MỤC LỤCCHƯƠNG 1: LỰA CHỌN GIẢI PHÁP KẾT CẤU11.1. Vật liệu sử dụng11.2. Lựa chọn giải pháp kết cấu sàn11.3. Lựa chọn kích thước, chiều dày sàn21.3.1. Kích thước sàn mái21.3.2. Kích thước sàn tầng21.4. Lựa chọn giải pháp kết cấu chịu lực41.5. Lựa chọn kích thước các tiết diện51.5.1. Kích thước tiết diện dầm51.5.2. Kích thước tiết diện cột61.6. Mặt bằng bố trí kết cấu8CHƯƠNG 2: SƠ ĐỒ TÍNH TOÁN KHUNG PHẲNG82.1. Sơ đồ hình học82.2. Sơ đồ kết cấu92.2.1. Nhịp tính toán của dầm92.2.2. Chiều dài tính toán của cột9CHƯƠNG 3: XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG TÍNH TOÁN ĐƠN VỊ103.1. Tĩnh tải đơn vị103.2. Hoạt tải đơn vị113.3. Hệ số quy đổi tải trọng12CHƯƠNG 4: XÁC ĐỊNH TĨNH TẢI TÁC DỤNG VÀO KHUNG134.1. Tĩnh tải tầng 2,3,4134.2. Tĩnh tải tầng mái154.3. Tĩnh tải tác dụng vào khung18CHƯƠNG 5: XÁC ĐỊNH HOẠT TẢI TÁC DỤNG VÀO KHUNG195.1. Trường hợp hoạt tải 1195.1.1. Hoạt tải 1 tầng 2 hoặc tầng 4195.1.2. Hoạt tải 1 tầng 3205.1.3. Hoạt tải 1 tầng mái215.2. Trường hợp hoạt tải 2225.2.1. Hoạt tải 2 tầng 2 hoặc tầng 4225.2.2. Hoạt tải 2 tầng 3235.2.3. Hoạt tải 2 tầng mái245.3. Các trường hợp hoạt tải tác dụng vào khung25CHƯƠNG 6: XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG GIÓ26CHƯƠNG 7: XÁC ĐỊNH NỘI LỰC287.1. Sơ đồ các phần tử khung287.2. Biểu đồ nội lực trường hợp tĩnh tải287.3. Biểu đồ nội lực trường hợp hoạt tải 1307.4. Biểu đồ nội lực trường hợp hoạt tải 2317.6. Biểu đồ nội lực trường hợp gió trái337.7. Biểu đồ nội lực trường hợp gió phải347.8. Bảng giá trị nội lực các trường hợp tải trọng36CHƯƠNG 8: TỔ HỢP NỘI LỰC46CHƯƠNG 9: TÍNH TOÁN CỐT THÉP DẦM479.1. Tính toán cốt thép cho dầm B1 TH02.479.2. Tính toán cốt thép cho dầm B2 TH02.499.3. Bố trí cốt thép dầm52CHƯƠNG 10: TÍNH TOÁN CỐT THÉP CỘT5310.1. Tính toán cốt thép cho cột C2 TH02.5310.2. Tính toán cốt thép cho cột C4 TH02.5610.3. Tính toán cốt thép cho cột C6 TH02.5910.4. Bố trí cốt thép cột6110.6. Tính toán cấu tạo nút góc trên cùng61CHƯƠNG 11: BỐ TRÍ CỐT THÉP KHUNG62
TRNG I HC M-A CHT KHOA XY DNG B MễN K THUT XY DNG N KT CU Bấ TễNG CT THẫP Mó s: 4100232 S tớn ch: Sinh viờn: Lp: Mó s sinh viờn: H: S LIU N STT L1 (m) L2 (m) a (m) H (m) 6,8 1,6 3,9 3,6 Hot ti tiờu chun (daN/m2) Hot ti Hot ti Hot ti mỏi sn hnh lang 75 250 300 Vựng giú Bờ tụng Thộp IIA B30 CI, CII PHN THễNG QUA N STT Ngy thỏng Ni dung (Ghi chỳ: sinh viờn phi tham gia ti thiu ln thụng qua ỏn mi c phộp bo v) Ký tờn mục lục chơng 1: lựa chọn giải pháp kết cấu 1.1 Vật liệu sử dụng - Bê tông móng thân công trình cấp độ bền B30 (mác M400#) có Rb = 17 MPa ; Rbt = 1, MPa - Cốt thép: + Thép < 12mm nhóm CI: RS = RSC = 225MPa ; RSW = 175MPa + Thép 12mm nhóm CII: RS = RSC = 280 MPa ; RSW = 225MPa 1.2 Lựa chọn giải pháp kết cấu sàn Thông thờng có giải pháp kết cấu sàn: Sàn nấm, sàn sờn, sàn ô cờ - Với sàn nấm: Khối lợng bê tông lớn nên giá thành cao, khối lợng công trình lớn kết cấu móng phải có cấu tạo tốt, khối lợng mà tăng lên Ngoài dới tác dụng gió động động đất khối lợng lợng tham gia dao động lớn Lực quán tính lớn Nội lực lớn làm cho cấu tạo cấu kiện nặng nề hiệu mặt giá thành nh kiến trúc Ưu điểm sàn nấm chiều cao tầng giảm nên chiều cao nhà có số tầng lớn Tuy nhiên để cấp nớc, cấp điện điều hoà ta phải làm trần giả nên u điểm giá trị cao - Với sàn sờn: Do độ cứng ngang công trình lớn nên khối lợng bê tông nhỏ Khối lợng dao động giảm Nội lực giảm Tiết kiệm đợc bê tông thép độ cứng công trình lớn nên chuyển vị ngang giảm tạo tâm lí thoải mái cho ngời sử dụng Nhợc điểm sàn sờn chiều cao tầng lớn thi công phức tạp phong án sàn nấm nhiên phơng án phổ biến phù hợp với điều kiện kỹ thuật thi công công ty xây dựng - Với sàn ô cờ: Tuy khối lợng lợng công trình nhỏ nhng thi công phức tạp công việc thi công nh lắp ván khuôn, đặt cốt thép, đổ bê tông v.v nên phong án không khả thi Qua phân tích, so sánh phơng án ta chọn phơng án dùng sàn sờn toàn khối Dựa vào hồ sơ kiến trúc công trình, giải pháp kết cấu lựa chọn tải trọng tác dụng lên công trình để thiết kế mặt kết cấu cho sàn Mặt kết cấu đợc thể vẽ kết cấu 1.3 Lựa chọn kích thớc, chiều dày sàn Chiều dày xác định sơ theo công thức: hb = D l1 hmin m (1.1) Trong đó: hb - chiều dày sàn; D - hệ số phụ thuộc loại tải trọng, D = 0,8 ữ 1, ; - kích thớc cạnh ngắn bản; l1 m - hệ số phụ thuộc loại sàn, m = 30 ữ 45 với sàn loại dầm, m = 40 ữ 45 với sàn loại kê bốn cạnh, m bé với đơn kê tự do, m lớn với liên tục; hmin - chiều dày bé nhất, cm với sàn mái, cm với sàn nhà dân dụng, cm với sàn nhà công nghiệp 1.3.1 Kích thớc sàn mái Với kê cạnh, liên tục lấy m = 45, tải trọng nhỏ lấy D = 0,8 Với ô sàn lớn l1 = 6,8m hb = 0,8 6,8 = 0,12m = 12cm 45 Với sàn mái nhà dân dụng hmin = 4cm chọn chiều dày mái hmai = 8cm cho toàn ô sàn mái lớn ô sàn mái nhỏ Kết cấu mái gồm hệ mái tôn gác lên xà gồ, xà gồ gác lên tờng thu hồi 1.3.2 Kích thớc sàn tầng a Kích thớc sàn phòng học Với kê cạnh, liên tục lấy m = 45, tải trọng nhỏ lấy D = Với ô sàn lớn l1 = B = 6,8m hb = 6,8 = 0,15m = 15cm 45 Với sàn nhà dân dụng hmin = 5cm chọn chiều dày mái hS = 10cm cho sàn phòng học kích thớc 6,8 ì 3,9m b Kích thớc sàn hành lang Với kê cạnh, liên tục lấy m = 45, tải trọng nhỏ lấy D = 1,2 Với ô sàn lớn l1 = L2 = 1,6m hb = 1, 1,6 = 0,04m = 4,0cm 44 Với sàn nhà dân dụng hmin = 5cm chọn chiều dày mái hS = 8cm cho sàn hành lang kích thớc 3,9 ì 1,6m * Để đơn giản tính toán đồ án, chọn chiều dày tất sàn (sàn mái, sàn phòng học, sàn hành lang) hS = 10cm Theo cấu tạo sàn ta có trọng lợng cho m2 sàn: Bảng 1.1: Tính tĩnh tải sàn phòng học sàn hành lang Các lớp hoàn thiện sàn - Lớp gạch lát Ceramic - Lớp vữa lót - Lớp vữa trát trần - Tổng trọng lợng lớp hoàn thiện: - Sàn BTCT chịu lực (m) TT tiêu chuẩn ( daN 0.008 0.03 0.02 m 2000 2000 2000 ) ( daN m2 ) 16 60 40 Hệ số vợt tải 1.1 1.3 1.3 116 0.10 2500 250 - Tổng cộng g s : TT tính toán ( daN m2 ) 18 78 52 148 1.1 366 275 423 Bảng 1.2: Tính tĩnh tải sàn mái Các lớp hoàn thiện sàn - Lớp mái tôn - Lớp vữa lót - Lớp vữa trát trần - Tổng trọng lợng lớp hoàn thiện: - Sàn BTCT chịu lực (m) TT tiêu chuẩn ( daN m 20 2000 2000 0.03 0.02 ) ( daN m2 ) 20 60 40 Hệ số vợt tải 1.1 1.3 1.3 120 0.10 2500 - Tổng cộng g m : 250 TT tính toán ( daN m2 ) 21 78 52 151 1.1 370 275 426 Bảng 1.3: Hoạt tải phòng lấy theo tiêu chuẩn TCVN2737-1995 Các phòng chức TTTC toàn phần TTTC dài hạn TTTC Hệ ngắn hạn số vợt TT tính toán ( daN m2 ) ( daN m2 ) - Phòng học 250 70 - Sảnh, phòng giải 300 100 lao, cầu thang - Mái bê tông ngời sử 75 75 dụng 1.4 Lựa chọn giải pháp kết cấu chịu lực ( daN m2 ) tải ( daN m2 ) 180 1.2 300 200 1.2 360 1.3 98 Theo liệu kiến trúc nh hình dáng, chiều cao nhà, không gian bên yêu cầu giải pháp kết cấu là: - Hệ tờng chịu lực Trong hệ cấu kiện thẳng đứng chịu lực nhà tờng phẳng Tải trọng ngang truyền đến tờng qua sàn Các tờng cứng làm việc nh công xôn có chiều cao tiết diện lớn Giải pháp thích hợp cho nhà có chiều cao lớn yêu cầu không gian bên không cao (không yêu cầu có không gian lớn bên trong) - Hệ khung chịu lực Hệ đợc tạo thành từ đứng ngang dầm liên kết cứng chỗ giao gọi nút Các khung phẳng liên kết với qua dầm dọc tạo thành khung không gian Hệ kết cấu khắc phục đợc nhợc điểm hệ tờng chịu lực Qua phân tích cách sơ nh ta nhận thấy hệ kết cấu nhà có u, nhợc điểm riêng Đối với công trình này, công trình có công nhà làm việc nên yêu cầu có không gian linh hoạt Nên dùng hệ khung chịu lực 1.5 Lựa chọn kích thớc tiết diện 1.5.1 Kích thớc tiết diện dầm Kích thớc tiết diện dầm đợc xác định sơ theo công thức: 1 hd = ( ữ ) L; bd = ( 0,3 ữ 0,5 ) hd 12 Trong đó: hd , bd - chiều cao bề rộng tiết diện dầm; - chiều dài nhịp dầm; a Kích thớc tiết diện dầm dọc nhà L (1.2) Để đơn giản tính toán, ta coi dầm dọc nhà có chiều dài nhịp tính 1 ).3,9 = (0, 48 ữ 0,32) m 12 toán L = B = 3,9m , hd = ( ữ chọn hd = 0,3m , bd = ( 0,3 ữ 0,5 ) hd = 0, 22m dầm dọc nhà kích thớc 0,3 ì 0, 22m b Kích thớc tiết diện dầm ngang nhà BC Để đơn giản tính toán, ta coi dầm dọc nhà có chiều dài nhịp tính 1 ).6,8 = (0,85 ữ 0,56) m 12 toán L = L1 = 6,8m , hd = ( ữ chọn hd = 0,6m , bd = ( 0,3 ữ 0,5 ) hd = 0,3m dầm ngang nhà BC kích thớc 0,6 ì 0,3m c Kích thớc tiết diện dầm ngang nhà AB Để đơn giản tính toán, ta coi dầm dọc nhà có chiều dài nhịp tính toán L = L1 = 1,6m , m = 12, k = hd = 1,6 = 0,13m 12 chọn hd = 0,3m , bd = ( 0,3 ữ 0,5 ) hd = 0, 22m dầm ngang nhà AB kích thớc 0,3 ì 0, 22m 1.5.2 Kích thớc tiết diện cột - Kích thớc tiết diện cột đợc xác định sơ theo công thức: A=k N Rb (1.3) Trong đó: N Rb - lực dọc cột tải trọng đứng gây ra; - cờng độ chịu nén tính toán bê tông; - hệ số kể đến ảnh hởng mô men, k = 1,0 ữ 1,5 - Lực dọc cột tải trọng đứng gây đợc xác định nh sau: k N = S ( nqs + qm ) Trong đó: S n - diện tích truyền tải cột chịu tải trọng; - số tầng điển hình, n=3; (1.4) qs - tải trọng tác dụng lên 1m sàn tầng điển hình; qm - tải trọng tác dụng lên 1m sàn tầng mái, với mái bê tông nặng Ta có qs = g stt + p tt = 423 + 300 = 723 daN m qm = g mtt + p tt = 426 + 98 = 524 daN m a Kích thớc tiết diện cột biên phòng (trục C) Diện tích truyền tải: S=B l1 3,9 ì 6,8 = = 13, 26m 2 Lực dọc cột: N = 13, 26 ( ì 723 + 524 ) = 35709daN Diện tích tiết diện cột A = 1,1 Chọn 35709 = 642,11cm 8,5 ì 10 bc ì hc = 22 ì 30cm ; ( Ac = 660cm ) cho cột tầng 1,2; bc ì hc = 22 ì 22cm cho cột tầng 3,4 b Kích thớc tiết diện cột phòng (trục B) Diện tích truyền tải: S=B l1 + l2 3,9 ( 6,8 + 1,6 ) = = 16,38m 2 Lực dọc cột: N = 16,38 ( ì 723 + 524 ) = 44111daN Diện tích tiết diện cột A = 1,1 Chọn 44111 = 570,84cm 8,5 ì 10 bc ì hc = 22 ì 30cm ; ( Ac = 660cm ) cho cột tầng 1,2; bc ì hc = 22 ì 22cm cho cột tầng 3,4 c Kích thớc tiết diện biên phòng (trục A) Diện tích truyền tải: S=B l2 3,9 ì 1,6 = = 3,12m 2 Lực dọc cột: N = 3,12 ( ì 723 + 524 ) = 8402daN Diện tích tiết diện cột A = 1,1 Chọn 8402 = 108,73cm 8,5 ì 10 bc ì hc = 22 ì 22cm ; ( Ac = 484cm ) cho tất tầng; * Kiểm tra tiết diện cột theo độ mảnh b = l0 b Với khung toàn khối l0 = 0,7l = 0,7 ì 360 = 252cm b = l0 252 = = 11,5 < [ l0 ] = 31 Vậy tiết diện cột đạt yêu cầu b 22 1.6 Mặt bố trí kết cấu B C 3900 C22x22 D30x60 C22x30 D22x30 D22x30 D22x30 C22x22 C22x30 C22x30 3900 D22x30 D30x60 D22x30 D22x30 D22x30 C22x22 C22x30 C22x30 D22x30 D30x60 1600 A C22x30 3900 D22x30 3900 A 6800 B C Hình 1.1: Mặt kết cấu chơng 2: Sơ đồ tính toán khung phẳng 2.1 Sơ đồ hình học +14,40 D22x30 D22x30 3600 D22x30 D30x60 C22x22 C22x30 C22x30 +10,80 D22x30 D22x30 D22x30 3600 D22x30 +7,20 D30x60 C22x22 C22x30 C22x30 D22x30 D22x30 D22x30 3600 D22x30 +3,60 D30x60 C22x22 C22x30 C22x30 D22x30 D22x30 D22x30 3600 D22x30 500450 D22x30 C22x22 D30x60 C22x30 C22x30 0,00 -0,45 1600 A 6800 B C Hình 2.1: Sơ đồ hình học 2.2 Sơ đồ kết cấu 2.2.1 Nhịp tính toán dầm Để đơn giản tính toán với sai số chấp nhận đợc, ta coi nhịp tính toán khoảng cách trục cột tầng 1,2 - Nhịp tính toán dầm phòng BC: lBC = 6,8m - Nhịp tính toán dầm hành lang AB: l AB = 1,6m 2.2.2 Chiều dài tính toán cột Nhịp tính toán cột đợc xác định khoảng cách trục dầm a Chiều dài tính toán cột tầng Cốt mặt đất tự nhiên Z = 0, 45m chơng 8: Tổ hợp nội lực Mục đích tổ hợp nội lực tìm nội lực nguy hiểm số tiết diện dới tác dụng nhiều loại tải trọng Có hai loại tổ hợp: tổ hợp tổ hợp đặc biệt Trong phạm vi đồ án, xét đến tổ hợp Tổ hợp đợc phân thành: - Tổ hợp - Tổ hợp Tổ hợp bao gồm: Nội lực tĩnh tải cộng với nội lực loại tải gây Tổ hợp bao gồm: Nội lực tĩnh tải cộng với nội lực loại hoạt tải gây ra, nội lực hoạt tải đợc nhân với hệ số tổ hợp lấy 0,9 Với phần tử dầm: ta tiến hành tổ hợp nội lực cho ba tiết diện (hai tiết diện đầu dầm tiết diện dầm) Trong phạm vi đồ án, ta tiến hành tổ hợp thiết kế cho dầm tầng dới dầm có nội lực lớn nhất, nguy hiểm nhất, cấu kiện dầm tầng bố trí cốt thép giống cấu kiện dầm tầng Với phần tử cột: ta tiến hành tổ hợp nội lực cho tiết diện (một tiết diện chân cột tiết diện đỉnh cột) Trong phạm vi đồ án, ta tiến hành tổ hợp thiết kế cho cột tầng dới cột có nội lực lớn nhất, nguy hiểm nhất, cấu kiện cột tầng bố trí cốt thép giống cấu kiện cột tầng 41 chơng 9: tính toán cốt thép dầm - Bê tông móng thân công trình cấp độ bền B20 (mác M250#) có Rb = 11,5MPa ; Rbt = 0,9 MPa - Cốt thép: + Thép < 12mm nhóm AI: RS = RSC = 225MPa ; RSW = 175MPa + Thép 12mm nhóm AII: RS = RSC = 280MPa ; RSW = 225MPa - Tra bảng ta có R = 0,623 ; R = 0, 429 9.1 Tính toán cốt thép cho dầm B1 - TH02 (b ì h = 22 ì 30cm; L2 = 3m) M max = 18,89kN m (tại gối A) M = 39,55kN m (tại gối B) Qmax = 40,52kN (tại gối B) a Tính toán cốt thép dọc a1 Tính toán cốt thép chịu mô men âm (tại gối B) M = 39,55kN m Tính theo tiết diện hình chữ nhật b ì h = 22 ì 30cm Giả thiết a=4cm h0 = 30-4=26cm m = ( M = 0,231< R = 0, 429 bố trí cốt thép đơn cho tiết diện Rb b.h02 ) = 2. m = 0,267 As = Rb b.h0 = 6,3 cm Rs Kiểm tra hàm lợng cốt thép à= AS 100 = 1,096%> àmin = 0,1 ữ 0,3% b.h0 a2 Tính toán cốt thép chịu mô men dơng (tại gối A) 42 M max = 18,89kN m Tính theo tiết diện hình chữ T có cánh nằm vùng nén với h'f = 10cm Giả thiết a=4cm h0 = 30-4=26cm Giá trị độ vơn cánh Sc lấy bé trị số sau: - Một nửa khoảng cách thông thủy dầm dọc =( 420-22)/2=199cm Sc = 50cm - 1/6 nhịp cấu kiện = 300/6=50cm Tính b'f = b + 2Sc = 122cm Xác định M C = Rb b'f h 'f h0 h 'f ữ = 294,63kN.m> M max = 18,89kN m trục trung hòa qua cánh, tính toán tiết diện nh hình chữ nhật b ì h = 122 ì 30cm m = M = 0,020< R = 0, 429 bố trí cốt thép đơn cho tiết diện Rb b.h02 ( ) = 2. m = 0,020 As = Rb b.h0 = 2,6 cm Rs Kiểm tra hàm lợng cốt thép à= AS 100 = 0,46%> àmin = 0,1 ữ 0,3% b.h0 b Tính toán cốt thép chịu cắt Qmax = 40,52kN Kiểm tra khả chịu ứng suất nén bê tông: Q 0,3Rbbh0 = 197,3kN Qmax = 40,52kN < Q bê tông đủ khả chịu ứng suất nén Tính: q sw = Q2 = 272,6N/cm 4,5 Rbt bh02 lấy qsw = 272,6N/cm qsw,min = 0, 25Rbt b = 495N/cm 43 Lựa chọn cốt đai đờng kính = 8mm với nhánh, diện tích nhánh asw = 0,502cm2 Xác định khoảng cách cốt đai: s= n.asw Rsw = 64,5cm q sw Khoảng cách cốt đai cần thỏa mãn điều kiện không lớn 0,5h0 = 23cm nhỏ smax = Rbt bh02 = 33cm Do ta lựa chọn khoảng cách cốt đai Q s=10cm Kiểm tra điều kiện tiết diện nghiêng nguy hiểm c0 2h0 : q sw = n.asw Rsw = 1758,4N/cm s Rbt bh02 c0 = = 39,0cm qs w 2h0 = 52cm thỏa mãn điều kiện tiết diện nghiêng nguy hiểm Lựa chọn cốt đai = 8mm với nhánh, khoảng cách cốt đai 10cm 9.2 Tính toán cốt thép cho dầm B2 - TH02 (b ì h = 30 ì 60cm; L2 = 6,9m) M max = 170,91kN m (tại gối C) M = 123,60kN m (tại gối B) Qmax = 156,37 kN (tại gối B) a Tính toán cốt thép dọc a1 Tính toán cốt thép chịu mô men âm (tại gối B) M = 123,60kN m Tính theo tiết diện hình chữ nhật b ì h = 30 ì 60cm Giả thiết a=4cm h0 = 60-4=56cm m = ( M = 0,114< R = 0, 429 bố trí cốt thép đơn cho tiết diện Rb b.h02 ) = 2. m = 0,122 44 As = Rb b.h0 = 8,4 cm Rs Kiểm tra hàm lợng cốt thép à= AS 100 = 0,50%> àmin = 0,1 ữ 0,3% b.h0 a2 Tính toán cốt thép chịu mô men dơng (tại gối C) M max = 170,91kN m Tính theo tiết diện hình chữ T có cánh nằm vùng nén với h'f = 10cm Giả thiết a=4cm h0 = 60-4=56cm Giá trị độ vơn cánh Sc lấy bé trị số sau: - Một nửa khoảng cách thông thủy dầm dọc =( 420-30)/2=195cm - 1/6 nhịp cấu kiện = 690/6=115cm Sc = 115cm Tính b'f = b + 2Sc = 260cm Xác định M C = Rb b'f h 'f h0 h 'f ữ = 1524,9kN.m> M max = 170,91kN m trục trung hòa qua cánh, tính toán tiết diện nh hình chữ nhật b ì h = 260 ì 60cm m = M = 0,018< R = 0, 429 bố trí cốt thép đơn cho tiết diện Rb b.h02 ( ) = 2. m = 0,018 As = Rb b.h0 = 11,0 cm Rs Kiểm tra hàm lợng cốt thép à= AS 100 = 0,65%> àmin = 0,1 ữ 0,3% b.h0 b Tính toán cốt thép chịu cắt Qmax = 156,37 kN Kiểm tra khả chịu ứng suất nén bê tông: Q 0,3Rbbh0 = 579,6kN 45 Qmax = 156,37 kN < Q bê tông đủ khả chịu ứng suất nén Tính: q sw = Q2 = 641,73N/cm 4,5 Rbt bh02 lấy qsw = 641,73N/cm qsw,min = 0, 25Rbt b = 675N/cm Lựa chọn cốt đai đờng kính = 8mm với nhánh, diện tích nhánh asw = 0,502cm2 Xác định khoảng cách cốt đai: s= n.asw Rsw = 27,4cm q sw Khoảng cách cốt đai cần thỏa mãn điều kiện không lớn 0,5h0 = 28cm nhỏ smax = Rbt bh02 = 54,1cm Do ta lựa chọn khoảng cách cốt Q đai s=10cm Kiểm tra điều kiện tiết diện nghiêng nguy hiểm c0 2h0 : q sw = n.asw Rsw = 1758,4N/cm s c0 = Rbt bh02 = 98,1cm qsw 2h0 = 112cm thỏa mãn điều kiện tiết diện nghiêng nguy hiểm Lựa chọn cốt đai = 8mm với nhánh, khoảng cách cốt đai 10cm 9.3 Bố trí cốt thép dầm Bảng 9.1: Bố trí cốt thép dầm B1-TH02 Tên dầ m Nội lực Giá trị Rb Rs (MPa ) (MPa ) Cốt thép dọc As (cm2 ) chọn As chọ n (cm2 ) M max (kN m) 18,89 11,5 280 2,6 20 6,3 M (kN m) -39,55 11,5 280 6,3 25 9,8 Qmax (kN ) 40,52 11,5 225 46 Cốt thép đai 8a100, 8a150 B2-TH02 M max (kN m) 170,91 11,5 280 11,0 28 12,3 M (kN m) -123,60 11,5 280 8,4 25 9,8 Qmax (kN ) 156,37 11,5 225 8a100, 8a150 chơng 10: tính toán cốt thép cột - Bê tông móng thân công trình cấp độ bền B20 (mác M250#) có Rb = 11,5MPa ; Rbt = 0,9 MPa - Cốt thép: + Thép < 12mm nhóm AI: RS = RSC = 225MPa ; RSW = 175MPa + Thép 12mm nhóm AII: RS = RSC = 280MPa ; RSW = 225MPa - Tra bảng ta có R = 0,623 ; R = 0, 429 10.1 Tính toán cốt thép cho cột C2 - TH02 (b ì h = 22 ì 22cm; H = 4, 4m) a Số liệu tính toán Chiều dài tính toán l0 = 0,7 H = 0,7.4,4=3.08m Độ mảnh h = l0 = 14>8 phải xét đến ảnh hởng uốn dọc hc 47 Giả thiết a = a ' = 4cm h0 = hc a = 18cm Nội lực đợc chọn từ bảng tổ hợp nội lực dùng để tính toán cốt thép cho cột C2-TH02 là: Bảng 10.1: Các cặp nội lực tính toán cột C2-TH02 Ký hiệu cặp nội lực Ký hiệu tổ hợp nội lực 4,8 4,5,6,8 4,5,6,8 Đặc điểm cặp nội lực M (kN m) N e1 = M / N ea e0 = max(ea , e1 ) (kN ) (cm) (cm) (cm) = emax -18.7 -229 8,17 0,7 8,17 N max -17,3 -295,7 5,9 0,7 5,9 M , N lớn -17,3 -295,7 5,9 0,7 5,9 M max Với M dh = 0, 61kN m ; N dh = 201,8kN Trong độ lệch tâm ngẫu nhiên e0 = max(ea , e1 ) ea - độ lệch tâm ngẫu nhiên ea = max( e0 - độ lệch tâm ban đầu e0 = max(ea , e1 ) 1 H , hc ) ; 600 30 b Tính toán cốt thép đối xứng cho cặp nội lực số M = 18, 7kN m N = 229kN Xác định hệ số uốn dọc l = 0,5 0, 01 + Rb ữ = 0,25 h e0 = 0,37 h e e = max ; ữ = 0,37 h Với bê tông cốt thép thờng p = Hệ số kể đến ảnh hởng độ lệch tâm đợc tính theo công thức S= 0,11 + 0,1 = e 0,333 0,1 + p 48 y = 0,5h = 11cm =1 Hệ số kể đến ảnh hởng tải trọng dài hạn đợc tính theo công thức l = + M dh + N dh y = 1,52 M + Ny bh I= = 19521cm4 12 Giả thiết àt = 1,5% h I s = àt bh0 a ữ = 291,06 cm4 Lực dọc tới hạn đợc xác định theo công thức N cr = 6, S Eb I + E s I s ữ = 1193kN l0 l Hệ số uốn dọc đợc xác định theo công thức = = N 1,24 N cr Từ đó, ta xác định đợc độ lệch tâm: e = e0 + h a = 17,1cm h e ' = e0 + a ' = 3,1cm Rs = Rsc x1 = N = 9,1cm Rbb R h0 = 11,2cm 2a ' = 8cm 2a ' x R h0 cột chịu nén lệch tâm lớn x N e + h0 ữ = 2,12cm2 As = As' = Rsc ( h0 a ') Kiểm tra hàm lợng cốt thép 49 As 100 = 0,55%> = 0, 2% bh0 à= àt = 2à = 1,1%< àmax = 6% c Tính toán tơng tự cho cặp nội lực số M = 17,3kN m N = 295, 7kN Ta có hệ số uốn dọc = 1,27 Từ đó, ta xác định đợc độ lệch tâm: e = e0 + h a = 14,4cm h e ' = e0 + a ' = 0,43cm Rs = Rsc x1 = N = 11,7cm Rbb R h0 = 11,2cm 2a ' = 8cm x > R h0 cột chịu nén lệch tâm bé Cần phải tính lại x theo công thức gần đúng: n= N = 0,649 Rb bh0 = e = 0.802 h0 a = h0 a ' = 0,778 h0 ( R ) a n + R ( n 0, 48 ) h0 x= = 11,6cm ( R ) a + ( n 0, 48 ) x Ne Rbbx h0 ữ = 1,76cm2 As = As' = Rsc ( h0 a ') Kiểm tra hàm lợng cốt thép 50 à= As 100 = 0,4%> = 0, 2% bh0 àt = 2à = 0,9%< àmax = 6% * Sau tính toán cho cặp nội lực, thiên an toàn, ta lấy diện tích cốt thép lớn để thiết kế cốt thép cho cột As = As' = 2,12cm2 10.2 Tính toán cốt thép cho cột C4 - TH02 (b ì h = 22 ì 30cm; H = 4, 4m) a Số liệu tính toán Chiều dài tính toán l0 = 0,7 H = 0,7.4,4=3.08m Độ mảnh h = l0 = 10,3>8 phải xét đến ảnh hởng uốn dọc hc Giả thiết a = a ' = 4cm h0 = hc a = 26cm Nội lực đợc chọn từ bảng tổ hợp nội lực dùng để tính toán cốt thép cho cột C4-TH02 là: Bảng 10.2: Các cặp nội lực tính toán cột C4-TH02 Ký hiệu cặp nội lực Ký hiệu tổ hợp nội lực 4,8 4,5,6,8 4,5,6,8 Đặc điểm cặp nội lực M N e1 = M / N ea e0 = max(ea , e1 ) (kN m) (kN ) (cm) (cm) (cm) -61.5 -836.5 7,35 1,0 7,35 N max -58.2 -1032.2 5,64 1,0 5,64 M , N lớn -58.2 -1032.2 5,64 1,0 5,64 M max = emax Với M dh = 9, 66kN m ; N dh = 823, 4kN Trong độ lệch tâm ngẫu nhiên e0 = max(ea , e1 ) ea - độ lệch tâm ngẫu nhiên ea = max( e0 - độ lệch tâm ban đầu e0 = max(ea , e1 ) Xác định hệ số uốn dọc l = 0,5 0, 01 + Rb ữ = 0,28 h e0 = 0,25 h 51 1 H , hc ) ; 600 30 e e = max ; ữ = 0,28 h Với bê tông cốt thép thờng p = Hệ số kể đến ảnh hởng độ lệch tâm đợc tính theo công thức S= 0,11 + 0,1 = 0,388 0,1 + e p y = 0,5h = 15cm =1 Hệ số kể đến ảnh hởng tải trọng dài hạn đợc tính theo công thức l = + I= M dh + N dh y = 1,71 M + Ny bh = 49500cm4 12 Giả thiết àt = 4% h I s = àt bh0 a ữ = 2768,5 cm4 Lực dọc tới hạn đợc xác định theo công thức N cr = 6, S Eb I + E s I s ữ = 5964kN l0 l Hệ số uốn dọc đợc xác định theo công thức = = N 1,16 N cr Từ đó, ta xác định đợc độ lệch tâm: e = e0 + h a = 19,6cm h e ' = e0 + a ' = -2,45cm Rs = Rsc x1 = N = 31,1cm Rbb 52 R h0 = 16,2cm 2a ' = 8cm x > R h0 cột chịu nén lệch tâm bé Cần phải tính lại x theo công thức gần đúng: n= N = 1,272 Rbbh0 = e = 0,752 h0 a = h0 a ' = 0,846 h0 ( R ) a n + R ( n 0, 48 ) h0 x= = 20,4cm ( R ) a + ( n 0, 48 ) x Ne Rbbx h0 ữ = 13,31cm2 As = As' = Rsc ( h0 a ') Kiểm tra hàm lợng cốt thép à= As 100 = 2,3%> = 0, 2% bh0 àt = 2à = 4,7%< àmax = 6% c Tính toán tơng tự cho cặp nội lực số M = 58, 2kN m N = 1032, 2kN Tính toán tơng tự ta có As = As' = 16,37cm2 Kiểm tra hàm lợng cốt thép à= As 100 = 2,9%> = 0, 2% bh0 àt = = 5.7%< àmax = 6% * Sau tính toán cho cặp nội lực, thiên an toàn, ta lấy diện tích cốt thép lớn để thiết kế cốt thép cho cột As = As' = 16,37cm2 10.3 Tính toán cốt thép cho cột C6 - TH02 (b ì h = 22 ì 30cm; H = 4, 4m) 53 a Số liệu tính toán Chiều dài tính toán l0 = 0,7 H = 0,7.4,4=3.08m Độ mảnh h = l0 = 10,3>8 phải xét đến ảnh hởng uốn dọc hc Giả thiết a = a ' = 4cm h0 = hc a = 26cm Nội lực đợc chọn từ bảng tổ hợp nội lực dùng để tính toán cốt thép cho cột C6-TH02 là: Bảng 10.3: Các cặp nội lực tính toán cột C6-TH02 Ký hiệu cặp nội lực Ký hiệu tổ hợp nội lực 4,8 4,5,6,8 4,5,6,8 Đặc điểm cặp nội lực M (kN m) N e1 = M / N ea e0 = max(ea , e1 ) (kN ) (cm) (cm) (cm) = emax 60.16 -741.17 8,12 1,0 8,12 N max 57.25 -857.55 6,68 1,0 6,68 M , N lớn 57.25 -857.55 6,68 1,0 6,68 M max Với M dh = 9,17kN m ; N dh = 700,8kN Trong độ lệch tâm ngẫu nhiên e0 = max(ea , e1 ) ea - độ lệch tâm ngẫu nhiên ea = max( e0 - độ lệch tâm ban đầu e0 = max(ea , e1 ) 1 H , hc ) ; 600 30 Tính toán tơng tự với cặp nội lực 2,3 ta có As = As' = 11,24cm2 Tính toán tơng tự với cặp nội lực 2,3 ta có As = As' = 12,82cm2 * Sau tính toán cho cặp nội lực, thiên an toàn, ta lấy diện tích cốt thép lớn để thiết kế cốt thép cho cột As = As' = 12,82cm2 10.4 Bố trí cốt thép cột Bảng 10.4: Bố trí cốt thép cột Tên cột Kích thRb ớc (cm) (MPa ) Rs (MPa ) As 54 Cốt thép dọc chọn As chọ Cốt thép đai n (cm2 ) (cm2 ) C2-TH02 22 ì 22 11,5 C4-TH02 22 ì 30 11,5 C6-TH02 22 ì 30 11,5 280 225 280 225 280 225 2,12 18 5,1 16,37 22 19,0 12,82 22 11,4 6a150, 6a200 6a150, 6a200 6a150, 6a200 * Tính toán cốt thép đai cho cột + Đờng kính cốt đai sw max( max 22 ;5mm) = max( ;5) = 5,5mm Ta chọn cốt đai thuộc nhóm 4 AI + Khoảng cách cốt đai: - Trong đoạn nối chòng cốt thép dọc s (10min ;500mm) = (10 ì18;500) = 180mm Chọn s=150mm - Các đoạn lại s (15min ;500mm) = (15 ì18;500) = 270mm Chọn s=200mm 10.6 Tính toán cấu tạo nút góc chơng 11: bố trí cốt thép khung 55 [...]... 0,5m Chiều dài tính toán cột tầng 1: ht1 = H t + Z + hm hd 2 = 3,6 + 0, 45 + 0,5 0,3/ 2 = 4, 4m b Chiều dài tính toán cột tầng 2, 3,4 ht = H t = 3,6m D30x60 3600 D22x30 C22x 22 C22x30 C22x30 D30x60 3600 D22x30 C22x 22 C22x30 C22x30 D30x60 3600 D22x30 C22x 22 C22x30 C22x30 D30x60 4400 D22x30 C22x 22 C22x30 C22x30 1600 A 6800 B C Hình 2. 2: Sơ đồ kết cấu chơng 3: Xác định tải trọng tính toán đơn vị 3.1 Tĩnh... -0 .21 2 2 2 -1.98 -1.98 -1.98 0.19 0.19 0.19 0. 62 0. 62 0. 62 0.06 V2 -13 .22 1.63 16.48 -3.09 -0.63 1. 82 1 .26 1 .26 1 .26 -1.33 -1.33 -1.33 0.19 0.19 0.19 -11.09 1 .21 13.51 1.1 1.1 1.1 4.49 4.49 4.49 -4.49 -4.49 -4.49 -9. 12 -0.05 9. 02 -9.7 2. 6 14.9 -9.19 M3 -4.753 3.19 -9 .21 4 -0.679 1.874 1.058 2. 174 0.443 -1 .28 8 -2. 208 -0.39 1. 427 -0.7 52 -1.008 -1 .26 5 -7.61 -0.844 -10. 928 -0. 727 -2. 228 -3. 728 7. 12 0.973... hệ số k = = 0, 625 l2 Hình 3.1: Sơ đồ dồn tải trọng chơng 4: Xác định tĩnh tải tác dụng vào khung - Tải trọng bản thân của các kết cấu dầm, cột khung sẽ do chơng trình tính toán kết cấu tự tính 4.1 Tĩnh tải tầng 2, 3,4 11 A B C 6800 300 1600 3900 3 22 0 22 0 2 g s= 423 daN/m 3900 2 2 g s= 423 daN/m 1 2 g s= 423 daN/m GA gtg ght GB 1600 A GA 6800 gt2 B g2 C GB GC g1 1600 A GC 6800 B C Hình 4.1: Sơ đồ dồn tải trọng... HTAI2 HTAI2 HTAI2 TTAI TTAI TTAI HTAI1 HTAI1 HTAI1 GT GT GT GP GP GP HTAI2 HTAI2 HTAI2 TTAI TTAI TTAI HTAI1 Loc 0.11 1.48 2. 85 0.11 1.48 2. 85 0.11 1.48 2. 85 0.11 1.48 2. 85 0.11 1.48 2. 85 0.11 1.48 2. 85 0.11 1.48 2. 85 0.11 1.48 2. 85 0.11 1.48 2. 85 0.11 1.48 2. 85 0.11 1.48 2. 85 0.11 34 P -3.13 -3.13 -3.13 -0.34 -0.34 -0.34 3.97 3.97 3.97 3.68 3.68 3.68 -0.65 -0.65 -0.65 1.01 1.01 1.01 -0 .21 -0 .21 -0 .21 2. .. 19 24 3 daN PCmI, s = 98 ì 0,6 ì 3,9 = 22 9 5 .2 Trờng hợp hoạt tải 2 5 .2. 1 Hoạt tải 2 tầng 2 hoặc tầng 4 1600 B C 6800 300 A 3900 3 22 0 3900 2 1 2 p hl =360daN/m II PA II PB ptg II 1600 A B II PA 6800 C II PB p2 II 1600 A 6800 B C Hình 5.4: Sơ đồ dồn tải trọng trờng hợp hoạt tải 2 tầng 2 hoặc 4 Sàn Loại tải trọng và cách tính Kết quả Sàn tầng 2 hoặc tầng 4 Bảng 5.4: Hoạt tải 2 tầng 2 hoặc tầng 4 p2II... 3,9 = 1038 GA = 26 06 1600 B C 6800 300 A 3900 3 22 0 22 0 2 g m= 426 daN/m 3900 2 2 g m= 426 daN/m 1 2 g m= 426 daN/m m GA gtg 2 g =g sn m= 426 daN/m ght m GB g't1 gt1 3000 A m A G 6900 B C m B G m g2 m m 1 GC g 1600 A m GC 6800 B C Hình 4 .2: Sơ đồ dồn tải trọng trờng hợp tĩnh tải tầng mái Từ mặt cắt kiến trúc ta thấy trên mái có xây tờng thu hồi dạng hình tam giác, để đơn giản trong tính toán, ta quy đổi hình... và Ce 2 = 0,64 Từ 6.1, 6 .2 ta có thể tính trị số S công thức: S = W0 nki B Ci hi = 83 ì 1, 2 ì 0,74 ì 3,9 Ci hi = 28 7 Ci hi - phía gió đẩy: S d = 28 7 ( 0,8 ì 0,6 0,75 ì 1,9 ) = 27 1daN 24 - phía gió hút: S h = 28 7 ( 0,6 ì 0,6 + 0,64 ì 1,9 ) = 452daN * Sơ đồ tải trọng gió trái tác dụng vào khung 452daN 4400 3600 3600 3600 27 1daN 23 0daN/m 172daN/m 21 1daN/m 158daN/m 192daN/m 144daN/m 161daN/m 121 daN/m... tính 25 00 ì 1,1 ì 0,3 ì 0, 22 ì 3,9 = 2 366 1410 Do trọng lợng seno nhịp 0,6m truyền vào: 426 ì 0,6 ì 3,9 = 996 25 00 ì 1,1 ì 0,08 ì 0,6 ì 3,9 = 514 GCm = 3 627 Tờng seno cao 0,6m dày 8cm bằng BTCT Cộng và làm tròn G Bm 1 21 17 Giống nh mục 1 ,2 của G m đã tính ở trên C 2 Do trọng lợng sàn nhỏ truyền vào: ( 3,9 0,3) + ( 3,9 1,6 ) ì ( 1,6 0, 22 ) ì 426 / 4 = 867 G Bm = 29 84 25 00 ì 1,1 ì 0,3 ì 0, 22 ì... = 0, 625 p2II = 576 ì 0, 625 = PAII = PBII 360 daN Do tải trọng từ sàn truyền vào: PAII = PBII = 360 ì 3,9 + ( 3,9 1,6 ) ì 1,6 / 4 = 5 .2. 2 Hoạt tải 2 tầng 3 20 893 1600 B C 6800 300 A 3900 3 22 0 22 0 2 p =300daN/m s 3900 2 2 p =300daN/m s 1 II PB 1600 A 6800 B C II PB II PC p1II 1600 A II PC II pht 6800 B C Hình 5.5: Sơ đồ dồn tải trọng trờng hợp hoạt tải 2 tầng 3 Sàn Loại tải trọng và cách tính Kết. .. 423 ì ( 3 0, 22 ) = 1175 12 1307 28 49 Đổi ra phân bố đều với: k = 0, 625 g 2 = 1175 ì 0, 625 = Cộng và làm tròn TT 1 Tĩnh tải tập trung Loại tải trọng và cách tính Kết quả GC daN Do trọng lợng bản thân dầm dọc: 25 00 ì 1,1 ì 0,3 ì 0, 22 ì 3,9 = 2 3 734 707 Do trọng lợng tờng xây trên dầm dọc cao: 3,6 0,3 = 3,3m ; Xét hệ số giảm lỗ cửa 0,7 514 ì 3,3 ì 3,9 ì 0,7 = 4630 423 ì ( 3,9 0,3) ì ( 3,9 0, 22