Tính toán khung bê tông cốt thép (khung không gian)

CHƯƠNG 7: KHUNG BÊ TƠNG CỐT THÉP TỒN KHỐI CHƯƠNG KHUNG BÊ TƠNG CỐT THÉP TỒN KHỐI Hình 7.1 Sơ đồ kết cấu không gian 7.1 KẾT CẤU KHUNG, CHỌN SƠ ĐỒ TÍNH 7.1.1 Phân tích kết cấu khung Kết cấu chịu lực thẳng đứng (cột vách) có vai trò lớn kết cấu nhà cao tầng định gần toàn giải pháp kết cấu Trong nhà cao tầng, kết cấu chịu lực thẳng đứng có vai trò: - Cùng với dầm, sàn, tạo thành hệ khung cứng, nâng đỡ phần không chịu lực cơng trình, tạo nên khơng gian bên đáp ứng nhu cầu sử dụng - Tiếp nhận tải trọng từ dầm, sàn để truyền xuống móng, xuống đất CHƯƠNG 7: KHUNG BÊ TƠNG CỐT THÉP TỒN KHỐI - Tiếp nhận tải trọng ngang tác dụng lên công trình (phân phối cột, vách truyền xuống móng) - Giữ vai trò ổn định tổng thể cơng trình, hạn chế dao động, chuyển vị 7.1.2 Giải pháp kết cấu Cơng trình có bước cột thay đổi từ 6m đến 7.6m Với bước cột lớn 7.6m, hệ kết cấu chịu lực hợp lý kỹ thuật kinh tế hệ cột, vách, dầm, sàn bê tơng cốt thép đổ tồn khối 7.1.3 Sơ đồ tính khung Đối với khung tồn khối, sơ đồ tính trục dầm cột Liên kết cột – móng liên kết ngàm Liên kết cột - dầm xem ngàm (nút cứng) Mô hình hóa cấu kiện cột, dầm, sàn từ tầng hầm đến mái (bỏ qua vách tầng hầm, thay hệ thống cột) Cao trình BASE cao trình sàn tầng hầm (-2.7m so với cao trình ± 0.0 sàn tầng trệt) Xem mặt đài móng trùng với sàn tầng hầm 7.2 VẬT LIỆU TÍNH TỐN + Bêtơng B20 : - Khối lượng riêng:  = 2500 daN/m3 - Cường độ chịu nén tính tốn: Rb = 115 daN/cm2 - Cường độ chịu nén tính tốn: Rk = daN/cm2 - Môdul đàn hồi : Eb = 27  104 daN/cm2 + Cốt thép nhóm CII: - Cường độ chịu nén tính tốn: Rsc = 2800 daN/cm2 - Cường độ chịu kéo tính tốn: Rs = 2800 daN/cm2 Mơdul đàn hồi : Es = 21  105 daN/cm2 + Cốt thép nhóm CI: - Cường độ chịu nén tính toán: Rsc = 2250 daN/cm2 - Cường độ chịu kéo tính tốn: Rs = 2250 daN/cm2 - Mơdul đàn hồi : Es = 21  105 daN/cm2 CHƯƠNG 7: KHUNG BÊ TƠNG CỐT THÉP TỒN KHỐI 7.3 XÁC ĐỊNH SƠ BỘ KÍCH THƯỚC TIẾT DIỆN 7.3.1 Xác định sơ kích thước tiết diện dầm − Chiều cao dầm nắp chọn sơ theo công thức sau: hd = ld md Trong đó: ld - nhịp dầm md - hệ số phụ thuộc vào tính chất khung tải trọng − + md = ÷ 12 - hệ dầm chính, khung nhịp + md = 12 ÷ 16 - hệ dầm chính, khung nhiều nhịp + md = 16 ÷ 20 - hệ dầm phụ Bề rộng dầm nắp chọn theo công thức sau: bd = (  )hd ➢ Xét nhịp dầm chính: 7.6 m 1 1 h =     7600 = ( 475  633) mm  chọn h = 600 (mm)  16 12  1 1 b =     700 = (175  350) mm  chọn b= 300 (mm) 4 2 Do chọn dầm tiết diện 300x600 (mm) Xét nhịp dầm phụ 5m:  1 h =     7600 = ( 380  475) mm  chọn h = 400 (mm)  20 16  1 1 b =     400 = (100  200) mm  chọn b=200 (mm) 4 2 Do chọn dầm phụ có nhịp 5m với tiết diện 200x400 (mm) Xét nhịp dầm phụ m:  1 h =     4700 = ( 235  294 ) mm  chọn h = 300 (mm)  20 16  1 1 b =     300 = (75  150) mm  chọn b=200 (mm) 4 2 Do chọn dầm phụ có nhịp 5m với ti565 20.0 1754460 36.1 12.2 12 60 57.0 30 0.565 20.0 1754460 114.0 128.7 12.2 12 0.0016 1.0611 OK 60 57.0 30 0.565 20.0 1754460 102.8 42.4 12.2 12 0.0016 1.0611 OK 11,590 60 57.0 30 0.565 20.0 1754460 113.5 51.7 12.2 12 0.0016 1.0611 OK C-D 14,149 60 57.0 30 0.565 20.0 1754460 34.7 12.2 12 0.0016 1.0611 OK A-B 6,958 60 57.0 30 0.565 20.0 1754460 114.0 143.4 12.2 12 0.0016 1.0611 OK B-C 12,626 60 57.0 30 0.565 20.0 1754460 104.2 43.6 12.2 12 0.0016 1.0611 OK C-D 12,366 60 57.0 30 0.565 20.0 1754460 106.4 45.4 12.2 12 0.0016 1.0611 OK A-B 13,338 60 57.0 30 0.565 20.0 1754460 98.7 39.0 12.2 12 0.0016 1.0611 OK B-C 12,406 60 57.0 30 0.565 20.0 1754460 106.1 45.1 12.2 12 0.0016 1.0611 OK C-D 13,610 60 57.0 30 0.565 20.0 1754460 96.7 37.5 12.2 12 0.0016 1.0611 OK A-B 13,153 60 57.0 30 0.565 20.0 1754460 100.0 40.1 12.2 12 0.0016 1.0611 OK B-C 11,844 60 57.0 30 0.565 20.0 1754460 111.1 49.5 12.2 12 0.0016 1.0611 OK C-D 12,387 60 57.0 30 0.565 20.0 1754460 106.2 45.3 12.2 12 0.0016 1.0611 OK A-B 12,600 60 57.0 30 0.565 20.0 1754460 104.4 43.7 12.2 12 0.0016 1.0611 OK dầm A-B 12,215 60 57.0 B-C 13,865 60 C-D 7,345 A-B 12,796 B-C (daN) (cm) (cm) 94.9 93.0 0.0016 CHƯƠNG 7: KHUNG BÊ TÔNG CỐT THÉP TOÀN KHỐI T5 Thượng Bg Thang B-C 11,416 60 57.0 30 0.565 20.0 1754460 114.0 53.3 12.2 12 0.0016 1.0611 OK C-D 11,675 60 57.0 30 0.565 20.0 1754460 112.7 50.9 12.2 12 0.0016 1.0611 OK A-B 17,342 60 57.0 30 0.565 20.0 1754460 75.9 23.1 12.2 12 0.0016 1.0611 OK B-C 14,170 60 57.0 30 0.565 20.0 1754460 92.9 34.6 12.2 12 0.0016 1.0611 OK C-D 11,945 60 57.0 30 0.565 20.0 1754460 110.2 48.7 12.2 12 0.0016 1.0611 OK A-B 8,214 60 57.0 30 0.565 20.0 1754460 114.0 102.9 12.2 12 0.0016 1.0611 OK B-C 7,543 60 57.0 30 0.565 20.0 1754460 114.0 122.1 12.2 12 0.0016 1.0611 OK C-D 7,085 60 57.0 30 0.565 20.0 1754460 114.0 138.3 12.2 12 0.0016 1.0611 OK C-D 5,257 60 57.0 30 0.565 20.0 1754460 114.0 251.3 12.2 12 0.0016 1.0611 OK CHƯƠNG 7: KHUNG BÊ TƠNG CỐT THÉP TỒN KHỐI 7.7.2 Tính toán cột khung trục Bảng 7.13 Bảng tổng hợp nội lực khung trục Tên Phương - M2 M2 tư max Ton-m Ton-m tử Nmax Ton Th-C3 13.64 4.30 T5-C3 38.21 T4-C3 Phương - M3 M3 tư max Ton-m Ton-m Ton Nmax Ton 5.60 13.55 13.64 0.17 1.76 13.24 5.69 6.49 37.36 38.21 0.00 2.82 31.91 57.13 7.40 7.83 55.97 57.13 0.08 3.43 48.42 T3-C3 73.95 4.65 4.77 72.79 73.95 0.16 0.49 64.06 T2C3 96.77 0.15 7.47 84.43 96.77 0.01 5.06 81.85 L-C3 102.46 7.74 7.75 91.61 102.46 0.62 7.23 81.36 Tr-C3 128.50 7.97 9.46 116.71 128.50 0.36 6.28 100.03 Th-C7 32.14 1.30 3.58 31.55 32.14 1.43 2.57 31.58 T5-C7 98.75 0.69 4.44 84.08 98.75 4.90 3.50 83.94 T4-C7 142.72 2.65 9.10 128.99 142.72 0.32 7.03 128.14 T3-C7 186.46 1.43 8.83 163.21 186.46 0.21 7.60 162.03 T2-C7 231.06 4.78 13.90 208.65 231.06 0.36 11.22 190.02 L-C7 265.91 0.99 14.22 248.93 265.91 0.49 12.90 242.90 Tr-C7 313.02 0.75 12.82 263.63 313.02 0.22 12.43 259.92 B.Th-C11 11.87 1.71 2.51 11.41 11.87 0.38 2.55 11.38 Th-C11 43.60 0.68 2.70 41.09 43.60 0.33 3.43 38.92 T5-C11 101.35 0.46 3.51 90.05 101.35 1.79 4.67 88.25 T4-C11 153.53 0.87 7.56 137.79 153.53 3.82 9.42 132.29 T3-C11 206.10 0.31 7.52 184.37 206.10 2.64 9.32 177.42 T2-C11 260.07 0.49 12.57 228.35 260.07 3.86 13.92 222.87 L-C11 310.14 1.07 14.69 238.72 310.14 2.74 13.80 264.99 Tr-C11 362.67 0.48 12.42 320.89 362.67 1.25 12.80 313.61 B.Th-C23 11.86 1.72 2.35 11.40 11.86 0.02 2.33 11.35 Th-C23 23.63 3.07 3.70 21.53 23.63 1.77 3.35 22.46 T5-C23 50.18 0.34 4.85 10.85 50.18 0.03 4.64 48.34 T4-C23 76.27 6.80 7.18 75.10 76.27 3.37 6.55 73.50 T3-C23 104.02 6.83 7.21 176.31 104.02 2.60 6.67 99.72 T2-C23 129.99 5.12 9.62 126.29 129.99 3.77 8.23 120.72 L-C23 161.67 9.74 9.74 161.67 161.67 3.16 9.34 152.52 phần N - tư N - tư Ton CHƯƠNG 7: KHUNG BÊ TƠNG CỐT THÉP TỒN KHỐI Tr-C23 192.44 6.98 7.62 181.45 192.44 1.44 6.96 168.22 Tính tốn tương tự phần “ Tính tốn cột đại diện khung trục C “ nêu Ta kết bố trí thép cột khung trục sau: CHƯƠNG 7: KHUNG BÊ TƠNG CỐT THÉP TỒN KHỐI Bảng 7.14 Bảng tính thép cột khung trục Phương h chịu lực(mặc định tính với M3-3) Lớp b.vệ chọn thép As  a=a' As=As' (Bố trí dọc cạnh b) Ch.cao cột H b cm cm cm cm cm2 n  Th-C3 390 30 30 0.27 T5-C3 345 30 30 0.09 T4-C3 345 35 35 T3-C3 345 35 35 T2C3 330 40 L-C3 390 Tr-C3 Tên phần tử h Phương b chịu lực (mặc định tính với M2-2) cm2 (%) cm2 chọn thép (Bố trí dọc cạnh h) n n   20 9.42 2.33 6.16 20 9.42 2.33 20 9.42 2.33 5.64 20 9.42 2.33 -1.68 18 7.63 1.36 3.99 18 7.63 1.36 -5.41 18 7.63 1.36 -0.41 18 7.63 1.36 40 -2.46 18 7.63 1.03 0.42 18 7.63 1.03 40 40 0.30 18 7.63 1.03 1.37 18 7.63 1.03 270 40 40 -1.64 20 9.42 1.27 5.48 20 9.42 1.27 Th-C7 390 30 30 -0.22 18 5.09 1.26 1.44 18 5.09 1.26 T5-C7 345 35 35 3.96 18 5.09 0.91 0.86 18 5.09 0.91 T4-C7 345 35 35 12.16 22 19.01 3.39 15.44 22 19.01 3.39 T3-C7 345 45 45 2.25 18 12.72 1.35 3.89 18 12.72 1.35 T2-C7 330 45 45 11.13 22 19.01 2.01 17.35 22 19.01 2.01 L-C7 390 55 55 2.27 18 12.72 0.89 4.50 18 12.72 0.89 Tr-C7 270 55 55 8.42 18 12.72 0.89 8.42 18 12.72 0.89 chon n  As=As' As chon  cm2 (%) CHƯƠNG 7: KHUNG BÊ TƠNG CỐT THÉP TỒN KHỐI B.Th-C11 260 30 30 1.69 18 5.09 1.26 1.63 18 5.09 1.26 Th-C11 390 30 30 0.99 18 5.09 1.26 -0.16 18 5.09 1.26 T5-C11 345 35 35 1.90 18 5.09 0.91 0.32 18 5.09 0.91 T4-C11 345 35 35 16.46 20 18.85 3.37 14.61 20 18.85 3.37 T3-C11 345 45 45 6.84 18 15.27 1.62 5.96 18 15.27 1.62 T2-C11 330 45 45 19.77 22 22.81 2.41 19.19 22 22.81 2.41 L-C11 390 55 55 8.01 18 15.27 1.07 8.01 18 15.27 1.07 Tr-C11 270 55 55 18.13 22 22.81 1.59 18.13 22 22.81 1.59 B.Th-C23 260 30 30 1.36 18 5.09 1.26 1.38 18 5.09 1.26 Th-C23 390 30 30 1.70 18 5.09 1.26 2.34 18 5.09 1.26 T5-C23 345 35 35 0.02 22 7.60 1.36 4.01 22 7.60 1.36 T4-C23 345 35 35 2.54 22 7.60 1.36 3.72 22 7.60 1.36 T3-C23 345 40 40 -0.85 22 15.20 2.05 12.68 22 15.20 2.05 T2-C23 330 40 40 4.67 18 10.18 1.38 7.42 18 10.18 1.38 L-C23 390 45 45 2.92 18 10.18 1.08 4.88 18 10.18 1.08 Tr-C23 270 45 45 2.36 18 10.18 1.08 6.60 18 10.18 1.08 ... CHƯƠNG 7: KHUNG BÊ TƠNG CỐT THÉP TỒN KHỐI Tr-C23 192.44 6.98 7.62 181.45 192.44 1.44 6.96 168.22 Tính tốn tương tự phần “ Tính tốn cột đại diện khung trục C “ nêu Ta kết bố trí thép cột khung trục... thép cột khung trục sau: CHƯƠNG 7: KHUNG BÊ TƠNG CỐT THÉP TỒN KHỐI Bảng 7.14 Bảng tính thép cột khung trục Phương h chịu lực(mặc định tính với M3-3) Lớp b.vệ chọn thép As  a=a' As=As' (Bố trí dọc... chịu lực hợp lý kỹ thuật kinh tế hệ cột, vách, dầm, sàn bê tơng cốt thép đổ tồn khối 7.1.3 Sơ đồ tính khung Đối với khung tồn khối, sơ đồ tính trục dầm cột Liên kết cột – móng liên kết ngàm Liên