rs As + Tính : µ= As × 100% b × h0 + Kiểm tra hàm lượng µ > µmin phải đảm bảo diều kiện - Với trường hợp tiết diện có cánh bênh: ( b × h) - Tính tiết diện chữ nhật (bỏ qua làm việc cánh) hd ≥ 650mm - Khi chiều cao dầm µmin = 0.1% với đặt thêm cốt thép phụ vào mặt bênh tiết diện dầm Các cốt thép chịu ứng suất co ngót nhiệt độ giữ cho khung cốt thép không bị lêch thi công Cốt thép dầm dọc tính toán dựa sở lý thuyết lập thành bản tính sau: ` BẢNG TÍNH THÉP DỌC DẦM KHUNG Cấp bền BT: Tên p.tử Tiết diệ n Cốt thép Trên Mttoán (kN.m) -3.67 Rb = 11.5 b (cm ) h (cm ) 20 GT Trên 29.41 -4.25 20 20 N ho (cm) (cm) 25 25 25 25 25 30 Dưới GP a 30 Dưới D1 C.thép: Trên 1.54 0.00 20 20 30 SVTH: NGUYỄN VĂN LÂM Trang 57 αm 0.0 0.2 0.0 0.0 0.0 Rs=Rsc= 280 AsTT μTT (cm2) (%) 0.99 0.53 0.11% 0.88 4.75 0.95% 0.99 0.62 0.12% 0.99 0.50 0.10% c.tạo 0.50 0.10% ζ ξR= 0.623 Chọn thép 2Ø18 2Ø18 2Ø18 2Ø18 2Ø18 μmin= 0.10% Asch μBT (cm2) (%) 5.09 1.02% 5.09 1.02% 5.09 1.02% 5.09 1.02% 5.09 1.02% THỰC HÀNH THIẾT KẾ KẾT CẤU GVHD: Nguyễn Thành Chung Dưới Trên 0.00 -136.59 20 20 GT Trên 0.00 0.00 20 20 N Trên 65.52 -125.57 20 20 GP Trên 5.43 -20.13 20 20 GT Trên 11.78 -2.46 20 20 N Trên 2.16 -27.34 20 20 GP Trên 2.12 -113.56 20 20 GT Trên 0.00 0.00 20 20 N 45 45 45 25 25 25 25 25 25 45 45 45 45 45 45 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 45 45 45 45 45 45 25 25 25 25 25 50 Dưới Trên 60.26 -103.53 20 20 GP 50 Dưới Trên 0.00 0.00 20 20 GT 30 Dưới Trên 0.00 -2.24 20 20 N 30 Dưới Trên 0.00 0.00 20 20 GP 30 Dưới Trên 0.00 -12.66 20 20 GT 30 Dưới Trên 0.00 -5.18 20 20 N 30 Dưới Trên 1.48 -24.17 20 20 GP 30 Dưới Trên 0.00 -64.77 20 20 GT 50 Dưới Trên 0.00 0.00 20 20 N 50 Dưới Trên 71.05 -55.05 20 20 GP 50 Dưới Trên 0.00 -4.67 20 20 GT 30 Dưới Trên 0.00 -2.24 20 20 N 30 Dưới GP 45 50 Dưới D8 30 Dưới D7 45 30 Dưới D6 30 Dưới D5 45 50 Dưới D4 50 Dưới D3 25 50 Dưới D2 Trên 0.00 0.00 20 20 30 SVTH: NGUYỄN VĂN LÂM Trang 58 0.0 0.2 0.0 0.0 0.1 0.2 0.0 0.1 0.0 0.0 0.0 0.1 0.0 0.2 0.0 0.0 0.1 0.2 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.1 0.0 0.1 0.0 0.0 0.1 0.1 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 c.tạo 0.50 0.10% 2Ø18 5.09 1.02% 0.82 13.20 1.47% 2Ø18 + 3Ø20 14.51 1.61% c.tạo 0.90 0.10% 2Ø18 5.09 0.57% c.tạo 0.90 0.10% 5.09 0.57% 0.92 5.63 0.63% 3Ø18 7.63 0.85% 0.84 11.87 1.32% 2Ø18 + 3Ø20 14.51 1.61% 0.99 0.90 0.10% 2Ø18 5.09 0.57% 0.92 3.11 0.62% 5.09 1.02% 0.96 1.76 0.35% 4.02 0.80% 0.99 0.50 0.10% 5.09 1.02% 0.99 0.50 0.10% 4.02 0.80% 0.89 4.37 0.87% 5.09 1.02% 0.99 0.50 0.10% 2Ø16 4.02 0.80% 0.86 10.51 1.17% 2Ø18 + 2Ø20 11.37 1.26% c.tạo 0.90 0.10% 2Ø18 5.09 0.57% c.tạo 0.90 0.10% 5.09 0.57% 0.93 5.14 0.57% 7.63 0.85% 0.87 9.42 1.05% 10.18 1.13% c.tạo 0.90 0.10% 5.09 0.57% 1.00 0.50 0.10% 5.09 1.02% 1.00 0.50 0.10% 4.02 0.80% 0.99 0.50 0.10% 5.09 1.02% c.tạo 0.50 0.10% 4.02 0.80% c.tạo 0.50 0.10% 5.09 1.02% c.tạo 0.50 0.10% 4.02 0.80% 0.95 1.90 0.38% 5.09 1.02% c.tạo 0.50 0.10% 4.02 0.80% 0.98 0.75 0.15% 5.09 1.02% 0.99 0.50 0.10% 4.02 0.80% 0.91 3.81 0.76% 5.09 1.65% c.tạo 0.50 0.10% 4.02 0.80% 0.92 5.56 0.62% 7.63 0.85% c.tạo 0.90 0.10% 5.09 0.57% c.tạo 0.90 0.10% 5.09 0.57% 0.92 6.15 0.68% 7.63 0.85% 0.94 4.66 0.52% 5.09 0.57% c.tạo 0.90 0.10% 5.09 0.57% 0.98 0.68 0.14% 5.09 1.02% c.tạo 0.50 0.10% 4.02 0.80% 0.99 0.50 0.10% 5.09 1.02% c.tạo 0.50 0.10% 4.02 0.80% 1.00 0.50 0.10% 5.09 1.02% 2Ø18 2Ø18 2Ø16 2Ø18 2Ø16 2Ø18 2Ø18 3Ø18 4Ø18 2Ø18 2Ø18 2Ø16 2Ø18 2Ø16 2Ø18 2Ø16 2Ø18 2Ø16 2Ø18 2Ø16 2Ø18 2Ø16 3Ø18 2Ø18 2Ø18 3Ø18 2Ø18 2Ø18 2Ø18 2Ø16 2Ø18 2Ø16 2Ø18 THỰC HÀNH THIẾT KẾ KẾT CẤU GVHD: Nguyễn Thành Chung Dưới 0.00 20 25 0.0 1.00 0.50 0.10% 2Ø16 4.02 0.80% 6.2 Tính cốt thép đai cho dầm Tính cốt đai gối B dầm D1 ( Q = 4604 daN ): - Kiểm tra điều kiện khả chịu cắt bê tông: Q bmin =φb3 (1+φf +φ n ).R bt b.h =0,6.(1+0+0).9.20.25=2700(daN) Ta thấy: Qbmin = 2700 daN < Q = 4604 daN => CẦN TÍNH TOÁN CỐT ĐAI Đối với bê tông nặng lấy • φ b3 = 0,6, tính toán với tiết diện chữ nhật bỏ qua ảnh hưởng cánh lấy qua ảnh hưởng lực dọc lấy - Tính toán cốt đai không đặt cốt xiên: φn = φ8 Chọn đai , n=2 nhánh; + Khoảng cách giữa cốt đai theo tính toán: s tt = R sw A sw 4φb2 (1+φf +φn ).Rbt b.ho 1750.2.0,5.4.2.9.20.252 = Q2 46042 = 74,3(cm) φ b2 Đối với bê tông nặng lấy = 2; + Khoảng cách lớn giữa hai cốt đai là: • s max = φ b4 (1+φf ).R bt b.h o 1,5.(1 + 0).9.20.252 = = 36,65 Q 4604 (cm) φ b4 Đối với bê tông nặng lấy = 1,5; + Khoảng cách cấu tạo giữa các cốt đai: Khu vực gần gối tựa: h = 30cm < 45cm • => h 30 s ct ≤ ( ;30cm) = ( ;30cm)=(15;30cm) 2 CHỌN sct = 15 cm 3.h 3.30 s ct ≤ ;30cm ÷= ;30cm ÷= ( 22,5;30cm ) Khu vực giữa dầm: => CHỌN sct = 20 (cm) Vậy chọn sct = 20 (cm) s tk ≤ ( s tt ;s max ;sct ) = ( 74,3;36,3;20 ) =20cm - Khoảng cách đai thiết kế: Vậy chọn stk = 200 (mm) - Kiểm tra khả chịu ứng suất nén chính bụng dầm: Q ≤ 0,3.φb1 φw1 R b b.h o φ b1 =1-β.R b =1-0,01.11,5=0,885 Trong đó: + + Hệ số xét đến ảnh hưởng cốt đai: φ w1 =1+5.α.μ w Es 21 = =0,78 E b 27 μw = , A sw 2.0,283 = =9,06.10−4 b.s 25.25 φ w1 =1+5.0,78.9,06.10−4 = 1,004 =23757,39 daN (thỏa) 6.2.1 Tính cốt treo cho dầm chính Ở vị trí dầm dọc kê lên dầm chính phải gia cố thêm cốt đai hoặc cốt xiên, gọi cốt treo Tính cốt treo cho các dầm D2, D4 trục (B-C) dầm chiếu tới truyền vào: Ta dùng cốt treo dạng cốt đai + Đường kính Ø8 +Khoảng cách giữa các cốt treo: s = 50 (mm) Từ điều kiện cân bằng lực phần phá hoại tính số lượng cốt treo: h F × 1 − s h0 m≥ n × a sw × R sw Trong đó: F: tải trọng tập trung dầm phụ truyền vào, (tĩnh tải + hoạt tải) F = 4006(kG ) Rsw = 1750 (kG/m2) n = 2: số nhánh đai asw = 0.5(cm2): diện tích tiết diện nhánh đai h0 = h – a = 50 – = 45 (cm) hs = h0 – hdp = 45 – 30 =15(cm): khoảng cách từ vị trí đặt lực tập trung đến trọng tâm cốt thép dọc 15 4006 × 1 − 45 = 1,52 m≥ × 0.5 × 1750 Số cốt treo cần thiết: Chọn m = Số cốt treo bố trí hai bên dầm phụ phạm vi 450 mỗi bên đai 6.3Tính toán cốt thép cho cột Cột tính theo cấu kiện chịu nén lệch tâm dặt cốt thép đối xứng Từ tổ hợp nội lực chọn các cặp nội lực sau để tính toán: Mmax+ Ntư , Mmin – Ntư , Nmax Mtư Riêng tại chân cột tổ hợp Qtư để tính móng Tính C1, tại tiết diện chân cột A với M = -28,5kN.m, N = -209,5kN Chuẩn bị số liệu tính toán: - Tra các số liệu: Rb=11,5MPa, Rbt=0,9 MPa, Rs=280 MPa, = ξR =0,623, Es = 21.103 MPa, Eb=27.103MPa, => E s 21 = = 0,78 E b 27 e1 = - Tính độ lệch tâm tĩnh học M 28,5 = = 0,136 N 209,5 m = 136 mm l h 5500 300 ea ≥ ; ÷= ; ÷= ( 9,16;10 ) 600 600 30 - Tính độ lệch tâm ngẫu nhiên => Chọn ea = 10mm - Tính độ lệch tâm ban đầu với kết cấu siêu tĩnh: eo = max(e1;ea) =max( 136;10)=136mm - Xác định chiều dài tính toán: lo = 0,7H= 0,7.5500= 3850 (mm) SVTH: NGUYỄN VĂN LÂM Trang 60 α THỰC HÀNH THIẾT KẾ KẾT CẤU GVHD: Nguyễn Thành Chung - Gỉa thiết: a = a’=5cm => ho = h-a= 300-50 = 250 (mm) lo 3850 = =12,83 h 300 - Tính: - Tính hệ số uốn dọc: η= > => xét đến ảnh hưởng uốn dọc N 1N th Trong đó: N th = 6,4.E b S.I +α.I s ÷ lφ o l S= + Với 0,11 +0,1 δe 0,1+ φb e δe =max o ;δmin ÷ h => Chọn S= => • =[ eo 136 = h 300 =0,45; l 3850 δ =0,5-0,01 o -0,01R b = 0,5 − 0,01 − 0, 01.11,5 h 300 δe =0,45 0,11 +0,1=0,3 0, 45 0,1+ Đối với bê tông cốt thép thường : φ b =1 h 0,3 0,55+112,5 =1+ =0,29 φl =1+ h 0,3 M+N 28,5+209,5 2 M dh +N dh + Is =μ t b.h o ( 0,5h-a ) = 200.250 ( 0,5.300 − 50 ) [0, / 100] = 2.106 + (mm4)=2.10-6 (m4) + Tính: => b.h 200.3003 I= = =4,5.108 12 12 (mm4)=4,5.10-4(m4) 6, 4.27.106 0,3.4,5.10 −4 210 6,4.E b S.I N th = +α.I s ÷ = + 2.10 −6 ÷ lφ 0, 29 27 o l 3,85 =5608(kN) η= => =1,03 209,5 15608 e = η.e o +0,5.h-a = 1,03.136 + 0,5.300-50 = 240,8 (mm) => - Xác định sơ chiều cao vùng nén x1: N 209,5.103 x= = R b b 11,5.200 = 91,1mm + 2a’= 2.50 = 100 mm => x Chọn cốt đai φ6 nhóm CI + Khoảng cách cốt đai s: - Trong đoạn nối chồng cốt thép: s ≤ 10φmin =10.16=160(mm) => Chọn s=100(mm) - Trong đoạn đầu cột cần cấu tạo kháng chấn để đảm bảo kết cấu cục bộ, chiều dài vùng cấu tạo kháng chấn lcr ( chiều dài tới hạn ) có thể tính toán từ biểu thức sau đây: lcr =max(h c ;lcl /6;450)(mm) Trong đó: hc: kích thước lớn tiết diện ngang cột lcl: chiều dài thông thủy cột Và đoạn lcr cốt đai bố trí dày hơn, Khoảng cách cốt đai bố trí vùng s =100(mm) Như vậy ta có: + lcr=max[300;(4000-300)/6;450] = 600(mm) + Khoảng cách: s=100mm SVTH: NGUYỄN VĂN LÂM Trang 62 THỰC HÀNH THIẾT KẾ KẾT CẤU GVHD: Nguyễn Thành Chung BẢNG TÍNH CỐT THÉP CỘT KHUNG Cấp BT Phầ n tư Tiết diện Rb 11.5 = Chiề u dài lo b h a ho eo μgt As=A 's µtTT AsTT (kN.m) (kN) (kN m) (kN) (m) (cm) (cm) (cm ) (c m) (cm) (%) (cm2) (%) (cm ) 38.7 1.63 % 4.07 1.63 % 18.8 1.18 % 2.95 1.18 % 12.4 0.65 % 1.62 0.65 % 16.5 0.85 % 2.13 0.85 % 34.8 1.24 % 3.09 1.24 % 10.9 0.40 % 1.00 0.40 % 14.7 0.93 % 3.28 0.94 % 19.0 1.56 % 5.48 1.56 % 1.80 0.40 % 1.40 0.40 % 17.6 1.29 % 4.51 1.29 % 8.13 0.40 % 1.40 0.40 % 3.92 0.40 % 1.40 0.40 % 14.7 1.64 % 5.75 1.64 % 12.7 0.78 % 2.73 0.78 % 12.4 1.59 % 5.57 1.59 % 6.09 0.40 % 1.40 0.40 % 12.5 1.11 % 3.86 1.10 % 11.0 1.17 % 4.11 1.17 % 11.4 0.40 % 1.00 0.40 % 6.80 0.40 % 1.00 0.40 % 6.80 0.40 % 1.00 0.40 % 10.6 0.40 % 1.00 0.40 % 18.8 0.40 % 1.00 0.40 % 10.6 0.40 % 1.00 0.40 % 3.03 0.40 % 1.40 0.40 % 26.1 1.17 % 4.09 1.17 % 12.0 0.40 % 1.40 0.40 % 23.8 1.11 % 3.88 1.11 % 2.21 0.40 % 1.40 0.40 % 11.4 0.40 % 1.40 0.40 % 17.3 0.71 % 23.6 -22.6 21.9 65.5 -83.0 -10.1 C2 5.5 75.0 Đ -35.2 21.5 80.4 C -60.6 74.5 C3 5.5 28.3 Đ -66.6 -64.4 6.9 -8.8 C -8.8 C4 3.6 13.1 Đ -10.2 13.1 -8.2 C -69.8 -42.6 C5 3.6 69.9 Đ 5.8 39.7 C6 C 3.6 210,000 Ndh 5.5 C Es= Mdh -28.5 Đ N -26.0 C1 Cốt thép: M 28.6 C Eb = 27,000 61.1 73.8 151 209 142 64.7 200 445 436 559 424 433 547 545 476 597 464 533 585 60.1 129 129 123 54.2 123 270 266 355 292 262 347 351 0.05 112 3.85 0.50 -8.98 10.15 -0.59 39.27 40.89 20 40 35 511 20 40 35 498 75.5 20 30 25 69.6 268 2.52 37.37 25 428 2.52 1.28 441 3.85 18.88 30 103 3.85 19.61 20 20 40 35 260 297 2.52 20 SVTH: NGUYỄN VĂN LÂM Trang 63 40 35 2.47 0.71 % ξR= 0.623 Chọn thép bố trí bên αR 0.42 = Asch µtBT (cm ) (%) 4.07 3Ø16 6.02 2.41% 5.48 3Ø16 6.02 1.72% 5.75 3Ø16 6.02 1.72% 1.00 3Ø16 6.02 2.41% 4.09 3Ø16 6.02 1.72% 2.84 3Ø16 6.02 1.72% THỰC HÀNH THIẾT KẾ KẾT CẤU GVHD: Nguyễn Thành Chung 22.9 61.1 -15.0 Đ -62.6 -62.1 1.6 C -7.0 -5.6 C7 3.6 8.0 Đ -4.3 8.0 -13.4 C -43.2 -32.0 C8 3.6 47.5 Đ 17.4 37.5 41.5 C 16.6 30.0 C9 3.6 -23.4 Đ -50.4 -42.3 284 351 276 316 343 35.3 58.9 60.9 55.0 29.4 55.0 104 153 159 127 97.6 152 118 85.3 119 78.4 111 112 37.61 289 8.05 0.40 % 1.40 0.40 % 17.3 0.71 % 2.47 0.71 % 5.43 0.40 % 1.40 0.40 % 19.8 0.81 % 2.84 0.81 % 18.0 0.75 % 2.61 0.75 % 14.5 14.6 14.5 0.40 % 0.40 % 0.40 % 0.40 % 0.40 % 0.40 % 12.8 0.40 % 1.20 0.40 % 28.2 1.21 % 3.63 1.21 % 20.0 0.64 % 1.91 0.64 % 37.3 1.56 % 4.67 1.56 % 17.8 0.40 % 1.20 0.40 % 24.5 0.94 % 2.82 0.94 % 35.0 1.32 % 3.96 1.32 % 19.4 0.40 % 1.20 0.40 % 25.2 0.76 % 2.29 0.76 % 29.8 0.67 % 2.02 0.67 % 45.2 1.78 % 5.35 1.78 % 37.7 1.40 % 4.19 1.40 % 4.52 -2.09 39.0 11.9 9.25 2.52 1.40 27.04 27.12 25 103 20 35 30 96.7 88.1 2.52 32.23 30 33.1 2.52 28.82 20 20 81.2 SVTH: NGUYỄN VĂN LÂM Trang 64 35 30 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 0.40 % 0.40 % 0.40 % 0.40 % 0.40 % 0.40 % 1.00 3Ø16 6.02 2.41% 4.67 3Ø16 6.02 2.01% 5.35 3Ø16 6.02 2.21% THỰC HÀNH THIẾT KẾ KẾT CẤU GVHD: Nguyễn Thành Chung 6.4 Tính toán cấu tạo các nút khung: a Tính toán cấu tạo các nút góc cùng; Nút góc nút giao giữa: + Phần tư dầm D6 cột C7 + Phần tư dầm D7 cột C9 Chiều dài neo cốt thép góc phụ thuộc vào tỉ số eo/hcột - Bảng tổ hợp nội lực cột phần tư cột C7 C9 Tổ hợp tính toán Phần tư Tiết diện C7 0,00 1.60 -35.30 -7.04 C7 3,60 7.99 -54.99 C9 0,00 41.47 C9 3,60 -23.37 Phần tư Tiết diện Chiều dài Mmax C C7 3,6 Đ C C9 3,6 Đ Ntư Mmin Ntư Mtư Nmax -58.87 -5.64 -60.93 -4.29 -29.36 7.99 -54.99 -118.36 16.59 -85.30 30.00 -119.05 -78.37 -50.37 -111.43 -42.35 -112.12 M N h eo (kN.m) (kN) (cm) (cm) 1.6 -35.3 -7.0 -58.9 -5.6 eo/h 4.52 0,15 11.96 0,39 -60.9 9.25 0,3 8.0 -55.0 14.53 0,48 -4.3 -29.4 14.61 0,487 8.0 -55.0 14.53 0,48 41.5 -118.4 35.04 16.6 -85.3 19.45 0,55 30.0 -119.0 25.20 0,72 -23.4 -78.4 29.82 0,852 -50.4 -111.4 45.21 1,29 -42.3 -112.1 37.77 1,08 30 30 35 35 - Từ bảng tổ hợp chọn cặp nội lực M,N phần tư cột C9 có độ lệch tâm eo lớn eo =45,21 (cm) với tỉ số eo/h = 1,29>0,5, nên ta cấu tạo cốt thép nút góc cùng theo trường hợp eo/h>0,5 - Từ bảng tổ hợp nội lực chọn cặp nội lực M,N phần tư cột C7, C9 có độ lệch tâm eo lớn eo = 45,21(cm) với tỉ số eo/h = 1,29>0,5, nên ta cấu tạo cốt thép nút góc cùng theo trường hợp eo/h>0,5 - Vì tỉ số eo/h lớn nên yêu cầu neo cốt thép chịu kéo dầm cột sâu Tùy thuộc vào số lượng thép chịu kéo mà cắt cốt thép chịu kéo hoặc tiết diện Chiều dài đoạn cắt cách mép dưới đoạn lan xác định: lan ≥ ( 30d;250mm ) = ( 30.16; 250 ) = ( 480;250mm ) Vậy chọn lan = 500 mm - Cốt thép dưới phía dưới dầm neo qua mép cột đoạn SVTH: NGUYỄN VĂN LÂM Trang 65 THỰC HÀNH THIẾT KẾ KẾT CẤU GVHD: Nguyễn Thành Chung ls ≥ 15φ=15.18=270mm Vậy chọn ls=300mm - Cốt thép dầm neo xuống cột phải uốn cong đoạn với bán kính: R ≥ 15φ=15.18=270mm => chọn R=300mm SVTH: NGUYỄN VĂN LÂM Trang 66 THỰC HÀNH THIẾT KẾ KẾT CẤU GVHD: Nguyễn Thành Chung SVTH: NGUYỄN VĂN LÂM Trang 67 [...]... kích thước tiết diện bê tông không cốt thép - Môđun biến dạng của vật liệu bê tôngcốt thép lấy gần đúng theo môđun đàn hồi của bê tông SVTH: NGUYỄN VĂN LÂM Trang 11 THỰC HÀNH THIẾT KẾ KẾT CẤU GVHD: Nguyễn Thành Chung SVTH: NGUYỄN VĂN LÂM Trang 12 THỰC HÀNH THIẾT KẾ KẾT CẤU GVHD: Nguyễn Thành Chung SVTH: NGUYỄN VĂN LÂM Trang 13 THỰC HÀNH THIẾT KẾ KẾT CẤU GVHD: Nguyễn Thành Chung Xác định... NGUYỄN VĂN LÂM Trang 33 THỰC HÀNH THIẾT KẾ KẾT CẤU GVHD: Nguyễn Thành Chung SVTH: NGUYỄN VĂN LÂM Trang 34 THỰC HÀNH THIẾT KẾ KẾT CẤU GVHD: Nguyễn Thành Chung SVTH: NGUYỄN VĂN LÂM Trang 35 THỰC HÀNH THIẾT KẾ KẾT CẤU GVHD: Nguyễn Thành Chung Xác định nội lực và tổ hợp nội lực 5.1 Xác định nội lực Sư dụng chương trình tính toán kết cấu SAP2000 để tính toán nội lực cho khung với sơ đồ phần... quả THỰC HÀNH THIẾT KẾ KẾT CẤU GVHD: Nguyễn Thành Chung Pa Pb Quy ra phân bố đều với k=5/8 10,624x5/8 Do sàn S2, S3 truyền vào: × × × × 6,64 (3,6 2,5/2 1,8)+(3,6 3,4/2 1,8) Do hoạt tải từ sàn S2 truyền vào 17,4 3,6 2,5/2 3,6/2 0,8 6,8 × × × SVTH: NGUYỄN VĂN LÂM Trang 29 THỰC HÀNH THIẾT KẾ KẾT CẤU GVHD: Nguyễn Thành Chung SVTH: NGUYỄN VĂN LÂM Trang 30 THỰC HÀNH THIẾT KẾ KẾT CẤU GVHD: Nguyễn Thành... 14 × THỰC HÀNH THIẾT KẾ KẾT CẤU GVHD: Nguyễn Thành Chung c Tải trọng trên 1m 2 các cấu kiện Tải trọng trên CẤU KiỆN Dầm 200x300 Dầm 200x500 Cột 200x350 Cột 200x300 1m 2 các cấu kiện CÁC LỚP TẠO THÀNH Bê tông: 0,2*0,3*2500 Vữa trát: 2(0,3+0,2)*0,015*1800 Cộng Bê tông: 0,2*0,5*2500 Vữa trát: 2(0,2+0,5)*0,015*1800 Cộng Bê tông: 0,2*0,35*2500 Vữa trát: 2(0,2+0,35)*0,015*1800 Cộng Bê tông: ... dụng vào khung: SVTH: NGUYỄN VĂN LÂM Trang 23 THỰC HÀNH THIẾT KẾ KẾT CẤU GVHD: Nguyễn Thành Chung a) 4.2 Xác định hoạt tải đứng tác dụng vào khung: Hoạt tải sư dụng được lấy theo tiêu chuẩn TCVN 2737-1995 Hoạt tải đơn vị Ptc Ký hiệu ô sàn Công năng ô sàn (KN/m2) SVTH: NGUYỄN VĂN LÂM Trang 24 n Ptt(KN/m2) THỰC HÀNH THIẾT KẾ KẾT CẤU GVHD: Nguyễn Thành Chung S1 S2 Phòng làm việc Hành lang... lượng bản thang truyền vào: SVTH: NGUYỄN VĂN LÂM Trang 19 THỰC HÀNH THIẾT KẾ KẾT CẤU GVHD: Nguyễn Thành Chung × × 7,895 1,5 0,85=10,06 6 Trọng lượng sàn S1 truyền vào × × 3,72 3,6/2 3,6/2=12,05 Quy đổi với hệ số k= 5/8 × 12,05 5/8 Tổng 7,53 132,8 c 2 Tĩnh tải tầng mái: SVTH: NGUYỄN VĂN LÂM Trang 20 THỰC HÀNH THIẾT KẾ KẾT CẤU GVHD: Nguyễn Thành Chung Để tính toán tải trọng tĩnh phân bố đều...THỰC HÀNH THIẾT KẾ KẾT CẤU GVHD: Nguyễn Thành Chung λb = l0 ψ H 0, 7 × 4, 0 = = = 14 ≤ λ0b = 31 b b 0, 2 Thỏa mãn điều kiện về ổn định Đối với khung nhà nhiều tầng liên kết cứng giữa dầm và cột có từ 2 nhịp trở lên, đổ bê tông cốt thép toàn khối hệ số ψ = 0,7 Với các cột còn lại việc chọn kích thước sơ bộ của tiết diện được thực hiện tương tự và thể... LÂM Trang 30 THỰC HÀNH THIẾT KẾ KẾT CẤU GVHD: Nguyễn Thành Chung SVTH: NGUYỄN VĂN LÂM Trang 31 THỰC HÀNH THIẾT KẾ KẾT CẤU GVHD: Nguyễn Thành Chung 4.3 Xác định hoạt tải gió tác dụng vào khung: Xác định theo TCVN 2737-1995, Tải trọng và tác động – Tiêu chuẩn thiết kế Công trình xây dựng tại thành phố Qui Nhơn, tỉnh Bình Định, thuộc vùng gió III-B có áp lực gió đơn vị (Bảng 4 TCVN... 2,4 3,6/2 3,6/2 5/8 SVTH: NGUYỄN VĂN LÂM Trang 27 Kết quả 3,66 4,86 THỰC HÀNH THIẾT KẾ KẾT CẤU GVHD: Nguyễn Thành Chung HoẠT TẢI 2 TẦNG MÁI Ký hiệu Pht2 Pb=Pc Loại tải trọng và cách tính Do hoạt tải sàn S1 truyền vào thang giác với tung độ lớn nhất × × × (2,4 3,6/2) 2 0,847 Do hoạt tải từ sàn S1 truyền vào × × × × 2,4 3,6/2 3,6/2 2 5/8 Kết quả 7.32 9,72 HOẠT TẢI 2 TẦNG 3(kN/m) ký hiệu... 2(0,3+0,2)*0,015*1800 Cộng SVTH: NGUYỄN VĂN LÂM Trang 15 n 1,1 1,3 1,1 1,3 1,1 1,3 g (daN.m2) 165 28,08 193,08 250 37,8 287,8 175 29,7 204,7 165 35,1 200,1 THỰC HÀNH THIẾT KẾ KẾT CẤU GVHD: Nguyễn Thành Chung d Tĩnh tải tầng 2, 3: Quy đổi tải trọng thành phân bố đều với hệ số quy đổi k Với tải trọng có dạng hình thang để quy đổi sang tải trọng phân bố hình chữ nhật cần xác định hệ số ... khung bê tông cốt thép toàn khối tầng, nhịp Kết cấu chịu lực hệ khung BTCT đổ toàn khối có liên kết cứng tại các nút, liên kết giữa cột với móng xem ngàm tại mặt móng.Hệ khung. .. vụ:Thiết kế khung ngang trục công trình Trụ Sở Làm Việt Chi Cục Thủy Sản Tỉnh Đăk Lăk Địa điểm xây dựng 105 Lê Thị Hồng Gấm –P.Tân Lợi –TP Buôn Ma Thuộc – Tỉnh Đăk Lăk BÀI THUYẾT MINH KHUNG BÊ TÔNG... khung chịu lực công trình hệ không gian Vì: l 36 = = 4.2 b 8.5 > 1.5 Tính toán hệ khung thực theo sơ đồ khung phẳng theo phương cạnh ngắn công trình + hệ dầm dọc SVTH: NGUYỄN VĂN LÂM Trang