Đang tải... (xem toàn văn)
MỤC LỤC CHƯƠNG 1: LỰA CHỌN GIẢI PHÁP KẾT CẤU 4 1.1. Vật liệu sử dụng 4 1.2. Lựa chọn giải pháp kết cấu sàn 4 1.3. Lựa chọn kích thước, chiều dày sàn 5 1.3.1. Kích thước sàn mái 5 1.3.2. Kích thước sàn tầng 5 1.4. Lựa chọn giải pháp kết cấu chịu lực 7 1.5. Lựa chọn kích thước các tiết diện 8 1.5.1. Kích thước tiết diện dầm 8 1.5.2. Kích thước tiết diện cột 9 1.6. Mặt bằng bố trí kết cấu 9 CHƯƠNG 2: SƠ ĐỒ TÍNH TOÁN KHUNG PHẲNG 13 2.1. Sơ đồ hình học 13 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 14 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 23 5.1.1. Hoạt tải 1 tầng 2 hoặc tầng 4 20 5.1.2. Hoạt tải 1 tầng 3 24 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 28 5.2.3. Hoạt tải 2 tầng mái 29 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 48 CHƯƠNG 9: TÍNH TOÁN CỐT THÉP DẦM 49 9.1. Tính toán cốt thép cho dầm B1 TH02. 49 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
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: Sinhviờn Lu Xuõn Cng Lp: Msv:1421070194 Xõy dng DD v CN B K59 H:i hc chớnh quy S LIU N ST T L1 L2 a H (m) (m) (m) 10 5, 2,3 3,7 3,6 Hot ti tiờu chun(daN/m2) Vựng Bờ Ct giú tụng thộp Hot Hot Hot ti ti mỏi ti sn hnh lang 100 200 250 IIIB B15 CI,CII PHN THễNG QUA N STT Ngy thỏng Nụi dung Kớ 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 B15 (mác M200#) có Rb = 8,5MPa ; Rbt = 0,75MPa - 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, ; 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 = a = 3,7m hb = 3,7 = 0,082m = 8, 2cm 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 = a = 3,7m hb = 3,7 = 0,016m = 8, 2cm 45 Với sàn nhà dân dụng hmin = 5cm chọn chiều dày hS = 8cm cho sàn phòng học kích thớc 5,6 ì 3,7m 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 = 2,3m hb = 1, 2,3 = 0,0613m = 6,13cm 45 Với sàn nhà dân dụng hmin = 5cm chọn chiều dày mái hS = 7cm cho sàn hành lang kích thớc 3,7 ì 2,3m * 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 Các lớp hoàn thiện sàn (m) - Lớp gạch lát Ceramic 0.00 ( 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 116 lớp hoàn 148 thiện: - Sàn BTCT chịu lực 0.08 2500 200 - Tổng cộng g s : 1.1 220 316 368 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 0.8 2500 200 - Tổng cộng g m : 1.1 320 220 371 Bảng 1.3: Hoạt tải phòng lấy theo tiêu chuẩn TCVN2737-1995 Các phòng chức TTTC TTTC TTTC Hệ TT toàn dài hạn ngắn số tính phần ( daN hạn vợt toán ( daN m2 ) m2 ) ( daN m2 ) tải ( daN m2 ) - Phòng học 200 66 134 1.2 240 - Sảnh, phòng 250 83 167 1.2 300 giải lao, cầu thang - Mái bê tông ngời 100 25 1.3 130 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 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 toán L = a = 3,7m , 1 hd = ( ữ ).3,7 = (0,308 ữ 0, 462) m 12 chọn hd = 0,3m , bd = ( 0,3 ữ 0,5 ) hd = (0,09 ữ 0,15) = 0,15m chn bd =0,22 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 = 5,6m , 1 hd = ( ữ ).5,6 = (0, 46 ữ 0,7) m 12 chọn hd = 0,6m , bd = ( 0,3 ữ 0,5 ) hd = 0,3m dầm ngang nhà BC kích thớc 0,6 ì 0,3m 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 = L2 = 2,3m , 1 hd = ( ữ ) L = (0,19 ữ 0, 28) = 0,3m 12 chọn hd = 0,3m , bd = ( 0,3 ữ 0,5 ) hd = (0,09 ữ 0,15) = 0,15m chn bd =0,22 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 + 300 = 668 daN m qs = g stt + p tt = 368 + 240 = 608 daN m qm = g mtt + p tt = 371 + 130 = 501daN m a Kích thớc tiết diện cột phòng (trục B) Diện tích truyền tải: SB = a l1 + l2 3,7 ( 5,6 + 2,3) = = 14,6m 2 Lực dọc cột: + Lực dọc tải trọng phân bố sàn N1 = qs.S B = 608.14,6 = 8877 daN + Lực dọc tải trọng tng ngn phân bố sàn N = g t lt H t = 514.( 5,6 + 3, 2).3,6 = 11102daN ( lấy sơ chiều cao tờng chiều cao tầng) + Lực dọc tờng thu hồi 5,6 2,3 N = g t1lt ht = 296 + ữ0,8 = 935daN + Lực dọc tải phân bố sàn mái N = qm S B = 469.14,6 = 6847 daN + Với nhà tầng có sàn học sàn mái N = ni N i = 3(8877 + 11102) + 1(935 + 6848) = 67719daN Diện tích tiết diện cột A = 1,1 67719 = 903cm 7,5 ì 10 Chọn bc ì hc = 30 ì 35cm ; ( Ac = 1050cm ) cho cột tầng 1,2; bc ì hc = 22 ì 22cm cho cột tầng 3,4 b Kích thớc tiết diện cột biên ngoi 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 hình hóa ván khuôn, ta chọn kích thớc thiết diện cột trục C với cột trục B ( bc ì hc = 30 ì 35cm ) 10 - Tra bảng ta có R = 0,573 ; R = 0, 409 10.1 Tính toán cốt thép cho cột C1 -TANG2 (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 l 3, 08 Độ mảnh h = h = 0, = 10, 26 >8 phải xét đến ảnh hởng c uốn dọc Giả thiết a = a ' = 4cm h0 = hc a = 26cm - độ lệch tâm ngẫu nhiên ea = max( 1 H , hc ) 600 30 =(0,73 ;0,86)=0,86 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 2-TANG2 Ký Ký hiệ hiệu u cặ tổ p hợp nội nội lực lực 4,8 4,5,6 ,8 4,5,6 ,8 Đặc điểm M N e1 = M / N ea e0 = max(ea , e1 ) cặp (kN m) (kN ) (cm) (cm) (cm) nội lực M max = emax N max M , N lớn 14,14 134,1 10,5 - 13,52 158,5 13,52 - 8,5 158,5 61 8,5 0,8 0,8 0,8 10,5 8,5 8,5 Với M dh = 1.178kN m ; N dh = 96kN 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 = 14,14kN m N = 134,15kN Xác định hệ số uốn dọc l 3080 = 0,5 0, 01 + Rb ữ = 0,5 0, 01 + 11,5 ữ = 0, 26 h 300 e0 10,5 = =0,35 h 30 e e = max ; ữ = 0,35 h Với bê tông cốt thép thờng p = Hệ số kể đến ảnh hởng độ lệch tâm đợc tính theo công thức 0,11 0,11 + 0,1 = + 0,1 = 0,34 e 0,35 0,1 + 0,1 + p S= 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 1,178 + 96.0,15 = 1+ = 1, 45 M + Ny 14,14 + 134,15.0,15 bh = 49500cm4 12 62 Giả thiết àt = 1,5% 2 h 30 I s = àt bh0 a ữ = 0, 015.22.26 ữ = 1038 cm4 Lực dọc tới hạn đợc xác định theo công thức N cr = 6, S 6, 34 Eb I + Es I s ữ = 2700.49500 + 21000.1038 ữ =2129kN l0 l 3080 1, 45 Hệ số uốn dọc đợc xác định theo công thức = 1 = = 1, 06 N 134,15 1 N cr 2129 Từ đó, ta xác định đợc độ lệch tâm: e = e0 + h 30 a = 1, 06.10,5 + = 22,13 cm 2 Rs = Rsc x1 = N 13415 = = 5,3 cm Rb b 115.22 R h0 = 0, 623.26 = 16,198cm 2a ' = 8cm x < R h0 x < 2a ' =8cm.Lng thộp yờu cõu: As = As' = Ne ' N (e Z a ) 13415(22,13 22) = = = 0, 03 cm Rs Z a Rs Z a 2800.22 Xỏc nh hm lng ct thộp ti thiờu theo ụ mnh = l0 308 = = 48, 61 (35 ữ 83) = 0, 2% r 0, 288.22 Hm lng thep à= As 0, 03 100 = 100 = 0, 005 % bh0 22.26 àt = 2à = 0,01% 63 Hm lng ct thộp l hp lớ nhiờn < àmin = 0, 2% nờn ta b trớ ct thộp theo hm lng ti thiờu As = As' = àmin bh0 0, 2.22.26 = = 1,144cm 100 100 c Tính toán tơng tự cho cặp nội lực số M = 13,52kN m N = 158,59kN Xác định hệ số uốn dọc l = 0,5 0, 01 + Rb ữ = 0,282 h e0 8,5 = =0,283 h 30 e e = max ; ữ = 0,283 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 = 15cm =1 Hệ số kể đến ảnh hởng tải trọng dài hạn đợc tính theo công thức l = + I= M dh + N dh y 1,178 + 96.0,15 = 1+1 = 1,41 M + Ny 13,52 + 158,59.0,15 bh = 49500cm4 12 Giả thiết àt = 1,5% h I s = àt bh0 a ữ = 1038,18 cm4 64 Lực dọc tới hạn đợc xác định theo công thức N cr = 6, S Eb I + E s I s ữ = 2444,74kN l0 l Hệ số uốn dọc đợc xác định theo công thức = 1 = = N 158,59 1,08 1 N cr 2444, 74 Từ đó, ta xác định đợc độ lệch tâm: e = e0 + h a = 20,18cm Rs = Rsc x1 = N = 6,2cm Rbb R h0 = 16,2cm 2a ' = 8cm x < R h0 x < 2a ' =8cm.Lng thộp yờu cõu: As = As' = Ne ' N (e Z a ) 15859(22,18 22) = = = 0, 046 cm Rs Z a Rs Z a 2800.22 Xỏc nh hm lng ct thộp ti thiờu theo ụ mnh = l0 308 = = 48, 61 (35 ữ 83) = 0, 2% r 0, 288.22 Hm lng thep à= As 0, 046 100 = 100 = 0, 008 % bh0 22.26 àt = = 0,01% Hm lng ct thộp l hp lớ nhiờn < = 0, 2% nờn ta b trớ ct thộp theo hm lng ti thiờu As = As' = 65 àmin bh0 0, 2.22.26 = = 1,144cm 100 100 * Sau tính toán cho cặp nội lực, thiên an toàn, ta lấy diện tích cốt thép As = As' = 1,144cm2 10.2 Tính toán cốt thép cho cột C2 - TANG2 (b ì h = 30 ì 35cm; H = 4, 4m) a Số liệu tính toán Chiều dài tính toán l0 = 0,7 H = 0,7.4,4=3.08m Độ mảnh 8,5>8 phải xét đến ảnh hởng uốn dọc Giả thiết a = a ' = 4cm h0 = hc a = 31cm - độ lệch tâm ngẫu nhiên ea = max( 1 H , hc ) 600 30 =(0,73 ;1,16)=1,16 Nội lực đợc chọn từ bảng tổ hợp nội lực dùng để tính toán cốt thép cho cột C2-TANG2 là: 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) 113,8 470,6 24,18 1,16 24,18 - - 20,3 1,16 20,3 nội lực lực 4,8 4,5,6 M max = emax N max 66 ,7 4,5,6 ,7 M , N lớn 114,8 565,8 114,8 - 565,8 20,3 1,16 20,3 Với M dh = 42, 24kN m ; N dh = 461,32kN 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 Xác định hệ số uốn dọc l = 0,5 0, 01 + Rb ữ = 0,297 h e0 24,18 = =0,69 h 35 e e = max ; ữ = 0,69 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 0,23 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 42, 24 + 461,32.17,5 = 1+1 = 1,9 M + Ny 113,85 + 470, 69.17, bh3 = 107187cm4 12 67 Giả thiết àt = 4% h I s = àt bh0 a ữ = 6779 cm4 Lực dọc tới hạn đợc xác định theo công thức N cr = 6, S Eb I + E s I s ữ = 2459,55kN l0 l Hệ số uốn dọc đợc xác định theo công thức = = N 1,23 N cr Từ đó, ta xác định đợc độ lệch tâm: e = e0 + h a = 47,4cm h e ' = e0 + a ' = 11,4cm Rs = Rsc x1 = N = 13,64cm Rbb R h0 = 19,3cm 2a ' = 8cm 2a ' < x < R h0 cột chịu nén lệch tâm ln : As = As' = Ne Rbx(h0 0,5 x) 47069.47, 115.30.13, 64(31 0,5.13, 64) = = 14, 46(cm ) Rsc ( h0 a ') 2800.27 Kiểm tra hàm lợng cốt thép à= As 14, 46 100 = 100 = 1,5 %> = 0, 2% bh0 30.31 c Tính toán tơng tự cho cặp nội lực số M = 114,89kN m N = 565,82kN 68 Tính toán tơng tự ta có: Xác định hệ số uốn dọc l = 0,5 0, 01 + Rb ữ = 0,297 h e0 20.3 = =0,58 h 35 e e = max ; ữ = 0,58 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 0,26 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 = 1,81 M + Ny bh = 49500cm4 12 Giả thiết àt = 4% h I s = àt bh0 a ữ = 6779,7 cm4 Lực dọc tới hạn đợc xác định theo công thức N cr = 6, S Eb I + E s I s ữ = 1304kN l0 l Hệ số uốn dọc đợc xác định theo công thức 69 = = N 1,76 N cr Từ đó, ta xác định đợc độ lệch tâm: Rs = Rsc x1 = N = 16,4cm Rbb R h0 = 19,313cm 2a ' = 8cm 2a ' < x < R h0 cột chịu nén lệch ln : e = e0 + As = As' = h a = 35,72cm Ne Rbx(h0 0,5 x) 56582.35, 72 115.30.16, 4(31 0,5.16, 4) = = 9, 67(cm ) Rsc ( h0 a ' ) 2800.27 Kiểm tra hàm lợng cốt thép à= As 18,34 100 = 100 = 1,9 %> = 0, 2% bh0 30.31 * 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' = 14,46cm2 10.3 Tính toán cốt thép cho cột C3- TANG2 (b ì h = 30 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 70 Giả thiết a = a ' = 4cm h0 = hc a = 31cm Nội lực đợc chọn từ bảng tổ hợp nội lực dùng để tính toán cốt thép cho cột C3-TANG2 là: Bảng 10.3: Các cặp nội lực tính toán cột C3-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) 105,8 20,9 1,1 20,9 20,9 1,1 20,9 20,9 1,1 20,9 nội lực lực 4,5,7 M 4,5,6 ,7 = emax N max ,7 4,5,6 max M , N lớn 105,8 105,8 505,4 505,4 505,4 Với M dh = 43, 7kN m ; N dh = 395,85kN 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 = 105,87kN m N = 505, 43kN Xác định hệ số uốn dọc l = 0,5 0, 01 + Rb ữ = 0,297 h 71 e0 20,9 = =0,59 h 35 e e = max ; ữ = 0,59 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 0,257 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 = 1,77 M + Ny bh3 = 107187cm4 12 Giả thiết àt = 4% h I s = àt bh0 a ữ = 6779,7 cm4 Lực dọc tới hạn đợc xác định theo công thức N cr = 6, S Eb I + E s I s ữ = 2931kN l0 l Hệ số uốn dọc đợc xác định theo công thức = = N 1,2 N cr Từ đó, ta xác định đợc độ lệch tâm: 72 e = e0 + h a = 43,58 cm Rs = Rsc x1 = N = 11,65cm Rbb R h0 = 19,31cm 2a ' = 8cm 2a ' < x < R h0 cột chịu nén lệch tâm ln As = As' = Ne Rbx(h0 0,5 x) 50543.43,58 115.30.11, 65(31 0,5.11, 65) = = 15, 75(cm ) Rsc ( h0 a ') 2800.27 Kiểm tra hàm lợng cốt thép à= As 9,96 100 = 100 = 1, 07 %> = 0, 2% bh0 30.31 c Tính toán tơng tự cho cặp nội lực số tng t v cung thu c As = 15, 75(cm ) 10.4 Bố trí cốt thép cột Bảng 10.4: Bố trí cốt thép cột Tên cột 2-TANG2 6-TANG2 Kích thớc (cm) 22 ì 2 22 ì 10- 22 ì TANG2 Rb (MPa (MPa ) ) 17,0 17,0 17,0 Cốt thép dọc Rs As (cm2 ) 280 1,14 225 280 14,4 225 280 15,7 225 * Tính toán cốt thép đai cho cột 73 chọn As chọ n (cm2 ) 18 7,63 20 15,71 20 15,71 Cốt thép đai 6a150, 6a250 6a150, 6a250 6a150, 6a250 + Đờng kính cốt đai sw max( max 22 ;5mm) = max( ;5) = 5,5mm 4 Ta chọn cốt đai thuộc nhóm CI + 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=250mm 10.6 Tính toán cấu tạo nút góc Nỳt giao gia : +phõn t dõm 16 v phõn t cụt + phõn t dõm 20 v phõn t cụt 12 Chiu di neo ct thộp nỳt gúc ph thuục vo t s e0 hc +da vo bng t hp nụi lc ta cú cp nụi lc M,N ca phõn t s 16 cú ụ lch tõm eo ln nht ú l cp 16-4 cú M=48,66 v N= 46,54 cú eo = 104,5 e0 104,5 = = 3, 48 > 0,5 h 30 Vy ta s cu to ct thộp nỳt khung theo trng hp e0 >0,5 hc +da vo bng t hp nụi lc ta cú cp nụi lc M,N ca phõn t s cú ụ lch tõm eo ln nht ú l cp 20-12 cú M=47,02 v N= 72,19 cú eo = 65,13 e0 65,13 = = 1,8 > 0,5 h 35 74 Vy ta s cu to ct thộp nỳt khung theo trng hp e0 >0,5 hc chơng 11: bố trí cốt thép khung 75