Thông tin tài liệu
GVHD: Huỳnh Quốc Hùng ĐỒ ÁN BTCT TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ KẾT CẤU KHUNG PHẲNG Nội dung: Tính toán thiết kế khung ngang trục sơ đồ nhà 1của trường học tầng với kích thước mặt Chiều cao tầng h=4000mm, thành sênô xây gạch dày 100mm cao 500m Lan can xây gạch đặc, chiều cao 900mm, dày 100(mm) Địa điểm xây dựng: Quảng Bình Cơ sở tính tốn: Quy chuẩn xây dựng Việt Nam TCVN 2737-1995: Tải trọng tác động – Tiêu chuẩn thiết kế TCVN 5574-2012: Kết cấu bêtông bêtông cốt thép – Tiêu chuẩn thiết kế Các tiểu chuẩn quy phạm hành có liên quan Quy trình tính tốn thiết kế thực sau: I Mô tả, giới thiệu kết cấu: Kết cấu chịu lực hệ khung bê tơng cốt thép đổ tồn khối có liên kết cứng nút, liên kết cột với móng xem ngàm mặt móng Hệ khung chịu lực cơng trình hệ khơng gian, xem tạo nên từ khung phẳng làm việc theo hai phương vng góc với đan chéo Tính tốn hệ khung thực theo sơ đồ khung phẳng theo phương cạnh ngắn cơng trình + hệ dầm dọc (Khi tỷ số L/B =34.2/12.1 =2.8> 1.5 nội lực chủ yếu gây khung ngang độ cứng khung ngang nhỏ nhiều lần độ cứng khung dọc Vì tách riêng khung phẳng để tính nội lực: khung phẳng) Cơng trình khung bêtơng cốt thép tồn khối tầng, nhịp Để đơn giản tính tốn, tách khung phẳng trục 9, bỏ qua tham gia chịu lực của hệ giằng móng kết cấu tường bao che Mặt kết cấu dầm sàn bố trí Hình1 SVTH : Ngơ Quang Lập Trang GVHD: Huỳnh Quốc Hùng ĐỒ ÁN BTCT D1 D S2 S2 D2 C S1 S1 D3 K9 K8 K10 S1 S1 D4 B S3 S3 D5 A 10 Sơ đồ kết cấu khung trục tầng 2,3 Sơ đồ kết cấu khung trục tầng mái Hình Mặt bố trí kết cấu dầm sàn khung trục 9( K9) II Chọn vật liệu sơ chọn kích thước tiết diện cấu kiện Chọn vật liệu sử dụng a Bêtông Dùng bê tông cấp độ bền B20 có -Dùng bê tơng có cấp độ bền B20 -Khối lượng riêng: γbt= 2500(daN/m3) -Cường độ chịu nén tính tốn bê tơng: Rb = 115(daN/cm2) -Cường độ chịu kéo tính tốn bê tơng: Rbt = (daN/cm2) -Mô dun đàn hồi E= 2.7x105 (daN/cm2) SVTH : Ngô Quang Lập Trang GVHD: Huỳnh Quốc Hùng ĐỒ ÁN BTCT b Cốt thép -Thép CI: Ø Thỏa +Điều kiện thứ hai:(lấy c=3ho) =>Khơng thỏa =>Cần tính tốn cốt thép ngang chịu cắt -Kiểm tra khả chịu ứng suất nén bụng dầm -Chọn cốt đai đ sw +Chọn đường kính cốt đai =8; a =50.3mm +Chọn số nhánh đai n=2 sw tt -Tính q s SVTH : Ngô Quang Lập Trang 42 GVHD: Huỳnh Quốc Hùng Vậy lấy ĐỒ ÁN BTCT để tính Tính: = tính Lấy theo cơng thức sau: Tính Tính: Đoạn dầm gần gối tựa (1/4 nhịp dầm) Vì h=300 < 450mm nên Tính chọn Đoạn cịn lại dầm: chọn Với dầm tiết diện D2565 chọn Q=104.06(kN) Số liệu đầu vào -Kiểm tra điều kiện tính tốn +Điều kiện thứ nhất: => Thỏa +Điều kiện thứ hai:(lấy c=3ho) =>Không thỏa =>Cần tính tốn cốt thép ngang chịu cắt -Kiểm tra khả chịu ứng suất nén bụng dầm SVTH : Ngô Quang Lập Trang 43 GVHD: Huỳnh Quốc Hùng ĐỒ ÁN BTCT -Chọn cốt đai đ sw +Chọn đường kính cốt đai =8; a =50.3mm +Chọn số nhánh đai n=2 sw tt -Tính q s Vậy lấy để tính Tính: = Lấy tính theo cơng thức sau: Tính Tính: Đoạn dầm gần gối tựa (1/4 nhịp dầm) Vì h=650>450mm nên chọn Tính Đoạn cịn lại dầm: chọn SVTH : Ngơ Quang Lập Trang 44 GVHD: Huỳnh Quốc Hùng a150 ĐỒ ÁN BTCT a150 D1 a250 a150 a150 D4 2400 D7 7600 A 2100 B D C b Tính tốn cốt đai cho dầm khung tầng 3: 27.94 20.03 93.68 92.91 17.19 29.96 34.73 D2 D5 2400 A D8 7600 2100 B D C Tính tốn tương tự dầm tầng ta được: -Nhịp AB, CD: Φ8 , -Nhịp BC: +Đoạn gần gối tựa : Φ8 , +Đoạn nhịp: Φ8 , a150 a150 D2 a150 a150 D5 2400 A a250 D8 7600 B 2100 C D SVTH : Ngô Quang Lập Trang 45 GVHD: Huỳnh Quốc Hùng ĐỒ ÁN BTCT c Tính tốn cốt đai cho dầm khung tầng mái: 4.19 18.59 111.01 110.74 6.46 17.70 34.75 D3 D6 2400 A D9 7600 2100 B D C Tính tốn tương tự dầm tầng ta được: -Nhịp AB, CD: Φ8 , -Nhịp BC: +Đoạn gần gối tựa : Φ8 , +Đoạn nhịp: Φ8 , a150 a150 D3 a150 a150 D6 2400 A a250 D9 7600 B 2100 C D 3.Tính tốn cốt thép cột -Vật liệu sử dụng: +Bê tông cấp độ bền B, đổ theo phương thẳng đứng 1.5m bê tơng đóng rắn tự nhiên có: Rb=11.5MPa; Rbt=0.9MPa; Eb=27000MPa +Cốt thép nhóm CII có Rs=Rsc=280MPa; Es=21104MPa +Tra bảng với bê tông B20 cốt thép CII, hệ số điều kiện làm việc =1, ta R=0.623;R=0.429 -Tính tốn cốt thép cho cột trục B tầng có cặp nội lực chọn từ bảng tổ hợp: SVTH : Ngô Quang Lập Trang 46 GVHD: Huỳnh Quốc Hùng Phần tử Tiết diện Chân cột C4 Đầu cột Cặp nội lực Chiều dài 5.95 5.95 5.95 5.95 5.95 5.95 ĐỒ ÁN BTCT M(kNm) N(KN) Mdh Ndh l0(m) b(cm) h(cm) -117.58 -502.9 -513.89 -633.09 -497.53 -486.53 -616.73 -8.39 -8.39 -8.39 -508.51 -508.51 -508.51 16.7 16.7 16.7 -492.15 -492.15 -492.15 4.165 4.165 4.165 4.165 4.165 4.165 25 25 25 25 25 25 40 40 40 40 40 40 103.91 -11.8 -62.91 98.91 23.55 Kết tổ hợp cột trục B tầng (cột2) -Tính cốt thép đối xứng cho cặp +Độ lệch tâm tĩnh học +Độ lệch tâm ngẫu nhiên: +Kết cấu thuộc hệ siêu tĩnh: +Giả thiết a=a’=40mm + Chiều dài tính tốn: +Tính: => Cần xét ảnh hưởng uốn dọc +Tính: +Giả thiết: SVTH : Ngô Quang Lập Trang 47 GVHD: Huỳnh Quốc Hùng ĐỒ ÁN BTCT +Tính Ncr: +Tính: +Tính e: +Xác định sơ vùng nén x1: +Ta có +Xảy trường hợp nén lệch tâm lớn =>Diện tích cốt thép: +Kiểm tra hàm lượng cốt thép: =>Ta có Vậy diện tích cốt thép hợp lý Tính tốn tương tự cho cặp nội lực cịn lại cặp nội lực cịn lại ta có bảng tính thép cột sau: SVTH : Ngơ Quang Lập Trang 48 GVHD: Huỳnh Quốc Hùng ĐỒ ÁN BTCT C3 25X30 C6 25X40 C9 25X40 C12 25X30 Atts=130mm2 Atts=654mm2 Atts=650mm2 Atts=130mm2 Achs=402mm2 Achs=763mm2 Achs=763mm2 Achs=402mm2 C2 25X30 C5 25X40 C8 25X40 C11 25X30 Atts=160mm2 Atts=403mm2 Atts=471mm2 Atts=174mm2 Achs=763mm2 Achs=402mm2 C1 25X30 C4 25X40 C7 25X40 Atts=513mm2 Atts=812mm2 Atts=815mm2 Achs=603mm2 Achs=942mm2 A Achs=763mm2 Achs=402mm2 C10 25X30 Atts=566mm2 Achs=603mm2 Achs=942mm2 B C D Hình 20.Bố trí cốt thép dọc bên tiết diện cho khung trục 4.Tính tốn cốt thép đai cột Đường kính cốt đai = Khoảng cách cốt đai s Trong đoạn nối chồng cốt thép dọc: ⇒chọn s=100mm Trong đoạn đầu cột cần cấu tạo kháng chấn để đảm bảo độ dẻo kết cấu cục bộ, chiều dài vùng cấu tạo kháng chấn lcr (chiều dài tới hạn) tính tốn từ biểu thức sau đây: lcr=max(hc;lcl/6;450) (mm) Trong đó: hc: kích thước lớn tiết diện ngang cột SVTH : Ngô Quang Lập Trang 49 GVHD: Huỳnh Quốc Hùng ĐỒ ÁN BTCT lcl: chiều dài thông thủy cột đoạn lcr cốt đai bố trí dày Khoảng cách đai bố trí vùng s=100mm Như ta có: lcr= max(400;(4000-650)/6;450mm)=558mm⇒ chọn lcr=600mm Khoảng cách: s=100mm Trong đoạn lại khoảng cách cốt đai xác định: chọn s=200mm Trường hợp chiều cao tiết diện cần có cốt dọc phụ Đường kính cốt dọc phụ lan hd' lcr=600 thep dai gia cuong a a hd hc B SVTH : Ngô Quang Lập Trang 50 GVHD: Huỳnh Quốc Hùng ĐỒ ÁN BTCT Hình 21 Bố trí cốt đai đầu cột lan lan hd' a lcr=600 thep dai gia cuong a hc A 5.Tính tốn cốt thép treo(tính tốn giật đứt) Tại vị trí dầm dọc gối lên dầm khung (khơng gối lên cột) xuất lực tập trung dầm dọc tác dụng vào dầm khung gây phá hoại cục cần bố trí cốt thép để chống lại phá hoại Nội lực tính tốn lấy sau: vị trí giao dầm dọc dầm khung sơ đồ tĩnh tải hoạt tải ta cộng giá trị lực tập trung TẢI TẬP TRUNG TẦNG MÁI SVTH : Ngô Quang Lập Trang 51 GVHD: Huỳnh Quốc Hùng ĐỒ ÁN BTCT D-25X30 D-25X65 2400 7600 B A D-25X30 2100 D C TẢI TẬP TRUNG TẦNG 2,3 D-25X30 D-25X65 2400 A D-25X30 7600 B 2100 D C Chọn thép treo dạng đai Ф8, n=2 nhánh, diện tích nhánh Asw=50,3mm2 Thép CI có Rsw = 175mm2 Dầm không bị giật đứt thỏa mãn điều kiện sau: Tính tốn cốt thép cho tầng 2,3: Lực giật đứt Số cốt treo dạng đai là: chọn SVTH : Ngô Quang Lập Trang 52 GVHD: Huỳnh Quốc Hùng ĐỒ ÁN BTCT 50 300 300 650 a80 300 200 300 Hình 22 Bố trí cốt đai treo dạng đai dầm tầng 2,3 Tính tốn cốt thép cho dầm tầng mái : lực giật đứt Số cốt treo dạng đai là: chọn 50 300 300 650 a80 300 200 300 Hình 23 Bố trí cốt đai treo dạng đai dầm tầng mái Tính tốn cấu tạo nút khung Tính tốn cấu tạo nút góc Nút góc nút giao giữa: +Phần tử dầm D3 phần tử cột C3 +Phần tử dầm D9 phần tử cột C12 Chiều dài neo thép góc phụ thuộc vào tỉ số eo/hc Bảng tổ hợp nội lực cột phần tử cột C3,C12 Phần tử Tiết diện C3 C12 Phần tử C3 Tổ hợp tính tốn Mmax Ntư Mmin Ntư Mtư Nmin Đầu cột 8.79 -25.52 -1.53 -15.55 8.36 -26.63 Đầu cột 0.86 -12.71 -9.08 -22.46 -8.62 -23.3 Tiết diện Đầu cột M N hc eo eo/hc 8.79 -1.53 8.36 0.86 -25.52 -15.55 -26.63 -12.71 30 30 30 30 34.42 9.85 31.87 6.73 1.15 0.33 1.06 0.22 SVTH : Ngô Quang Lập Trang 53 GVHD: Huỳnh Quốc Hùng C12 Đầu cột ĐỒ ÁN BTCT -9.08 -8.62 -22.46 -23.3 30 30 40.41 36.94 1.35 1.23 Từ bảng tổ hợp chọn cặp nội lực M,N phần tử cột C3 có độ lệch tâm eo lớn eo/hc=1.15 > 0.5 nên ta cấu tạo cốt thép nút góc theo trường hợp eo/hc> 0.5 Từ bảng tổ hợp chọn cặp nội lực M,N phần tử cột C12 có độ lệch tâm eo lớn eo/hc=1.35 > 0.5 nên ta cấu tạo cốt thép nút góc theo trường hợp eo/hc> 0.5 Vì tỉ số eo/hc lớn nên yêu cầu neo cốt thép chịu kéo dầm vào cột sâu Tùy thuộc vào số lượng thép chịu kéo mà cắt cốt thép chịu kéo hai tiết diện Ở cốt thép chịu kéo dầm có 2Ф18 nên cần cắt tiết diện, chiều dài đoạn cắt cách mép dầm đoạn lan xác định theo cơng thức: Trong hệ số giá trị tối thiểu cho Bảng Như với bê tông B20, cốt thép nhóm CII cốt thép chịu kéo nằm vùng bê tơng chịu kéo ta tính chiều dài đoạn neo là: Cốt thép phía dầm neo mép cột đoạn Với thép tính Trường hợp tiết diện mép cột xuất mơmen dương cốt thép phía dầm phải neo vào với đoạn Để tránh tập trung ứng suất cốt thép dầm neo xuống cột phải uốn cong với bán kính cho trường hợp khơng cấu tạo nách SVTH : Ngô Quang Lập Trang 54 GVHD: Huỳnh Quốc Hùng 2Ø18 2Ø18 22 22 25 300 2Ø14 19 Ø6 a100 18 21 2Ø14 25 Ø6 a100 4* 4Ø16 Ø6 a200 A 4Ø16 4* Ø6 a200 6 600 Ø6a100 600 300 19 ĐỒ ÁN BTCT D Cấu tạo nút góc khung biên SVTH : Ngô Quang Lập Trang 55 ... Quốc Hùng ĐỒ ÁN BTCT D1 D S2 S2 D2 C S1 S1 D3 K9 K8 K10 S1 S1 D4 B S3 S3 D5 A 10 Sơ đồ kết cấu khung trục tầng 2,3 Sơ đồ kết cấu khung trục tầng mái Hình Mặt bố trí kết cấu dầm sàn khung trục... Quốc Hùng ĐỒ ÁN BTCT b Xác định tĩnh tải tác dụng vào khung trục A B C D Hình Sơ đồ phân bố tĩnh tải sàn tầng 2,3 -Tải trọng thân kết cấu dầm khung, cột khung để chương trình tính kết cấu tính -Tĩnh... hình hóa kết cấu khung thành đứng (cột), ngang (dầm), liên kết cứng với nút liên kết cột với móng ngàm mặt móng Khung tính theo sơ đồ đàn hồi, để đơn giản hóa q trình tính tốn ta lấy nhịp tính tốn
Ngày đăng: 16/12/2021, 20:57
Xem thêm:
