Chng 14: Tính toán, tổ hợp nội lực khung trục 1 Sử dụng phần mềm SAP 9.0.3 để tính toán nội lực khung trục 1 với các tải trọng đã tính toán ở các ch-ơng tr-ớc. Tổ hợp nội lực với các tổ hợp sau (theo TCVN 2737-1995): - HTTTTHCB 11 - HTTTTHCB 9,02 - DD HT TT THDB 1 Kết quả tổ hợp nội lực đ-ợc trình bày trong các bảng ở phần phụ lục tính toán. Tính cốt thép khung trục 1: Lựa chọn tiết diện để tổ hợp nội lực và tính cốt thép nh- sau: Chia công trình thành nhều đoạn tại các vị trí thay đổi tiết diện cột, mỗi đoạn 5-6 tầng. Các đoạn chia nh- sau: - Tầng hầm 2 - Tầng 4: Tính cột tầng hầm 2, dầm tầng 2. - Tầng 5 -Tầng 8: Tính cột, dầm tầng 5. - Tầng 9 - Tầng 14: Tính cột, dầm tầng 9. - Tầng 15 - Tầng 20: Tính cột, dầm tầng 15. - Tầng 21 - Mái: Tính cột, dầm tầng 21. Vật liệu sử dụng: - Bê tông mác 500#, có )cm/daN(215R 2 n , )cm/daN(4,13R 2 k - Thép dọc AIII có )cm/daN(3600'RR 2 aa , )cm/daN(2800R 2 ad - Thép đai AI có )cm/daN(2300'RR 2 aa , )cm/daN(1800R 2 ad Nội suy từ bảng 11 trang 16 TCVN 5574-1991 có 51,0 0 . Tra bảng Phụ lục 7 trang 225 sách "Kết cấu Bê tông cốt thép - Phần cấu kiện cơ bản" theo 0 đ-ợc 38,0A 0 . Chọn ) cm ( 15 a , tính ra )cm(751590h 0 với thép chịu Mômen âm. Chọn ) cm ( 5 , 4 a , tính ra )cm(5,855,490h 0 với thép chịu Mômen d-ơng. 1. Tính cốt thép dầm: 1.1. Tính cốt thép dầm đoạn từ tầng 2 - tầng 4: Chọn a = 6(cm), tính ra )cm(84690h 0 . Chọn ) cm ( 6 a , tính ra )cm(84690h 0 với thép chịu Mômen d-ơng. 1.1.1. Dầm D1: Giá trị Mômen và lực cắt tính toán: Tiết diện 1: )Tm(78,115M max tại tầng 4. )Tm(98,155M max tại tầng 4 Tiết diện 2: )Tm(3,19M max tại tầng 3. Tiết diện 3: )Tm(34,109M max tại tầng 4. )Tm(8,156M max tại tầng 4. Lực cắt: )T(61,46Q max tại tầng 4. *. Tính tiết diện 1: -Tính với )Tm(78,115M max : Có 191,0 84.40.215 11578000 bhR M A 22 0n Tra bảng Phụ lục 7 trang 225 sách "Kết cấu Bê tông cốt thép - Phần cấu kiện cơ bản" theo A đ-ợc 893 , 0 . Tính diện tích cốt thép: )cm(87,42 84.893,0.3600 11578000 hR M F 2 0a a Chọn 240 + 236, F a = 45,5(cm 2 ) min (%)35,1100. 84.40 5,45 -Tính với )Tm(98,155M max : Có 257,0 84.40.215 15598000 bhR M A 22 0n Tra bảng Phụ lục 7 trang 225 sách "Kết cấu Bê tông cốt thép - Phần cấu kiện cơ bản" theo A đ-ợc = 0,849. Tính diện tích cốt thép: )cm(79,60 84.849,0.3600 15598000 hR M F 2 0a a Chọn 540, F a = 63,83(cm 2 ) (%)9,1100. 84.40 83,63 *. Tính tiết diện 2: Tính với )Tm(3,19M max : Có 0 22 0n A032,0 84.40.215 1930000 bhR M A Tra bảng Phụ lục 7 trang 225 sách "Kết cấu Bê tông cốt thép - Phần cấu kiện cơ bản" theo A đ-ợc 984 , 0 . Tính diện tích cốt thép: )cm(49,6 84.984,0.3600 1940000 hR M F 2 0a a Chọn 222, )cm(6,7F 2 a (%)23,0100. 84.40 6,7 *. Tính tiết diện 3: -Tính với )Tm(34,109M max : Có 0 22 0n A18,0 84.40.215 10934000 bhR M A Tra bảng Phụ lục 7 trang 225 sách "Kết cấu Bê tông cốt thép - Phần cấu kiện cơ bản" theo A đ-ợc 900 , 0 . Tính diện tích cốt thép: )cm(18,40 84.900,0.3600 10934000 hR M F 2 0a a Chọn 436, F a = 40,72(cm 2 ) (%)21,1100. 84.40 72,40 -Tính với )Tm(8,156M max : Dựa theo kết quả tính toán ở trên, chọn 540, F a = 63,83(cm 2 ) *. Tính cốt đai: )T(61,46Q max Có )T(61,46Q)T(99,23)daN(239916,74.40.4,13.6,0bhRk max0k1 => cần thiết kế cốt đai. Điều kiện để bê tông không bị phá hoại do ứng suất nén chính: )T(61,46Q)T(47,192)daN(1924686,74.40.215.3,0bhRk max0n0 => điều kiện đ-ợc thỏa mãn. Cốt đai chọn thép 6, )cm(283,0f 2 d , 2 nhánh, có: )cm/daN(76 3,81.40.4,13.8 46410 bhR8 Q q 2 2 2 0k 2 d suy ra: )cm(4,13 76 283,0.2.1800 q nfR u d dad tt , lấy u tt = 13cm. )cm(41,96 46410 6,74.40.4,13.5,1 Q bhR5,1 u 2 2 0k max )cm(30cm30;cm3090 3 1 mincm30;h 3 1 minu ct ở đoạn gần gối tựa. )cm(50cm50;cm5,6790 4 3 mincm50;h 4 3 minu ct ở đoạn giữa nhịp. )cm(4,1417622.8;225;1446.24;225 4 900 min8;225;d24; 4 h minu minbwct ở vùng tới hạn theo yêu cầu kháng chấn. Vậy, chọn khoảng cách cốt đai: u = u tt = 13(cm). 1.1.2. Dầm D2: Tiết diện 1: )Tm(38,84M max tại tầng 4. )Tm(86,161M max tại tầng 4. Tiết diện 2: )Tm(93,19M max tại tầng 4. Lực cắt: )T(6,43Q max tại tầng 4. Ta không tính toán mà bố trí cốt thép cho dầm D2 dựa theo kết quả tính toán cho dầm D1. Khoảng cách cốt đai chọn nh- với dầm D1: u = u tt = 11(cm). Bố trí thép cho các dầm trong phạm vi tầng hầm 2 đến tầng 4: Cấu kiện Tiết diện CT chịu Mômen Cốt thép, diện tích h 0 (cm) M td (Tm) 1 Âm 5 40, F a =63,83(cm 2 ) 81,3 0,33 0,836 156,19 D-ơng 240+236 , F a =45,5(cm 2 ) 84,0 0,23 0,887 121,99 D1 2 D-ơng 222 , F a =7,6(cm 2 ) 85,9 0,04 0,981 23,07 3 Âm 2 40+236 , F a =45,5(cm 2 ) 84,0 0,23 0,887 121,99 D-ơng 436 , F a =40,72(cm 2 ) 84,6 0,20 0,899 111,52 1 Âm 4 40+236, F a =70,63(cm 2 ) 81,3 0,33 0,818 169,21 D-ơng 336 , F a =30,54(cm 2 ) 84,6 0,15 0,924 85,98 D2 2 D-ơng 222 , F a =7,6(cm 2 ) 85,9 0,04 0,981 23,07 1.2. Tính cốt thép dầm đoạn từ tầng 5 - tầng 8: 1.2.1. Dầm D1: Giá trị Mômen và lực cắt tính toán: Tiết diện 1: )Tm(22,54M max . )Tm(15,140M max . Tiết diện 2: )Tm(4,19M max . Tiết diện 3: )Tm(9,76M max . )Tm(07,110M max . Lực cắt: )T(92,39Q max . 1.2.2. Dầm D2: Giá trị Mômen và lực cắt tính toán: Tiết diện 1: )Tm(51,110M max . )Tm(8,186M max . Tiết diện 2: )Tm(53,24M max . Lực cắt: )T(12,48Q max . Tính toán nh- ở trên, kết quả tính thép cho dầm D1 và D2 nh- sau: Cấu kiện Tiết diện CT chịu Mômen Cốt thép, diện tích h 0 (cm) M td (Tm) 1 Âm 3 40+236 , F a =58,06(cm 2 ) 81,4 0,30 0,851 144,74 D1 D-ơng 236, F a =20,36(cm 2 ) 84,6 0,10 0,950 58,88 2 D-ơng 218+116, F a =7,1(cm 2 ) 87,1 0,03 0,983 21,88 3 Âm 36 , F a =40,72(cm 2 ) 84,2 0,20 0,899 110,94 D-ơng 236+130, F a =28,4(cm 2 ) 84,6 0,14 0,930 80,42 1 Âm 2 40+636, F a =86,21(cm 2 ) 80,1 0,45 0,775 192,59 D-ơng 240+236 , F a =45,5(cm 2 ) 84,0 0,23 0,887 121,99 D2 2 D-ơng 120+218 , F a =8,23(cm 2 ) 87,0 0,04 0,980 25,27 - Tính cốt đai dầm D1: )T92,39Q max Có )T(92,39Q)T(18,26)daN(261784,81.40.4,13.6,0bhRk max0k1 => cần thiết kế cốt đai. Điều kiện để bê tông không bị phá hoại do ứng suất nén chính: )T(92,39Q)T(01,210)daN(2100124,81.40.215.3,0bhRk max0n0 => điều kiện đ-ợc thỏa mãn. Cốt đai chọn thép 6, )cm(283,0f 2 d , 2 nhánh, có: )cm/daN(09,56 4,81.40.4,13.8 39920 bhR8 Q q 2 2 2 0k 2 d suy ra: )cm(16,18 09,56 283,0.2.1800 q nfR u d dad tt , lấy u tt = 18cm. )cm(22,129 39920 1,80.40.4,13.5,1 Q bhR5,1 u 2 2 0k max )cm(30cm30;cm3090 3 1 mincm30;h 3 1 minu ct ở đoạn gần gối tựa. )cm(50cm50;cm5,6790 4 3 mincm50;h 4 3 minu ct ở đoạn giữa nhịp. )cm(4,1417622.8;225;1446.24;225 4 900 min8;225;d24; 4 h minu minbwct ở vùng tới hạn theo yêu cầu kháng chấn. Vậy, chọn khoảng cách cốt đai: u = u ct = 14(cm) ở vùng tới hạn và u = u tt = 18(cm) ở đoạn giữa nhịp. - Tính cốt đai dầm D2: )T12,48Q max Có )T(12,48Q)T(76,25)daN(257601,80.40.4,13.6,0bhRk max0k1 => cần thiết kế cốt đai. Điều kiện để bê tông không bị phá hoại do ứng suất nén chính: )T(12,48Q)T(66,206)daN(2066581,80.40.215.3,0bhRk max0n0 => điều kiện đ-ợc thỏa mãn. Cốt đai chọn thép 6, )cm(283,0f 2 d , 2 nhánh, có: )cm/daN(16,84 1,80.40.4,13.8 48120 bhR8 Q q 2 2 2 0k 2 d suy ra: )cm(1,12 16,84 283,0.2.1800 q nfR u d dad tt , lấy u tt = 12cm. )cm(2,107 48120 1,80.40.4,13.5,1 Q bhR5,1 u 2 2 0k max )cm(30cm30;cm3090 3 1 mincm30;h 3 1 minu ct ở đoạn gần gối tựa. )cm(50cm50;cm5,6790 4 3 mincm50;h 4 3 minu ct ở đoạn giữa nhịp. )cm(4,1417622.8;225;1446.24;225 4 900 min8;225;d24; 4 h minu minbwct ở vùng tới hạn theo yêu cầu kháng chấn. Vậy, chọn khoảng cách cốt đai: u = u tt = 12(cm). 1.2. Tính cốt thép dầm đoạn từ tầng 9 - tầng 14: 1.2.1. Dầm D1: Giá trị Mômen và lực cắt tính toán: Tiết diện 1: )Tm(28,26M max . )Tm(12,126M max . Tiết diện 2: )Tm(54,20M max . Tiết diện 3: )Tm(98,62M max . )Tm(77,82M max . Lực cắt: )T(12,37Q max . 1.2.2. Dầm D2: Giá trị Mômen và lực cắt tính toán: Tiết diện 1: )Tm(29,35M max . )Tm(91,110M max . Tiết diện 2: )Tm(98,24M max . Lực cắt: )T(78,33Q max . Tính toán nh- ở trên, kết quả tính thép cho dầm D1 và D2 nh- sau: Cấu kiện Tiết diện CT chịu Mômen Cốt thép, diện tích h 0 (cm) M td (Tm) 1 Âm 4 40, F a =58,06(cm 2 ) 81,4 0,25 0,875 132,98 D-ơng 225, F a =9,82(cm 2 ) 86,3 0,05 0,976 29,76 2 D-ơng 225, F a =9,82(cm 2 ) 86,3 0,05 0,976 29,76 3 Âm 36 , F a =30,54(cm 2 ) 84,6 0,15 0,924 85,98 D1 D-ơng 330, F a =21,21(cm 2 ) 85,5 0,10 0,948 61,89 1 Âm 36 , F a =40,72(cm 2 ) 84,2 0,20 0,899 110,94 D-ơng 230, F a =14,13(cm 2 ) 85,5 0,07 0,965 41,99 D2 2 D-ơng 225, F a =9,82(cm 2 ) 86,3 0,05 0,976 29,76 - Tính cốt đai dầm D1: )T(12,37Q max Có )T(12,37Q)T(18,26)daN(261784,81.40.4,13.6,0bhRk max0k1 => cần thiết kế cốt đai. Điều kiện để bê tông không bị phá hoại do ứng suất nén chính: )T(12,37Q)T(210)daN(2100124,81.40.215.3,0bhRk max0n0 => điều kiện đ-ợc thỏa mãn. Cốt đai chọn thép 6, )cm(283,0f 2 d , 2 nhánh, có: )cm/daN(5,48 4,81.40.4,13.8 37120 bhR8 Q q 2 2 2 0k 2 d suy ra: )cm(21 5,48 283,0.2.1800 q nfR u d dad tt , lấy u tt = 21cm. )cm(5,143 37120 4,81.40.4,13.5,1 Q bhR5,1 u 2 2 0k max )cm(30cm30;cm3090 3 1 mincm30;h 3 1 minu ct ở đoạn gần gối tựa. )cm(50cm50;cm5,6790 4 3 mincm50;h 4 3 minu ct ở đoạn giữa nhịp. )cm(4,1417622.8;225;1446.24;225 4 900 min8;225;d24; 4 h minu minbwct ở vùng tới hạn theo yêu cầu kháng chấn. Vậy, chọn khoảng cách cốt đai: u = u ct = 14(cm) ở vùng tới hạn và u = u tt = 21(cm) ở đoạn giữa nhịp. - Tính cốt đai dầm D2: )T(78,33Q max Có )T(78,33Q)T(08,27)daN(270792,84.40.4,13.6,0bhRk max0k1 => cần thiết kế cốt đai. Điều kiện để bê tông không bị phá hoại do ứng suất nén chính: )T(78,33Q)T(24,217)daN(2172362,84.40.215.3,0bhRk max0n0 => điều kiện đ-ợc thỏa mãn. Cốt đai chọn thép 6, )cm(283,0f 2 d , 2 nhánh, có: )cm/daN(54,37 2,84.40.4,13.8 33780 bhR8 Q q 2 2 2 0k 2 d suy ra: )cm(1,27 54,37 283,0.2.1800 q nfR u d dad tt , lấy u tt = 27cm. )cm(7,168 33780 2,84.40.4,13.5,1 Q bhR5,1 u 2 2 0k max )cm(30cm30;cm3090 3 1 mincm30;h 3 1 minu ct ở đoạn gần gối tựa. )cm(50cm50;cm5,6790 4 3 mincm50;h 4 3 minu ct ở đoạn giữa nhịp. )cm(4,1417622.8;225;1446.24;225 4 900 min8;225;d24; 4 h minu minbwct ở vùng tới hạn theo yêu cầu kháng chấn. Vậy, chọn khoảng cách cốt đai: u = u ct = 14(cm) ở vùng tới hạn và u = u tt = 27(cm) ở đoạn giữa nhịp. 1.4. Tính cốt thép dầm đoạn từ tầng 15 - tầng 20: 1.4.1. Dầm D1: Giá trị Mômen và lực cắt tính toán: Tiết diện 1: )Tm(0M max . )Tm(12,115M max . Tiết diện 2: )Tm(13,22M max . Tiết diện 3: )Tm(86,50M max . )Tm(39,55M max . Lực cắt: )T(82,34Q max . 1.4.2. Dầm D2: Giá trị Mômen và lực cắt tính toán: Tiết diện 1: )Tm(02,21M max . )Tm(42,95M max . Tiết diện 2: )Tm(75,25M max . Lực cắt: )T(97,30Q max . Tính toán nh- ở trên, kết quả tính thép cho dầm D1 và D2 nh- sau: Cấu kiện Tiết diện CT chịu Mômen Cốt thép, diện tích h 0 (cm) M td (Tm) 1 Âm 2 40+236 , F a =45,50(cm 2 ) 84,0 0,27 0,862 118,50 D-ơng 240 2 D-ơng 318 , F a =7,63(cm 2 ) 87,1 0,04 0,982 23,49 D1 3 Âm 2 36 , F a =20,36(cm 2 ) 84,2 0,10 0,949 58,59 [...]... 50(cm) ở đoạn giữa nhịp 4 4 h 900 u ct min ;24 d bw ;225;8 min min 225;24.6 144 ;225;8.22 176 14, 4(cm) 4 4 u tt ở vùng tới hạn theo yêu cầu kháng chấn Vậy, chọn khoảng cách cốt đai: u = uct = 1 4( cm) ở vùng tới hạn và u = utt = 25(cm) ở đoạn giữa nhịp - Tính cốt đai dầm D2: Q max 30,9 7( T ) Có k 1 R k bh 0 0,6.13,4.40.84,6 27207(daN) 27,21(T ) Q max 30,97(T ) => cần thiết kế. .. tính toán: Tiết diện 1: M 0(Tm) max M max 118,89(Tm) M 23,5(Tm) Tiết diện 2: max Tiết diện 3: M 54,04(Tm) max M max 49,18(Tm) Lực cắt: Q max 21,39(T ) 1.5.2 Dầm D2: Giá trị Mômen và lực cắt tính toán: Tiết diện 1: M 19,97(Tm) max M 93,3 3( Tm) max Tiết diện 2: M 26,3 8( Tm) max Lực cắt: Q max 30,68(T ) Dựa vào kết quả tính toán ở trên, bố trí thép cho dầm D1 và D2 nhsau: CT... h 900 225;24.6 144 ;225;8.22 176 14, 4(cm) u ct min ;24 d bw ;225;8 min min 4 4 ở vùng tới hạn theo yêu cầu kháng chấn Vậy, chọn khoảng cách cốt đai: u = uct = 1 4( cm) ở vùng tới hạn và u = utt = 50(cm) ở đoạn giữa nhịp - Tính cốt đai dầm D2: Lấy kết quả tính cốt đai đoạn từ tầng 15 - tầng 20, chọn khoảng cách cốt đai: u = uct = 1 4( cm) ở vùng tới hạn và u = utt = 32(cm) ở đoạn giữa nhịp...425, Fa=19,64(cm2) 236+232 , 1 Âm Fa=36,45(cm2) 225, D2 D-ơng Fa=9,82(cm2) 225, 2 D-ơng Fa=9,82(cm2) - Tính cốt đai dầm D1: D-ơng 86,3 0,10 0,952 58,08 84,6 0,18 0,910 101,00 86,3 0,05 0,976 29,76 86,3 0,05 0,976 29,76 Q max 34,82 T ) Có k 1 R k bh 0 0,6.13,4.40.84,0 27 01 4( daN) 27,01(T ) Q max 34,82(T ) => cần thiết kế cốt đai Điều kiện để bê tông không bị phá... 67,5cm;50 cm 50(cm) ở đoạn giữa nhịp 4 4 h 900 u ct min ;24 d bw ;225;8 min min 225;24.6 144 ;225;8.22 176 14, 4(cm) 4 4 u tt ở vùng tới hạn theo yêu cầu kháng chấn Vậy, chọn khoảng cách cốt đai: u = uct = 1 4( cm) ở vùng tới hạn và u = utt = 32(cm) ở đoạn giữa nhịp 1.5 Tính cốt thép dầm đoạn từ tầng 21 - mái: 1.5.1 Dầm D1: Giá trị Mômen và lực cắt tính toán: Tiết diện 1: M 0(Tm) max ... cho dầm D1 và D2 nhsau: CT Cốt thép, diện chịu tích Mômen 240+236 , 1 Âm Fa=45,5(cm2) D-ơng 240 318 , 2 D-ơng D1 Fa=7.63(cm2) 236 , 3 Âm Fa=20,36(cm2) 425, D-ơng Fa=19,64(cm2) 236+232 , 1 Âm Fa=36,45(cm2) 222, D2 D-ơng Fa=7,6(cm2) 2 D-ơng 222 + 118 , Fa=8,83(cm2) - Tính cốt đai dầm D1: Cấu Tiết kiện diện h0 (cm) Mtd (Tm) 84,0 0,23 0,887 121,99 87,1 0,04 0,982 23,49 84,2 0,10 0,949 58,59 86,3 0,10... 0,979 27,04 Q max 21,39(T ) Có k 1 R k bh 0 0,6.13,4.40.84,0 27 01 4( daN) 27,01(T ) Q max 21,39(T ) => chỉ cần đặt cốt đai theo cấu tạo Cốt đai chọn thép 6, f d 0,283(cm 2 ) , có: 1,5R k bh 2 1,5.13,4.40.84 2 0 162,92(cm ) u max Q 34820 1 1 u ct min h;30 cm min 90 30 cm;30 cm 30(cm) ở 3 3 đoạn gần gối tựa 3 3 u ct min h;50 cm min 90 67,5cm;50 cm 50(cm) ở đoạn giữa nhịp 4... 0,3.215.40.84,6 218268(daN ) 218,2 7( T ) Q max 30,97(T ) => điều kiện đ-ợc thỏa mãn Cốt đai chọn thép 6, f d 0,283(cm 2 ) , 2 nhánh, có: Q2 30970 2 qd 31,25(daN / cm ) 2 8R k bh 0 8.13,4.40.84,6 2 suy ra: R ad nfd 1800.2.0,283 32,6(cm) , lấy utt = 32cm qd 31,25 2 1,5R k bh 0 1,5.13,4.40.84,6 2 185,8(cm) u max Q 30970 1 1 u ct min h;30 cm min 90 30 cm;30 cm 30(cm) ở đoạn gần gối tựa... 0,3.215.40.84,0 216720(daN ) 216,72(T ) Q max 34,82(T ) => điều kiện đ-ợc thỏa mãn Cốt đai chọn thép 6, f d 0,283(cm 2 ) , 2 nhánh, có: qd Q2 34820 2 40,07(daN / cm) 2 8R k bh 0 8.13,4.40.84,0 2 suy ra: R ad nfd 1800.2.0,283 25,43(cm) , lấy utt = 25cm qd 40,07 1,5R k bh 2 1,5.13,4.40.84 2 0 162,92(cm ) u max Q 34820 1 1 u ct min h;30 cm min 90 30 cm;30 cm 30(cm) ở đoạn gần gối tựa . 40,72(cm 2 ) (% )21,1100. 84.40 72,40 -Tính với )Tm(8,156M max : Dựa theo kết quả tính toán ở trên, chọn 540, F a = 63,83(cm 2 ) *. Tính cốt đai: )T(61,46Q max Có )T(61,46Q)T(99,23)daN(239916,74.40.4,13.6,0bhRk max0k1 . u ct = 1 4( cm) ở vùng tới hạn và u = u tt = 21(cm) ở đoạn giữa nhịp. - Tính cốt đai dầm D2: )T(78,33Q max Có )T(78,33Q)T(08,27)daN(270792,84.40.4,13.6,0bhRk max0k1 => cần thiết kế cốt. u ct = 1 4( cm) ở vùng tới hạn và u = u tt = 25(cm) ở đoạn giữa nhịp. - Tính cốt đai dầm D2: )T(97,30Q max Có )T(97,30Q)T(21,27)daN(272076,84.40.4,13.6,0bhRk max0k1 => cần thiết kế cốt