Đang tải... (xem toàn văn)
Thiết kế công trình là một quá trình tính toán phức tạp. Các công trình chịu ảnh hưởng rất nhiều về điều kiện địa hình, thời tiết và khí hậu. Trong đó, đặc biệt phải kể đến sự tác động của tải trọng gió lên các công trình. Tải trọng gió ảnh hưởng rất lớn đến độ bền và mức độ ổn định của công trình. Công trình có chiều cao càng lớn thì mức độ ảnh hưởng của gió đến công trình càng lớn. Nghiên cứu tính toán tải trọng gió theo tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN2737) và tiêu chuẩn Châu Âu EN199114 (EN1) nhằm mục đích rút ra được sự chênh lệch về nội lực và chuyển vị giữa hai tiêu chuẩn tính toán.
Đồ án: Khung Nhà Nhiều Tầng MỤC LỤC GVHD: Ths Đặng Văn Phi SVTH: Nguyễn Văn Nam - XDD&CN K57 - 1221070105 Đồ án: Khung Nhà Nhiều Tầng CHƯƠNG I : XÁC ĐỊNH SƠ BỘ KÍCH THƯỚC TIẾT DIỆN VÀ LỰA CHỌN VẬT LIỆU KẾT CẤU CÔNG TRÌNH I.Vật liệu sử dụng 1.Bê tông: Sử dụng bê tông cấp độ bền B25, có đặc trưng vật liệu sau: + Môđun đàn hồi: Eb = 30x103 Mpa = 30x106 kN/m2 + Cường độ chịu nén: Rb = 14,5 Mpa = 14,5x 103 kN/m2 + Cường độ chịu kéo: Rbt = 1,05 Mpa = 1,05 x 103 kN/m2 2.Cốt thép: Sử dụng cốt thép AI, AIII, có đặc trưng vật liệu sau: Cốt thép AI: (Ø Agr0 = 0.0721 (phụ lục H –TCVN 9386-2012) GVHD: Ths Đặng Văn Phi SVTH: Nguyễn Văn Nam - XDD&CN K57 - 1221070105 27 Đồ án: Khung Nhà Nhiều Tầng g : gia tốc trọng trường = 9.81m/s2 - Gia tốc thiết kế Trong : - hệ số tầm quan trọng = 1.25 (phụ lục E – TCVN 9386-2012) Qua công thức ta xác định phổ công trình có giá trị bảng sau : Bảng 6: Phổ động đất công trình T(s) 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 Sd 0.6778 0.6648 0.6518 0.6518 0.6518 0.6518 0.6518 0.5587 0.4888 0.4345 0.3911 0.3555 0.3259 0.3008 0.2793 0.2607 0.2444 0.23 0.2173 0.2058 0.1955 3.3 Tổ hợp nội lực cho cấu kiện GVHD: Ths Đặng Văn Phi SVTH: Nguyễn Văn Nam - XDD&CN K57 - 1221070105 28 T(s) 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 2.8 2.9 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 3.8 3.9 Sd 0.1773 0.1768 0.1768 0.1768 0.1768 0.1768 0.1768 0.1768 0.1768 0.1768 0.1768 0.1768 0.1768 0.1768 0.1768 0.1768 0.1768 0.1768 0.1768 0.1768 Đồ án: Khung Nhà Nhiều Tầng Sau chạy chương trình, ta tiến hành kiểm tra kết tính toán tổ hợp nội lực nhằm tìm nội lực nguy hiểm để thiết kế cấu kiện Nội lực tổ hợp theo hai tổ hợp bản: Tổ hợp 1: TH1 = TTBT +TTS + TƯỜNG + HT Tổ hợp 2: TH2 = TTBT +TTS + TƯỜNG + 0.9HT + 0.9GTX + 0.9GDX Tổ hợp 3: TH3 = TTBT +TTS + TƯỜNG + 0.9HT - 0.9GTX + 0.9GDX Tổ hợp 4: TH4 = TTBT +TTS + TƯỜNG + 0.9HT + 0.9GTY + 0.9GDX Tổ hợp 5: TH5 = TTBT +TTS + TƯỜNG + 0.9HT - 0.9GTY + 0.9GDX Tổ hợp 6: TH6 = 0.91TTBT + 0.83TTS + 0.91TƯỜNG + 0.3HT + 1DDX Tổ hợp : TH7 = 0.91TTBT + 0.83TTS + 0.91TƯỜNG + 0.3HT + 1DDY Tổ hợp bao: BAO = TH1 + TH2 + TH3 + TH4 + TH5 + TH6 + TH7 IV Tính toán diện tích cốt thép kiểm tra tiết diện Lựa chọn khung trục để tính toán cốt thép cột dầm khung Tính toán cốt thép dầm trục GVHD: Ths Đặng Văn Phi SVTH: Nguyễn Văn Nam - XDD&CN K57 - 1221070105 29 Đồ án: Khung Nhà Nhiều Tầng Tính toán cốt thép cho dầm D103 (tầng 4) – Tổ hợp Bao (bxh = 30x60cm; 30cm; ) Bảng 7: Bảng nội lực tổ hợp bao D103 – tầng Story Beam T4 T4 B103 B103 Load BAO MAX BAO Loc P V2 V3 T M2 M3 0.4 0.9 0 -51.29 -43.3 0 9.084 9.084 0 69.368 93.016 GVHD: Ths Đặng Văn Phi SVTH: Nguyễn Văn Nam - XDD&CN K57 - 1221070105 30 Đồ án: Khung Nhà Nhiều Tầng T4 B103 T4 B103 T4 B103 T4 B103 T4 B103 T4 B103 T4 B103 T4 B103 T4 B103 T4 B103 T4 B103 T4 B103 T4 B103 T4 B103 T4 B103 T4 B103 T4 B103 T4 B103 T4 B103 T4 B103 T4 B103 T4 B103 T4 B103 T4 B103 MAX BAO MAX BAO MAX BAO MAX BAO MAX BAO MAX BAO MAX BAO MAX BAO MAX BAO MAX BAO MAX BAO MAX BAO MAX BAO MAX BAO MAX BAO MAX BAO MAX BAO MAX BAO MIN BAO MIN BAO MIN BAO MIN BAO MIN BAO MIN BAO MIN 0.9 -31.26 4.848 94.191 1.4 -24.08 4.848 106.642 1.8 -16.89 4.848 115.86 1.8 4.21 2.331 116.054 2.3 11.39 2.331 112.544 2.7 18.58 2.331 105.801 2.7 44.72 0.728 104.927 3.2 51.9 0.728 83.187 3.6 59.09 0.728 87.822 3.6 87.93 2.043 88.007 4.1 95.11 2.043 83.552 4.5 102.3 2.043 75.865 4.5 133.62 4.833 74.968 140.81 4.833 55.498 5.4 147.99 4.833 38.936 5.4 185.89 9.135 37.574 5.9 193.88 9.135 0.4 -153.41 -9.782 0.9 -145.43 -9.782 0.9 -118.5 -5.586 10.29 181.028 106.319 102.701 1.4 -111.31 -5.586 -53.966 1.8 -104.13 -5.586 -11.76 1.8 -76.33 -2.912 -9.555 2.3 -69.15 -2.912 19.979 GVHD: Ths Đặng Văn Phi SVTH: Nguyễn Văn Nam - XDD&CN K57 - 1221070105 31 Đồ án: Khung Nhà Nhiều Tầng T4 B103 T4 B103 T4 B103 T4 B103 T4 B103 T4 B103 T4 B103 T4 B103 T4 B103 T4 B103 T4 B103 T4 B103 BAO MIN BAO MIN BAO MIN BAO MIN BAO MIN BAO MIN BAO MIN BAO MIN BAO MIN BAO MIN BAO MIN BAO MIN 2.7 -61.96 -2.912 46.571 2.7 -34.72 -0.99 47.82 3.2 -28.18 -0.99 61.954 3.6 -21.64 -0.99 54.85 3.6 -2.25 -1.94 53.802 4.1 4.29 -1.94 14.998 4.5 10.83 -1.94 -29.419 4.5 27 -4.335 -32.674 33.53 -4.335 5.4 40.07 -4.335 5.4 50.93 -8.145 5.9 58.2 -8.145 -94.422 159.403 163.784 258.727 GVHD: Ths Đặng Văn Phi SVTH: Nguyễn Văn Nam - XDD&CN K57 - 1221070105 32 Đồ án: Khung Nhà Nhiều Tầng Tính toán cốt thép dọc Ta có B25, cốt thép AIII => αr = 0.405, ξr = 0.563 a Tính toán cốt thép chịu mô men âm Tính toán theo tiết diện hình chữ nhật: bxh = 30x60cm Giả thiết a = cm có bố trí cốt thép đơn cho tiết diện Kiểm tra hàm lượng cốt thép b Tính toán cốt thép chịu mô men dương Tính toán theo tiết diện hình chữ nhật: bxh = 30x60cm Giả thiết a = cm có bố trí cốt thép đơn cho tiết diện Kiểm tra hàm lượng cốt thép Tương tự với dầm khung trục ta có bảng giá trị nội lực lựa chọn cốt thép bảng sau GVHD: Ths Đặng Văn Phi SVTH: Nguyễn Văn Nam - XDD&CN K57 - 1221070105 33 Đồ án: Khung Nhà Nhiều Tầng Bê tông Tên dầm h Momen bCốt thép (mm (kNm) (mm) ) γ b2 D2-30x60 D42-30x60 -222 521 -61 137 D103-30x60 -260 116 D143-30x60 -180 152 D193-30x60 -206 157 D242-30x60 -57 169 D271-30x60 -244 67 Rb (Mpa) 300 Mác BT: a (mm) Rs (Mpa 600 ) 30 30014.5600 365 30 h0 (mm) M350 αm AIIIξ ξr Rsc (Mpa) Cấp bền: Điều kiện tính toán ar ω As Thiết kế (cm2) B25 As (cm2) Lớp TC σsc, CT Tổn g Lớp K/c SLbảof SLlớpf u 0.15 570 0.172 Cốt đơn 11.67 2vệ c0 2thép18t 12.69 (mm) (mm) 0.03 570 0.037 0.40 Cốt đơn0.7 2.55 365 0.56 40 258 2518 5.09 0.04 30.04 300 600 30 570 300 600 30 570 300 600 30 570 300 600 30 570 300 600 30 570 300 600 30 570 300 600 30 570 300 600 30 570 300 600 30 570 300 600 30 570 300 600 30 570 300 600 30 570 0.09 0.18 0.08 0.12 0.10 0.14 0.11 0.04 0.12 0.17 0.04 Cốt đơn 3.00 0.102 Cốt đơn 6.94 0.205 Cốt đơn 13.92 0.086 Cốt đơn 5.83 0.137 Cốt đơn 9.29 0.114 Cốt đơn 7.75 0.158 Cốt đơn 10.75 0.118 Cốt đơn 8.02 0.041 Cốt đơn 2.80 0.128 Cốt đơn 8.68 0.191 Cốt đơn 12.97 0.049 Cốt đơn 3.30 2 2 2 2 2 Bảng 8: Bảng tính toán lựa chọn cốt thép cho dầm khung trục GVHD: Ths Đặng Văn Phi SVTH: Nguyễn Văn Nam - XDD&CN K57 - 1221070105 34 Kết luận Đạt Đạt 18 7.60 Đạt 16 7.10 Đạt 22 15.20 Đạt 16 7.10 Đạt 22 11.40 Đạt 20 8.23 Đạt 22 11.40 Đạt 20 8.23 Đạt 18 7.60 Đạt 22 8.89 Đạt 20 13.88 Đạt 18 5.09 Đạt Đồ án: Khung Nhà Nhiều Tầng c Tính toán cốt thép chịu cắt Kiểm tra khả chịu ứng suất nén bê tông: Q 0,3 = 743.85 kN bê tông đủ khả chịu ứng suất nén Tính: Lấy Lựa chọn cốt đai có đường kính với nhánh, diện tích nhánh Xác định khoảng cách cốt đai: Theo TCVN 9386-2012 - Khoảng cách s vòng cốt đai vùng tới hạn không vượt S = (hw/4, 24dbw, 225, 8dbl) = (600/4; 24*8; 225; 8*18) = 150mm Trong đó: Hw: chiều cao dầm Dbw: đường kính cốt đai Dbl: đường kính thép dọc chịu lực nhỏ (mm) - Khoảng cốt đai vùng tới hạn Theo tiêu chuẩn < 300mm nên ta chọn 200mm GVHD: Ths Đặng Văn Phi SVTH: Nguyễn Văn Nam - XDD&CN K57 - 1221070105 35 Đồ án: Khung Nhà Nhiều Tầng Tính toán cốt thép cho cột Tính toán cốt thép cho cột C28 (tầng 2) (bxh = 50x80cm; ) Bảng Giá trị nội lực C28 từ chương trình phần mềm etabs 9.7.4 Story T2 T2 T2 T2 T2 T2 T2 T2 T2 T2 T2 T2 T2 T2 T2 T2 T2 T2 T2 T2 T2 T2 T2 T2 T2 T2 T2 T2 T2 T2 T2 T2 T2 Column C28 C28 C28 C28 C28 C28 C28 C28 C28 C28 C28 C28 C28 C28 C28 C28 C28 C28 C28 C28 C28 C28 C28 C28 C28 C28 C28 C28 C28 C28 C28 C28 C28 Load TH1 TH1 TH1 TH2 MAX TH2 MAX TH2 MAX TH2 MIN TH2 MIN TH2 MIN TH3 MAX TH3 MAX TH3 MAX TH3 MIN TH3 MIN TH3 MIN TH4 TH4 TH4 TH5 TH5 TH5 TH6 MAX TH6 MAX TH6 MAX TH6 MIN TH6 MIN TH6 MIN TH7 MAX TH7 MAX TH7 MAX TH7 MIN TH7 MIN TH7 MIN Loc 1.4 2.7 1.4 2.7 1.4 2.7 1.4 2.7 1.4 2.7 1.4 2.7 1.4 2.7 1.4 2.7 1.4 2.7 1.4 2.7 1.4 2.7 P -5836.26 -5821.41 -5806.56 -5616.3 -5601.45 -5586.6 -5750.64 -5735.79 -5720.94 -5780.74 -5765.89 -5751.04 -5915.08 -5900.23 -5885.38 -6567.89 -6553.04 -6538.19 -5465.9 -5451.05 -5436.2 -4547.5 -4533.99 -4520.47 -5145.58 -5132.06 -5118.55 -4552.65 -4539.14 -4525.62 -5140.43 -5126.91 -5113.4 GVHD: Ths Đặng Văn Phi SVTH: Nguyễn Văn Nam - XDD&CN K57 - 1221070105 36 V2 5.08 5.08 5.08 46.43 46.43 46.43 9.04 9.04 9.04 0.84 0.84 0.84 -36.56 -36.56 -36.56 0.58 0.58 0.58 6.6 6.6 6.6 42.62 42.62 42.62 -35.2 -35.2 -35.2 21.06 21.06 21.06 -13.64 -13.64 -13.64 V3 10.41 10.41 10.41 8.18 8.18 8.18 -9.36 -9.36 -9.36 28.59 28.59 28.59 11.05 11.05 11.05 85.42 85.42 85.42 -19.14 -19.14 -19.14 42.11 42.11 42.11 -33.77 -33.77 -33.77 28.74 28.74 28.74 -20.39 -20.39 -20.39 T -0.292 -0.292 -0.292 3.604 3.604 3.604 0.004 0.004 0.004 -0.571 -0.571 -0.571 -4.171 -4.171 -4.171 -1.213 -1.213 -1.213 0.077 0.077 0.077 8.354 8.354 8.354 -8.784 -8.784 -8.784 5.233 5.233 5.233 -5.662 -5.662 -5.662 M2 -1.211 -15.268 -29.325 -4.177 -15.214 -10.738 -36.019 -23.378 -26.252 31.784 -6.811 -29.892 -0.058 -14.975 -45.406 167.404 52.09 -63.224 -65.19 -39.345 -13.5 65.905 10.317 12.658 -80.413 -36.091 -49.698 48.736 11.562 -2.386 -63.244 -37.336 -34.654 M3 9.574 2.71 -4.155 83.331 20.647 -7.853 16.553 4.35 -42.038 2.044 0.915 33.97 -64.735 -15.382 -0.215 0.577 -0.201 -0.979 12.603 3.698 -5.208 75.717 18.256 33.39 -61.735 -14.29 -39.442 37.628 9.246 13.221 -23.645 -5.28 -19.272 Đồ án: Khung Nhà Nhiều Tầng a Số liệu tính toán Chiều dài tính toán: = 0,7*3,3 = 2,31m Độ mảnh phải xét đến ảnh hưởng uốn dọc Giả thiết a = a’ = 4cm Nội lực chọn từ bảng tổ hợp nội lực dùng để tính toán cốt thép cho cột C28-TH01 là: Bảng 10: Các cặp nội lực tính toán cột C28 – TH01 Ký hiệu cặp nội lực Đặc điểm cặp nội lực M (kN.m) N (kN) (cm) (cm) (cm) Ký hiệu tổ hợp nội lực TH4 TH4 = 167.404 167.404 -6567.89 -6567.89 2.55 2.55 2.67 2.67 2.67 2.67 TH4 M,N lớn 167.404 -6567.89 2.55 2.67 2.67 Với Trong : Độ lệch tâm ban đầu: ) : độ lệch tâm tĩnh học : độ lệch tâm ngẫu nhiên: = max b Tính toán cốt thép đỗi xứng cho cặp nội lực số 1,2,3: M = 167.404 kN.m; N = -6567.89 kN Xác định hệ số uốn dọc 0,5-0,01 0,5-0,01.(2.31/0,8 + 14.5) = 0,326 = 0,326 Với bê tông cốt thép thường Hệ số kể đến ảnh hưởng độ lêch tâm tính theo công thức: GVHD: Ths Đặng Văn Phi SVTH: Nguyễn Văn Nam - XDD&CN K57 - 1221070105 37 Đồ án: Khung Nhà Nhiều Tầng y = 0,5h = 40 cm Hệ số kể đến ảnh hưởng tải trọng dài hạn tính theo công thức: Giả thiết: Lực dọc tới hạn xác định theo công thức: Từ ta xác định độ lệch tâm: e = + h/2 – a=1,004*2.67 + 40 – = 38,68 cm e’ = - h/2 + a’ = -33.32cm 2a’ = 8cm 2a’< x < Tính toán tương tự với cột lại c.Tính toán cốt đai cột GVHD: Ths Đặng Văn Phi SVTH: Nguyễn Văn Nam - XDD&CN K57 - 1221070105 38 Đồ án: Khung Nhà Nhiều Tầng - Theo TCVN 9386-2012 cốt đai vùng tới hạn có đường kính tối thiểu 6mm phải có khoảng cách đảm bảo theo quy định Chọn cốt đai đường kính 8mm nhánh Khoảng cách cốt đai s không vượt quá: S = min(b0/2; 175; 8dbl) = min(379; 175; 240) = 175 mm Chọn Scr = 150mm Trong đó: b0: kích thước tối thiểu lõi bê tông (tính tới đường trục cốt théo đai) dbl: đường kính nhỏ cốt thép chịu lực - Khoảng cách cốt thép đai vùng tới hạn không vượt quá: S = min(b; 300; 12dbl) = min(500; 300; 360) = 300 mm Chọn S = 200mm GVHD: Ths Đặng Văn Phi SVTH: Nguyễn Văn Nam - XDD&CN K57 - 1221070105 39 ... án: Khung Nhà Nhiều Tầng 02.Hành lang, sảnh Đ.vị sử dụng: Chiều dày: mm, -Trọng lượng riêng (γ): kN/m3, - Tải phân bố: kN/m2 Chiều dày Trọng TT tiêu Hệ số TT tính Các lớp sàn lớp lượng chuẩn an. .. ht – Chiều cao tầng lớn Chọn bề dày vách lõi thang máy sau: vách b = 30cm III TÍNH TOÁN KHUNG 3.1 Các loại tải trọng cách xác định Tiêu chuẩn áp dụng: TCVN 2737:1995 - “Tải trọng tác động Tiêu...Đồ án: Khung Nhà Nhiều Tầng CHƯƠNG I : XÁC ĐỊNH SƠ BỘ KÍCH THƯỚC TIẾT DIỆN VÀ LỰA CHỌN VẬT LIỆU KẾT CẤU CÔNG TRÌNH I.Vật liệu sử dụng 1.Bê tông: Sử dụng bê tông cấp độ bền B25,