CHƯƠNG 1: LỰ CHỌN GIẢI PHÁP KẾT CẤU 1.1. Vật liệu sử dụng: Bê tông móng và thân công trình cấp độ bền B15 ( mác M200 ) có Rb= 8,5 MPa; Rbt= 0,75 MPa, Eb= 23000 MPa. Cốt thép: + Thép Ø < 12 mm Nhóm CI: Rs= Rsc= 255 MPa; Rsw= 175 MPa + Thép Ø ≥ 12 mm Nhóm CII: Rs=Rsc= 280 MPa; Rsw= 225 MPa 1.2. Lựa chọn giải pháp kết cấu sàn: Thông thường có 3 giải pháp kết cấu sàn: Sàn nấm, sàn sườn, sàn ô cờ Với sàn nấm: Khối lượng bê tông lớn nên giá thành sẽ cao, khối lượng công trình lớn do đó kết cấu móng phải có cấu tạo tốt, khối lượng cũng vì thế mà tăng lên. Ngoài ra dưới tác dụng của gió động và động đất thì khối lượng tham gia dao động lớn => Lực quán tính lớn => Nội lực lớn làm cho cấu tạo các cấu kiện nặng nề kém hiệu quả về mặt giá thành cũng như kiến trúc. Ưu điểm của sàn nấm là chiều cao tầng giảm nên cùng chiều cao nhà sẽ có số tầng lớn hơn. Tuy nhiên để cấp nước, cấp điện và điều hòa ta phải làm trần giả nên ưu điểm này không có giá trị cao. Với sàn sườn: Do độ cứng ngang của công trình lớn nên khối lượng bê tông khá nhỏ => khối lượng dao động giảm => Nội lực giải => Tiết kiệm được bê tông và thép cũng do độ cứng công trình khá lớn nên chuyển vị ngang sẽ giảm tạo tâm lý thoải mái cho người sử dụng. Nhược điểm của sàn sườn là chiều cao tầng lớn và thi công phức tạp hơn phương án sàn nấm tuy nhiên đây cũng là phương án khá phổ biến do phù hợp với điều kiện kỹ thuật thi công hiện nay của các công ty xây dựng. Với ô sàn cờ: yuy khối lượng lượng công trình là nhỏ nhất nhưng do thi công rất phức tạp trong các công việc thi công chính như lắp ván khuôn, đặt cốt thép, đổ bê tông v.v… nên phương án không khả thi . Qua phân tích, so sánh các phương án trên ta chọn phương án dùng sàn sườn toàn khối. Dựa vào hồ sơ kiến trúc công trình, giải pháp kết cấu cho các sàn. Mặt bằng kết cấu được thể hiện trên các bản vẽ kết cấu.
TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ-ĐỊA CHẤT KHOA XÂY DỰNG BỘ MÔN KỸ THUẬT XÂY DỰNG *&* NỘI DUNG ĐỒ ÁN MÔN HỌC KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT THÉP II Mã số: 4100232 Số tín chỉ: Sinh viên: NGUYỄN TIẾN HIỆP Mã số sinh viên: 1631070012 Lớp: LCXDXD61 Hệ: Đại Học I SỐ LIỆU TÍNH TOÁN Hoạt tải tiêu chuẩn(daN/m2) STT L1 L2 a H (m) (m) (m) (m) Hoạt Hoạt tải Hoạt tải tải mái sàn hành Vùng Bê Cốt gió tông thép IIA B15 lang 22 5,6 1,4 3,6 50 400 400 CI, CII PHẦN THÔNG QUA ĐỒ ÁN STT Ngày tháng Nội dung Ký tên (Ghi chú: sinh viên phải tham gia tối thiểu lần thông qua đồ án phép bảo vệ) ĐỒ ÁN KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: ĐẶNG VĂN PHI CHƯƠNG 1: LỰ CHỌN GIẢI PHÁP KẾT CẤU 1.1 Vật liệu sử dụng: - 1.2 Bê tông móng thân công trình cấp độ bền B15 ( mác M200 #) có Rb= 8,5 MPa; Rbt= 0,75 MPa, Eb= 23000 MPa Cốt thép: + Thép Ø < 12 mm Nhóm CI: Rs= Rsc= 255 MPa; Rsw= 175 MPa + Thép Ø ≥ 12 mm Nhóm CII: Rs=Rsc= 280 MPa; Rsw= 225 MPa Lựa chọn giải pháp kết cấu sàn: Thông thường có giải pháp kết cấu sàn: Sàn nấm, sàn sườn, sàn ô cờ - Với sàn nấm: Khối lượng bê tông lớn nên giá thành cao, khối lượng công trình lớn kết cấu móng phải có cấu tạo tốt, khối lượng mà tăng lên Ngoài tác dụng gió động động đất khối lượng tham gia dao động lớn => Lực quán tính lớn => Nội lực lớn làm cho cấu tạo cấu kiện nặng nề hiệu mặt giá thành kiến trúc Ưu điểm sàn nấm chiều cao tầng giảm nên chiều cao nhà có số tầng lớn Tuy nhiên để cấp nước, cấp điện điều hòa ta phải làm trần giả nên ưu điểm giá trị cao - - 1.3 Với sàn sườn: Do độ cứng ngang công trình lớn nên khối lượng bê tông nhỏ => khối lượng dao động giảm => Nội lực giải => Tiết kiệm bê tông thép độ cứng công trình lớn nên chuyển vị ngang giảm tạo tâm lý thoải mái cho người sử dụng Nhược điểm sàn sườn chiều cao tầng lớn thi công phức tạp phương án sàn nấm nhiên phương án phổ biến phù hợp với điều kiện kỹ thuật thi công công ty xây dựng Với ô sàn cờ: yuy khối lượng lượng công trình nhỏ thi công phức tạp công việc thi công lắp ván khuôn, đặt cốt thép, đổ bê tông v.v… nên phương án không khả thi Qua phân tích, so sánh phương án ta chọn phương án dùng sàn sườn toàn khối Dựa vào hồ sơ kiến trúc công trình, giải pháp kết cấu cho sàn Mặt kết cấu thể vẽ kết cấu Lựa chọn kích thước, 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 ÷ 1,4; SVTH: NGUYỄN TIẾN HIỆP MSV: 1631070012 LỚP : LIÊN THÔNG XD K61 ĐỒ ÁN KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: ĐẶNG VĂN PHI L1 : Kích thước cạnh ngắn bản; m: Hệ số phụ thuộc loại sàn, m = 30 ÷ 45 m = 40 ÷ 45 > với sàn loại dầm, ≤ với sàn loại kê bốn cạnh, m bé với 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 thước sàn mái: Với kê cạnh, ta có nên ta chọn m = 45 sàn liên tục, tải trọng nhỏ ta lấy D = Với ô sàn lớn L= a=4 m , hb = = 0,08 m = cm Với sàn mái nhà dân dụng hmin= cm Chọn chiều dày sàn mái hmai = cm chọn toàn ô sàn mái lớn ô sàn mái lớn ô sàn mái nhỏ Kết cấu mái gồm hệ mái tôn gác lên xà gồ, xà gồ gác lên tường thu hồi 1.3.2 Kích thước sàn tầng a Kích thước sàn phòng: • Với kê cạnh, ta có nên ta chọn m = 45 sàn liên tục, tải trọng nhỏ ta lấy D = • • Với ô sàn lớn : L = a= m => hb= = 0,08 m = cm Với sàn nhà dân dụng hmin= cm Chọn chiều dày mái hs1= 12 cm cho sàn phòng kích thước 5,6 x m b Kích thước sàn hành lang: • Với kê cạnh, ta có nên ta chọn m = 40 sàn liên tục, tải trọng nhỏ ta lấy D = • Với ô sàn lớn L = L = 1,4 m => hb= • Với sàn nhà dân dụng hmin= cm SVTH: NGUYỄN TIẾN HIỆP MSV: 1631070012 LỚP : LIÊN THÔNG XD K61 1,4 = 0,035 m = 3,5 cm ĐỒ ÁN KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: ĐẶNG VĂN PHI Ta chọn chiều dày mái hb= cm cho sàn hành lang kích thước 1,4 x m Để đơn giải tính toán đồ án, chọn chiều dày tất sàn ( sàn mái, sàn phòng, sàn hành lang) hs= cm 1.4 Lựa chọn giải pháp kết cấu chịu lực: • Theo liệu kiến trúc hình dáng, chiều cao nhà, không gian bên yêu cầu giải pháp kết cấu là: Hệ tường chịu lực: o Trong hệ cấu kiện thẳng đứng chịu lực nhà tường phẳng Tải trọng ngang truyền đến tường qua sàn Các tường cứng làm việc công xôn có chiều cao tiết diện cao tiết diện lớn Giải pháp thích hợp cho nhà có chiều cao lớn yêu cầu không gian bên cao ( không yêu cầu có không gian lớn bên trong) Hệ khung chịu lực: o Hệ 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 nhược điểm hệ tường chịu lực Qua phân tích cách sơ ta nhân thấy kết cấu nhà có ưu điểm nhược điểm Đối với công trình này, công trình có công nhà làm việc nên yêu cầu có không gian linh hoạt Nên dùng khung chịu lực 1.5 Lựa chọn kích thước tiết diện: 1.5.1 Kích thước tiết diện dầm: Kích thước tiết diện dầm xác định sơ theo công thức: 1 hd = ( ÷ ) L; bd = ( 0,3 ÷ 0,5 ) hd 12 (1.2) Trong đó: hd,bd: chiều cao bề rộng tiết diện; L : chiều dài nhịp nhà; a Kích thước tiết diện dầm dọc nhà: Để đơn giản tính toán, ta coi dầm dọc nhà có chiều dài nhịp tính toán L= a = 4m, => hb= = (0,3÷0,5) m Chọn hd= 0,4 m, bd= (0,3÷0,5)hd= 0,22 m Dầm dọc nhà kích thước : 0,4 x 0,22 m b Kích thước dầm ngang nhà B-C: SVTH: NGUYỄN TIẾN HIỆP MSV: 1631070012 LỚP : LIÊN THÔNG XD K61 ĐỒ ÁN KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: ĐẶNG VĂN PHI Để dầm đơn giản tính toán, ta coi dầm ngang nhà có chiều dài nhịp tính toán: ) 5,6= (0,47÷0,7)m L=L1= 5,6 m, => hd ( Chọn hd = 0,6 m, bd = ( 0,3 ÷ 0,5)hd= 0,3 m Chọn dầm ngang nhà trục BC có kích thước 0.3x0.6m c Kích thước dầm ngang nhà A-B: • Để dầm đơn giản tính toán, ta coi dầm ngang nhà có chiều dài nhịp tính toàn: Chọn theo công thức: hd= Trong đó: L: nhịp dầm , L2 = 1.4 m m: hệ số 1= 8÷15, chọn m= k hệ số tải trọng, k = 1,0 ÷ 1,3 ta chọn k = 1,2 hd = = 0,21 m chọn hd =0,4 m, bd= (0,3 ÷ 0,5)hd = 0,22 m chọn dầm ngang nhà trục AB có kích thước 0.22x0.4 m 1.5.2 Kích thước tiết diện cột: - Kích thước tiết diện cột xác định sơ theo công thức: A=k N Rb (1.3) Trong : N: lực dọc cột tải trọng đứng gây ra; Rb : cường độ chịu nén tính toán bê tong; k: hệ số kể đến ảnh hưởng mô men, k = 1,0 ÷ 1,5; - Lực dọc cột tải trọng đứng gây xác định sau: N = S ( nqs + qm ) (1.4) Trong : S : diện tích truyền tải trọng cột chịu tải trọng; n: số tầng điển hình, n= 3; qs : tải trọng tác dụng lên 1m2 sàn tầng điển hình; qm: tải trọng tác dụng lên m2 sàn tầng mái, với mái bê tong nặng; SVTH: NGUYỄN TIẾN HIỆP MSV: 1631070012 LỚP : LIÊN THÔNG XD K61 ĐỒ ÁN KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: ĐẶNG VĂN PHI Bảng 1.1: Tính tĩnh tải sàn phòng sàn hành lang Các lớp hoàn thiện sàn Chiều dầy lớp (m) Trọng lượng Tải trọng tiêu Hệ số Tải trọng riêng chuẩn vượt tính toán (daN/m3) (daN/m2) tải (daN/m2) Lớp gạch lát 0,008 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 lương 116 lớp hoàn thiện Sàn bê tông chịu lực 0,08 2500 Tổng gs 200 148 1,1 316 220 368 Bảng1.2: tính tĩnh tải sàn,mái Các lớp hoàn thiện sàn Chiều dầy lớp (m) Trỉa Trọng lượng Tải trọng tiêu Hệ số riêng chuẩn vượt (daN/m3) (daN/m2) tải 20 1,1 2,1 Lớp mái tôn trọng tính toán (daN/m2) Lớp vữa lót 0,03 2000 60 1,3 78 Lớp vữa trát trần 0,02 2000 40 1,3 52 Tổng trọng lương 120 lớp hoàn thiện Sàn bê tông chịu lực Tổng gm SVTH: NGUYỄN TIẾN HIỆP MSV: 1631070012 LỚP : LIÊN THÔNG XD K61 0,08 2500 200 320 151 1,1 220 371 ĐỒ ÁN KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: ĐẶNG VĂN PHI Bảng 1.3: Hoạt tải phóng lấy theo tiêu chuẩn TCVN2737-1995 Loại sàn nhà Hoạt tải tiêu chuẩn Hoạt tải Tiêu chuẩn dài hạn (daN/m2) Hệ số vượt tải (daN/m2) Hoạt tải tiêu chuẩn dài hạn (daN/m2) Hoạt tải tính toán 400 70 130 1,2 480 400 100 200 1,2 480 50 75 1,3 65 (daN/m2) Sàn phòng Sàn hành lang Sàn mái Bảng 1.4: Cấu tạo tải trọng lớp vật liệu tường xây 220 Các lớp vật liệu Hai lớp vữa trát , =2000 TT tiêu chuẩn (daN/m2) Hệ số độ tin cậy n TT tính toán (daN/m2) 60 1,3 78 396 1,1 436 daN/m3, Dày 30 mm Khối xây gạch, = 1800 daN/m3, Dày 110mm SVTH: NGUYỄN TIẾN HIỆP MSV: 1631070012 LỚP : LIÊN THÔNG XD K61 ĐỒ ÁN KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: ĐẶNG VĂN PHI Tổng 514 Bảng 1.4: Cấu tạo tải trọng lớp vật liệu tường xây 110 Các lớp vật liệu Hai lớp vữa trát , TT tiêu chuẩn (daN/m2) Hệ số độ tin cậy n TT tính toán (daN/m2) 60 1,3 78 198 1,1 218 = 2000 daN/m3, Dày 30 mm Khối xây gạch, = 1800 daN/m3, Dày 110mm Tổng 296 Ta có: qhl= + = 368 + 480 = 848 daN/m2 qs = = 368 + 480 = 848 daN/m2 qm = = 371 + 65 = 436 daN/m2 a Kích thước tiết diện cột phòng ( trục B) • Diện tích truyền tải: S= a SVTH: NGUYỄN TIẾN HIỆP MSV: 1631070012 LỚP : LIÊN THÔNG XD K61 = 14 m2 10 ĐỒ ÁN KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: ĐẶNG VĂN PHI β=1 Hệ số kể đến ảnh hưởng tải trọng dài hạn tính theo cong thức φl = + β =1+1 = 1,14 = 19521 cm4 I= Giả thiết μt = 1,5% Is = μt.b.ho( + a )2 = 0.015.0,22.0,18( + 0,04 )2 = 291,06 cm4 Lực dọc tới hạn xác định theo công thức Ncr = ( Eb.I + Es.Is ) = ( 2700.19521 + 21000.291,06 ) = 674,75kN Hệ số uốn dọc xác định theo công thức η= = = 2,36 cm Từ ta xác định độ lệch tâm e = η.eo + h/2 – a = 2,36.22,5 + 22/2 – = 60,1 cm e, = η.e0 –h/2 + a’ = 2,36.22,5 - 22/2 + = 46,1 cm Rs = Rsc → x1 = = 19,65 cm �R.ho = 0,642.18 = 11,56 cm 2a’ = cm → x �R.ho cột chịu nén lệch tâm lớn SVTH: NGUYỄN TIẾN HIỆP MSV: 1631070012 LỚP : LIÊN THÔNG XD K61 80 ĐỒ ÁN KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT THÉP As = A’ = GVHD: ĐẶNG VĂN PHI = 6,7 cm2 = Kiểm tra hàm lượng cốt thép μ= 100 = 100 = 1,69 % μt = 2μ = 3,4% c.Tính toán tương tự cho cặp lực số số M = 79,72 kN.m N = 424,63 kN Xác định hệ số uốn dọc η δmin = 0,5 – 0,01( + Rn ) = 0,5 – 0,01( = + 11 ) = 0,27 = 0,85 δe = max( + δmin ) = 0,85 Với bê tông cốt thép thường φp = Hệ số kể đến độ lệch tâm tính theo công thức S= + 0,1 = +0,1 = 0,22 y = 0,5.h = 11 cm β=1 Hệ số kể đến ảnh hưởng tải trọng dài hạn tính theo công thức φl = + β SVTH: NGUYỄN TIẾN HIỆP MSV: 1631070012 LỚP : LIÊN THÔNG XD K61 =1+1 = 1,2 81 ĐỒ ÁN KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: ĐẶNG VĂN PHI = 19521 cm4 I= Giả thiết μt = 1,5% Is = μt.b.ho( + a )2 = 0.015.0,22.0,18( + 0,04 )2 = 291,06 cm4 Lực dọc tới hạn xác định theo công thức Ncr = ( Eb.I + Es.Is ) = ( 2700.19521 + 21000.291,06 ) = 525,65 kN Hệ số uốn dọc xác định theo công thức η= = = 5,2 cm Từ ta xác định độ lệch tâm e = η.eo + h/2 – a = 5,2.11,93 + 22/2 – = 69,1 cm e, = η.e0 –h/2 + a’ = 5,2.11,93 - 22/2 + = 55,1 cm Rs = Rsc → x1 = = 21,4 �R.ho = 0,642.18 = 11,56 2a’ = cm → 2a’ x �R.ho cột chịu nén lệch tâm lớn As = A’ = = = 5,3 cm2 Kiểm tra hàm lượng cốt thép SVTH: NGUYỄN TIẾN HIỆP MSV: 1631070012 LỚP : LIÊN THÔNG XD K61 82 ĐỒ ÁN KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT THÉP μ= 100 = GVHD: ĐẶNG VĂN PHI 100 = 1,3% μt = 2μ = 2,6% Sau tính toán cặp nội lực, thiên an toàn, ta lấy tiết diện cốt thép lớn để thiết kế cốt thép cho cột As = As’ = 6,7 cm2 10.2 Tính toán cốt thép cột C2 (bxh = 11x40 cm; H4,4) a Số liệu tính toán Chiều dài tính toán: L0 = 0,7.H = 0,7.4,4 = 3,08m Độ mảnh λh = = 8,7 > → phải xét đến ảnh hưởng uốn dọc Giả thiết a = a’ = 4cm → h0 = hc – a = 36 cm Nội lực chọn từ bảng tổ hợp nội lực dùng để tính toán cốt thép cho cột C1 là: Bảng 10.2: Các nội lực tính toán cột C2 Ký Ký hiệu hiệu Đặc điểm cặp bảng tổ cặp nội nội hợp nội lực lực lực 4,8 4,5,6,7 4,5,6,7 [M]max = M (kN.m) e1 = M/N ea e0 = max(ea , e1) ( cm) ( cm) (cm) N (kN) -101,77 -213,37 47,69 1,33 47,69 Nmax 82,05 -734,84 11,16 1,33 11,16 M,N lớn 82,05 -734,84 11,16 1,33 11,16 emax Với Mdh = - 3,50 kN.m; Ndh = -384,33 kN Trong Độ lệch tâm ngẫu nhiên e0 = max (ea , e1 ) ea : độ lệch tâm ngẫu nhiên ea = max( SVTH: NGUYỄN TIẾN HIỆP MSV: 1631070012 LỚP : LIÊN THÔNG XD K61 hc ) 83 ĐỒ ÁN KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: ĐẶNG VĂN PHI e0: độ lệch tâm ban đầu e0 = max( ea , e1 ) b.Tính toán cốt thép đối xứng cho cặp nội lực số M = 101,77 kN.m N = 213,37 kN Xác định hệ số uốn dọc η δmin = 0,5 – 0,01( + Rn ) = 0,5 – 0,01( = + 11 ) = 4,84 = 1,19 δe = max( + δmin ) = 1,19 Bê tông cốt thép thường φp = Hệ số kể đến độ lệch tâm tính theo công thức S= + 0,1 = = 0,08 y = 0,5.40 = 20 cm β=1 Hệ số kể đến ảnh hưởng tải trọng dài hạn tính theo cong thức φl = + β I= =1+1 = 1,55 = 117333,33 cm4 Giả thiết μt = 4% Is = μt.b.ho( + a )2 = 0.04.22.36( SVTH: NGUYỄN TIẾN HIỆP MSV: 1631070012 LỚP : LIÊN THÔNG XD K61 + 0,04 )2 = 8110 cm4 84 ĐỒ ÁN KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: ĐẶNG VĂN PHI Lực dọc tới hạn xác định theo công thức Ncr = ( Eb.I + Es.Is ) = ( 2700.117333,33 + 21000 8110 ) = 3751494,5 kN Hệ số uốn dọc xác định theo công thức η= = = 1,0 cm Từ ta xác định độ lệch tâm e = η.eo + h/2 – a = 1,0.47,69 + 40/2 – = 63,69 cm e, = η.e0 –h/2 + a’ = 1,0.47,69 - 40/2 + = 31,69 cm Rs = Rsc → x1 = = 10,8 �R.ho = 0,642.36 = 23,1 2a’ = cm → 2a’ x �R.ho cột chịu nén lệch tâm lớn As = A’ = = = = 11,2cm2 Kiểm tra hàm lượng cốt thép μ= 100% = 100% = 2,8 % μt = 2μ = 5,6% c.Tính toán tương tự cho cặp lực số số M = 82,05 kN.m N = 734,84 kN Xác định hệ số uốn dọc η SVTH: NGUYỄN TIẾN HIỆP MSV: 1631070012 LỚP : LIÊN THÔNG XD K61 85 ĐỒ ÁN KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: ĐẶNG VĂN PHI δmin = 0,5 – 0,01( + Rn ) = 0,5 – 0,01( = + ) = 0,33 = 0,28 δe = max( + δmin ) = 0,28 Với bê tông cốt thép thường φp = Hệ số kể đến độ lệch tâm tính theo công thức S= + 0,1 = = 0,29 y = 0,5.h = 20 cm β=1 Hệ số kể đến ảnh hưởng tải trọng dài hạn tính theo cong thức φl = + β I= =1+1 = 1,4 = 117333,33 cm4 Giả thiết μt = 4% Is = μt.b.ho( + a )2 = 0.04.22.36( + 0,04 )2 = 8110 cm4 Lực dọc tới hạn xác định theo công thức Ncr = ( Eb.I + Es.Is ) = ( 2700.117333,33 + 21000 8110 ) = 4246,99 kN Hệ số uốn dọc xác định theo công thức SVTH: NGUYỄN TIẾN HIỆP MSV: 1631070012 LỚP : LIÊN THÔNG XD K61 86 ĐỒ ÁN KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT THÉP η= = GVHD: ĐẶNG VĂN PHI = 1,2 cm Từ ta xác định độ lệch tâm e = η.eo + h/2 – a = 1,2 11,16+ 40/2 – = 29,4 cm Rs = Rsc → x1 = = 37,1 �R.ho = 0,642.36 = 23,2 2a’ = cm → 2a’ x �R.ho cột chịu nén lệch tâm lớn As = A’ = = = = 10,55cm2 Kiểm tra hàm lượng cốt thép μ= 100 = 100 = 1,4% μt = 2μ = 2,8% Sau tính toán cặp nội lực, thiên an toàn, ta lấy tiết diện cốt thép lớn để thiết kế cốt thép cho cột As = As’ = 11,2cm2 10.3 Tính toán cốt thép cột C3 a Số liệu tính toán Chiều dài tính toán: L0 = 0,7.H = 0,7.4,4 = 3.08m Mảnh λh = = 8,7 → phải xét đến ảnh hưởng uốn dọc Giả thiết a = a’ = 4cm → h0 = hc – a = 36 cm Nội lực chọn từ bảng tổ hợp nội lực dùng để tính toán cốt thép cho cột C2 là: SVTH: NGUYỄN TIẾN HIỆP MSV: 1631070012 LỚP : LIÊN THÔNG XD K61 87 ĐỒ ÁN KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: ĐẶNG VĂN PHI Bảng 10.2: Các nội lực tính toán cột C2 Ký Ký hiệu hiệu Đặc điểm cặp bảng tổ cặp nội nội hợp nội lực lực lực 4,8 4,5,6,7 4,5,6,7 M (kN.m) [M]max = N (kN) e1 = M/N ea e0 = max(ea , e1) ( cm) ( cm) (cm) -61,94 -572,62 10,81 1,33 10,81 Nmax -60,19 -637,10 9,5 1,33 9,5 M,N lớn -60,19 -637,10 9,5 1,33 9,5 emax Với Mdh = - 10,89 kN.m; Ndh = -405,41 kN Trong Độ lệch tâm ngẫu nhiên e0 = max (ea , e1 ) ea : độ lệch tâm ngẫu nhiên ea = max( hc ) e0: độ lệch tâm ban đầu e0 = max( ea , e1 ) b.Tính toán cốt thép đối xứng cho cặp nội lực số M = -61,94 kN.m N = -572,62 kN Xác định hệ số uốn dọc η δmin = 0,5 – 0,01( + Rn ) = 0,5 – 0,01( = = 0,3 SVTH: NGUYỄN TIẾN HIỆP MSV: 1631070012 LỚP : LIÊN THÔNG XD K61 + ) = 0,33 88 ĐỒ ÁN KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT THÉP δe = max( GVHD: ĐẶNG VĂN PHI + δmin ) = 0,3 Với bê tông cốt thép thường φp = Hệ số kể đến độ lệch tâm tính theo công thức S= + 0,1 = = 0,3 y = 0,5.40 = 20 cm β=1 Hệ số kể đến ảnh hưởng tải trọng dài hạn tính theo cong thức φl = + β =1+1 = 1,71 = 117333,33 cm4 I= Giả thiết μt = 4% Is = μt.b.ho( + a )2 = 0.04.22.36( + 0,04 )2 = 8110 cm4 Lực dọc tới hạn xác định theo công thức Ncr = ( Eb.I + Es.Is ) = ( 2700.117333,33 + 21000 8110 ) = 3864,54 kN Hệ số uốn dọc xác định theo công thức η= = = 1,17 cm Từ ta xác định độ lệch tâm e = η.eo + h/2 – a = 1,17.10,81 + 40/2 – = 28,64 cm SVTH: NGUYỄN TIẾN HIỆP MSV: 1631070012 LỚP : LIÊN THÔNG XD K61 89 ĐỒ ÁN KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: ĐẶNG VĂN PHI e, = η.e0 –h/2 + a’ = 1,17.10,81 - 40/2 + = 3,35 cm Rs = Rsc → x1 = = 22,3cm �R.ho = 0,642.36 = 23,2 2a’ = cm → 2a’ x �R.ho cột chịu nén lệch tâm lớn As = A’ = = = 10,6 cm2 Kiểm tra hàm lượng cốt thép μ= 100 = 100 = 1,3 % μt = 2μ = 2,6% c.Tính toán tương tự cho cặp lực số số M = 60,19 kN.m N = 637,10 kN Xác định hệ số uốn dọc η δmin = 0,5 – 0,01( + Rn ) = 0,5 – 0,01( = + ) = 0,33 = 0,24 δe = max( + δmin ) = 0,24 Với bê tông cốt thép thường φp = Hệ số kể đến độ lệch tâm tính theo công thức SVTH: NGUYỄN TIẾN HIỆP MSV: 1631070012 LỚP : LIÊN THÔNG XD K61 90 ĐỒ ÁN KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT THÉP S= + 0,1 = GVHD: ĐẶNG VĂN PHI = 0,33 y = 0,5.h = 20 cm β=1 Hệ số kể đến ảnh hưởng tải trọng dài hạn tính theo cong thức φl = + β =1+1 = 1,49 = 117333,33 cm4 I= Giả thiết μt = 4% Is = μt.b.ho( + a )2 = 0.04.22.36( + 0,04 )2 = 8110 cm4 Lực dọc tới hạn xác định theo công thức Ncr = ( Eb.I + Es.Is ) = ( 2700.117333,33 + 21000 8110 ) = 162,24 kN Hệ số uốn dọc xác định theo công thức η= = = 0.31cm Từ ta xác định độ lệch tâm e = η.eo + h/2 – a = 0,31 9,5+ 40/2 – = 18,95 cm Rs = Rsc → x1 = = 35 cm �R.ho = 0,642.36 = 23,2 2a’ = cm SVTH: NGUYỄN TIẾN HIỆP MSV: 1631070012 LỚP : LIÊN THÔNG XD K61 91 ĐỒ ÁN KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT THÉP → 2a’ x GVHD: ĐẶNG VĂN PHI �R.ho cột chịu nén lệch tâm lớn As = A’ = = = 0,4cm2 = Kiểm tra hàm lượng cốt thép μ= 100 = 100 = 0,05% μt = 2μ = 0,1% Sau tính toán cặp nội lực, thiên an toàn, ta lấy tiết diện cốt thép lớn để thiết kế cốt thép cho cột As = As’ = 10,6cm2 10.4.Tính toán cốt đai cho cột Đường kính cốt đai: фsw max( ; 5mm) = max( ; 5mm) = 5,5mm → chọn cốt đai ф6 thuộc nhóm CI Khoảng cách cốt đai: Trong đoạn nối chòng cốt thép dọc S (10фmin; 500mm) = (10.20; 500) = 200mm → chọn S = 150mm Các đoạn lại: S (15фmin; 500mm) = (15.20; 500) = 300mm → chọn S = 250mm 10.5 Bố trí cốt thép cột Bảng 10.4: Bố trí cốt thép cột SVTH: NGUYỄN TIẾN HIỆP MSV: 1631070012 LỚP : LIÊN THÔNG XD K61 92 ĐỒ ÁN KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT THÉP Tên cột Kích thước (cm) Ra (Mpa) (Mpa) 280 22x22 C2 Tên cấu kiên9 22x40 C3 22x40 toán D2 As Chọn As (cm2 ) 2ф22 7,6 Rb 280ωan 11,2Rs 3ф22 Λ11,4 an (cm2 ) 6,7 Kéo 280 0,7 D1 10.6 Cốt thép dọc Rn C1 GVHD: ĐẶNG VĂN PHI 10,6 3ф22 280 Cốt thép đai 2ф6a150 2ф6a250 Φ Lan 2ф6a150 mm2ф6a250 mm 11,4 11 2ф6a150 20 2ф6a250 455 Nén 0,5 280 22 518 Kéo 0,7 280 11 18 590 chiều dài Nén 0,5 280 20 471 Kéo 0,7 280 11 20 1055 Nén 0,5 280 22 518 Kéo 0,7 280 11 18 1130 Nén 0,5 280 20 471 C1 Nén 0,65 280 22 620 C2 Nén 0,65 280 22 620 C3 Nén 0,65 280 22 620 C7 Nén 0,65 280 20 565 C8 Nén 0,65 280 20 565 C9 Nén 0,65 280 20 565 SVTH: NGUYỄN TIẾN HIỆP Kéo MSV: 1631070012 Neo cột đỉnh LỚP : LIÊN THÔNG XD K61 0,9 280 11 20 780 Nén 0,65 280 20 565 leo leo D7 Tính D8 Bảng thống kê cột ,dầm: 93 ĐỒ ÁN KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT THÉP SVTH: NGUYỄN TIẾN HIỆP MSV: 1631070012 LỚP : LIÊN THÔNG XD K61 GVHD: ĐẶNG VĂN PHI 94 ... 22 x40 D 22 x40 C 22 x40 C 22 x40 D 22 x40 D 22 x40 C 5600 D 30x60 C 22 x40 D 30x60 D 30x60 D 22 x40 C 22 x40 C 22 x40 D 22 x40 B 1400 D 22 x40 C 22 x 22 D 22 x40 D 22 x40 D 22 x40 C 22 x 22 D 22 x40 D 22 x40 C 22 x 22. .. D 22 x40 D 22 x40 D 22 x40 3600 D 30x60 C 22 x40 C 22 x 22 10.800 D 22 x40 C 22 x40 D 22 x40 D 22 x40 3600 D 30x60 C 22 x 22 7 .20 0 D 22 x40 C 22 x40 C 22 x40 D 22 x40 D 22 x40 3600 D 30x60 C 22 x 22 3.600 D 22 x40... 3600 C 22 x40 C 22 x40 C 22 x 22 C 22 x40 C 22 x40 C 22 x 22 D 30x60 D 22 x40 C 22 x40 C 22 x40 4400 C 22 x 22 1400 A 5600 B C Hình 2. 2:Sơ đồ kết cấu SVTH: NGUYỄN TIẾN HIỆP MSV: 16310700 12 LỚP : LIÊN THÔNG XD