ĐỒ ÁN KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT THÉP 2

môc lôc ch­¬ng 1: lùa chän gi¶i ph¸p kÕt cÊu 1 1.1. VËt liÖu sö dông 1 1.2. Lùa chän gi¶i ph¸p kÕt cÊu sµn 1 1.3. Lùa chän kÝch th­íc, chiÒu dµy sµn 2 1.3.1. KÝch th­íc sµn m¸i 2 1.3.2. KÝch th­íc sµn tÇng 2 1.4. Lùa chän gi¶i ph¸p kÕt cÊu chÞu lùc 4 1.5. Lùa chän kÝch th­íc c¸c tiÕt diÖn 5 1.5.1. KÝch th­íc tiÕt diÖn dÇm 5 1.5.2. KÝch th­íc tiÕt diÖn cét 6 1.6. MÆt b»ng bè trÝ kÕt cÊu 8 ch­¬ng 2: S¬ ®å tÝnh to¸n khung ph¼ng 9 2.1. S¬ ®å h×nh häc 9 2.2. S¬ ®å kÕt cÊu 9 2.2.1. NhÞp tÝnh to¸n cña dÇm 9 2.2.2. ChiÒu dµi tÝnh to¸n cña cét 10 ch­¬ng 3: X¸c ®Þnh t¶i träng tÝnh to¸n ®¬n vÞ 11 3.1. TÜnh t¶i ®¬n vÞ 11 3.2. Ho¹t t¶i ®¬n vÞ 12 3.3. HÖ sè quy ®æi t¶i träng 12 ch­¬ng 4: X¸c ®Þnh tÜnh t¶i t¸c dông vµo khung 13 4.1. TÜnh t¶i tÇng 2,3,4 13 4.2. TÜnh t¶i tÇng m¸i 15 4.3. TÜnh t¶i t¸c dông vµo khung 18 ch­¬ng 5: x¸c ®Þnh ho¹t t¶i t¸c dông vµo khung 19 5.1. Tr­êng hîp ho¹t t¶i 1 19 5.1.1. Ho¹t t¶i 1 tÇng 2 hoÆc tÇng 4 19 5.1.2. Ho¹t t¶i 1 tÇng 3 20 5.1.3. Ho¹t t¶i 1 tÇng m¸i 21 5.2. Tr­êng hîp ho¹t t¶i 2 22 5.2.1. Ho¹t t¶i 2 tÇng 2 hoÆc tÇng 4 22 5.2.2. Ho¹t t¶i 2 tÇng 3 23 5.2.3. Ho¹t t¶i 2 tÇng m¸i 24 5.3. C¸c tr­êng hîp ho¹t t¶i t¸c dông vµo khung 25 ch­¬ng 6: x¸c ®Þnh t¶i träng giã 26 ch­¬ng 7: x¸c ®Þnh néi lùc 28 7.1. S¬ ®å c¸c phÇn tö khung 28 7.2. BiÓu ®å néi lùc tr­êng hîp tÜnh t¶i 28 7.3. BiÓu ®å néi lùc tr­êng hîp ho¹t t¶i 1 30 7.4. BiÓu ®å néi lùc tr­êng hîp ho¹t t¶i 2 31 7.6. BiÓu ®å néi lùc tr­êng hîp giã tr¸i 33 7.7. BiÓu ®å néi lùc tr­êng hîp giã ph¶i 34 7.8. B¶ng gi¸ trÞ néi lùc c¸c tr­êng hîp t¶i träng 36 ch­¬ng 8: Tæ hîp néi lùc 46 ch­¬ng 9: tÝnh to¸n cèt thÐp dÇm 47 9.1. TÝnh to¸n cèt thÐp cho dÇm B1 TH02. 47 9.2. TÝnh to¸n cèt thÐp cho dÇm B2 TH02. 49 9.3. Bè trÝ cèt thÐp dÇm 52 ch­¬ng 10: tÝnh to¸n cèt thÐp cét 53 10.1. TÝnh to¸n cèt thÐp cho cét C2 TH02. 53 10.2. TÝnh to¸n cèt thÐp cho cét C4 TH02. 56 10.3. TÝnh to¸n cèt thÐp cho cét C6 TH02. 59 10.4. Bè trÝ cèt thÐp cét 61 10.6. TÝnh to¸n cÊu t¹o nót gãc trªn cïng 61 ch­¬ng 11: bè trÝ cèt thÐp khung 62

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: Sinh viờn: Lp: H Vn Khỏnh XD DDCN B K58 Mó s sinh viờn:1321070543 H:i hc S LIU N STT L1 (m) L2 (m) a (m) H (m) 25 6,1 1,3 3,6 3,9 Hot ti tiờu chun (daN/m2) Hot ti Hot ti Hot ti mỏi sn hnh lang 100 250 450 Vựng giú Bờ tụng Thộp IIIB 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) Ký 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 B20 (mác M200#) 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- 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 = 0,8 Với ô sàn lớn l1 = 3,6m hb = 0,8 3,6 = 0,064m = 6, 4cm 45 Với sàn mái nhà dân dụng hmin = 4cm chọn chiều dày mái hmai = 6cm 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 = B = 3,6m hb = 3,6 = 0,08m = 8cm 45 Với sàn nhà dân dụng hmin = 5cm chọn chiều dày mái hS = 8cm cho sàn phòng học kích thớc 6,1ì 3,6m 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 = 1,3m hb = 1, 1,3 = 0,035m = 3,5cm 45 Với sàn nhà dân dụng hmin = 5cm chọn chiều dày mái hS = 5cm cho sàn hành lang kích thớc 3,6 ì 1,3m * 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 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 - Tổng cộng g s : 200 1.1 316 220 368 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 0.08 2500 200 1.1 220 - Tổng cộng g m : 320 371 Bảng 1.3: Hoạt tải phòng lấy theo tiêu chuẩn TCVN2737-1995 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 ) 250 70 180 1.2 300 450 140 310 1.2 540 100 100 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 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 = B = 3,3m , 1 hd = ( ữ ).3,6 = (0,3 ữ 0, 45) 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 1 hd = ( ữ ).6,1 = (0,5 ữ 0,76) m 12 chọn hd = 0,6m , bd = ( 0,3 ữ 0,5 ) hd = 0,3m toán L = L1 = 6,1m , 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 hd = dài nhịp tính L = L2 = 1,3m , toán m = 12, k =1 1,3 = 0,11m 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 qs = g stt + p tt = 368 + 300 = 668 daN m qm = g mtt + p tt = 371 + 130 = 501daN m a Kích thớc tiết diện cột biên phòng (trục C) Diện tích truyền tải: S=B l1 3,6 ì 6,1 = = 10,08m 2 Lực dọc cột: N = 10,98 ( ì 668 + 501) = 27505daN Diện tích tiết diện cột A = 1,1 27505 = 263,1cm 11,5 ì 10 Chọn bc ì hc = 22 ì 30cm ; ( Ac = 660cm ) cho cột tầng 1,2; bc ì hc = 22 ì 22cm cho cột tầng 3,4 b Kích thớc tiết diện cột phòng (trục B) Diện tích truyền tải: S=B l1 + l2 3,6 ( 6,1 + 1,3) = = 13,32m 2 Lực dọc cột: N = 13,32 ( ì 668 + 501) = 33367 daN Diện tích tiết diện cột A = 1,1 33367 = 319,16cm 11,5 ì 10 Chọn bc ì hc = 22 ì 30cm ; ( Ac = 660cm ) cho cột tầng 1,2,3,4 c Kích thớc tiết diện biên phòng (trục A) Diện tích truyền tải: S=B l2 3,6 ì 1,3 = = 2,34m 2 Lực dọc cột: , 8a150 chơng 10: tính toán cốt thép cột - Bê tông móng thân công trình cấp độ bền B20 (mác M250#) có Rb = 11,5MPa ; Rbt = 0,9MPa - Cốt thép: + Thép 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 C2 - TH02 (b ì h = 22 ì 22cm; H = 3,9m) a Số liệu tính toán Chiều dài tính toán l0 = 0,7 H = 0,7.3,9=2,73m l Độ mảnh h = h = 12>8 phải xét đến ảnh hởng uốn c 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-TH02 là: Bảng 10.1: Các cặp nội lực tính toán cột C2-TH02 Ký Ký Đặc M N 50 e1 = M / N ea e0 = max(ea , e1 ) hiệ hiệu u cặ tổ p hợp nội nội lực lực 4,8 điểm cặp M max = emax N max ,8 ,8 (kN ) (cm) 29,12 247,1 11,78 (cm) (cm) nội lực 4,5,6 4,5,6 (kN m) M , N lớn 26,49 26,49 285,6 9,3 285,6 9,3 0,7 0,7 0,7 11,78 9,3 9,3 Với M dh = 0, 76kN m ; N dh = 159,12kN 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 = 29,12kN m N = 247,13kN Xác định hệ số uốn dọc l = 0,5 0, 01 + Rb ữ = 0,26 h e0 = 0,54 h e e = max ; ữ = 0,54 h Với bê tông cốt thép thờng p = 51 Hệ số kể đến ảnh hởng độ lệch tâm đợc tính theo công thức 0,11 0,11 + 0,1 = + 0,1 = 0, 27 e 0,54 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, 76 + 159,12.0,11 = 1+ = 1.32 M + Ny 29,12 + 247,13.0,11 bh3 22.223 = = 19521 cm4 12 12 Giả thiết àt = 1,5% 22 h I s = àt bh0 a ữ = 1,5%.22.18.( 4) = 291, 06 cm4 Lực dọc tới hạn đợc xác định theo công thức N cr = 6, S Eb I + Es I s ữ = 1606 kN l0 l Hệ số uốn dọc đợc xác định theo công thức = = N 1,18 N cr Từ đó, ta xác định đợc độ lệch tâm : e = e0 + h a = 20,9cm h e = e0 + a = 6,9cm Rs = Rsc x1 = N = 9,8cm Rbb 52 R h0 = 11,214cm 2a ' = 8cm x < 2a ' Cột chịu nén lệch tâm lớn As = As' = N e ' = 4,92cm2 Rs ( h0 a ') Kiểm tra hàm lợng cốt thép à= As 100 = 1,2%> àmin = 0, 2% bh0 àt = = 2,5%< àmax = 6% c Tính toán tơng tự cho cặp nội lực số M = 26, 49kN m N = 285, 62kN Ta có hệ số uốn dọc = 1,18 Từ đó, ta xác định đợc độ lệch tâm: e = e0 + h a = 18,1cm h e ' = e0 + a ' = 4,1cm Rs = Rsc x1 = N = 11,3cm Rbb R h0 = 11,214cm 2a ' = 8cm x < 2a ' Cột chịu nén lệch tâm ln N e ' As = A = = 4, 24cm Rs ( h0 a ') ' s Kiểm tra hàm lợng cốt thép à= As 100 = 1,1%> àmin = 0, 2% bh0 53 àt = = 2,1%< 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' = 4,92cm2 10.2 Tính toán cốt thép cho cột C4 - TH02 (b ì h = 22 ì 30cm; H = 4,7 m) a Số liệu tính toán Chiều dài tính toán l0 = 0,7 H = 0,7.4,7=3,29m l Độ mảnh h = h = 10,97>8 phải xét đến ảnh hởng c uốn dọc Giả thiết a = a ' = 4cm h0 = hc a = 26cm Nội lực đợc chọn từ bảng tổ hợp nội lực dùng để tính toán cốt thép cho cột C4-TH02 là: Bảng 10.2: Các cặp nội lực tính toán cột C4-TH02 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) 14,83 1,0 14,83 10,89 1,0 10,89 3,57 1,0 10,89 nội lực lực 4,8 4,5,6, 4,5,6, M max = emax 84,42 569,21 N max 78,17 M , N lớn 78,17 717,52 717,52 Với M dh = 6,1kN m ; N dh = 585, 09kN 54 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 = 0,28 h e0 = 0,49 h e e = max ; ữ = 0,49 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 0,29 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 = 1,55 M + Ny bh3 = 49500cm4 12 Giả thiết àt = 4% h I s = àt bh0 a ữ = 2768,5 cm4 Lực dọc tới hạn đợc xác định theo công thức 55 N cr = 6, S Eb I + Es I s ữ = 4916,1kN l0 l Hệ số uốn dọc đợc xác định theo công thức = = N 1,13 N cr Từ đó, ta xác định đợc độ lệch tâm: e = e0 + h a = 27,7cm h e ' = e0 + a ' = 5,7cm Rs = Rsc x1 = N = 22,5cm Rbb R h0 = 16,2cm 2a ' = 8cm x > R h0 Cột chịu nén lệch tâm bé Cần phải tính lại x theo công thức gần đúng: n= N = 0,9 Rbbh0 = e = 1,07 h0 a = h0 a ' = 0,85 h0 ( R ) a n + R ( n 0, 48 ) h0 x= = 17,8cm ( R ) a + ( n 0, 48) x Ne Rb bx h0 ữ = 16,7cm2 As = As' = Rsc ( h0 a ') Kiểm tra hàm lợng cốt thép à= As 100 = 2,9%> àmin = 0, 2% bh0 56 àt = = 5,8%< àmax = 6% c Tính toán tơng tự cho cặp nội lực số M = 78,17 kN m N = 717,52kN Ta có hệ số uốn dọc = 1,13 Từ đó, ta xác định đợc độ lệch tâm: e = e0 + h a = 27,7cm h e ' = e0 + a ' = 5,7cm Rs = Rsc x1 = N = Rbb 28,4cm R h0 = 16,2cm 2a ' = 8cm x > R h0 Cột chịu nén lệch tâm bé Cần phải tính lại x theo công thức gần đúng: n= N = Rbbh0 1,1 = e = h0 1,07 a = h0 a ' = 0,85 h0 ( R ) a n + R ( n 0, 48 ) h0 x= = 18,5cm ( R ) a + ( n 0, 48) x Ne Rb bx h0 ữ = 15,6cm2 As = As' = Rsc ( h0 a ') Kiểm tra hàm lợng cốt thép 57 à= As 100 = 2,7%> àmin = 0, 2% bh0 àt = 2à = 5,4%< àmax = 6% Kiểm tra hàm lợng cốt thép à= As 100 = 2,9%> àmin = 0, 2% bh0 àt = = 5.7%< 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' = 16,7cm2 10.3 Tính toán cốt thép cho cột C6 - TH02 (b ì h = 22 ì 30cm; H = 4,7 m) a Số liệu tính toán Chiều dài tính toán l0 = 0,7 H = 0,7.4,7=3,29m l Độ mảnh h = h = 10,97>8 phải xét đến ảnh hởng c uốn dọc Giả thiết a = a ' = 4cm h0 = hc a = 26cm 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 C6-TH02 Ký Ký Đặc M N e1 = M / N ea e0 = max(ea , e1 ) hiệ hiệu điểm (kN m) (kN ) (cm) (cm) (cm) u cặp 58 cặp nội lực tổ hợp nội nội lực lực - 4,8 M max = emax 85,29 673,8 12,66 1,0 12,66 4,5,6, N max 79,28 -786,5 10,08 1,0 10,08 M , N lớn 79,28 -786,5 10,08 1,0 10,08 4,5,6, Với M dh = 7, 27kN m ; N dh = 598, 67kN 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 = 85, 29kN m N = 673,86kN Xác định hệ số uốn dọc l 3, 29.1000 = 0,5 0, 01 + Rb ữ = 0,5 0, 01 + 14,5 ữ = 0,24 h 22.10 e0 12, 66 = = 0, h 30 e e = max ; ữ = 0,4 h Với bê tông cốt thép thờng p = Hệ số kể đến ảnh hởng độ lệch tâm đợc tính theo công thức 59 0,11 + 0,1 = 0, 22 e 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 = 1,52 M + Ny bh3 22.303 = = 49500 cm4 12 12 Giả thiết àt = 1,5% 30 h I s = àt bh0 a ữ = 1,5%.22.26.( 4) = 1038,18 cm4 Lực dọc tới hạn đợc xác định theo công thức N cr = 6, S 6, 0, 41 Eb I + Es I s ữ = ( 27.105.49500 + 21.106.1038,18) = 5024 l0 l 3, 29 1,52 kN Hệ số uốn dọc đợc xác định theo công thức = = N 1,15 N cr Từ đó, ta xác định đợc độ lệch tâm : e = e0 + h a = 25,6m h e' = e0 + a = 3,6cm Rs = Rsc x1 = N 673,86.103 = = 26, 6cm Rbb 11,5.220 60 R h0 = 16,2cm 2a ' = 8cm x > R h0 Cột chịu nén lệch tâm bé Cần phải tính lại x theo công thức gần đúng: n= N = 0,102 Rbbh0 = e = 0,49 h0 h0 a ' = 0,85 h0 a = ( R ) a n + R ( n 0, 48 ) h0 x= = 25,7cm ( R ) a + ( n 0, 48) x Ne Rb bx h0 ữ = 14,9cm2 As = As' = Rsc ( h0 a ') Kiểm tra hàm lợng cốt thép à= As 100 = 2,6 %> àmin = 0, 2% bh0 àt = = 5,2%< àmax = 6% c Tính toán tơng tự cho cặp nội lực số M = 79, 28kN m N = 786,5kN Xác định hệ số uốn dọc l 3, 29.1000 = 0,5 0, 01 + Rb ữ = 0,5 0, 01 + 11,5 ữ = 0,24 h 22.10 e0 = 0, h e e = max ; ữ = 0,4 h 61 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 = 0,32 e 0,53 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 = + M dh + N dh y 3,88 + 500, 61.0,15 = 1+1 = 1,52 M + Ny 32 + 631,54.0,15 bh3 22.303 I= = = 49500 cm4 12 12 Giả thiết àt = 1,5% 30 h I s = àt bh0 a ữ = 1,5%.22.26.( 4) = 1038,18 cm4 Lực dọc tới hạn đợc xác định theo công thức N cr = 6, S 6, 0,32 Eb I + Es I s ữ = ( 27.105.49500 + 21.106.1038,18) = 1289,1 l0 l 329 1,52 kN Hệ số uốn dọc đợc xác định theo công thức = = N 2,09 N cr Từ đó, ta xác định đợc độ lệch tâm : e = e0 + h a = 37,5cm h e' = e0 + a = 15,5cm 62 Rs = Rsc x1 = N 673,86.103 = = 26, 6cm Rbb 11,5.220 R h0 = 16,2cm 2a ' = 8cm x > R h0 Cột chịu nén lệch tâm bé Cần phải tính lại x theo công thức gần đúng: n= N = 1,02 Rbbh0 = e = 1,4 h0 h0 a ' = 0,85 h0 a = ( R ) a n + R ( n 0, 48 ) h0 x= = 17,69cm ( R ) a + ( n 0, 48) x Ne Rb bx h0 ữ = 17,1cm2 As = As' = Rsc ( h0 a ') Kiểm tra hàm lợng cốt thép à= As 100 = 2,99% àmin = 0, 2% bh0 àt = = 5,98%< àmax = 6% Bảng 10.4: Bố trí cốt thép cột Tên cột C2-TH02 C4-TH02 Rb (MPa (MPa ) ) 22 ì 280 22 ì 11,5 11,5 Cốt thép dọc Rs Kích thớc (cm) 225 280 As (cm ) chọn As chọ n (cm2 ) Cốt thép đai 6a150 4,92 20 6,3 , 6a200 16,7 63 22 19 6a150 C6-TH02 225 22 ì 280 11,5 225 , 6a200 6a150 17,1 22 19 , 6a200 * Tính toán cốt thép đai cho cột + Đờng kính cốt đai sw max( max 22 ;5mm) = max( ;5) = 5,5mm 4 Ta chọn cốt đai thuộc nhóm AI + 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=200mm 10.6 Tính toán cấu tạo nút góc chơng 11: bố trí cốt thép khung 64