MỤC LỤC CHƯƠNG 1: LỰA CHỌN GIẢI PHÁP KẾT CẤU 1 1.1. Vật liệu sử dụng 1 1.2. Lựa chọn giải pháp kết cấu sàn 1 1.3. Lựa chọn kích thước, chiều dày sàn 2 1.3.1. Kích thước sàn mái 2 1.3.2. Kích thước sàn tầng 2 1.4. Lựa chọn giải pháp kết cấu chịu lực 4 1.5. Lựa chọn kích thước các tiết diện 5 1.5.1. Kích thước tiết diện dầm 5 1.5.2. Kích thước tiết diện cột 6 1.6. Mặt bằng bố trí kết cấu 7 CHƯƠNG 2: SƠ ĐỒ TÍNH TOÁN KHUNG PHẲNG 9 2.1. Sơ đồ hình học 10 2.2. Sơ đồ kết cấu 11 2.2.1. Nhịp tính toán của dầm 11 2.2.2. Chiều dài tính toán của cột 11 CHƯƠNG 3: XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG TÍNH TOÁN ĐƠN VỊ 12 3.1. Tĩnh tải đơn vị 12 3.2. Hoạt tải đơn vị 13 3.3. Hệ số quy đổi tải trọng 14 CHƯƠNG 4: XÁC ĐỊNH TĨNH TẢI TÁC DỤNG VÀO KHUNG 14 4.1. Tĩnh tải tầng 2,3,4 14 4.2. Tĩnh tải tầng mái 17 4.3. Tĩnh tải tác dụng vào khung 20 CHƯƠNG 5: XÁC ĐỊNH HOẠT TẢI TÁC DỤNG VÀO KHUNG 21 5.1. Trường hợp hoạt tải 1 21 5.1.1. Hoạt tải 1 tầng 2 hoặc tầng 4 21 5.1.2. Hoạt tải 1 tầng 3 22 5.1.3. Hoạt tải 1 tầng mái 23 5.2. Trường hợp hoạt tải 2 24 5.2.1. Hoạt tải 2 tầng 2 hoặc tầng 4 24 5.2.2. Hoạt tải 2 tầng 3 25 5.2.3. Hoạt tải 2 tầng mái 26 5.3. Các trường hợp hoạt tải tác dụng vào khung 28 CHƯƠNG 6: XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG GIÓ 30 CHƯƠNG 7: XÁC ĐỊNH NỘI LỰC 32 7.1. Sơ đồ các phần tử khung 32 7.2. Biểu đồ nội lực trường hợp tĩnh tải 33 7.3. Biểu đồ nội lực trường hợp hoạt tải 1 36 7.4. Biểu đồ nội lực trường hợp hoạt tải 2 39 7.6. Biểu đồ nội lực trường hợp gió trái 42 7.7. Biểu đồ nội lực trường hợp gió phải 45 7.8. Bảng giá trị nội lực các trường hợp tải trọng 49 CHƯƠNG 8: TỔ HỢP NỘI LỰC 54 CHƯƠNG 9: TÍNH TOÁN CỐT THÉP DẦM Error Bookmark not defined. 9.1. Tính toán cốt thép cho dầm B1 TH02. Error Bookmark not defined. 9.2. Tính toán cốt thép cho dầm B2 TH02. Error Bookmark not defined. 9.3. Bố trí cốt thép dầm Error Bookmark not defined. CHƯƠNG 10: TÍNH TOÁN CỐT THÉP CỘT Error Bookmark not defined. 10.1. Tính toán cốt thép cho cột C2 TH02. Error Bookmark not defined. 10.2. Tính toán cốt thép cho cột C4 TH02. Error Bookmark not defined. 10.3. Tính toán cốt thép cho cột C6 TH02. Error Bookmark not defined. 10.4. Bố trí cốt thép cột Error Bookmark not defined. 10.6. Tính toán cấu tạo nút góc trên cùng Error Bookmark not defined. CHƯƠNG 11: BỐ TRÍ CỐT THÉP KHUNG Error Bookmark not defined.
ỏn kt cu bờ tụng ct thộp II TRNG I HC M-A CHT KHOA XY DNG B MễN K THUT XY DNG N KT CU Bấ TễNG CT THẫP Mó s: S tớn ch: Sinh viờn: Lp: Trn Tựng Lõm XDDD&CN A K59 Mó s sinh viờn:1421070069 H:i hc S LIU N STT L1 (m) L2 (m) a (m) H (m) 27 5,2 2,5 3,2 3,6 Hot ti tiờu chun (daN/m2) Hot ti Hot ti Hot ti mỏi sn hnh lang 100 400 400 Vựng giú Bờ tụng Thộp IIA B20 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) GVHD:Th.s ng Vn Phi Ký tờn ỏn kt cu bờ tụng ct thộp II mục lục GVHD:Th.s ng Vn Phi ỏn kt cu bờ tụng ct thộp II chơng 1: lựa chọn giải pháp kết cấu 1.1 Vật liệu sử dụng - Bê tông móng thân công trình cấp độ bền B20 (mác M250) có Rb = 11,5MPa ; Rbt = 0,9MPa - 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 phGVHD:Th.s ng Vn Phi SVTH:Trn Tựng Lõm Trang ỏn kt cu bờ tụng ct thộp II ơng 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, ; l1 - kích thớc cạnh ngắn bản; 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 = 1,0 Với ô sàn lớn l1 = a = 3, 2m hb = GVHD:Th.s ng Vn Phi SVTH:Trn Tựng Lõm 1,0 3, = 0,071m = 7,1cm 45 Trang ỏn kt cu bờ tụng ct thộp II 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 = 1,0 Với ô sàn lớn l1 = a = 32m hb = 1,1 3, = 0,078m = 7,8cm 45 Với sàn nhà dân dụng hmin = 5cm chọn chiều dày mái hS = 8cm cho sàn phòng học kích thớc b Kích thớc sàn hành lang Với kê cạnh, liên tục lấy m = 45, tải trọng nhỏ lấy D = 1,1 Với ô sàn lớn l1 = L2 = 2,5m hb = 1,1 2,5 = 0,061m = 6,1cm 45 Với sàn nhà dân dụng hmin = 5cm chọn chiều dày mái hS = 7cm cho sàn hành lang kích thớc a ì L = 3, ì 2,5m * Để đơn giản tính toán đồ án, chọn chiều dày tất sàn (sàn mái, sàn phòng học, sàn hành lang) hS = 8cm Theo cấu tạo sàn ta có trọng lợng cho m2 sàn: Bảng 1.1: Tính tĩnh tải sàn phòng học sàn hành lang GVHD:Th.s ng Vn Phi SVTH:Trn Tựng Lõm Trang ỏn kt cu bờ tụng ct thộp II Các lớp hoàn thiện sàn (m) - Lớp gạch lát 0.00 Ceramic ( daN m3 ) TT TT tiêu Hệ chuẩn số v- ( daN m2 ) ợt tải tính toán ( daN m2 ) 2000 16 1.1 18 - Lớp vữa lót 0.03 2000 60 1.3 78 - Lớp vữa trát trần 0.02 2000 40 1.3 52 - Tổng trọng lợng lớp hoàn 116 148 thiện: - Sàn BTCT chịu lực 0.08 2500 200 - Tổng cộng g s : 1.1 316 220 368 Bảng 1.2: Tính tĩnh tải sàn mái Các lớp hoàn thiện sàn (m) - Lớp mái tôn ( daN m3 ) TT TT tiêu Hệ chuẩn số v- ( daN m2 ) ợt tải tính toán ( daN m2 ) 20 20 1.1 22 - Lớp vữa lót 0.03 2000 60 1.3 78 - Lớp vữa trát trần 0.02 2000 40 1.3 52 - Tổng trọng lợng lớp hoàn 120 152 thiện: - Sàn BTCT chịu lực 0.08 2500 - Tổng cộng g m : 200 320 1.1 220 372 Bảng 1.3: Hoạt tải phòng lấy theo tiêu chuẩn TCVN2737-1995 GVHD:Th.s ng Vn Phi SVTH:Trn Tựng Lõm Trang ỏn kt cu bờ tụng ct thộp II Các phòng chức TTTC TTTC TTTC Hệ TT toàn dài hạn ngắn số tính phần ( daN hạn vợt toán ( daN - Phòng học m2 ) m2 ) ( daN m2 ) tải ( daN m2 ) 400 140 260 1.2 480 400 140 260 1.2 480 100 60 1.3 130 - Sảnh, phòng giải lao, cầu thang - Mái bê tông ngời sử dụng 1.4 Lựa chọn giải pháp kết cấu chịu lực 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 GVHD:Th.s ng Vn Phi SVTH:Trn Tựng Lõm Trang ỏn kt cu bờ tụng ct thộp II 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 (1.2) Trong đó: hd , bd - chiều cao bề rộng tiết diện dầm; L - chiều dài nhịp dầm; a Kích thớc tiết diện dầm dọc nhà Để đơn giản tính toán, ta coi dầm dọc nhà có chiều dài nhịp tính L = a = 3, 2m , toán 1 hd = ( ữ ).3, = (0, ữ 0, 26) m 12 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 toán L = L1 = 5, 2m , 1 hd = ( ữ ).5, = (0,65 ữ 0, 433) m 12 chọn hd = 0,6m , bd = ( 0,3 ữ 0,5 ) hd = (0,18 ữ 0,3) = 0, 22m dầm ngang nhà BC kích thớc 0,6 ì 0, 22m GVHD:Th.s ng Vn Phi SVTH:Trn Tựng Lõm Trang ỏn kt cu bờ tụng ct thộp II 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 hd = L = L2 = 2,5m , k = ,0 m =12, 2,5.1,0 = 0, 21m 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 - lực dọc cột tải trọng đứng gây ra; Rb - cờng độ chịu nén tính toán bê tông; k - 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: N = S ( nqs + qm ) (1.4) Trong đó: S - diện tích truyền tải cột chịu tải trọng; n - số tầng điển hình, n=3; 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 qhl = g hltt + phltt = 368 + 480 = 848 daN m qs = g stt + p tt = 368 + 480 = 848 daN m GVHD:Th.s ng Vn Phi SVTH:Trn Tựng Lõm Trang ỏn kt cu bờ tụng ct thộp II qm = g mtt + p tt = 372 + 130 = 502 daN m a Kích thớc tiết diện cột phòng (trục B) Diện tích truyền tải: SB = a l1 + l2 3, 2.( 5, + 2,5 ) = = 12,32m 2 Lực dọc cột: + Lực dọc tải trọng phân bố sàn N1 = qs S B = 848.12,32 = 10447 daN + Lực dọc tải trọng phân bố sàn N = g t lt ht = 514 ( 5, / + 3, ) 3,6 = 10732daN ( lấy sơ chiều cao tờng chiều cao tầng) + Lực dọc tờng thu hồi N = g t1lt ht = 296 ( 5, / + 2,5 / ) 0,8 = 912daN + Lực dọc tải phân bố sàn mái N = qm S B = 502.12,32 = 6185daN + Với nhà tầng có sàn học sàn mái N = ni N i = 3(10447 + 10732) + 1(912 + 6185) = 70634daN + k n nh hng ca momen ta chn k=1,1 Diện tích tiết diện cột A = 1,1 70634 = 676cm 115 Chọn bc ì hc = 22 ì 35cm ; ( Ac = 770cm ) cho cột tầng 1,2; bc ì hc = 22 ì 25cm cho cột tầng 3,4 b Kích thớc tiết diện cột biên phòng (trục C) GVHD:Th.s ng Vn Phi SVTH:Trn Tựng Lõm Trang ỏn kt cu bờ tụng ct thộp II Hệ số kể đến ảnh hởng độ lệch tâm đợc tính theo công thức 0,11 0,11 + 0,1 = + 0,1 = 0, 29 e 0, 47 0,1 + 0,1 + p S= y = 0,5h = 11cm =1 Hệ số kể đến ảnh hởng tải trọng dài hạn đợc tính theo công thức l = + I= M dh + N dh y 0,8 + 131,5.0,11 = 1+1 = 1, 02 M + Ny 24,88 + 241, 02.0,11 bh3 = 19521cm4 12 Giả thiết àt = 1,5% 2 h 0, 22 I s = àt bh0 a ữ = 0, 015.0, 22.0,18 0, 04 ữ = 291,06 cm4 Lực dọc tới hạn đợc xác định theo công thức N cr = 6, S 6, 29 Eb I + Es I s ữ = 2300.19521 + 21000.291, 06 ữ=865,33 l0 l 3080 1, 02 kN Hệ số uốn dọc đợc xác định theo công thức = 1 = = 1,38 N 241, 02 1 N cr 865,33 Từ đó, ta xác định đợc độ lệch tâm: e = e0 + h 22 a = 1,38.10,3 + = 21, 21 cm 2 h 22 e ' = e0 + a ' = 1,38.10,3 + = 7, 214 cm 2 GVHD:Th.s ng Vn Phi SVTH:Trn Tựng Lõm Trang 70 ỏn kt cu bờ tụng ct thộp II Rs = Rsc x1 = 24102 = 9,52 cm 115.22 R h0 = 0, 623.18 = 11,21cm 2a ' = 8cm 2a ' x < R h0 cột chịu nén lệch tâm lớn: As = As' = Ne Rbx (h 0,5 x) = 2, 45(cm2 ) Rsc ( h0 a ') Kiểm tra hàm lợng cốt thép à= As 2, 45 100 = 100 = 0, 62 %> = 0, 2% bh0 22.18 àt = = 1,24%< max = 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' = 3,75cm2 10.2 Tính toán cốt thép cho cột C5 - T2 (b ì h = 22 ì 35cm; H = 4, 4m) a Số liệu tính toán Chiều dài tính toán l0 = 0,7 H = 0,7.4,4=3.08m l Độ mảnh h = h = 8,8>8 phải xét đến ảnh hởng uốn c dọc Giả thiết a = a ' = 4cm h0 = hc a = 31cm - độ lệch tâm ngẫu nhiên ea = max( 1 H , hc ) 600 30 =(0,73 ;1,03)=1,03 Nội lực đợc chọn từ bảng tổ hợp nội lực dùng để tính toán cốt thép cho cột 5-T2 là: Bảng 10.2: Các cặp nội lực tính toán cột 5-T2 GVHD:Th.s ng Vn Phi SVTH:Trn Tựng Lõm Trang 71 ỏn kt cu bờ tụng ct thộp II Ký hiệ u cặp nội lực Ký hiệu Đặc tổ hợp điểm M N e1 = M / N ea e0 = max(ea , e1 ) cặp (kN m) (kN ) (cm) (cm) (cm) 54,0 519,55 10,4 1,03 10,4 29,95 767,05 3,9 1,03 3,9 29,95 767,05 3,9 1,03 3,9 nội lực nội lực 4,8 M max 4,5,6, = emax N max 4,5,6, M , N lớn Với M dh = 8, 4kN m ; N dh = 543,84kN b Tính toán cốt thép đối xứng cho cặp nội lực số M = 54kN m N = 519,55kN Xác định hệ số uốn dọc l = 0,5 0, 01 + Rb ữ = 0,29 h e0 10, 04 = =0,28 h 35 e e = max ; ữ = 0,29 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 0,38 0,1 + p y = 0,5h = 17,5cm GVHD:Th.s ng Vn Phi SVTH:Trn Tựng Lõm Trang 72 ỏn kt cu bờ tụng ct thộp II =1 Hệ số kể đến ảnh hởng tải trọng dài hạn đợc tính theo công thức l = + I= M dh + N dh y = 2,04 M + Ny bh3 = 78904cm4 12 Giả thiết àt = 1,5% h I s = àt bh0 a ữ = 186,44 cm4 Lực dọc tới hạn đợc xác định theo công thức N cr = 6, S Eb I + E s I s ữ = 2283,3 kN l0 l Hệ số uốn dọc đợc xác định theo công thức = = N 1,29 N cr Từ đó, ta xác định đợc độ lệch tâm: e = e0 + h a = 28,9 Rs = Rsc x1 = N = 20,5cm Rb b R h0 = 19,31cm 2a ' = 8cm GVHD:Th.s ng Vn Phi SVTH:Trn Tựng Lõm Trang 73 ỏn kt cu bờ tụng ct thộp II x > R h0 cột chịu nén lệch tâm bé Cần phải tính lại x theo công thức gần đúng: n= N = 0,66 Rbbh0 = e = 0,87 h0 a = h0 a ' = 0,87 h0 ( R ) a n + R ( n 0, 48 ) h0 x= = 19,05cm ( R ) a + ( n 0, 48 ) x Ne Rbbx h0 ữ = 6,17cm2 As = As' = Rsc ( h0 a ') Kiểm tra hàm lợng cốt thép à= As 100 = 0,9%> = 0, 2% bh0 àt = = 1,8 %< àmax = 6% c Tính toán tơng tự cho cặp nội lực số M = 29,95kN m N = 767, 05kN Xác định hệ số uốn dọc l = 0,5 0, 01 + Rb ữ = 0,29 h e0 3,9 = =0,11 h 35 e e = max ; ữ = 0,29 h Với bê tông cốt thép thờng p = GVHD:Th.s ng Vn Phi SVTH:Trn Tựng Lõm Trang 74 ỏn kt cu bờ tụng ct thộp II Hệ số kể đến ảnh hởng độ lệch tâm đợc tính theo công thức 0,11 + 0,1 = e 0,38 0,1 + p S= y = 0,5h = 17,5cm =1 Hệ số kể đến ảnh hởng tải trọng dài hạn đợc tính theo công thức l = + I= M dh + N dh y = 1,7 M + Ny bh3 = 78904cm4 12 Giả thiết àt = 1,5% h I s = àt bh0 a ữ = 186,44 cm4 Lực dọc tới hạn đợc xác định theo công thức N cr = 6, S Eb I + E s I s ữ = 2737 kN l0 l Hệ số uốn dọc đợc xác định theo công thức = = N 1,39 N cr Từ đó, ta xác định đợc độ lệch tâm: e = e0 + h a = 1,39.3,9+17,5-4=18,9cm Rs = Rsc x1 = N = 30,32cm Rbb R h0 = 0,623.31=19,31cm GVHD:Th.s ng Vn Phi SVTH:Trn Tựng Lõm Trang 75 ỏn kt cu bờ tụng ct thộp II 2a ' = 8cm x > R h0 cột chịu nén lệch tâm bé Cần phải tính lại x theo công thức gần đúng: n= N = 0,98 Rb bh0 = e = 0,61 h0 a = h0 a ' = 0,87 h0 ( R ) a n + R ( n 0, 48 ) h0 x= = 25,75cm ( R ) a + ( n 0, 48 ) x Ne Rbbx h0 ữ = 3,56cm2 As = As' = Rsc ( h0 a ') Kiểm tra hàm lợng cốt thép à= As 100 = 0,51%> = 0, 2% bh0 àt = 2à = 1,02%< max = 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' = 6,17cm2 10.3 Tính toán cốt thép cho cột - T2 (b ì h = 22 ì 35cm; H = 4, 4m) a Số liệu tính toán Chiều dài tính toán l0 = 0,7 H = 0,7.4,4=3,08m l Độ mảnh h = h = 8,8>8 phải xét đến ảnh hởng uốn c dọc GVHD:Th.s ng Vn Phi SVTH:Trn Tựng Lõm Trang 76 ỏn kt cu bờ tụng ct thộp II Giả thiết a = a ' = 4cm h0 = hc a = 31cm - độ lệch tâm ngẫu nhiên ea = max( 1 H , hc ) 600 30 =(0,73 ;1,03)=1,03 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 C9-T2 Ký hiệ u cặp nội lực Ký hiệu tổ hợp nội Đặc điểm M N e1 = M / N ea e0 = max(ea , e1 ) cặp (kN m) (kN ) (cm) (cm) (cm) 9,78 1,03 9,78 7,58 1,03 7,58 7,58 1,03 7,58 nội lực lực 4,7 M 4,5,6, = emax 48,28 N max 47,16 M , N lớn 47,16 4,5,6, max 493,5 621,7 621,7 Với M dh = 7, 4kN m ; N dh = 459, 45kN b Tính toán cốt thép đối xứng cho cặp nội lực số M = 48, 28kN m N = 493,55kN Xác định hệ số uốn dọc l = 0,5 0, 01 + Rb ữ = 0,29 h e0 9, 78 = =0,28 h 35 GVHD:Th.s ng Vn Phi SVTH:Trn Tựng Lõm Trang 77 ỏn kt cu bờ tụng ct thộp II e e = max ; ữ = 0,29 h Với bê tông cốt thép thờng p = Hệ số kể đến ảnh hởng độ lệch tâm đợc tính theo công thức 0,11 + 0,1 = e 0,38 0,1 + p S= y = 0,5h = 17,5cm =1 Hệ số kể đến ảnh hởng tải trọng dài hạn đợc tính theo công thức l = + M dh + N dh y = 1,65 M + Ny bh3 I= = 78904cm4 12 Giả thiết àt = 1,5% h I s = àt bh0 a ữ = 186,44 cm4 Lực dọc tới hạn đợc xác định theo công thức N cr = 6, S Eb I + E s I s ữ = 2820 kN l0 l Hệ số uốn dọc đợc xác định theo công thức = = N 1,21 N cr Từ đó, ta xác định đợc độ lệch tâm: e = e0 + h a = 25,33cm GVHD:Th.s ng Vn Phi SVTH:Trn Tựng Lõm Trang 78 ỏn kt cu bờ tụng ct thộp II Rs = Rsc x1 = N = 19,5cm Rb b R h0 = 19,31cm 2a ' = 8cm x > R h0 cột chịu nén lệch tâm bé Cần phải tính lại x theo công thức gần đúng: n= N = 0,63 Rbbh0 = e = 0,82 h0 a = h0 a ' = 0,87 h0 ( R ) a n + R ( n 0, 48 ) h0 x= = 19,49cm ( R ) a + ( n 0, 48 ) x Ne Rbbx h0 ữ = 2,67cm2 As = As' = Rsc ( h0 a ') Kiểm tra hàm lợng cốt thép à= As 100 = 0,4%> = 0, 2% bh0 àt = = 0,8< max = 6% Tính toán tơng tự với cặp nội lực 2,3 ta có M = 47,16kN m N = 621, 77 kN Xác định hệ số uốn dọc l = 0,5 0, 01 + Rb ữ = 0,29 h GVHD:Th.s ng Vn Phi SVTH:Trn Tựng Lõm Trang 79 ỏn kt cu bờ tụng ct thộp II e0 7,58 = =0,21 h 35 e e = max ; ữ = 0,29 h Với bê tông cốt thép thờng p = Hệ số kể đến ảnh hởng độ lệch tâm đợc tính theo công thức 0,11 + 0,1 = e 0,38 0,1 + p S= y = 0,5h = 17,5cm =1 Hệ số kể đến ảnh hởng tải trọng dài hạn đợc tính theo công thức l = + I= M dh + N dh y = 1,56 M + Ny bh3 = 78904cm4 12 Giả thiết àt = 1,5% h I s = àt bh0 a ữ = 186,44 cm4 Lực dọc tới hạn đợc xác định theo công thức N cr = 6, S Eb I + E s I s ữ = 2982,65 kN l0 l Hệ số uốn dọc đợc xác định theo công thức = = N 1,26 N cr Từ đó, ta xác định đợc độ lệch tâm: GVHD:Th.s ng Vn Phi SVTH:Trn Tựng Lõm Trang 80 ỏn kt cu bờ tụng ct thộp II e = e0 + h a = 1,26 9,78+17,5-4=25,82cm Rs = Rsc x1 = N = 24,5cm Rb b R h0 = 19,31cm 2a ' = 8cm x > R h0 cột chịu nén lệch tâm bé Cần phải tính lại x theo công thức gần đúng: n= N = 0,79 Rbbh0 = e = 0,83 h0 a = h0 a ' = 0,87 h0 ( R ) a n + R ( n 0, 48 ) h0 x= = 25,04cm ( R ) a + ( n 0, 48 ) x Ne Rbbx h0 ữ = 5,75cm2 As = As' = Rsc ( h0 a ') Kiểm tra hàm lợng cốt thép à= As 100 = 0,84%> = 0, 2% bh0 àt = 2à = 1,68< 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' = 5,75cm 10.4 Bố trí cốt thép cột GVHD:Th.s ng Vn Phi SVTH:Trn Tựng Lõm Trang 81 ỏn kt cu bờ tụng ct thộp II Bảng 10.4: Bố trí cốt thép cột Tên cột C1-T2 C5-T2 C9-T2 Kích thớc (cm) 22 ì 2 22 ì 22 ì Cốt thép dọc Rb Rs (MPa ) (MPa ) (cm2 ) 280 3,7 225 280 6,1 225 280 5,7 225 0,9 0,9 0,9 As chọn As chọ n (cm2 ) Cốt thép đai 6a150 16 , 4,02 6a200 6a150 18 , 7,63 6a200 6a150 18 5,09 , 6a200 * Tính toán cốt thép đai cho cột + Đờng kính cốt đai sw max( max 16 ;5mm) = max( ;5) = 4mm Ta chọn cốt đai thuộc 4 nhóm AI + Khoảng cách cốt đai: - Trong đoạn nối chòng cốt thép dọc s (10min ;500mm) = (10 ì16;500) = 160mm Chọn s=150mm - Các đoạn lại s (15min ;500mm) = (15 ì16;500) = 240mm Chọn s=200mm 10.6 Tính toán cấu tạo nút góc TABLE: Element Forces - Frames Frame Station OutputCase GVHD:Th.s ng Vn Phi SVTH:Trn Tựng Lõm N Q M Trang 82 ỏn kt cu bờ tụng ct thộp II Text 4 4 4 4 4 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12 m 3.6 3.6 3.6 3.6 3.6 3.6 3.6 3.6 3.6 3.6 Text TT1 TT1 HT1 HT1 HT2 HT2 GT GT GP GP TT1 TT1 HT1 HT1 HT2 HT2 GT GT GP GP KN -37.26 -32.56 -7.01 -7.01 -1.40 -1.40 3.15 3.15 -3.24 -3.24 -71.74 -64.26 -2.80 -2.80 -11.84 -11.84 -2.15 -2.15 2.11 2.11 KN -1.63 -1.63 -0.26 -0.26 -0.55 -0.55 2.15 2.15 -2.16 -2.16 13.29 13.29 3.50 3.50 1.03 1.03 5.90 0.46 -6.89 0.35 KN-m -2.45 3.43 0.33 1.28 -1.65 0.32 3.11 -4.64 -3.10 4.67 24.51 -23.33 10.12 -2.48 -0.26 -3.97 5.48 -5.96 -6.09 5.69 Nỳt giao gia : +phn t dm 16 v phn t ct + phn t dm 20 v phn t ct 12 Chiu di neo ct thộp nỳt gúc ph thuc vo t s e0 hc +da vo bng t hp ni lc ta cú cp ni lc M,N ca phn t s cú lch tõm eo ln nht ú l cp 4-9 cú M=8,1 v N= 35,8 cú eo = 22, e0 22, = = 1, 027 > 0,5 h 22 Vy ta s cu to ct thộp nỳt khung theo trng hp GVHD:Th.s ng Vn Phi SVTH:Trn Tựng Lõm e0 >0,5 hc Trang 83 ỏn kt cu bờ tụng ct thộp II +da vo bng t hp ni lc ta cú cp ni lc M,N ca phn t s 12 cú lch tõm eo ln nht ú l cp 12-12cú M=38,55 v N= 76,19cú eo = 50, e0 50, = = 1, 44 > 0,5 h 35 Vy ta s cu to ct thộp nỳt khung theo trng hp GVHD:Th.s ng Vn Phi SVTH:Trn Tựng Lõm e0 >0,5 hc Trang 84