Chương 4. Tính khung trục 2 và vách P2 A.Tính khung trục 2 4.1.Xác định sơ bộ kích thước
4.5. Bố trí cốt thép
Cốt thép trong vách cứng được tính thép phương pháp vùng biên chịu momen. Phương pháp này cho rằng cốt thép đặt trong vùng biên hai đầu tường được thiết kế để chịu toàn bộ momen. Lực dọc trục được giả thiết là phân bố đều trên toàn bộ chiều dài tường.
Các giả thiết cơ bản:
Ứng lực kéo do cốt thép chịu
Ứng lực nén do cả bêtông và cốt thép chịu 1. Các bước tính toán
P 2
– Bước 1: giả thiết chiều dài B của vùng biên chịu momen. Xét vách chịu lực dọc trục N và momen uốn trong mặt phẳng Mx . Momoen Mx tương đương với một cặp ngẫu lực đặt ở 2 vùng biên của tường.
Phương pháp vùng biên chịu mômen.
– Bước 2: xác định lực kéo hoặc nén trong vùng biên:
– Bước 3: tính diện tích cốt thép chịu kéo nén theo TCXD356 -2005 a. Xác định lo, b ,h Rb ,Rsc
b. Tính Ab
c. Tính ix,iy chọn imin ,tính
min
lo l = i d. Xác định j
e. Tính Ast=
b. b sc
N R A
R j -
f. Chọn thép và tính mt
– Bước 4: kiểm tra hàm lượng cốt thép. Nếu không thỏa thì tăng kích thước B của vùng biên lên rồi tính lại từ bước 1. Chiều dày của vùng biên B có giá trị lớn nhất là L/2, nếu vượt quá giá trị này cần tăng bề dày tường.
–Nếu mt < mmin cần phải giảm tiết diện hoặc cấp độ bê tông để tính lại .Nếu không bố trí theo cấu tạo để đảm bảo mmin
- Nếu mmin £ mt < 3% chuyển sang bố trí cốt thép
- Nếu 3% £ m mt < max cần tính Ast=
b. b
sc b
N R A
R R
j - -
- Nếu mmax < mt cần tăng tiết diện hoặc cấp độ bền bê tông và tính lại
– Bước 5: kiểm tra phần tường còn lại giữa 2 vùng biên như đối với cấu kiện chịu nén đúng tâm.
Trường hợp bêtông đã đủ khả năng chịu lực thì cốt thép chịu nén trong vùng này đặt theo cấu tạo.
Kiểm tra:
g. Xác định lo, b ,h Rb ,Rsc h. Tính Ab
i. Tính ix,iy chọn imin ,tính
min
lo l = i j. Xác định j
k. Tính Ngh (Ngh= j ( . R Ab b+ R Asc. )st Trong đó:
+N: Lực nén do tải trong tính toán gây ra trên đơn vị diện tích +Ngh :Khả năng chịu của tiết diện ở trạng thái tới hạn
2.Cấu tạo cốt thép cho vách cứng
+Các qui định về cấu tạo và bố trí cốt thép cho cách cứng và lõi cứng (Tham khảo tiêu chuẩn TCXD 198 – 1997) như sau:
+Phải đặt hai lớp lưới thép. Đường kính cốt thép ( kể cả cốt thép đứng và cốt thép nằm ngang) chọn không nhỏ hơn : . Hai lớp thép này phải được liên kết với nhau bằng các móc đai hình chữ s với mật độ 4 móc/m2.
+Hàm lượng cốt thép thẳng đứng chọn 0,4% ( đối với động đất yếu) và 0,6% đối với động đất trung bình và mạnh) nhưng không lớn hơn 3,5%.
+Khoảng cách giữa các cốt thép chọn 200mm (nếu b 300mm) và 2b/3 (nếu b > 300mm). Riêng đối với động đất yếu các cốt thép nằm ngang có thể cách nhau tới 250mm.
+Cốt thép nằm ngang chọn không ít hơn 1/3 lượng cốt thép dọc, với hàm lượng 0,25% ( đối với động đất yếu) và 0,40% (đối với động đất trung bình và mạnh).
+Chiều dài neo buộc cốt thép lấy bằng 1,5lo ( đối với động đất yếu ) và 2,0lo (đối với động đất trung bình và mạnh). Trong đó lo là chiều dài neo tiêu chuẩn đối với trường hợp không có động đất. Các điểm nối phải đặt so le (tại một mặt cắt số cốt thép nối không vượt quá 50%).
Ta lập bảng excel để tính toán cốt thép cho vách BẢNG CỐT THÉP CHO VÙNG BIÊN VÁCH P2:
Tiết diện vách. Nội lực Lực dọc quy về vùng
biên Chọn cốt thép dọc
tầng t.h tổ hợp
chiều cao tầng
chiều cao tính tóan (lo)
bề dày (mm)
B left(mm)
(vùng biên)
B right (mm) (biên)
c.dài (mm) Ab
(mm2) N
(KN) M
(KNm) P left
(KN) P right
(KN) Pmax (KN)
As t
n d Asc m%
Nmax, Mtu 3600 2520 300 600 600 2600 180000 4533.1 1482.5 3007.8 1525.3 3007.8 3303.4 1
Ntu, Mmax 3600 2520 300 600 600 2600 180000 4056 1632.6 2844.3 1211.7 2844.3 2693.3
16 18 4069 2.26 Nmax, Mtu 4000 2800 300 600 600 2600 180000 4137.5 14.952 2076.2 2061.3 2076.2 -83.97
2 Ntu, Mmax 4000 2800 300 600 600 2600 180000 3005.1 1162 2083.5 921.53 2083.5 -56.5 8 14 1231 0.68 Nmax, Mtu 4000 2800 300 600 600 2600 180000 3809.4 72.242 1940.8 1868.6 1940.8 -595.4
3 Ntu, Mmax 4000 2800 300 600 600 2600 180000 2977 890.98 1934 1043 1934 -621 8 14 1231 0.68 Nmax, Mtu 4000 2800 300 600 600 2600 180000 3490.4 98.081 1794.2 1696.1 1794.2 -1149
4 Ntu, Mmax 4000 2800 300 600 600 2600 180000 2869.9 683.52 1776.7 1093.2 1776.7 -1215 8 14 1231 0.68 Nmax, Mtu 4000 2800 300 600 600 2600 180000 3160.2 139.46 1649.8 1510.4 1649.8 -1694
5 Ntu, Mmax 4000 2800 300 600 600 2600 180000 2701.7 550.68 1626.2 1075.5 1626.2 -1783 8 14 1231 0.68 Nmax, Mtu 4000 2800 300 600 600 2600 180000 2833.8 427.77 1630.8 1203 1630.8 -1766
6 Ntu, Mmax 4000 2800 300 600 600 2600 180000 2833.8 427.77 1630.8 1203 1630.8 -1766 8 14 1231 0.68 Nmax, Mtu 4000 2800 300 600 600 2600 180000 2546 350.57 1448.3 1097.7 1448.3 -2455
7 Ntu, Mmax 4000 2800 300 600 600 2600 180000 2505.1 476.87 1491 1014.1 1491 -2294 8 14 1231 0.68 Nmax, Mtu 4000 2800 300 600 600 2600 180000 2232.3 301.63 1267 965.32 1267 -3140
8 Ntu, Mmax 4000 2800 300 600 600 2600 180000 2181.1 541.87 1361.5 819.63 1361.5 -2783 8 14 1231 0.68 Nmax, Mtu 4000 2800 300 600 600 2600 180000 1899.6 243.67 1071.6 827.94 1071.6 -3877
9 Ntu, Mmax 4000 2800 300 600 600 2600 180000 1835.7 571.47 1203.6 632.12 1203.6 -3379 8 14 1231 0.68 Nmax, Mtu 4000 2800 300 600 600 2600 180000 1547.8 210.83 879.3 668.48 879.3 -4603
10 Ntu, Mmax 4000 2800 300 600 600 2600 180000 1470.1 571.05 1020.6 449.5 1020.6 -4070 8 14 1231 0.68
Nmax, Mtu 4000 2800 300 600 600 2600 180000 1177.1 200.74 688.93 488.19 688.93 -5322
11 Ntu, Mmax 4000 2800 300 600 600 2600 180000 1083.8 555.56 819.69 264.13 819.69 -4828 8 14 1231 0.68 Nmax, Mtu 4000 2800 300 600 600 2600 180000 789.52 200.61 495.06 294.46 495.06 -6054
12 Ntu, Mmax 4000 2800 300 600 600 2600 180000 684.05 490.1 587.08 96.973 587.08 -5707 8 14 1231 0.68 Nmax, Mtu 3700 2590 300 600 600 2600 180000 369.64 235.51 302.57 67.066 302.57 -6791
13 Ntu, Mmax 3700 2590 300 600 600 2600 180000 232.95 498.67 365.81 -132.9 365.81 -6554 8 14 1231 0.68
BẢNG CỐT THÉP VÙNG GIỮA VÁCH P2:
Chọn cốt thép dọc Tầng t.h tổ hợp
chiều cao tầng
chiều cao tính toán (lo)
bề dày (mm)
c. dài (mm)
A
(mm2) N(KN) Rsc
(Mpa) thép chọn Asc m%
imin
(mm) l j Ngh
(KN) Nmax, Mtu 3600 2520 300 1800 540000 4533.06 280 16ỉ14 2448 0.45 86.4 29.17 0.957 7024.06 1 Ntu, Mmax 3600 2520 300 1800 540000 4055.99 280 16ỉ14 2448 0.45 86.4 29.17 0.957 7024.06 Nmax, Mtu 4000 2800 300 1800 540000 4137.53 280 16ỉ14 2448 0.45 86.4 32.41 0.946 6943.8 2 Ntu, Mmax 4000 2800 300 1800 540000 3005.05 280 16ỉ14 2448 0.45 86.4 32.41 0.946 6943.8 Nmax, Mtu 4000 2800 300 1800 540000 3809.36 280 16ỉ14 2448 0.45 86.4 32.41 0.946 6943.8 3 Ntu, Mmax 4000 2800 300 1800 540000 2977.03 280 16ỉ14 2448 0.45 86.4 32.41 0.946 6943.8 Nmax, Mtu 4000 2800 300 1800 540000 3490.36 280 16ỉ14 2448 0.45 86.4 32.41 0.946 6943.8 4 Ntu, Mmax 4000 2800 300 1800 540000 2869.92 280 16ỉ14 2448 0.45 86.4 32.41 0.946 6943.8 Nmax, Mtu 4000 2800 300 1800 540000 3160.22 280 16ỉ14 2448 0.45 86.4 32.41 0.946 6943.8 5 Ntu, Mmax 4000 2800 300 1800 540000 2701.69 280 16ỉ14 2448 0.45 86.4 32.41 0.946 6943.8 Nmax, Mtu 4000 2800 300 1800 540000 2833.81 280 16ỉ14 2448 0.45 86.4 32.41 0.946 6943.8 6 Ntu, Mmax 4000 2800 300 1800 540000 2833.81 280 16ỉ14 2448 0.45 86.4 32.41 0.946 6943.8 Nmax, Mtu 4000 2800 300 1800 540000 2546 280 16ỉ14 2448 0.45 86.4 32.41 0.946 6943.8 7 Ntu, Mmax 4000 2800 300 1800 540000 2505.05 280 16ỉ14 2448 0.45 86.4 32.41 0.946 6943.8
Nmax, Mtu 4000 2800 300 1800 540000 2232.27 280 16ỉ14 2448 0.45 86.4 32.41 0.946 6943.8 8 Ntu, Mmax 4000 2800 300 1800 540000 2181.12 280 16ỉ14 2448 0.45 86.4 32.41 0.946 6943.8 Nmax, Mtu 4000 2800 300 1800 540000 1899.55 280 16ỉ14 2448 0.45 86.4 32.41 0.946 6943.8 9 Ntu, Mmax 4000 2800 300 1800 540000 1835.72 280 16ỉ14 2448 0.45 86.4 32.41 0.946 6943.8 Nmax, Mtu 4000 2800 300 1800 540000 1547.78 280 16ỉ14 2448 0.45 86.4 32.41 0.946 6943.8 10 Ntu, Mmax 4000 2800 300 1800 540000 1470.06 280 16ỉ14 2448 0.45 86.4 32.41 0.946 6943.8 Nmax, Mtu 4000 2800 300 1800 540000 1177.12 280 16ỉ14 2448 0.45 86.4 32.41 0.946 6943.8 11 Ntu, Mmax 4000 2800 300 1800 540000 1083.82 280 16ỉ14 2448 0.45 86.4 32.41 0.946 6943.8 Nmax, Mtu 4000 2800 300 1800 540000 789.52 280 16ỉ14 2448 0.45 86.4 32.41 0.946 6943.8 12 Ntu, Mmax 4000 2800 300 1800 540000 684.05 280 16ỉ14 2448 0.45 86.4 32.41 0.946 6943.8 Nmax, Mtu 3700 2590 300 1800 540000 369.64 280 16ỉ14 2448 0.45 86.4 29.98 0.954 7004.41 13 Ntu, Mmax 3700 2590 300 1800 540000 232.95 280 16ỉ14 2448 0.45 86.4 29.98 0.954 7004.41
3. Bố trí cốt thép: được trình bày trong bản vẽ KC 07