TỔNG HỢP TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN KHUNG TRỤC 3

ThuyÕt minh §å ¸n 9.TỔNG HỢP TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN KHUNG TRỤC 3: 1.Phương án tải trọng 1 (Tĩnh tải) 2.Phương án tải trọng 2 (Hoạt tải 1) 3.Phương án tải trọng 3 (Hoạt tải 2) 4.Phương án tải trọng 4 (Gió trái) 5.Phương án tải trọng 5 (Gió phải) 10. TỔ HỢP NỘI LỰC: Sau khi chạy chương trình sap200v10 thu được kết quả nội lực trong các tiết diện do từng trường hợp tải trọng gây ra, ta có kết quả nội lực cuối cùng như sau: Đối với cột cần phải tổ hợp tất cả các nội lực đó lại để tìm ra nội lực nguy hiểm nhất có thể xuất hiện trong từng tiết diện của mỗi cột để tính thép cho cột, + Có hai loại tổ hợp cơ bản: tổ hợp cơ bản 1 và tổ hợp cơ bản 2 - Tổ hợp cơ bản 1 gồm nội lực do tĩnh tải và nội lực một trong các hoạt tải. - Tổ hợp cơ bản 2 gồm nội lực do tĩnh tải và nội lực các hoạt tải(hoạt tải sử dụng và hoạt tải gió). + Trong một tổ hợp cần xét ba cặp nội lực nguy hiểm: - Cặp mô men dương lớn nhất và lực dọc tương ứng (Mmax,Ntư) - Cặp mô men âm nhỏ nhất và lực dọc tương ứng (Mmin,Ntư) - Cặp lực dọc lớn nhất và mô men tương ứng (Nmax,Mtư) Đối với tổ hợp cơ bản 1: Để xác định cặp thứ nhất, lấy nội lực do tĩnh tải cộng với nội lực do một hoạt tải có giá trị mô men dương lớn nhất trong số các mô men do hoạt tải. Để xác định cặp thứ hai, lấy nội lực do tĩnh tải cộng với nội lực do một hoạt tải có giá trị mô men âm với giá trị tuyệt đối lớn nhất. Để xác định cặp thứ 3, lấy nội lực do tĩnh tải cộng với nội lực do một hoạt tải có giá trị lực dọc lớn nhất. Đối với tổ hợp cơ bản 2: Để xác định cặp thứ nhất, lấy nội lực do tĩnh tải cộng với mọi nội lực do hoạt tải có giá trị mô men là dương, Để xác định cặp thứ hai, lấy nội lực do tĩnh tải cộng với mọi nội lực do hoạt tải có giá trị mô men là âm, Để xác định cặp thứ ba, lấy nội lực do tĩnh tải cộng với mọi nội lực do hoạt tải có gây ra lực dọc. Ngoài ra còn lấy thêm nội lực của hoạt tải dù không gây ra lực dọc nhưng gây ra mô men cùng chiều với mô men tổng cộng đã lấy tương ứng với Nmax Kết quả tổ hợp nội lực một số phần tử của khung K3 Trục 3 dùng để kiểm tra kết quả chạy máy tại phòng máy tính khoa tại chức trường Đại Học Kiến Trúc Hà Nội được thể hiện trong các bảng sau: IV. TÍNH TOÁN CỐT THÉP KHUNG K3 : - Căn cứ vào kết quả chạy thép tại phòng máy của khoa xây dựng trường “Đại Học Kiến Trúc Hà Nội” tiến hành kiểm tra cho một số tiết diện tại cột và dầm. - Bố trí thép theo kết quả chạy thép và thể hiện ở bản vẽ thép khung. Các thông số tính toán : + Vật liệu sử dụng : Bê tông cấp độ bền B20có :R b = 11,5Mpa, R bt = 0,9Mpa, E b = 27.10 3 Mpa. + Cốt đai nhóm AI : R s = R sc = 225Mpa, E s = 21.10 4 Mpa. + Cốt dọc nhóm AII :R s = R sc = 280Mpa, E s = 21.10 4 Mpa. - Số liệu đã biết là: Mô men M, kích thước tiết diện b,h và a. Yêu cầu tính cốt thép dọc của dầm. +)Xác định hệ số hạn chế bê tông vùng nén bằng cách tra bảng phụ lục 8(sách kết cấu BTCT phần cấu kiện cơ bản do Phan Quang Minh chủ biên) 11/6/2013 Trang 25 ThuyÕt minh §å ¸n với bê tông B20 và thép AII có 0,623 0,429 R R ξ α  =   =   +)Tính: 2 m b o M R b h α = × × Trong đó: M – Mô men tại tiết diện cần tính. R b – Cường độ chịu nén tính toán của bê tông. b,h o – bề rộng và chiều cao làm việc của dầm. +)Kiểm tra điều kiện hạn chế: m R α α ≤ +)Nếu thỏa mãn điều kiện hạn chế thì xác định hệ số ζ và tính A s theo công thức: s s o M A R h ζ = × × +)Kiểm tra hàm lượng cốt thép: 100 s o A b h µ = × × Với max 11,5 100 0,623 100 2,6% 280 b R s R R µ ξ = × = × × = ; min 0,05% µ = Hàm lượng cốt thép hợp lý: min max µ µ µ < < A. TÍNH THÉP CHỌ DẦM KHUNG TẦNG 1 1/ Nhiệm vụ :Kiểm tra tính toán phần tử 4,5,6. + Vật liệu sử dụng : Bê tông cấp độ bền B20có :R b = 11,5Mpa, R bt = 0,9Mpa, E b = 27.10 3 Mpa. + Cốt đai nhóm AI : R s = R sc = 225Mpa, E s = 21.10 4 Mpa. + Cốt dọc nhóm AII :R s = R sc = 280Mpa, E s = 21.10 4 Mpa. 2/ Phương pháp tính toán : - Từ kết quả nội lực ta chọn ra mỗi phần tử 3 cặp nội lực nguy hiểm tại mặt cắt đầu phần tử ( MC 1 - 1 ), giữa phần tử ( MC 2 - 2 ) và cuối của phần tử ( MC 3 -3 ) . - Với các dầm đúc liền khối với bản , xem một phần bản cùng tham gia chịu lực với dầm như là cánh của tiết diện chữ T . Tùy theo mômen là âm hay dương mà trong tính toán ta có kể hoặc không kể cánh vào trong tính toán . - Tiến hành tính toán cốt thép cho cấu kiện theo phương pháp sau : Giả thiết giá trị a với : a : Khoảng cách từ trọng tâm cốt thép chịu kéo tới mép chịu kéo của tiết diện a = a bv + 2 d a bv : Chiều dày lớp bê tông bảo vệ cốt thép . d : Đường kính cốt thép chịu lực lớn nhất . Chiều cao làm việc của tiết diện h 0 = h – a * Với tiết diện chịu mômen âm : - Tính với tiết diện chữ nhật b x h - Tính giá trị m α theo công thức : m α = 2 0 bh b R b b M γ 11/6/2013 Trang 26 ThuyÕt minh §å ¸n So sánh : m α với R α theo các trường hợp tính toán sau : - Trường hợp : m α > 0.5 : Tăng kích thước tiết diện hoặc tăng mác của vật liệu . - Trường hợp: m α ≤ R α :Tính toán bố trí cốt thép theo bài toán đặt cốt đơn cho tiết diện . Vùng chịu kéo của tiết diện đặt cốt thép chịu lực , vùng chịu nén đặt theo cấu tạo . Sử dụng công thức : A s = Rs obb bhR ξγ - Trường hợp : R α < m α ≤ 0.5:Tính cốt thép theo bài toán bố trí cốt kép cho tiết diện . Sử dụng công thức : ' S A = 2 0 0 . . . .( ') R b SC M R b h R h a α − − A s = ' 0 . . . . R b sc s S s R b h R A R R ξ + * Với tiết diện chịu mômen dương : Tính M f = R b . ' f b . ' f h .( h 0 - 0,5. ' f h ) Trong đó : ' f h = h b = 10 ( cm ) ' f b = b d + 2.C Do các dầm đều có h f’ = 10 cm > 0,1.h = 0,1 .70 = 7 (cm) và dầm dọc đặt mau nên C ≤ ' f 1 6 1 2 9h d g l l          Nếu M ≤ M f : Trục trung hoà đi qua cánh, Tính với tiết diện chữ nhật ' f b x h Nếu M > M f : Trục trung hoà đi qua sườn, Tính cốt thép theo trường hợp tiết diện chữ T . * Điều kiện hạn chế : Để đảm bảo xảy ra phá hoại dẻo đối với cấu kiện thì hàm lượng thép A S không được quá nhiều vượt quá giá trị As max đồng thời không được nhỏ hơn giá trị As min để đảm bảo cấu kiện không bị phá hoại đột ngột (phá hoại dòn) ngay sau khi bê tông bị nứt (toàn bộ lực kéo do cốt thép chịu). Giá trị hàm lượng thép phải thỏa mãn yêu cầu sau : + Hàm lượng cốt thép được tính theo công thức: µ max > µ = 100 . o As b h % > µ min + Hàm lượng cốt thép lớn nhất : µ max = 100 b b R s R R γ ξ %= 1.115 0,645 100 2800 %=3,29% + Hàm lượng cốt thép nhỏ nhất được lấy dựa trên điều kiện hợp lý của kích thước tiết diện : ≥ µ min = 0,05% 11/6/2013 Trang 27 ThuyÕt minh §å ¸n ⇒ Điều kiện hạn chế : µ min = 0,05% < µ < µ max = 3,29% 3/ Tiến hành tính toán cụ thể cho các phần tử: 3.1. Phần tử số 4: Chọn a = a’ = 5 cm ⇒ h 0 = h - a = 40 - 5 = 35 (cm) • Tiết diện 3 ( cuối dầm ) : M 3 = 275900 (kG.cm) m α = 2 0 bh b R b b M γ 2 275900 1.115.22.35 = = 0,089< R α = 0,429 ⇒ Tính theo cốt đơn . Tính ξ =1- m α *21 − = 1 1 2.0,089 − − = 0,0934 A s = Rs obb bhR ξγ 0,0934.115.22.65 2800 = = 2,95 cm 2 * Kiểm tra hàm lượng cốt thép : µ = 100 . o As b h % = 2,95 100 22.35 % = 0,384% 3.2. Phần tử số 5: Chọn a = a’ = 5 cm ⇒ h 0 = h - a = 70 - 5 = 65 (cm) a/ Tính cốt thép dọc : * Tiết diện1 ( đầu dầm ) : M 1 = 4586200( kG.cm) m α = M 1 2 R bh 0 b b γ 2 4586200 1.115.22.65 = = 0,428 < R α = 0,429 ⇒ Tính theo cốt đơn . Tính ξ =1- m α *21 − = 1 1 2.0,428 − − = 0,622 A s = Rs obb bhR ξγ 0,622.115.22.65 2800 = = 36,61 cm 2 - Kiểm tra hàm lượng: µ = 100 . o As b h % = 36,61 100 22.65 % = 2,56% * Tiết diện 2 ( giữa dầm ) : M 2 = 1246470 (kG.cm) C ≤ g ' 720 120( ) 6 6 1 (720 22) l 349( ) 2 2 9. 9.10 90 d f L cm cm h cm = = − = = = = ⇒ Chọn C = 60 (cm) ( vì ' f h = h sàn = 10 cm ) ⇒ ' f b = 2.C + b d = 2.60 + 22 = 142 (cm) - Xác định vị trí đường trung hòa : M f = R b . ' f b . ' f h .( h 0 - 0,5. ' f h )= 115.142.10. ( 65 - 0,5.10 ) = 9798.10 3 (kG.m). 11/6/2013 Trang 28 ThuyÕt minh §å ¸n ⇒ M 2 = 1246,470. 10 3 (kGm) < M f = 9798.10 3 (kGm) ⇒ Trục trung hòa đi qua cánh nên tính toán như tiết diện chữ nhật : ' f b x h = 142 x 70 m α = 2 0 bh b R b b M γ 2 1246470 1.115.142.65 = = 0,0181 < R α = 0,429 ⇒ Tính theo cốt đơn . Tính ξ =1- m α *21 − = 1 1 2.0,0181 − − = 0,0182 A s = Rs obb bhR ξγ 0,0182.115.142.65 2800 = = 6,91cm 2 - Kiểm tra hàm lượng cốt thép : - Kiểm tra hàm lượng: µ = 100 . o As b h % = 6,91 100 142.65 % = 0,075% • Tiết diện 3 ( cuối dầm ) : M 3 = 4167200 (kG.cm) m α = 2 0 bh b R b b M γ 2 4167200 1.115.22.65 = = 0,39< R α = 0,429 ⇒ Tính theo cốt đơn . Tính ξ =1- m α *21 − = 1 1 2.0,39 − − = 0,531 A s = Rs obb bhR ξγ 0,531.115.22.65 2800 = = 31,17 cm 2 * Kiểm tra hàm lượng cốt thép : µ = 100 . o As b h % = 31,17 100 22.65 % = 2,18% 3.3. Phần tử số 6: Chọn a = a’ = 5 cm ⇒ h 0 = h - a = 40 - 5 = 35 (cm) a/ Tính cốt thép dọc : * Tiết diện1 ( đầu dầm ) : M 1 = 1278600 ( kG.cm) m α = M 1 2 R bh 0 b b γ 2 1278600 1.115.22.35 = = 0,413 < R α = 0,429 ⇒ Tính theo cốt đơn . Tính ξ =1- m α *21 − = 1 1 2.0,413 − − = 0,582 A s = Rs obb bhR ξγ 0,582.115.22.35 2800 = = 18,4 cm 2 - Kiểm tra hàm lượng: µ = 100 . o As b h % = 18, 4 100 22.35 % = 2,39% * Tiết diện 2 ( giữa dầm ) : M 2 = 208190 (kG.cm) 11/6/2013 Trang 29 ThuyÕt minh §å ¸n C ≤ g ' 210 35( ) 6 6 1 (210 22) l 94( ) 2 2 9. 9.10 90 d f L cm cm h cm = = − = = = = ⇒ Chọn C = 30 (cm) ( vì ' f h = h sàn = 10 cm ) ⇒ ' f b = 2.C + b d = 2.30 + 22 = 82 (cm) - Xác định vị trí đường trung hòa : M f = R b . ' f b . ' f h .( h 0 - 0,5. ' f h )= 115.82.10. ( 35 - 0,5.10 ) = 2829.10 3 (kG.m). ⇒ M 2 = 208,190 . 10 3 (kGm) < M f = 2829.10 3 (kGm) ⇒ Trục trung hòa đi qua cánh nên tính toán như tiết diện chữ nhật : ' f b x h = 82 x 40 m α = 2 0 bh b R b b M γ 2 208190 1.115.82.35 = = 0,018 < R α = 0,429 ⇒ Tính theo cốt đơn . Tính ξ =1- m α *21 − = 1 1 2.0,018 − − = 0,0182 A s = Rs obb bhR ξγ 0,0182.115.82.35 2800 = = 2,14cm 2 - Kiểm tra hàm lượng cốt thép : - Kiểm tra hàm lượng: µ = 100 . o As b h % = 2,14 100 82.35 % = 0,075% • Tiết diện 3 ( cuối dầm ) : M 3 = 908000 (kG.cm) m α = 2 0 bh b R b b M γ 2 908000 1.115.22.35 = = 0,29< R α = 0,429 ⇒ Tính theo cốt đơn . Tính ξ =1- m α *21 − = 1 1 2.0,29 − − = 0,36 A s = Rs obb bhR ξγ 0,36.115.22.35 2800 = = 11,28 cm 2 * Kiểm tra hàm lượng cốt thép : µ = 100 . o As b h % = 11,28 100 22.35 % = 1,46% 4/ Tính toán và bố trí cốt thép đai : Cốt đai dùng để chịu lực cắt Q và liên kết cốt thép dọc và cốt thép cấu tạo thành hệ khung không gian, đường kính cốt đai thường lấy từ Φ 6 → Φ 10. Khi chiều cao dầm h ≥ 80 (cm) thì cốt đai phải dùng từ Φ 8 trở lên. Cốt đai có nhiều nhánh phụ thuộc vào yêu cầu cấu tạo và chịu lực . 11/6/2013 Trang 30 ThuyÕt minh §å ¸n ⇒ Đối với các dầm của khung, chọn thép đai Φ 6 nhóm A I . Khoảng cách giữa các cốt đai được đặt theo kết quả tính toán . */ Tiến hành tính toán cụ thể cho 1 cấu kiện : +Tính toán và bố trí cốt thép đai cho dầm số 5: - Nhằm đáp ứng nhu cầu thuận lợi trong quá trình thi công và dễ dàng tính toán ta chỉ cần tính toán cho tiết diện có lực cắt lớn nhất và bố trí cho toàn dầm .Dựa vào kết quả nội lực ta thấy: Tiết diện 1-1 của phần tử 5 dầm tầng 1 có: Q max =22818,9 (kG) Kích thước tiết diện : b x h = 22x 70 (cm) Chọn a = 5 cm ⇒ h 0 = h - a = 70 - 5 = 65 (cm) Kiểm tra điều kiện hạn chế và cấp độ bền của bê tông: 1w ϕ = 1+5* * sw b na Es E bs = 1+5* 4 3 21*10 2*28 * 23*10 200*200 = 1,064<1,3 1b ϕ = 1- bb R** γβ = 1-0,01*11,5= 0,885 0,3 1w ϕ * 1b ϕ * bb R* γ *b*h o =0,3*1,064*0,885*11,5*10 3 *0,22*0,65=464,56kN=46456 kG ⇒ Q=22818,9 kG <0,3 1w ϕ * 1b ϕ * bb R* γ *b*h o Kết luận: Bê tông không bị phá hoại bởi ứng suất nén chính , do đó không cần tăng tiết diện hoặc tăng mác bê tông . Kiểm tra điều kiện tính toán: 3b ϕ *(1+ f ϕ + n ϕ )* b γ *R bt *bh o =0,6*(1+0+0)*0,9*10 3 *0,22*0,65 = 77,22kN=7722kG Q= 22818,9 kG > 3b ϕ *(1+ f ϕ + n ϕ )* b γ *R bt *bh o =7722kG Vậy điều kiện chống cắt không đảm bảo ta phải tính cốt đai cho dầm. *Tính toán cốt đai: * Khoảng cách giữa các cốt đai được lấy như sau : S ct ≤ max tt ct S S S Chọn cốt đai Φ 6 (asw = 28 mm 2 ) số nhánh cốt đai n = 2 Xác định bước đai: 2 b2 f n b o 2 4 *(1+ + )* *Rbt*bh * * Q tt sw sw S R na ϕ ϕ ϕ γ = 2 3 2 4*2*(1 0 0)*0,9*220*650 (22,8189*10 ) + + = *175*2*28= 12,59mm 2 b4 n b o *(1 + )* *Rbt*bh Q max S ϕ ϕ γ = 2 3 1,5*(1 0)*0,9*220*650 22,8189*10 + = = 18,52 mm 70 23,3( ) 3 3 30( ) ct h cm S cm  = =  ≤    : Đối với đoạn đầu dầm : ct S = 20 cm 11/6/2013 Trang 31 ThuyÕt minh §å ¸n Chọn S = 120 mm bố trí trong đoạn L/4 đoạn đầu dầm. Đoạn dầm giữa nhịp: 3 3.70 52,5( ) 4 4 50( ) ct h cm S cm  = =  ≤    : Đối với đoạn giữa dầm : ct S = 30 cm Để an toàn và dễ thi công ta chọn suốt S tk = 200 bố trí trong đoạn L/2 ở giữa dầm * Khả năng chịu lực của cốt đai và bê tồng: * * 175*2*28 81,67 (N/mm). 120 sw d sw sw TK R n a q s = = = 2 3 2 2 0 4 (1 )* 4*2*(1 0 0)*0.9*10 *0.22*0.65 *81,67 swb b f n bt sw Q R bh q ϕ ϕ ϕ = + + = + + =233,79kN ⇒ Qmax= 228,189kN <Qswb=233,79kN ⇒ Không cần tính cốt xiên. * Tính toán và bố trí cốt thép đai cho dầm số 4,6: - Nhằm đáp ứng nhu cầu thuận lợi trong quá trình thi công và dễ dàng tính toán ta cũng chỉ cần tính toán cho tiết diện có lực cắt lớn nhất và bố trí cho toàn dầm .Dựa vào kết quả nội lực ta thấy : Tiết diện 1 - 1 của phần tử 6 dầm tầng 1 có: : Q max = 10644 (kG) Kích thước tiết diện : b x h = 22x 40 (cm) Chọn a = 5 cm ⇒ h 0 = h - a = 40 - 5 = 35 (cm) Kiểm tra điều kiện hạn chế và cấp độ bền của bê tông: 1w ϕ = 1+5* * sw b na Es E bs = 1+5* 4 3 21*10 2*28 * 23*10 200*200 = 1,064<1,3 1b ϕ = 1- bb R** γβ = 1-0,01*11,5= 0,885 0,3 1w ϕ * 1b ϕ * bb R* γ *b*h o =0,3*1,064*0,885*11,5*10 3 *0,22*0,35=235,10kN=23510kG ⇒ Q=10644 kG <0,3 1w ϕ * 1b ϕ * bb R* γ *b*h o Kết luận: Bê tông không bị phá hoại bởi ứng suất nén chính , do đó không cần tăng tiết diện hoặc tăng mác bê tông . Kiểm tra điều kiện tính toán: 3b ϕ *(1+ f ϕ + n ϕ )* b γ *R bt *bh o =0,6*(1+0+0)*0,9*10 3 *0,22*0,35 = 41,58kN=4158kG Q= 10644 kG > 3b ϕ *(1+ f ϕ + n ϕ )* b γ *R bt *bh o =4158kG Vậy điều kiện chống cắt không đảm bảo ta phải tính cốt đai cho dầm. *Tính toán cốt đai: * Khoảng cách giữa các cốt đai được lấy như sau : S ct ≤ max tt ct S S S Chọn cốt đai Φ 6 (asw = 28 mm 2 ) số nhánh cốt đai n = 2 Xác định bước đai: 11/6/2013 Trang 32 ThuyÕt minh §å ¸n 2 b2 f n b o 2 4 *(1+ + )* *Rbt*bh * * Q tt sw sw S R na ϕ ϕ ϕ γ = 2 3 2 4*2*(1 0 0)*0,9*220*350 (10,644*10 ) + + = *175*2*28= 16,78mm 2 b4 n b o *(1 + )* *Rbt*bh Q max S ϕ ϕ γ = 2 3 1,5*(1 0)*0,9*220*350 10,644*10 + = = 34,18 mm 3 3.40 30( ) 4 4 50( ) ct h cm S cm  = =  ≤    : Đối với đoạn đầu dầm : ct S = 15 cm Chọn S = 150 mm bố trí trong đoạn L/4 đoạn đầu dầm. Đoạn dầm giữa nhịp: 3 3.40 30( ) 4 4 50( ) ct h cm S cm  = =  ≤    : Đối với đoạn giữa dầm : ct S = 30 cm Để an toàn và dễ thi công ta chọn suốt S tk = 200 bố trí trong đoạn L/2 ở giữa dầm và đoạn đầu dầm côngson. * Khả năng chịu lực của cốt đai và bê tồng: * * 175*2*28 65,33 (N/mm). 150 sw d sw sw TK R n a q s = = = 2 3 2 2 0 4 (1 )* 4*2*(1 0 0)*0.9*10 *0.22*0.35 *65,33 swb b f n bt sw Q R bh q ϕ ϕ ϕ = + + = + + =126,77kN ⇒ Qmax= 106,44kN <Qswb=126,77kN ⇒ Không cần tính cốt xiên. Kết luận: Qua tính toán trên ta thấy kết quả tính tay và chạy máy là tương đối sát nhau do đó ta lấy kết quả chạy máy để bố trí cốt thép cho khung. B. TÍNH THÉP DỌC CHO CỘT : I. Tính toán điển hình cho phần tử 2 1/ Chọn cặp nội lực tính toán : Được lấy từ bảng tổ hợp nội lực với tiết diện cột là nguy hiểm nhất : 2/ Kích thước tiết diện tính toán : Như đã chọn sơ bộ tiết diện cột ở phần đầu ta có : b x h = 220 x 600 (mm) 3/ Xác định chiều cao làm việc h 0 : Giả thiết a = a ’ = 4cm→h o = h – a = 60 – 4 = 56 (cm). Z a = h o – a = 56 – 4 = 52 (cm). 4/ Xác định chiều dài tính toán : l 0 = ν .H : với nhà khung thi công đổ toàn khối ν = 0,7. l 0 = 0,7 . 5,1 = 3,57 (m). 5/ Tính toán : * Tính độ lệch tâm ban đầu : e 0 = max( e 01 &e ng ) Trong đó : - e 01 : độ lệch tâm do nội lực : 11/6/2013 Trang 33 ThuyÕt minh §å ¸n e 01 = M N - e ng : độ lệch tâm ngẫu nhiên : Độ lệch tâm ngẩu nhiên: e a = max( 1 1 , 600 30 c H h× ) * Độ mảnh : λ h = l o /h = 357/60 = 5,95 < 8 → Bỏ qua ảnh hưởng của uốn dọc. Lấy hệ số ảnh hưởng của uốn dọc η = 1. Nội lực được chọn từ bảng tổ hợp nội lực và được ghi chi tiết ở bảng sau: Nội lực và độ lệch tâm của cột 2 Ký hiệu cặp nội lực Ký hiệu ở bảng tổ hợp M (kN.m) N (kN) e 1 = M/N (cm) e a (cm) e o =max(e 1 ,e a ) (cm) 1 II-9 390,22 -977,63 39,91 2 39,91 2 II-12 358,58 -1072,523 33,43 2 33,43 3 II-11 20,4 -1202,25 1,69 2 2 +)Tính cốt thép đối xứng cho cặp 1: M = 390,22(kN.m) = 3902200 (daN.cm) N = 977,63(kN) = 97763 (daN) e = ηe o + h/2 –a = 1.39,91+ 60/2 – 4 = 65,91 (cm) sử dụng bê tông cấp độ bền B20,thép AII→ ξ R = 0,623 97763 38,64 115 22 b N x R b = = = × × (cm) ξ R h o = 0,623.56 = 34,888 (cm) Xảy ra trường hợp x > ξ R h o , nén lệch tâm bé. Xác định lại x bằng cách giải phương trình bậc 3: X 3 + a 2 x 2 + a 1 x + a o = 0 Với a 2 = -(2 + ξ R )h o = -(2 + 0,623).56 = -146,89 a 1 = 2 2 2 (1 ) R o R o a b N e h h Z R b ξ ξ × × + × × + − × × × = 2 2 97763 65,91 2 0,623 56 (1 0,623) 56 52 115 22 × × + × × + − × × × = 6873,12 a o = 2 (1 ) R R a o b N e Z h R b ξ ξ   − × × × + − × ×   × = [ ] 97763 2 65,91 0,623 (1 0,623) 52 56 115 22 − × × × + − × × × = -220145 → x = 15,66 (cm). Từ phương trình (5.13) trang 140 sách bê tông cốt thép “phần cấu kiện cơ bản” do Phan Quang Minh chủ biên: ' ( ) 2 b o sc s a gh x Ne Ne R bx h R A Z   ≤ = − +   ' ( 0,5 ) b o s sc a Ne R bx h x A R Z − − → = = 97763 65,91 115 22 15,66 (56 0,5 15,66) 2800 52 × − × × × − × = × 11/6/2013 Trang 34 [...]... As = 31 ,15(cm2) +)Tính cốt thép đối xứng cho cặp 2: M = 35 8,58 (kN.m) = 35 85800 (daN.cm) N = -1072,5 23 (kN) = -107252 ,3( daN) e = ηeo + h/2 –a = 1 .33 ,35 + 60/2 – 4 = 59 ,35 (cm) sử dụng bê tông cấp độ bền B20,thép AII→ ξR = 0,6 23 N 107252 ,3 x= = = 42,50 (cm) Rb × b 115 × 22 ξRho = 0,6 23. 56 = 34 ,888 (cm) Xảy ra trường hợp x > ξRho, nén lệch tâm bé Xác định lại x bằng cách giải phương trình bậc 3: X3 + a2x2... 0,192 : Tỷ số 0 = = 0, 06 Bố trí cấu tạo nut khung theo trường hợp (Phần tử 27) e0 = 60,18 h 3, 2 trường hợp e0 ≤ 0, 25 h Thép phía dưới của dầm neo vào cột : ln eo ≥ 15d Thép phía trên của dầm neo vào cột : ln eo ≥ 30 d Thép phía trên của dầm neo vào cột : r ≥ 10d 11/6/20 13 Trang 38 ThuyÕt minh §å ¸n Bố trí thép khung xem bản vẽ CK: 03 % 11/6/20 13 Trang 39 ... 0 Với a2 = -(2 + ξR)ho = -(2 + 0,6 23) .56 = -146,89 2×N ×e + 2 × ξR × ho2 + (1 − ξR ) × ho × Z a a1 = Rb × b 2 ×107252 ,3 × 59 ,35 + 2 × 0, 6 23 × 562 + (1 − 0, 6 23) × 56 × 52 = 6854,98 = 115 × 22 −N × 2 × e × ξR + (1 − ξR ) × Z a  × ho   ao = Rb × b = −107252 ,3 × [ 2 × 59 ,35 × 0, 6 23 + (1 − 0, 6 23) × 52] × 56 115 × 22 = -222655 → x = 15,29 (cm) Từ phương trình (5. 13) trang 140 sách bê tông cốt thép... cách giải phương trình bậc 3: X3 + a2x2 + a1x + ao = 0 Với a2 = -(2 + ξR)ho = -(2 + 0,6 23) .56 = -146,89 2×N ×e + 2 × ξR × ho2 + (1 − ξR ) × ho × Z a a1 = Rb × b 2 ×120225 × 2 + 2 × 0, 6 23 × 562 + (1 − 0, 6 23) × 56 × 52 = 5981,02 = 115 × 22 11/6/20 13 Trang 35 ThuyÕt minh §å ¸n ao = −N × 2 × e × ξR + (1 − ξR ) × Z a  × ho   Rb × b = −120225 × [ 2 × 2 × 0, 6 23 + (1 − 0, 6 23) × 52] × 56 115 × 22 = -145009... (kN.m) (kN) (cm) (cm) lực hợp 1 I-9 147,62 -172,55 85,55 2 2 I-12 152,446 -182,508 83, 53 2 3 I-14 145,174 -222,486 65,25 2 eo=max(e1,ea) (cm) 85,55 83, 53 65,25 +)Tính cốt thép đối xứng cho cặp 1: M = 147,62(kN.m) = 1476200 (daN.cm) N = -172,55(kN) = -17255 (daN) e = ηeo + h/2 –a = 1.85,55 + 60/2 – 4 = 111,55 (cm) Vật liệu bê tông cấp độ bền B20, thép AII→ ξR = 0,6 23 11/6/20 13 Trang 36 ThuyÕt minh §å ¸n... 107252 ,3 × 35 , 64 − 115 × 22 ×15,89 × (56 − 0,5 × 15, 29) → As' = = = Rsc Z a 2800 × 52 As' = As = 30 ,98(cm2) +)Tính cốt thép đối xứng cho cặp 3: M = 20,4 (kN.m) = 204000 (daN.cm) N = -1202,25 (kN) = -120225 (daN) e = ηeo + h/2 –a = 1.2 + 60/2 – 4 = 28,0 (cm) sử dụng bê tông cấp độ bền B20,thép AII→ ξR = 0,6 23 N 120225 x= = = 47,52 (cm) Rb × b 115 × 22 ξRho = 0,6 23. 56 = 34 ,888 (cm) Xảy ra trường hợp x... +)Tính cốt thép đối xứng cho cặp 3: M = 145,174(kN.m) = 1451740 (daN.cm) N = -222,486(kN) = -22248,6(daN) e = ηeo + h/2 –a = 1.65,25 + 60/2 – 4 = 91,25 (cm) sử dụng bê tông cấp độ bền B20,thép AII→ ξR = 0,6 23 N 22248,6 x= = = 8, 79 (cm) Rb × b 115 × 22 ξRho = 0,6 23. 56 = 34 ,888 (cm) Xảy ra trường hợp ξRho =34 ,888 > x=8,79 > 2a’ = 8 (cm) Lệch tâm lớn Từ phương trình (5. 13, 5.14) trang 140 sách bê tông cốt... NÚT KHUNG: Đối với kết cấu khung, cấu tạo nút khung rất quan trọng Nút cứng phải đảm bảo bê tông chịu nén không bị ép vỡ và cốt thép neo vào nút không bị tuột Đặc điểm nút đầu cột giá trị mô men tại đây lớn, trường hợp này cột lệch tâm lớn Việc neo cốt thép phụ thuộc vào tỷ số: e0 M (e0 = ) Tỷ số h N này càng lớn thể hiện mô men càng lớn e0 e e ≤ 0, 25 ; 0, 25 < 0 ≤ 0,5 ; 0 > 0,5 Có 3 trường hợp. .. hợp khi: h h h Tuỳ thuộc vào từng trường hợp, vị trí là đỉnh, góc hay các nút bên trong của khung mà có phương pháp bố trí cốt thép cho nút khung Ngoài việc neo để chịu mô men uốn ở nút khung thép neo được uốn với r ≥ 10d Và chiều dài neo không được nhỏ hơn qui định theo ( 3. 60-TCVN 5574-91) e 152, 446 0, 685 = 0, 685 : Tỷ số 0 = = 0, 236 2 Bố trí cấu tạo nut khung theo (Phần tử 25) e0 = 222, 486 h... = 1. 83, 53 + 60/2 – 4 = 109, 53 (cm) sử dụng bê tông cấp độ bền B20,thép AII→ ξR = 0,6 23 N 18250,8 x= = = 7, 21 (cm) Rb × b 115 × 22 ξRho = 0,6 23. 56 = 34 ,888 (cm) Xảy ra trường hợp x < 2a’ = 8 (cm) Từ phương trình (5.18) trang 140 sách bê tông cốt thép “phần cấu kiện cơ bản” do Phan Quang Minh chủ biên: Ne ' ≤ Ne '  = Rs As Z a   → As = ' gh N (e − Z a ) 18250,8 (109, 53 − 52) Ne ' = = = 7,21 Rs Z . 9.TỔNG HỢP TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN KHUNG TRỤC 3: 1.Phương án tải trọng 1 (Tĩnh tải) 2.Phương án tải trọng 2 (Hoạt tải 1) 3. Phương án tải trọng 3 (Hoạt tải. tổ hợp M (kN.m) N (kN) e 1 = M/N (cm) e a (cm) e o =max(e 1 ,e a ) (cm) 1 II-9 39 0,22 -977, 63 39,91 2 39 ,91 2 II-12 35 8,58 -1072,5 23 33, 43 2 33 , 43 3 II-11