Đồ án kết cấu bê tông cốt thép II

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 9 chương 2: Sơ đồ tính toán khung phẳng 9 2.1. Sơ đồ hình học 9 2.2. Sơ đồ kết cấu 10 2.2.1. Nhịp tính toán của dầm 10 2.2.2. Chiều dài tính toán của cột 10 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 13 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 16 4.3. Tĩnh tải tác dụng vào khung 19 chương 5: xác định hoạt tải tác dụng vào khung 20 5.1. Trường hợp hoạt tải 1 20 5.1.1. Hoạt tải 1 tầng 2 hoặc tầng 4 20 5.1.2. Hoạt tải 1 tầng 3 21 5.1.3. Hoạt tải 1 tầng mái 22 5.2. Trường hợp hoạt tải 2 23 5.2.1. Hoạt tải 2 tầng 2 hoặc tầng 4 23 5.2.2. Hoạt tải 2 tầng 3 24 5.2.3. Hoạt tải 2 tầng mái 25 5.3. Các trường hợp hoạt tải tác dụng vào khung 26 chương 6: xác định tải trọng gió 27 chương 7: xác định nội lực 30 7.1. Sơ đồ các phần tử khung 30 7.2. Biểu đồ nội lực trường hợp tĩnh tải 30 7.3. Biểu đồ nội lực trường hợp hoạt tải 1 32 7.4. Biểu đồ nội lực trường hợp hoạt tải 2 34 7.6. Biểu đồ nội lực trường hợp gió trái 36 7.7. Biểu đồ nội lực trường hợp gió phải 38 7.8. Bảng giá trị nội lực các trường hợp tải trọng 40 chương 8: Tổ hợp nội lực 46 chương 9: tính toán cốt thép dầm 47 9.1. Tính toán cốt thép cho dầm B1 TH02. 47 9.2. Tính toán cốt thép cho dầm B2 TH02. 51 9.3. Bố trí cốt thép dầm 55 chương 10: tính toán cốt thép cột 56 10.1. Tính toán cốt thép cho cột C1 TH02. 56 10.2. Tính toán cốt thép cho cột C2 TH02. 60 10.3. Tính toán cốt thép cho cột C3 TH02. 65 10.4. Bố trí cốt thép cột 70 10.6. Tính toán cấu tạo nút góc trên cùng 70 chương 11: bố trí cốt thép khung 70

Đồ án kết cấu bê tông cốt thép II mục lục Đồ án kết cấu bê tông cốt thép 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 ph- Đồ án kết cấu bê tông cốt thép 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 = Với ô sàn lớn l1 = 4m hb = = 0,089m = 8,9cm 45 Đồ án kết cấu bê tông cốt thép II Với sàn mái nhà dân dụng hmin = 4cm chọn chiều dày mái hmai = 9cm 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 = a = 4m hb = = 0,089m = 8,9cm 45 Với sàn nhà dân dụng hmin = 5cm chọn chiều dày mái hS = 9cm cho sàn phòng học kích thớc 6,7 ì 4,0m 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, 4m hb = 1, 1, = 0,037 m = 3,7cm 45 Với sàn nhà dân dụng hmin = 5cm chọn chiều dày mái hS = 6cm cho sàn hành lang kích thớc 4,0 ì 1, 4m * Để đơn giản tính toán đồ án, chọn chiều dày tất sàn (sàn mái, sàn phòng học, sàn hành lang) hS = 9cm Theo cấu tạo sàn ta có trọng lợng cho m2 sàn: Bảng 1.1: Tính tĩnh tải sàn phòng học sàn hành lang Đồ án kết cấu bê tông cốt thép 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 0.09 2500 225 - Tổng cộng g s : 1.1 341 247.5 395.5 Bảng 1.2: Tính tĩnh tải sàn mái Các lớp hoàn thiện sàn (m) ( daN - Lớp mái tôn m3 ) TT TT tiêu Hệ chuẩn số v- ( daN m2 ) ợt tải tính toán ( daN m2 ) 20 20 1.1 21 - 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 120 151 thiện: - Sàn BTCT chịu lực 0.09 2500 - Tổng cộng g m : 225 345 1.1 247.5 398.5 Bảng 1.3: Hoạt tải phòng lấy theo tiêu chuẩn TCVN2737-1995 Đồ án kết cấu bê tông cốt thép II Các phòng chức - Phòng học TTTC TTTC TTTC Hệ TT toàn dài hạn ngắn số tính phần ( daN hạn vợt toán ( daN m2 ) m2 ) ( daN m2 ) tải ( daN m2 ) 200 70 130 1.2 240 250 100 150 1.2 300 50 - - 1.3 65 - 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 Qua phân tích cách sơ nh ta nhận thấy hệ kết cấu nhà có u, nhợc điểm Đồ án kết cấu bê tông cốt thép II 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 1 ).4 = (0,33 ữ 0,5) m 12 chiều dài nhịp tính toán L = a = 4m , hd = ( ữ chọn hd = 0, 4m , bd = ( 0,3 ữ 0,5 ) hd = 0, 22m dầm dọc nhà kích thớc 0, 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 1 hd = ( ữ ).6,7 = (0,56 ữ 0,84) m 12 chọn hd = 0,6m , bd = ( 0,3 ữ 0,5 ) hd = 0,3m dầm ngang nhà BC kích thớc 0,6 ì 0, 22m c Kích thớc tiết diện dầm ngang nhà AB L = L1 = 6,7m , Đồ án kết cấu bê tông cốt thép II Để đơn giản tính toán, ta coi dầm dọc nhà có L = L2 = 1, 4m , chiều dài nhịp tính toán hd = k = 1, m = 8, 1, 4.1, = 0, 21m 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=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: qhl = g hltt + phltt = 395,5 + 300 = 695,5 daN m qs = g stt + p tt = 395,5 + 240 = 635,5 daN m qm = g mtt + p tt = 398,5 + 65 = 463,5 daN m Đồ án kết cấu bê tông cốt thép II a Kích thớc tiết diện cột phòng (trục B) Diện tích truyền tải: S =a l1 + l2 ( 6,7 + 1, ) = = 16, 2m 2 Lực dọc cột: + Lực dọc tải trọng phân bố sàn N1 = qs.S B = 635,5.16, = 10295,1daN + Lực dọc tải trọng phân bố sàn N = g t 2lt ht = 514 ( 6,7 / + ) 3,6 = 13600, 44daN ( lấy sơ chiều cao tờng chiều cao tầng) + Lực dọc tờng thu hồi N = g t1lt ht = 296 ( 6,7 / + 1, / ) 3,6 = 4315,68daN + Lực dọc tải phân bố sàn mái N = qm S B = 463,5.16, = 7508,7 daN + Với nhà tầng có sàn học sàn mái N = ni N i = 3(10295,1 + 13600, 44) + 1(4315,68 + 7508,7) = 83511daN Diện tích tiết diện cột A = 1,1 83511 = 798,8cm 11,5 ì 10 Chọn bc ì hc = 22 ì 40cm ; ( Ac = 880cm ) cho cột tầng 1,2; bc ì hc = 22 ì 35cm cho cột tầng 3,4 b Kích thớc tiết diện cột biên phòng (trục C) Cột trục C có diện tích chịu tải S c nhỏ diện tích chịu tải cột trục B, để thiên an toàn định Đồ án kết cấu bê tông cốt thép II hình hóa ván khuôn, ta chọn kích thớc thiết diện cột trục C với cột trục B ( bc ì hc = 22 ì 40cm ) c Kích thớc tiết diện biên phòng (trục A) Diện tích truyền tải: S =a l2 ì 1, = = 2,8m 2 Lực dọc cột: + Lực dọc tải phân bố sàn hành lang N1 = qhl.S A = 695,5.2,8 = 1947, 4daN + Lực dọc tải trọng lan can N = g t1lt hlc = 296.4.0,9 = 1065,6daN ( lấy sơ chiều cao lan can 0,9m) + Lực dọc tờng thu hồi N = g t1lt ht = 296 ( 1, / ) 3,6 = 745,92daN + Lực dọc tải phân bố sàn mái N = qm S B = 463,5.2,8 = 1297,8daN + Với nhà tầng có sàn học sàn mái N = ni N i = 3(1947, + 1065,6) + 1(745,92 + 1297,8) = 11082,72daN Diện tích tiết diện cột A = 1,1 11082,72 = 106cm 11,5 ì 10 Chọn bc ì hc = 22 ì 22cm ; ( Ac = 484cm ) cho tất cột tầng * Kiểm tra tiết diện cột theo độ mảnh b = Với khung toàn khối l0 = 0,7l = 0,7 ì 360 = 252cm l0 b Đồ án kết cấu bê tông cốt thép II w1 = + 5à w = + 5.0, 0017.7, 78 = 1, 06 < 1,3 Với b1 = Rb = 0, 01.11,5 = 0,89 0,3 w1b1Rbbh0 =0,3.1,06.0,89.115.22.56=39720(daN)>16669(daN) Dầm đủ khả chịu ứng suất nén c Bố trí cốt thép đai cho dầm - hai đầu dầm đoạn L/4, ta bố trí cốt đai dày 6a150 với L khoảng cách thông thuỷ dầm - Phần lại đặt tha theo điều kiện cấu tạo sct=min(3h/4,50cm)= 45(cm) ta chọn 6a200 9.3 Bố trí cốt thép dầm Bảng 9.1: Bố trí cốt thép dầm B1-TANG2 Tê n dầ m Cốt thép dọc Rb Nội lực Giá trị (MP a) Rs (MPa) As (cm ) As chọn chọn Cốt thép đai (cm ) M max (kN m) 38,32 11,5 280 5,38 16 6,03 M (kN m) -62,19 11,5 280 7,35 18 7,63 6a15 Qmax (kN ) 73,93 11,5 0, 225 6a200 B2-TANG2 M max (kN m) 113,0 11,5 280 6,95 18 7,63 11,5 280 12,19 18 12,72 M (kN m) 248,5 Qmax (kN ) 166,6 6a15 11,5 225 0, 6a200 63 Đồ án kết cấu bê tông cốt thép II chơng 10: tính toán cốt thép cột - Bê tông móng thân công trình cấp độ bền B20 (mác M250#) có Rb = 17 MPa ; Rbt = 1, 2MPa - 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 C1 -TANG2 (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 l 3, 08 Độ mảnh h = h = 0, 22 = 14 >8 phải xét đến ảnh hởng c uốn dọc 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-TANG2 là: Bảng 10.1: Các cặp nội lực tính toán cột C1-TANG2 Ký Ký Đặc M N e1 = M / N ea e0 = max(ea , e1 ) hiệ hiệu điểm (kN m) (kN ) (cm) (cm) (cm) u cặp cặ tổ nội lực p hợp 64 Đồ án kết cấu bê tông cốt thép II nội nội lực lực 4,8 M 4,5,6 max = emax N max ,8 4,5,6 M , N lớn ,8 26,73 24,27 24,27 273,2 10,15 287,4 8,44 287,4 8,44 0,7 0,7 0,7 10,15 8,44 8,44 Với M dh = 0,5735kN m ; N dh = 134,95kN 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 = 26, 73kN m N = 273, 2kN Xác định hệ số uốn dọc l 3080 = 0,5 0, 01 + Rb ữ = 0,5 0, 01 + 11,5 ữ = 0, 245 h 220 e0 10,15 = =0,46 h 22 e e = max ; ữ = 0,46 h Với bê tông cốt thép thờng p = Hệ số kể đến ảnh hởng độ lệch tâm đợc tính theo công thức 65 Đồ án kết cấu bê tông cốt thép II 0,11 0,11 + 0,1 = + 0,1 = 0, 267 e 0, 46 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 0,5735 + 134,95.0,11 = 1+1 = 1,28 M + Ny 26, 73 + 273, 2.0,11 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, 26, Eb I + Es I s ữ = 2700.19521 + 21000.291, 06 ữ=745,9 l0 l 3080 1, 28 kN Hệ số uốn dọc đợc xác định theo công thức = 1 = = 1,58 N 273, 1 N cr 745,9 Từ đó, ta xác định đợc độ lệch tâm: e = e0 + h 22 a = 1, 58.10,15 + = 23, 037 cm 2 h 22 e ' = e0 + a ' = 1,58.10,15 + = 9, 037 cm 2 Rs = Rsc x1 = 27320 = 10,8 cm 115.22 R h0 = 0, 623.18 = 11,214cm 66 Đồ án kết cấu bê tông cốt thép II 2a ' = 8cm 2a ' x < R h0 cột chịu nén lệch tâm lớn : As = As' = Ne Rb x.b(h 0,5 x) = 1, 4cm Rsc ( h0 a ') Kiểm tra hàm lợng cốt thép à= As 1, 100 = 100 = 0,36 %> = 0, 2% bh0 22.18 àt = 2à = 0,72%< max = 6% c Tính toán tơng tự cho cặp nội lực số M = 24, 27kN m N = 287, 48kN Xác định hệ số uốn dọc l = 0,5 0, 01 + Rb ữ = 0,245 h e0 10,15 = =0,46 h 22 e e = max ; ữ = 0,46 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 0,267 0,1 + p y = 0,5h = 11cm =1 Hệ số kể đến ảnh hởng tải trọng dài hạn đợc tính theo công thức 67 Đồ án kết cấu bê tông cốt thép II l = + I= M dh + N dh y = 1,28 M + Ny bh3 = 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 = 745,85kN l0 l Hệ số uốn dọc đợc xác định theo công thức = = N 1,63 N cr Từ đó, ta xác định đợc độ lệch tâm: e = e0 + h a = 23,54cm h e ' = e0 + a ' = 9,54cm Rs = Rsc x1 = N = 11,36cm Rbb R h0 = 11,214cm 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 = 1,31 h0 68 Đồ án kết cấu bê tông cốt thép II a = h0 a ' = 0,78 h0 ( R ) a n + R ( n 0, 48 ) h0 x= = 11,25cm ( R ) a + ( n 0, 48 ) As = As' = Ne Rb b.x(h 0,5 x) = 1, 76(cm ) Rsc ( h0 a ') Kiểm tra hàm lợng cốt thép à= As 1, 76 100 = 100 = 0, 44 %> = 0, 2% bh0 22.18 àt = 2à = 0,88%< 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' = 1,76cm2 10.2 Tính toán cốt thép cho cột C2 - TANG2 (b ì h = 22 ì 40cm; H = 4, 4m) a Số liệu tính toán Chiều dài tính toán l0 = 0,7 H = 0,7.4,4=3.08m l 3, 08 Độ mảnh h = h = 0, = 7,7 < b qua ảnh hởng uốn c dọc hệ số uốn dọc =1 Giả thiết a = a ' = 4cm h0 = hc a = 40 = 36cm Nội lực đợc chọn từ bảng tổ hợp nội lực dùng để tính toán cốt thép cho cột C2-TANG2 là: 69 Đồ án kết cấu bê tông cốt thép II Bảng 10.2: Các cặp nội lực tính toán cột C2-TANG2 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) 165,4 28,4 1,33 28,4 16,2 1,33 16,2 16,2 1,33 16,2 nội lực lực 4,8 M max 4,5,6 ,7 123,2 N max ,7 4,5,6 = emax M , N lớn 582,7 761,8 123,2 761,8 b Tính toán cốt thép đối xứng cho cặp nội lực số Với M = 165, 48kN m ; N = 582, 73kN Từ đó, ta xác định đợc độ lệch tâm: e = e0 + h a = 1.28,4+20-4=44,4cm Rs = Rsc x1 = N 58273 = = 23,03 cm Rb b 115.22 R h0 = 22,4cm 2a ' = 8cm x > R h0 cột chịu nén lệch tâm bé Cần phải tính lại x theo công thức gần đúng: n= N 58273 = = 0,64 Rbbh0 115.22.36 70 Đồ án kết cấu bê tông cốt thép II = e 44, = = 1,23 h0 36 a = h0 a ' 36 = = 0,89 h0 36 ( R ) a n + R ( n 0, 48 ) h0 x= = 22,64cm ( R ) a + ( n 0, 48 ) x Ne Rb b.x h0 ữ = 6,5 cm2 As = As' = Rsc ( h0 a ') Kiểm tra hàm lợng cốt thép à= As 100 = 0,82%> = 0, 2% bh0 àt = = 1,64%< max = 6% c Tính toán tơng tự cho cặp nội lực số M = 123, 27 kN m N = 761,89kN Từ đó, ta xác định đợc độ lệch tâm: e = e0 + h a = 1.16,2+20-4=32,2cm Rs = Rsc x1 = N = 30,1cm Rbb R h0 = 0,623.36=22,4cm 2a ' = 8cm x > R h0 cột chịu nén lệch tâm bé Cần phải tính lại x theo công thức gần đúng: n= N = 0,83 Rbbh0 71 Đồ án kết cấu bê tông cốt thép II = e = 0,89 h0 a = h0 a ' = 0,89 h0 ( R ) a n + R ( n 0, 48 ) h0 x= = 25,36cm ( R ) a + ( n 0, 48 ) x Ne Rb b.x h0 ữ = 2,72cm2 As = As' = Rsc ( h0 a ') Kiểm tra hàm lợng cốt thép à= As 100 = 0,34%> = 0, 2% bh0 àt = = 0,67%< max = 6% +Tính toán tơng tự với cặp nội lực ta có As = As' = 6,5cm * 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' = 6,5cm2 10.3 Tính toán cốt thép cho cột C3- TANG2 (b ì h = 22 ì 40cm; 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 = 7.7 R h0 cột chịu nén lệch tâm bé Cần phải tính lại x theo công thức gần đúng: n= N = 0,84 Rb bh0 73 Đồ án kết cấu bê tông cốt thép II = e = 0,92 h0 a = h0 a ' = 0,89 h0 ( R ) a n + R ( n 0, 48 ) h0 x= = 25,27cm ( R ) a + ( n 0, 48 ) x Ne Rb b.x h0 ữ = 2,8cm2 As = As' = Rsc ( h0 a ') Kiểm tra hàm lợng cốt thép à= As 100 = 0,35%> = 0, 2% bh0 àt = = 0,7%< àmax = 6% Tính toán tơng tự với cặp nội lực 2,3 ta có M = 129,14kN m N = 807,52kN Từ đó, ta xác định đợc độ lệch tâm: e = e0 + h a = 1.15,99+20-4=31,99cm Rs = Rsc x1 = N = 31,92cm Rb b R h0 = 22,4cm 2a ' = 8cm x > R h0 cột chịu nén lệch tâm bé Cần phải tính lại x theo công thức gần đúng: n= N = 0,89 Rb bh0 = e = 0,44 h0 74 Đồ án kết cấu bê tông cốt thép II h0 a ' = 0,89 h0 a = ( R ) a n + R ( n 0, 48 ) h0 x= = 24,27cm ( R ) a + ( n 0, 48 ) x Ne Rbbx h0 ữ = 4,85cm2 As = As' = Rsc ( h0 a ') Kiểm tra hàm lợng cốt thép à= As 100 = 0,61%> = 0, 2% bh0 àt = = 1,22%< 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' = 4,85cm 10.4 Bố trí cốt thép cột Bảng 10.4: Bố trí cốt thép cột Tên cột Kích thớc (cm) C1- 22 ì TANG2 C2- 22 ì TANG2 C3- 22 ì TANG2 Rb (MPa (MPa ) ) 11,5 11,5 11,5 Cốt thép dọc Rs 280 225 280 225 280 225 As (cm ) n (cm2 ) 1,76 16 4,02 6,5 18 7,63 4,85 18 5,09 * Tính toán cốt thép đai cho cột + Đờng kính cốt đai sw max( chọn As chọ max 18 ;5mm) = max( ;5) = 5mm 4 75 Cốt thép đai 6a150, 6a250 6a150, 6a250 6a150, 6a250 Đồ án kết cấu bê tông cốt thép II Ta chọn cốt đai thuộc nhóm CI + 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=250mm 10.6 Tính toán cấu tạo nút góc Nỳt giao gia : +phn t dm B1-MAI v phn t ct C1-MAI + phn t dm B2-MAI v phn t ct C3-MAI 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 C1-MAI cú lch tõm eo ln nht ú l cp C1-13 cú M=9,7 v N= 49,81 cú eo = 19, 47 e0 19, 47 = = 0,88 > 0,5 h 22 Vy ta s cu to ct thộp nỳt khung theo trng hp e0 >0,5 hc +da vo bng t hp ni lc ta cú cp ni lc M,N ca phn t C3-MAI cú lch tõm eo ln nht ú l cp C3-14cú M=65,09 v N=112,45 cú 76 Đồ án kết cấu bê tông cốt thép II eo = 57,88 e0 57,88 = = 1, 65 > 0,5 h 35 Vy ta s cu to ct thộp nỳt khung theo trng hp e0 >0,5 hc chơng 11: bố trí cốt thép khung 77