Đang tải... (xem toàn văn)
Đây là phần tính toán kết cấu khung của một đồ án tốt nghiệp xây dựng dân dụng phần bê tông cốt thép. Đồ án chi tiết đầy đủ các căn cứ và các cơ sở để tính toán khối lượng. các thông số đều theo tiêu chuẩn hiện hành, cấc danh mục đầy đủ
Phần I: Tính toán khung I- Mô tả công trình Công trình mà thiết kế trờng học tầng, đợc xây dựng thủ đô Hà Nội Công trình đợc xây dựng thành phố bị che chắn mạnh tòa nhà cao tầng Hệ thống kết cấu công trình gồm: Hệ thống khung: hệ thống chịu lực công trình, tiếp nhận tất tải trọng theo phơng ngang đứng, sau truyền xuống móng Hệ thống kết cấu bao che: gồm tờng cửa, làm chức che chắn cho phần nội thất bên bên ngoài, không tham gia chịu lực Hệ thống sàn: phân bố tầng, việc chịu tải trọng thân hoạt tải sử dụng tác dụng trực tiếp lên sàn đóng vai trò liên kết, truyền tải trọng ngang đứng lên hệ khung đảm bảo cho toàn công trình đợc ổn định đảm bảo cấu kiện tham gia chịu lực Các phận giao thông: cầu thang theo phơng đứng, hành lang theo phơng ngang II- Lựa chọn giải pháp kết cấu Chọn vật liệu sử dụng: Sử dụng bê tông cấp độ bền B20 có : Rb = 11,5MPa; Rbt = 0,9MPa Sử dụng thép: + Nếu b.h 22x56 Tính cốt thép cho nhịp BC (mômen dơng) Tính theo tiết diện chữ T có cánh nằm vùng chịu nén với h f , = 10 ( cm) Giả thiết: a = 4(cm) h = 60 = 56 (cm) Giá trị độ vơn cánh SC đợc lấy không nhỏ giá trị sau: + Một nửa khoảng cách thông thủy dầm 0,5 (3,6 0,22) = 1,69(m) 6,67 = 1,11 (m) + 1/6 nhip câu kiên: Sc = 1,06 ( m) Tinh b ,f = b + 2.S c = 0,22 + 2.1,11 = 2,44 (m) = 244 (cm) Xac đinh: M f = Rb b h (h0 , f , f h ,f ) = 115.244.10.(56 10 ) = 14310600 ( daN cm) = 1431,06 (kN m) Co M Max = 154(kN m) < 143,06 (kN m) trục trung hòa qua cánh Tính với tiết diện chữ nhật b ,f x h = 244 x 60 (cm) 27 m = M 154.10 = = 0,01 Rb b ,f h02 115.24,4.56 Co m < R = 0,429 = + 2. m = 0,99 M 154.10 = = 9,92 (cm ) Rs h0 2800.0,99.56 As 9,92 = 100% = 0,8% > à= b.h0 22 x56 As = b Tính toán cốt thép cho dầm tầng 2, nhịp AB, phần tử 21 (b x h = 22x30) - Gối B: MB =77,3 (kN.m) - Gối A: MA = 78,1 (kN.m) - Mômen dơng lơn nhât : M = 10,4 (kN.m) (Hinh ve) Tính thép cho gối B (mômen âm): Tính theo tiết diện chữ nhật: b x h = 22 x 30 (cm) - Giả thiết: a = 4(cm) h = 30 = 26( cm) Tại gối B : M=77,3 (kN.m) m = M 77,3 = = 0,40 Rb b.h0 115.22.26 Có m < R = 0,429 = + 2. m As = = 0,72 M 77,3.10 = = 14,7 (cm ) Rs h0 2800.0,72.26 Kiểm tra hàm lợng cốt thép: à= As 14,7 = = 0,25% > b.h0 22 x 26 Tính cốt thép cho gối A (mômen âm): Tính theo tiết diện chữ nhật: bxh=22x30 (cm) Giả thiết: a = ( cm) h = 30 = 26 ( cm) Tai gôi A: M=78,1 (kN.m) m = M 78,1.10^ = = 0,41 Rb b.h0 115.22.26 Có m < R = 0,429 = + 2. m As = = 0,71 M 78,1.10 = = 15,1(cm ) Rs h0 2800.0,71.26 Kiểm tra hàm lợng cốt thép: à= As 15,1 = = 0,26% > b.h0 22 x 26 Tính cốt thép cho nhịp AB, mômen dơng M=10,4 (kN.m): Tính theo tiết diện chữ T có cánh nằm vùng chịu nén: 28 h f , 10 (cm); S c = 0,48 b ,f = b + 2.S c = 0,22 + 2.0,48 = 1,18(m) = 118 (cm) Giả thiết: a = 4(cm) h = 30 = 26( cm) Tinh: M f = Rb b ,f h ,f (h0 h ,f ) = 115.118.10.( 26 10 ) = 28490(daN cm) = 284,9(kN m) 2 = 10,4 ( kN m) < 284,9(kN m) truc trung hoa qua canh Co M Max Tính với tiết diện chữ nhật b ,f x h = 84 x3 (cm) M 10,4.10 m = = = 0,01 Rb b ,f h02 115.118.26 Có m < R = 0,429 = + 2. m = 0,99 M 10,4.10 As = = = 1,44 (cm ) Rs h0 2800.0,99.26 Diện tích bé nên bố trí thép theo yêu cầu cấu tạo c Tính toán cho phần tử : D4, D6, D8, D10: Do nôi lc dâm hanh lang cua cac tâng nho nên bô tri thep giông nh dâm D2 cho cac dâm D4, D6, D8, D10 d Tính toán cốt thép cho dầm D3, D5, D7, D9 Dâm 17 18 19 20 Tiêt diên Gôi B, gôi C Nhip BC Gôi B, C Nhip BC Gôi B, C Nhip BC Gôi B, C Nhip BC M 303,2 149,4 261,5 158,1 223,9 159,5 85,1 55 bxh 22x60 234x60 22x60 234x60 22x60 234x60 22x50 234x50 m 0,219 0,012 0,177 0,014 0,155 0,014 0,101 0,011 0,875 0,994 0,902 0,993 0,915 0,993 0,947 0,994 As 12,65 6,50 9,91 7,38 8,57 7,38 4,45 4,75 1,03 0,53 0,8 0,60 0,69 0,60 0,44 0,47 Tính toán bố trí cốt đai cho dầm: a, Tính toán cốt đai cho dầm 16,17 (tầng 2, nhịp BC), có b x h = 22 x 60 cm + Từ bảng tổ hợp nội lực ta chọn lực cắt nguy hiểm cho dầm Q max =209,3 KN + Bê tông cấp độ bền B20 có: Rb = 11,5 Mpa = 115 daN/cm2 Rbt = 0,9 Mpa = daN/cm2 Eb = 2,7.104 Mpa + Thép đai nhóm A1 có: Rsw = 175 Mpa 1750 daN/cm2, Es = 2,1.105 Mpa Dầm chịu tải trọng tính toán phân bố với: g = g1 + g01 =2859,3 + 0,22 0,6 2500 1,1 = 32,22 (daN/cm ) (với g01 trọng lợng thân dầm 01) P =792,8 daN/m = 7,93 daN/cm Tính q1 : q1 = g + 0,5P =3,22 + 0,5 7,93 = 36,19 (daN/cm) + Chọn a = cm h0 = h - a = 60 - = 56 (cm) + Kiểm tra điều kiện bền tiết diện nghiêng theo ứng suất nén chính: Q 0,3l bl Rb b.h0 Do cha có bố trí cốt đai nên giả thiết l bl =1 29 Ta có: 0,3Rb b h0 = 0,3 115 22 56 = 42504 (daN) > Q = 2093 (daN) nên dầm đủ khả chịu ứng suất nén + Kiểm tra cần thiết phải đặt cốt đai: Bỏ qua ảnh hởng lực dọc trục nên Q=2093 (daN) > Qbmin cần phải đặt cốt đai chịu cắt + Xác định Mb: M b = b (1 + f + n ).Rb b.h0 = 2(0 + + 1).9.22.562 = 1241856 (daN/cm) (ở tính mặt cắt có phần cánh có phần cánh nằm vùng kéo nên f = ) + Xác định giá trị Qb1: Qb1 = M b q1 = 1241856.36,19 = 13408 ( daN ) C0* = Mb 1241856 = =658,5 ( cm ) Q Qb1 15294 13408 Ta có: M b 1241856 = 183,9 (cm) < C0* = q1 36,19 M b 2.1241856 = = 162, ( cm ) Q 36,19 + Giá trị qsw tính toán: M 1241856 Q b q1 C 15294 36,19.162, qsw = = 162, C C0 162.4 qsw = 10,9 (daN/cm) Q 6652,8 = 59, (daN/cm) + Giá trị: b = 2h0 2.56 C0 = C = + Giá trị: Q Qb1 15294 13408 = = 16,8 (daN/cm) 2h0 2.56 Yêu cầu: qsw ( Q Qb1 Qb , ) nên lấy giá trị qsw = 59,4 (daN/cm) để tính toán cốt 2h0 2h0 đai Sử dụng cốt đai 8, số nhánh n = Khoảng cách Stt: Stt = Rsw n.asw 1750.2.0, 283 = = 16, 68 ( cm ) qsw 59, h Dầm có: h = 60 cm > 45 cm Sct = ( ;50 cm) 60 Sct = ( ;50 cm) = 20 cm Khoảng cách lớn cốt đai: b (1 + n ).Rbt b.h0 1,5.(1 + 0).9.22.562 Smax = = = 60.9(cm) Q 15294 Vậy khoảng cách thiết kế cốt đai S = min(Stt, Sct, Smax) = 16,68 cm Chọn S = 15 cm 30 Bố trí a200 cho dầm Kiểm tra lại điều kiện cờng độ tiết diện nghiêng theo ứng suất nén bốt trí cốt đai: Q 0, 3l bl Rb b.h0 Với: l = + 5. w 1,3 Dầm bố trí a200 có: àw = nasw 2.0, 283 = = 0.00172 b.s 2215 Es 2,1.105 = = = 7,78 Eb 2, 7.10 l = + 7,78 0,00172 = 1,067 < 1,3 bl = - Rb = - 0,015 11,50 = 0,885 Ta thấy: l bl = 1,067 0,885 = 0,944 Ta có: Q = 1529 < 0.3 l bl Rb.b.h0 = 0,3 1,05 0,885 115 22 56 =39497 (daN) b, Tính toán cốt đai cho phần tử dầm 18, 19, 20 Ta thấy dầm có kích thớc: b x h = 22 x 60 cm dầm 18 có lực cắt lớn Q =190,9 kN, dầm 18 đặt cốt đai 6a150 chọn cốt đai O8a250 cho toàn dầm BC c, Tính toán cốt đai cho phàn tử dầm 21 (tầng nhịp AB) bxh = 22 x 30 cm Từ bảng tổ hợp nội lực ta chọn lực cắt nguy hiểm cho dầm: Qmax =89,1 KN + Dầm chịu tải phân bố với: g = g2 + g02 = 363 + 0,22 0,3 2500 1,1 = 5,45 (daN/cm) p = 405 daN/m = 4,05 daN/cm Tính q1: q1 = g + 0,5P = 5,45 + 0,5 4,05 = 7,48 (daN/cm) Chọn a = 4cm ho = h - a =30 - = 26 (cm) Kiểm tra cờng độ tiết diện nghiêng theo ứng suất nén chính: Q 0,3Rb.b.h0 Ta có: 0,3Rb.b.h0 = 0,3 115 22 26 = 19734 (daN) 0,3Rb.b.h0 > Qmax = 8910 (daN) Dầm đủ khả chịu ứng suất nén Kiểm tra cần thiết đặt cốt đai Qbmin = b3 (1 + n) Rbt.b.h0 = 0,6(1+0).9.22.26 = 3088,8 (daN) Qmax= 3368 daN Qbmin Đặt cốt đai chịu cắt theo điều kiện cấu tạo Sử dụng đai 8, số nhánh n = h Dầm có h = 30 cm < 45 cm Sct= min( ; 15 cm) Sct= 15 cm b ( + n ) Rbt b.h 1,5 ( + ) 9.22.26 Smax= = 59, ( cm ) 3368 Giá trị Smax= Khoảng cách thiết kế cốt đai: S = (Sct , Smax) = 15 (cm) Vậy bố trí a150 cho dầm 31 + Kiểm tra lại điều kiện cờng đổtên tiết diện nghiêng theo ứng suất nén bố trí cốt đai Q 0,3 l bl b b.h0 nasw 2.0, 283 = = 0, 0017 bs 22.15 Es 2,1.105 = = = 7, 78 Eb 2, 7.104 Ta có: w = wl = + 5à w = 175.7, 78.0, 0017 = 1, 066 < 1,3 Với bl = 0, 01.11,5 = 0,885 0,3 l bl Rb b.h0 = 0,3.1, 066.0,885.115.22.26 = 18617 ( daN ) >Qmax= 3368(daN) Dầm đủ khả chịu ứng suất nén d,Tính toán phép đai cho phần tử dầm 22, 23, 24, 25 có: b x h = 22 x 30 (cm) Tơng tự nh tính toán dầm 21, ta bố tri đai a300 cho dầm 22, 23, 24, 25 e, Bố trí cốt thép đai cho dầm * Với dầm có kích thớc 22 x 60 cm - dầm đầu đoạn L/4, ta bố trí cốt đai dày a150 với L nhịp thông thủy dầm L = 6500 - 450 + 220 = 5820 (mm) L 5820 = = 1455(mm) 4 Chọn đoạn cốt đai a300 đầu dầm 1500 mm (ứng với 10 đai) - Phần lại cốt đai đặt tha theo điều kiện cấu tạo: Sct = min(3h/4), 50 cm) = 45 cm Ta chọn a300 * Với dầm có kích thớc 22 x 30 cm Do nhịp dầm ngắn, ta bố trí cốt đai a300đặt suốt dầm XI- Tính toán cốt thép cho cột Tính toán cốt thép cho phần tử cột 1: b x h = 22x45 a, Số liệu tính toán: - Chiều dài tính toán : l0 = 0,7H = 0,7 x 5,0 = 3,50 m =350 cm - Giả thiết chiều dày lớp bảo vệ: a = a= cm h0 = h - a = 45 - = 41 cm - Khoảng cách hai trục cốt thép: Za = h0 - a= 41 - = 37 cm - Độ mảnh: h = l0 = 350 / 45 = 7,7 < h bỏ qua hệ số uốn dọc Lấy hệ số ảnh hởng uốn dọc =1 - Độ lệch tâm ngẫu nhiên : 1 ea = max H , hc = max( 500; 45) = 1,5 cm 30 600 30 600 Nội lực đợc chọn từ bảng tổ hợp nội lực đợc ghi chi tiết bảng14 Bảng 14 Các cặp nội lực bất lợi cho cột C1 32 Ký hiệu cặp nội lực Ký hiệu bảng tổ hợp Đặc điểm cặp Nội lực M (kN.m) N (kN) 1-9 M max = e max 158,7 -1226,7 12,9 1,5 12,9 1-11 Nmax 52,3 -1422,1 3,6 1,5 3,6 1-14 M,N lớn 182,9 -1422,1 12,8 1,5 12,8 M N ea ( cm ) e1 = e0 = max(e1, ea ) b, Tính toán cốt thép đối xứng cho cặp 1: M= 158,7 (kN.m) = 1587000(daN.cm) N= 1226,7 (kN) = 122670 (daN) h 45 = 31,4cm - Sử dụng bê tông cấp độ bền B20, thép AII R = 0,623 - Độ lệch tâm : e = e0 + a = 1.12,9 + - Giả thiết toán lệch tâm lớn : x= N 122670 = = 48,4 cm Rb b 115.22 Ta tính R h = 0,623.41 = 25,543cm Xảy trờng hợp x > R h = 25,543cm ( Nén lệch tâm bé) Tính x theo phơng trình bậc 3: x + a x + a x + a = a = (2 + R ).h0 = (2 + 0,623).41 = 107,543 a1 = 2.N e + R h02 + (1 R ).h0 (h0 a ' ) Rb b 2.122670.31,4 + 2.0,623.412 + (1 0,623).41.37 = 5221,3 115.22 N 2.e. R + (1 R ).(h0 a , ) h0 a0 = Rb b = [ ] 122670.[ 2.31,4.0,623 + (1 0,623).37].41 = 78244,2 115.22 x = 34,2cm = thõa mãn R h < x < h = 41 cm -Tính : x 34,2 N e Rb b.x.(h0 ) 122670.31,4 115.22.34,2.(41 ) , 2 As = As = = = 9,41cm , 2800.37 Rsc (h0 a ) c, Tính toán cốt thép đối xứng cho cặp 2: M= 52,3 (kN.m) =523000 (daN.cm) N= 1274 (kN) = 127400 (daN) h 45 = 31,3cm - Sử dụng bê tông cấp độ bền B20, thép AII R = 0,623 - Độ lệch tâm : e = e0 + a = 1.12,8 + - Giả thiết toán lệch tâm lớn : 33 x= N 11 = = 50,3cm Rb b 115.22 Ta tính R h = 0,623.41 = 25,543cm Xảy trờng hợp x > R h = 25,543cm ( Nén lệch tâm bé) Tính x theo phơng trình bậc 3: x + a x + a x + a = x = 48cm Với x thõa mãn R h < x h = 41cm -Tính : x 48 N e Rb b.x.(h0 ) 1127400.22,1 115.22.48.(41 ) = = 8,11cm As = As, = 2800.37 Rsc ( h0 a , ) d,Tính cốt thép cho cặp 3: M=182,9 kN.m = 18290 daN N= 1422,1 kN=142210 daN h 45 a = 1.12,8 + = 31,3cm 2 N 142210 x= = = 56cm Rb b 115.22 e = e + Xảy trờng hợp x > R h = 25,543cm (Nén lệch tâm bé) Tính x theo phơng trình bậc 3: x + a x + a x + a = Tính đựơc x = 50,6 (cm) thoã mãn R h < x h = 41cm x 50,6 N e Rb b.x.(h0 ) 142210.31,3 115.22.50,6( 41 ) = = 7,35 cm As = As, = 2800.37 R sc (h0 a , ) Xác định giá trị hàm lợng cốt thép tối thiểu thep độ mảnh : = l0 308 308 = = = 48,61cm r 0,288.b 0,288.bb (35;83) = 0,2% Hàm lợng cốt thép : A 8,74 = s 100% = 100% = 0,97% > = 0,2% b.h o 22.41 *Nhận xét: Cặp nội lực đòi hỏi lợng cốt thép bố trí lớn Vậy ta bố trí cốt thép cột theo As = As, = 9,41cm Chọn 20 + 20 có As = 9,42cm > 9,41cm (hình vẽ) Các phần tử cột C2 đợc bố trí thép giống phần tử cột Tính toán cốt thép cho phần tử cột 11: b x h = 22 x 30 cm a Số liệu tính toán: - Chiều dài tính toán: l0 = 0,7H = 0.7 x = 3,50 m =350 cm - Giả thiết chiều dày lớp bảo vệ: a= a= cm h0 = h - a = 30 - = 26 cm - Khoảng cách hai trục cốt thép: Za = h0 - a = 26 - = 22 cm - Độ mảnh: h = l 350 = = 11,6 > h 30 34 Phải xét đến hệ số uốn dọc - Độ lệch tâm ngẫu nhiên: 1 ea = H , hc = max( 550, 30) = 0,90cm 30 600 30 600 Nội lực đợc chọn từ bảng tổ hợp nội lực đợc ghi chi tiết bảng 15 Bảng 15 Các cặp nội lực bất lợi cho phần tử cột 11 Ký hiệu hiệu ởKý bảng tổ cặp hợp nội lực Đặc điểm cặp Nội lực M (kN.m ) N (kN) M N ea ( cm ) e1 = e = max(e1, e a ) 11-13 emax 46,2 -137,3 33,6 0,90 33,6 11-9 Mmax 53,6 -514,8 10,4 0,90 10,4 11-14 Nmax 48,7 -554,8 8,7 0,90 8,7 b, Tính toán cốt thép đối xứng cho cặp 1: M = 46,2 (kN.m) = 462000 (daN.cm), N = 137,3 (kN.m) = 13730 (daN.cm) Lực dọc dói hạn tính theo công thức : 6,4.E b S.I N cr = ( + .I s ) Với l0 = 350 cm, l 2o l Eb = 27.10 MPa = 270.103 (daN.cm2) Mô men quán tính tiết diện : b.h 22.30 I= = = 49500 (cm ) 12 12 Giả thiết t = 0,047% = 0,00047 I s = t b.h0 (0,5h a) = 0,00047.22.26.(0,5.30 4) = 32,5cm E s 21.10 = = 7,78 E b 27.10 l 350 = 0,5 0,01 0,01Rb = 0,5 0,01 0,01.11,5 = 0,421 h 22 e0 33,6 = = 1,5 h 22 e e = max( , ) = 1,5 h = Hệ số kể đến ảnh hởng độ lệch tâm: S= 0,11 0,11 + 0,1 = + 0,1 = 0,47 e 1,5 0,1 + 0,1 + p Với bê tông cốt thép thờng lấy p = Hệ số xét đến ảnh huởng tải trọng dài hạn: M + N dh y 53 + 199,09.0,11 l = + dh = + = 1,027 < + = M + N.y 986 + 16247.0,11 35 Với: y = 0,5 h = 0,5.30 = 15 cm = với bê tông nặng Lực dọc tới hạn đuợc xác định theo công thức ; N cr = 6,4.E b S I 6,4.270.10 0,39.19521,3 ( + I ) = ( + 7,78.9,12) = 116597,1 daN s l 1,027 l o2 350 Hệ số uốn dọc: = N N cr e = e0 + = = 1,2 13730 116597,1 h 30 a = 1,2.33,6 + = 51,32 cm 2 Sử dụng bê tông cấp độ bền B20, thép AII ( R = 0,623) x= N 13730 = = 5,42cm < 2.a , = 2.4 = cm Rb b 115.22 ( Nén lệch tâm lớn đặc biệt Lấy x = 2.a , = 2.4 = 8cm để tính thép Viết phơng trình trục cốt thép chịu nén: N.e, = R S A S ( h a , ) N e , N (e Za ) 13730.(51,32 22) = = Bê tông đủ khả chịu lực lấy theo cấu tạo chọn 216 có As = 4,02 cm , s c, Tính toán cốt thép đối xứng cho cặp 2,3: M = 53,6(kN.m) = - 536000 (daN.cm), N =514,8kN =51480(daN) Lực dọc giới hạn tính theo công thức: N cr = 6,4.E b S.I ( + .I s ) Với l0 =308 cm, Eb = 27.103 MPa =270.103 (daN/cm2) l lo Mô men quán tính tiết diện : I= b.h 22.30 = = 49500 (cm ) 12 12 Giả thiết t = 0,047% = 0,00047 I s = t b.h0 (0,5h a) = 0,00047.22.26.(0,5.30 4) = 32,5 (cm ) = E s 21.10 = = 7,78 E b 27.10 = 0,5.h 0,01 l0 350 0,01Rb = 0,5.30 0,01 0,01.11,5 = 0,421 h 30 e0 10,4 = = 0,32 h 30 e e = max( , ) = 0,421 h Hệ số kể đến ảnh hởng độ lệch tâm: S= 0,11 0,11 + 0,1 = + 0,1 = 0,28 e 0,421 0,1 + 0,1 + b 36 Với bê tông cốt thép thờng lấy p = Hệ số xét đến ảnh huởng tải trọng dài hạn : M + N dh y 53 + 199,09.0,11 l = + dh = + = 1,006 < + = M + N.y 1207 + 268,54.0,11 Với : y = 0,5h = 0,5.30 = 15 cm = với bê tông nặng Lực dọc tới hạn đuợc xác định theo công thức: N cr = 6,4.Eb S I 6,4.270.10 0,42.19521,3 ( + I ) = ( + 7,78.9,12) = 116597 daN s l 1,006 l o2 308 Hệ số uốn dọc: = 1 N N cr e = e0 + = = 1,21 51480 116597 h 30 a = 1,21.10,4 + = 33,5cm 2 Sử dụng bê tông cấp độ bền B20, thép AII ( R = 0,623 ) x= N 51480 = = 9,8cm Rb b 115.22 2.a , = < x < R h = 11,21cm Nén lệch tâm lớn lấy x1 = x = 9,8cm x 9,8 N e Rb b.x.(h0 ) 51480.33,5 115.22.9,8( 26 ) Tính A = A, = = = 0,78cm s s 2800.26 Rsc (h0 a , ) Bố trí thép : - Cột có bề rộng b > 20 cm nên cần bố trí 216 theo điều kiện cấu tạo có As = 4,02cm > 2,13cm cho phần tử cột - Các phần tử cột 12,13,14,15, đợc bố trí giống nh phần tử cột 11 Tính toán cốt thép cho phần tử cột 3: b x h = 22 x 40 a Số liệu tính toán: Chiều dài tính toán l = 0,7 H = 0,7.4,2 = 2,94(m) = 294 (cm) Giả thiết cho a = a = cm h0 = h a = 40 = 36(cm) Z a = h0 a = 36 = 32(cm) l Độ mảnh h = = 294 = 7,7 (cm) < h 40 Bỏ qua hệ số ảnh hởng uốn dọc Lấy hệ số ảnh hởng uốn dọc = Độ lệch tâm ngẫu nhiên ea = max( 1 1 H ; hc ) = max( 360; 40) = 1,3cm 600 30 600 30 Nội lực đợc chọn từ bảng tổ hợp nội lực đợc ghi bảng 16 37 Bảng 16 Các cặp nội lực bất lợi cho cột Ký hiệu Ký hiệu Đặc điểm M cặp nội bảng tổ cặp (kN.m) lực hợp Nội lực N (kN) e1 = M N ea e = max(e 1, e a ) cm 3-9 emax - 126,9 638,1 19,8 1,3 19,8 3-11 Nmax 73,1 1,0 1,3 1,0 3-13 Mmax 133,8 689,7 747,8 17,8 1,3 17,8 b Tính cốt thép đối xứng cho cặp nội lực 1: M= 126,9 kN.m = 1269000 daN.cm N= 638,1 kN = 63810 daN e = e0 + h 40 a = 1.19,8 + = 35,8 (cm) 2 Sử dụng bê tông cấp độ bền B20, thép AII R = 0,623 x= N 63810 = = 16,7cm Rb b 115.22 2.a , = < x < R h = 19,31cm Nén lệch tâm lớn lấy x1 = x = 16,7cm Tính A = A , = s s x 16,7 N e Rb b.x.(h0 ) 63810.35,8 115.22.16,7(31 ) = = 7,1cm 2800.27 R sc (h0 a , ) c Tính thép đối xứng cho cặp nội lực 2,3 M= 133,8 kN.m = 1338000 daN.cm N= 747,8 kN = 74780 daN e = e0 + h 40 a = 1.17,8 + = 33,8 (cm) 2 Sử dụng bê tông cấp độ bền B20, thép AII R = 0,623 x= N 74780 = = 29 cm Rb b 115.22 x > R h = 19,31 cm ( Nén lệch tâm bé) Kiểm tra điều kiện chịu nén bê tông: N Rb b.(h0 2. e0 ) = 115.22.(36 2.1.33,8) = 43516 (bê tông không đủ khả chịu lực), phải tính cốt thép theo phơng trình bậc 3: x + a x + a x + a = 38 a = (2 + R ).h0 = (2 + 0,623).36 = 94,442 a1 = 2.N e + R h02 + (1 R ).h0 ( h0 a) Rb b 2.74780.33,8 + 2.0,623.36 + (1 0,623).36.32 = 3203,4 115.22 N 2.e. R + (1 R ).(h0 a , ) h0 a0 = Rb b = [ ] 74780[ 2.33,8.0,623 + (1 0,623).32].36 = 36114,87 115.22 x = 25cm = x 25 N e Rb b.x.(h0 ) 74780.33,8 115.22.25.(36 ) Tính: A = A, = = = 6,8 cm s s , 2800.32 Rsc (h0 a ) Nhận xét : Cặp nội lực đòi hỏi lợng cốt thép bố trí lớn Vậy ta bố trí cốt thép cột theo As = As, = 7,1cm Chọn 318 có As = 7,63cm > 7,1cm - Các phần tử cột 4,5 đợc bố trí thép giống phần tử cột C3 Tính toán cốt thép đối xứng cho cột a, Số liệu tính toán: - Chiều dài tính toán: l0 = 0,7H = 0,7 x 4,2 = 2,94 m =294 cm - Giả thiết chiều dày lớp bảo vệ: a = a= cm h0 = h0 - a = 40 - =36 cm - Khoảng cách hai trục cốt thép : Za= h0 - a= 36 - 4=32 cm - Độ mảnh : h = l = 294 = 7,35 < h 40 Phải xét đến hệ số uốn dọc - Độ lệch tâm ngẫu nhiên : 1 ea = H , hc = max( 360, 40) = 1,2 cm 30 600 30 600 Nội lực đợc chọn từ bảng tổ hợp nội lực đợc ghi chi tiết bảng 17 Bảng 17 Các cặp nội lực bất lợi cho cột C8 Ký hiệu Ký hiệu Đặc điểm M cặp nội bảng tổ cặp (kN.m) lực hợp Nội lực N (kN) e1 = M N ea e0 = max(e1, ea ) cm 8-13 emax 138,9 639,4 21,7 1,2 21,7 8-10 Mmax 63,6 652,6 9,7 1,2 9,7 8-14 Nmax 22,9 648,3 b, Tính toán cốt thép đối xứng cho cặp 1: M=138,9 kN.m= 1389000 (daN.cm), N=639,4 kN.m=63940 (daN.cm) 3,5 1,2 3,5 39 e = e0 + h 40 a = 1.21,7 + = 37,7cm 2 Sử dụng bê tông cấp độ bền B20, thép AII ( R = 0,623) x= N 63940 = = 21cm Rb b 115.22 Nén lệch tâm lớn đặc biệt Lấy x = 2.a , = 2.4 = cm để tính thép Viết phơng trình trục cốt thép chịu nén: N.e , = R S A S ( h a , ) Lợng thép yêu cầu: As = As, = N e , N (e Za ) 63940.(37,7 32) = = = 8,9cm Rs Z a Rs.Za 2800.32 c, Tính toán cốt thép đối xứng cho cặp 2,3 M= 63,6kN.m= 636000 (daN.cm), N=652,6kN.=65260(daN.) e = e0 + h 40 a = 1.9,7 + = 25,7 cm 2 Sử dụng bê tông cấp độ bền B20, thép AII ( R = 0,623) x= N 65260 = = 20,68 cm Rb b 115.22 N.e , = R S A S ( h a , ) N e , N (e Za ) 65260.(25,7 32) = = = 6,37cm Lợng thép yêu cầu: As = A = Rs Z a Rs.Za 2800.32 , s Ta thấy lợng cốt thép nhỏ(cặp nội lực lớn có As = 8,9cm ) * Bố trí thép: - Cột có bề rộng b > 20 cm nên cần bố trí 20 theo điều kiện cấu tạo có AS = 9,42cm > 8,9cm cho phần tử cột Tính toán cốt thép đai cho cột: - Đờng kính cốt thép đai : 20 sw ( max ); 5mm) = ( ;5mm) = 5mm Ta chọn cốt đai nhóm AI 4 - Khoảng cách cốt đai s: - Trong đoạn nối chồng cốt thép dọc: s (10 ; 500mm) = (10.16;500 mm) = 160 ( mm) Chọn s = 100 (mm) - Các đoạn lại s (15 ; 500 mm) = (15.16;500mm) = 240(mm) Chọn s = 200 (mm) Tính toán cấu tạo nút góc Nút góc nút giao giữa: + Phần tử dầm 20 cột 40 + Phần tử dầm 25 cột 15 e0 h cột Dựa vào bảng tổ hợp nội lực cột, ta chọn cặp nội lực M, N phần tử cột có độ lệch tâm e0 lớn Đó cặp 13 10 có M = 49,6 (kN.m); N = 99,22 e 49,99 (kN) có e0 = 49,99 (cm) = = 1,43 > 0,5 Vậy ta cấu tạo cốt thép h 35 e nút góc theo trờng hợp có > 0,5 h Dựa vào bảng tổ hợp nội lực ta chọn cặp nội lực M, N phần tử C15 có độ lệch tâm e0 lớn Đó cặp 15 10 có M = 7,87 kN.m; N = 39,78 kN có e e 19,78 = 19,78 cm = = 0,9 > 0,5 Vậy ta cấu tạo cốt thép nút góc h 22 e theo trờng hợp có > 0,5 h Chiều dài neo cốt thép nút góc phụ thuộc vào tỷ số 41 [...]... C Nhip BC M 303,2 149,4 261 ,5 158 ,1 223,9 159 ,5 85, 1 55 bxh 22x60 234x60 22x60 234x60 22x60 234x60 22x50 234x50 m 0,219 0,012 0,177 0,014 0, 155 0,014 0,101 0,011 0,8 75 0,994 0,902 0,993 0,9 15 0,993 0,947 0,994 As 12, 65 6 ,50 9,91 7,38 8 ,57 7,38 4, 45 4, 75 à 1,03 0 ,53 0,8 0,60 0,69 0,60 0,44 0,47 2 Tính toán và bố trí cốt đai cho các dầm: a, Tính toán cốt đai cho dầm 16,17 (tầng 2, nhịp BC), có b x h... 6,8 4,1 (kn/m) 3,0 (kn/m) 3 ,5 (kn/m) 2,6 (kn/m) 50 00 4200 4200 4200 4200 9,4 6670 1690 Hình 19 Sơ đồ gió trái tác dụng vào khung 24 3,0 (kn/m) 4,1 (kn/m) 2,6 (kn/m) 3 ,5 (kn/m) 50 00 4200 4200 4200 4200 6,8(kn) 6670 1690 Hình 20 Sơ đồ gió phải tác dụng vào khung 25 VIII- Xác định nội lực Sử dụng chơng trình tính toán kết cấu Sap 2000 để tính toán nội lực cho khung với sơ đồ phần tử dầm và cột nh hình... - Tầng 3, 5 Bảng 6 Tính hoạt tải 1 - tầng 3, 5 Hoạt tải 1 - tầng 3, 5 Sàn Loại tải trọng và cách tính (đơn vị KN/m) p2I (KN/m) tải trọng từ sàn truyền vào dới dạng hình tam giác với Sàn Do trung độ lớn nhất: tầng 4,2 * 1, 65 3 hoặc sàn PAI = PBI (KN) tầng Do tải trọng sàn truyền vào 5 4,2 * [3,6 + (3,6 - 1, 65) ] * 1, 65/ 4 Kết quả 7 10 16 B L2 = 6800 A L = 1 650 1 220 C 4 Sờ nụ Sờ nụ B = 3600 p = 0,9 75. .. 0,9 75 * 1, 65 Kết quả 1,6 Tầng PAmII = PBmII (KN) mái Do tải trọng sàn truyền vào 0,9 75* [3,6 + (3,6 - 1, 65) ]* 1, 65/ 4 PmIIC,S Do tải trọng sênô truyền vào: 0,9 75 * 0,6*3,6 2,2 2,1 20 2,2 (kn) 2,2 (kn) 2,1(kn) 3 ,5( kn/m) 14 (kn) 10 (kn) 4200 7 (kn/m) 10 (kn) 14 (kn) 15, 12 (kn/m) 50 00 14 (kn) 7 (kn/m) 10 (kn) 14 (kn) 15, 12 (kn/m) 4200 4200 4200 10 (kn) 6670 1690 Hình 17 Sơ đồ hoạt tải 1 tác dụng vào khung. .. truyền vào dới dạng hình tam giác với trung độ lớn nhất: 4,20*1, 65 PAII = PBII (KN) Do tải trọng sàn truyền vào 4,20*[3,6 + (3,6 - 1, 65) ]* 1, 65/ 4 Kết quả 7 10 18 L2 = 6800 B A L = 1 650 1 220 C B = 3600 4 220 220 2 PCII 220 B = 3600 3 phtII PBII Hình 15 Sơ đồ phân hoạt tải 2 - Tầng 3, 5 Bảng 9.Tính hoạt tải 2 - Tầng 3, 5 Hoạt tải 2 - tầng 3, 5 Sàn Loại tải trọng và cách tính (đơn vị KN/m) p1II (KN/m) tải... truyền lên khung sẽ đợc tính theo công thức Gió đẩy: qđ = W0.n.ki.Cđ.B Gió hút: qh = W0.n.ki.Ch.B Bảng11 Tính toán tải trọng gió Z (m) k N B(m) Cđ Ch qđ (kN/m) qh (kN/m) 1 H tầng (m) 5, 0 5, 0 0,98 1, 25 3,6 0,8 -0,6 3 ,5 -2,6 2 3 4 5 4,2 4,2 4,2 4,2 9,2 13,4 17,6 21,8 0,98 1,14 1,14 1,14 1, 25 1, 25 1, 25 1, 25 3,6 3,6 3,6 3,6 0,8 0,8 0,8 0,8 -0,6 -0,6 -0,6 -0,6 3 ,5 4,1 4,1 4,1 -2,6 -3,0 -3,0 -3,0 Tầng Với... + 1).9.22 .56 2 = 1241 856 (daN/cm) (ở đây do tính tại mặt cắt có phần cánh có phần cánh nằm trong vùng kéo nên f = 0 ) + Xác định giá trị Qb1: Qb1 = 2 M b q1 = 2 1241 856 .36,19 = 13408 ( daN ) C0* = Mb 1241 856 = = 658 ,5 ( cm ) Q Qb1 152 94 13408 Ta có: 3 M b 3 1241 856 = 183,9 (cm) < C0* = 4 q1 4 36,19 2 M b 2.1241 856 = = 162, 4 ( cm ) Q 36,19 + Giá trị qsw tính toán: M 1241 856 Q b q1 C 152 94 36,19.162,... hình thang với Sàn Do trung độ lớn nhất: tầng 4,20 * 3,6 3 hoặc sàn PCI = PBI (KN) tầng Do tải trọng sàn truyền vào 5 4,2*3,6 *3.6/4 Kết quả 15 14 19 C 220 L2 = 6800 A L = 1 650 1 p =0, 9 75 Sờ nụ p =0, 9 75 Sờ nụ B = 3600 4 B 220 220 2 PCSmII 220 B = 3600 3 PBmII PAmII ptgII Hình 16 Sơ đồ phân hoạt tải 2 - Tầng mái Bảng 10 Tính hoạt tải 2 - Tầng mái Hoạt tải 2 - tầng mái Sàn Loại tảI trọng và cách tính... Q 6 652 ,8 = 59 , 4 (daN/cm) + Giá trị: b min = 2h0 2 .56 C0 = C = + Giá trị: Q Qb1 152 94 13408 = = 16,8 (daN/cm) 2h0 2 .56 Yêu cầu: qsw ( Q Qb1 Qb min , ) nên lấy giá trị qsw = 59 ,4 (daN/cm) để tính toán cốt 2h0 2h0 đai Sử dụng cốt đai 8, số nhánh n = 2 Khoảng cách Stt: Stt = Rsw n.asw 1 750 .2.0, 283 = = 16, 68 ( cm ) qsw 59 , 4 h Dầm có: h = 60 cm > 45 cm Sct = ( ;50 cm) 3 60 Sct = min ( ;50 cm)... 7.10 4 l = 1 + 5 7,78 0,00172 = 1,067 < 1,3 bl = 1 - Rb = 1 - 0,0 15 11 ,50 = 0,8 85 Ta thấy: l bl = 1,067 0,8 85 = 0,944 1 Ta có: Q = 152 9 < 0.3 l bl Rb.b.h0 = 0,3 1, 05 0,8 85 1 15 22 56 =39497 (daN) b, Tính toán cốt đai cho phần tử dầm 18, 19, 20 Ta thấy trong các dầm có kích thớc: b x h = 22 x 60 cm thì dầm 18 có lực cắt lớn nhất Q =190,9 kN, dầm 18 đặt cốt đai 6a 150 chọn cốt đai O8a 250 cho toàn bộ