TRNG I HC M-A CHT KHOA XY DNG B MễN K THUT XY DNG N KT CU Bấ TễNG CT THẫP Mó s: 4100232 S tớn ch: Sinh viờn: VN CHNG Mó s sinh viờn:1331070301 Lp: LTXD-K58 H: S LIU N STT L1 (m) L2 (m) a (m) H (m) 2,6 3,2 Hot ti tiờu chun (daN/m2) Hot ti Hot ti Hot ti mỏi sn hnh lang 75 200 400 Vựng giú Bờ tụng Thộp IIB B15 CI, CII PHN THễNG QUA N STT Ngy thỏng Ni dung (Ghi chỳ: sinh viờn phi tham gia ti thiu ln thụng qua ỏn mi c phộp bo v) Ký tờn mục lục chơng 1: lựa chọn giải pháp kết cấu 1.1 Cơ sở quy phạm tiêu chuẩn thiết kế - TCVN 356 - 2005: kết cấu bê tông cốt thép - tiêu chuẩn thiết kế - TCVN 2737 - 1995: tải trọng tác động - tiêu chuẩn thiết kế 1.2 Vật liệu sử dụng - Bê tông móng thân công trình cấp độ bền B15 (mác M200#) có Rb = 11,5MPa ; Rbt = 0,9 MPa - Cốt thép: + Thép < 12mm nhóm CI: RS = RSC = 225MPa ; RSW = 175MPa + Thép 12mm nhóm CII: RS = RSC = 280 MPa ; RSW = 225MPa 1.3 Lựa chọn giải pháp kết cấu sàn Thông thờng có giải pháp kết cấu sàn: Sàn nấm, sàn sờn, sàn ô cờ - Với sàn nấm: Khối lợng bê tông lớn nên giá thành cao, khối lợng công trình lớn kết cấu móng phải có cấu tạo tốt, khối lợng mà tăng lên Ngoài dới tác dụng gió động động đất khối lợng lợng tham gia dao động lớn Lực quán tính lớn Nội lực lớn làm cho cấu tạo cấu kiện nặng nề hiệu mặt giá thành nh kiến trúc Ưu điểm sàn nấm chiều cao tầng giảm nên chiều cao nhà có số tầng lớn Tuy nhiên để cấp nớc, cấp điện điều hoà ta phải làm trần giả nên u điểm giá trị cao - Với sàn sờn: Do độ cứng ngang công trình lớn nên khối lợng bê tông nhỏ Khối lợng dao động giảm Nội lực giảm Tiết kiệm đợc bê tông thép độ cứng công trình lớn nên chuyển vị ngang giảm tạo tâm lí thoải mái cho ngời sử dụng Nhợc điểm sàn sờn chiều cao tầng lớn thi công phức tạp phong án sàn nấm nhiên phơng án phổ biến phù hợp với điều kiện kỹ thuật thi công công ty xây dựng - Với sàn ô cờ: Tuy khối lợng lợng công trình nhỏ nhng thi công phức tạp công việc thi công nh lắp ván khuôn, đặt cốt thép, đổ bê tông v.v nên phong án không khả thi Qua phân tích, so sánh phơng án ta chọn phơng án dùng sàn sờn toàn khối Dựa vào hồ sơ kiến trúc công trình, giải pháp kết cấu lựa chọn tải trọng tác dụng lên công trình để thiết kế mặt kết cấu cho sàn Mặt kết cấu đợc thể vẽ kết cấu 1.4 Lựa chọn kích thớc, chiều dày sàn Chiều dày xác định sơ theo công thức: hb = D l1 hmin m (1.1) Trong đó: hb - chiều dày sàn; D - hệ số phụ thuộc loại tải trọng, D = 0,8 ữ 1, ; - kích thớc cạnh ngắn bản; l1 m - hệ số phụ thuộc loại sàn, m = 30 ữ 45 với sàn loại dầm, m = 40 ữ 45 với sàn loại kê bốn cạnh, m bé với đơn kê tự do, m lớn với liên tục; hmin - chiều dày bé nhất, cm với sàn mái, cm với sàn nhà dân dụng, cm với sàn nhà công nghiệp 1.4.1 Kích thớc sàn mái Với ô sàn lớn l1 = 4, 2m hb = 0,8 4, = 0,075m = 7,5cm Với kê 45 cạnh, liên tục lấy m = 45, tải trọng nhỏ lấy D = 0,8 Với sàn mái nhà dân dụng hmin = 4cm chọn chiều dày mái hmai = 8cm cho toàn ô sàn mái lớn ô sàn mái nhỏ Kết cấu mái gồm hệ mái tôn gác lên xà gồ, xà gồ gác lên tờng thu hồi 1.3.2 Kích thớc sàn tầng a Kích thớc sàn phòng học Với kê cạnh, liên tục lấy m = 45, tải trọng nhỏ lấy D = Với ô sàn lớn l1 = B = 4, 2m hb = 4, = 0,093m = 9,3cm 45 Với sàn nhà dân dụng hmin = 5cm chọn chiều dày mái hS = 10cm cho sàn phòng học kích thớc 6,9 ì 4, 2m b Kích thớc sàn hành lang Với kê cạnh, liên tục lấy m = 45, tải trọng nhỏ lấy D = 1,2 Với ô sàn lớn l1 = L2 = 3,0m hb = 1, 3,0 = 0,08m = 8,0cm 45 Với sàn nhà dân dụng hmin = 5cm chọn chiều dày mái hS = 8cm cho sàn hành lang kích thớc 4, ì 3,0m * Để đơn giản tính toán đồ án, chọn chiều dày tất sàn (sàn mái, sàn phòng học, sàn hành lang) hS = 10cm Theo cấu tạo sàn ta có trọng lợng cho m2 sàn: Bảng 1.1: Tính tĩnh tải sàn phòng học sàn hành lang Các lớp hoàn thiện sàn - Lớp gạch lát Ceramic - Lớp vữa lót - Lớp vữa trát trần - Tổng trọng lợng lớp hoàn thiện: - Sàn BTCT chịu lực (m) TT tiêu chuẩn ( daN 0.008 0.03 0.02 m 2000 2000 2000 ) ( daN m2 ) 16 60 40 Hệ số vợt tải 1.1 1.3 1.3 116 0.10 2500 250 - Tổng cộng g s : TT tính toán ( daN m2 ) 18 78 52 148 1.1 366 275 423 Bảng 1.2: Tính tĩnh tải sàn mái Các lớp hoàn thiện sàn - Lớp mái tôn - Lớp vữa lót - Lớp vữa trát trần - Tổng trọng lợng lớp hoàn thiện: - Sàn BTCT chịu lực (m) TT tiêu chuẩn ( daN m 20 2000 2000 0.03 0.02 ) ( daN m2 ) 20 60 40 Hệ số vợt tải 1.1 1.3 1.3 120 0.10 2500 - Tổng cộng g m : 250 370 TT tính toán ( daN m2 ) 21 78 52 151 1.1 275 426 Bảng 1.3: Hoạt tải phòng lấy theo tiêu chuẩn TCVN2737-1995 TTTC toàn phần Các phòng chức ( daN m TTTC dài hạn ) ( daN m2 ) - Phòng học 200 70 - Sảnh, phòng giải 300 100 lao, cầu thang - Mái bê tông ngời sử 75 75 dụng 1.4 Lựa chọn giải pháp kết cấu chịu lực TTTC Hệ ngắn hạn số vợt ( daN m2 ) tải TT tính toán ( daN m2 ) 130 1.2 240 200 1.2 360 1.3 98 Theo liệu kiến trúc nh hình dáng, chiều cao nhà, không gian bên yêu cầu giải pháp kết cấu là: - Hệ tờng chịu lực Trong hệ cấu kiện thẳng đứng chịu lực nhà tờng phẳng Tải trọng ngang truyền đến tờng qua sàn Các tờng cứng làm việc nh công xôn có chiều cao tiết diện lớn Giải pháp thích hợp cho nhà có chiều cao lớn yêu cầu không gian bên không cao (không yêu cầu có không gian lớn bên trong) - Hệ khung chịu lực Hệ đợc tạo thành từ đứng ngang dầm liên kết cứng chỗ giao gọi nút Các khung phẳng liên kết với qua dầm dọc tạo thành khung không gian Hệ kết cấu khắc phục đợc nhợc điểm hệ tờng chịu lực Qua phân tích cách sơ nh ta nhận thấy hệ kết cấu nhà có u, nhợc điểm riêng Đối với công trình này, công trình có công nhà làm việc nên yêu cầu có không gian linh hoạt Nên dùng hệ khung chịu lực 1.5 Lựa chọn kích thớc tiết diện 1.5.1 Kích thớc tiết diện dầm Kích thớc tiết diện dầm đợc xác định sơ theo công thức: hd = kL ; bd = ( 0,3 ữ 0,5 ) hd m Trong đó: hd , bd - chiều cao bề rộng tiết diện dầm; (1.2) - hệ số phụ thuộc vào tải trọng, k = ữ 1,3 ; - chiều dài nhịp dầm; L m - hệ số m = ữ 15 a Kích thớc tiết diện dầm dọc nhà k Để đơn giản tính toán, ta coi dầm dọc nhà có chiều dài nhịp tính toán L = B = 4, 2m , m = 15, k = hd = 4, = 0, 28m 15 chọn hd = 0,3m , bd = ( 0,3 ữ 0,5 ) hd = 0, 22m dầm dọc nhà kích thớc 0,3 ì 0, 22m b Kích thớc tiết diện dầm ngang nhà BC Để đơn giản tính toán, ta coi dầm dọc nhà có chiều dài nhịp tính toán L = L1 = 6,9m , m = 12, k = hd = 6,9 = 0,58m 12 chọn hd = 0,6m , bd = ( 0,3 ữ 0,5 ) hd = 0,3m dầm ngang nhà BC kích thớc 0,6 ì 0,3m c Kích thớc tiết diện dầm ngang nhà AB Để đơn giản tính toán, ta coi dầm dọc nhà có chiều dài nhịp tính toán L = L1 = 3,0m , m = 12, k = hd = 3,0 = 0, 25m 12 chọn hd = 0,3m , bd = ( 0,3 ữ 0,5 ) hd = 0, 22m dầm ngang nhà AB kích thớc 0,3 ì 0, 22m 1.5.2 Kích thớc tiết diện cột - Kích thớc tiết diện cột đợc xác định sơ theo công thức: A=k N Rb (1.3) Trong đó: Rb - lực dọc cột tải trọng đứng gây ra; - cờng độ chịu nén tính toán bê tông; k - hệ số kể đến ảnh hởng mô men, k = 1,0 ữ 1,5 N - Lực dọc cột tải trọng đứng gây đợc xác định nh sau: N = S ( nqs + qm ) (1.4) Trong đó: S n qs qm - diện tích truyền tải cột chịu tải trọng; - số tầng điển hình, n=3; - tải trọng tác dụng lên 1m sàn tầng điển hình; - tải trọng tác dụng lên 1m sàn tầng mái, với mái bê tông nặng Ta có qs = g stt + p tt = 423 + 240 = 663 daN m qm = g mtt + p tt = 426 + 98 = 524 daN m a Kích thớc tiết diện cột biên phòng (trục C) Diện tích truyền tải: S=B l1 4, ì 6,9 = = 14, 49m 2 Lực dọc cột: N = 14, 49 ( ì 663 + 524 ) = 36389daN Diện tích tiết diện cột A = 1,1 Chọn 36389 = 384,07cm 8,5 ì 10 bc ì hc = 22 ì 30cm ; ( Ac = 660cm ) cho cột tầng 1,2; bc ì hc = 22 ì 22cm cho cột tầng 3,4 b Kích thớc tiết diện cột phòng (trục B) Diện tích truyền tải: S=B l1 + l2 4, ( 6,9 + 3) = = 20,79m 2 Lực dọc cột: N = 20,79 ( ì 663 + 524 ) = 52210daN Diện tích tiết diện cột A = 1,1 Chọn 52210 = 499, 40cm 8,5 ì 10 bc ì hc = 22 ì 30cm ; ( Ac = 660cm ) cho cột tầng 1,2; bc ì hc = 22 ì 22cm cho cột tầng 3,4 c Kích thớc tiết diện biên phòng (trục A) Diện tích truyền tải: S=B l2 4, ì = = 6,3m 2 Lực dọc cột: N = 6,3 ( ì 663 + 524 ) = 15821daN Diện tích tiết diện cột A = 1,1 Chọn 15821 = 151,33cm 8,5 ì 10 bc ì hc = 22 ì 22cm ; ( Ac = 484cm ) cho tất tầng; * Kiểm tra tiết diện cột theo độ mảnh b = l0 b Với khung toàn khối l0 = 0,7l = 0,7 ì 360 = 252cm b = l0 252 = = 11,5 < [ l0 ] = 31 Vậy tiết diện cột đạt yêu cầu b 22 1.6 Mặt bố trí kết cấu B C D22x30 D30x60 4200 C22x22 C22x30 D22x30 D22x30 D22x30 C22x22 C22x30 C22x30 4200 D22x30 D30x60 D22x30 D22x30 D22x30 C22x22 C22x30 C22x30 D22x30 D30x60 3000 A C22x30 4200 4200 A 6900 B C Hình 1.1: Mặt kết cấu chơng 2: Sơ đồ tính toán khung phẳng 2.1 Sơ đồ hình học chơng 8: Tổ hợp nội lực Mục đích tổ hợp nội lực tìm nội lực nguy hiểm số tiết diện dới tác dụng nhiều loại tải trọng Có hai loại tổ hợp: tổ hợp tổ hợp đặc biệt Trong phạm vi đồ án, xét đến tổ hợp Tổ hợp đợc phân thành: - Tổ hợp - Tổ hợp Tổ hợp bao gồm: Nội lực tĩnh tải cộng với nội lực loại tải gây Tổ hợp bao gồm: Nội lực tĩnh tải cộng với nội lực loại hoạt tải gây ra, nội lực hoạt tải đợc nhân với hệ số tổ hợp lấy 0,9 Với phần tử dầm: ta tiến hành tổ hợp nội lực cho ba tiết diện (hai tiết diện đầu dầm tiết diện dầm) Trong phạm vi đồ án, ta tiến hành tổ hợp thiết kế cho dầm tầng dới dầm có nội lực lớn nhất, nguy hiểm nhất, cấu kiện dầm tầng bố trí cốt thép giống cấu kiện dầm tầng Với phần tử cột: ta tiến hành tổ hợp nội lực cho tiết diện (một tiết diện chân cột tiết diện đỉnh cột) Trong phạm vi đồ án, ta tiến hành tổ hợp thiết kế cho cột tầng dới cột có nội lực lớn nhất, nguy hiểm nhất, cấu kiện cột tầng bố trí cốt thép giống cấu kiện cột tầng 42 chơng 9: tính toán cốt thép dầm - Bê tông móng thân công trình cấp độ bền B20 (mác M250#) có Rb = 11,5MPa ; Rbt = 0,9 MPa - Cốt thép: + Thép < 12mm nhóm AI: RS = RSC = 225MPa ; RSW = 175MPa + Thép 12mm nhóm AII: RS = RSC = 280MPa ; RSW = 225MPa - Tra bảng ta có R = 0,623 ; R = 0, 429 9.1 Tính toán cốt thép cho dầm B1 - TH02 (b ì h = 22 ì 30cm; L2 = 3m) M max = 18,89kN m (tại gối A) M = 39,55kN m (tại gối B) Qmax = 40,52kN (tại gối B) a Tính toán cốt thép dọc a1 Tính toán cốt thép chịu mô men âm (tại gối B) M = 39,55kN m Tính theo tiết diện hình chữ nhật b ì h = 22 ì 30cm Giả thiết a=4cm h0 = 30-4=26cm m = ( M = 0,231< R = 0, 429 bố trí cốt thép đơn cho tiết diện Rb b.h02 ) = 2. m = 0,267 As = Rb b.h0 = 6,3 cm Rs Kiểm tra hàm lợng cốt thép à= AS 100 = 1,096%> àmin = 0,1 ữ 0,3% b.h0 a2 Tính toán cốt thép chịu mô men dơng (tại gối A) 43 M max = 18,89kN m Tính theo tiết diện hình chữ T có cánh nằm vùng nén với h'f = 10cm Giả thiết a=4cm h0 = 30-4=26cm Giá trị độ vơn cánh Sc lấy bé trị số sau: - Một nửa khoảng cách thông thủy dầm dọc =( 420-22)/2=199cm Sc = 50cm - 1/6 nhịp cấu kiện = 300/6=50cm Tính b'f = b + 2Sc = 122cm Xác định M C = Rb b'f h 'f h0 h 'f ữ = 294,63kN.m> M max = 18,89kN m trục trung hòa qua cánh, tính toán tiết diện nh hình chữ nhật b ì h = 122 ì 30cm m = M = 0,020< R = 0, 429 bố trí cốt thép đơn cho tiết diện Rb b.h02 ( ) = 2. m = 0,020 As = Rb b.h0 = 2,6 cm Rs Kiểm tra hàm lợng cốt thép à= AS 100 = 0,46%> àmin = 0,1 ữ 0,3% b.h0 b Tính toán cốt thép chịu cắt Qmax = 40,52kN Kiểm tra khả chịu ứng suất nén bê tông: Q 0,3Rbbh0 = 197,3kN Qmax = 40,52kN < Q bê tông đủ khả chịu ứng suất nén Tính: q sw = Q2 = 272,6N/cm 4,5 Rbt bh02 lấy qsw = 272,6N/cm qsw,min = 0, 25Rbt b = 495N/cm 44 Lựa chọn cốt đai đờng kính = 8mm với nhánh, diện tích nhánh asw = 0,502cm2 Xác định khoảng cách cốt đai: s= n.asw Rsw = 64,5cm q sw Khoảng cách cốt đai cần thỏa mãn điều kiện không lớn 0,5h0 = 23cm nhỏ smax = Rbt bh02 = 33cm Do ta lựa chọn khoảng cách cốt đai Q s=10cm Kiểm tra điều kiện tiết diện nghiêng nguy hiểm c0 2h0 : q sw = n.asw Rsw = 1758,4N/cm s Rbt bh02 c0 = = 39,0cm qs w 2h0 = 52cm thỏa mãn điều kiện tiết diện nghiêng nguy hiểm Lựa chọn cốt đai = 8mm với nhánh, khoảng cách cốt đai 10cm 9.2 Tính toán cốt thép cho dầm B2 - TH02 (b ì h = 30 ì 60cm; L2 = 6,9m) M max = 170,91kN m (tại gối C) M = 123,60kN m (tại gối B) Qmax = 156,37 kN (tại gối B) a Tính toán cốt thép dọc a1 Tính toán cốt thép chịu mô men âm (tại gối B) M = 123,60kN m Tính theo tiết diện hình chữ nhật b ì h = 30 ì 60cm Giả thiết a=4cm h0 = 60-4=56cm m = ( M = 0,114< R = 0, 429 bố trí cốt thép đơn cho tiết diện Rb b.h02 ) = 2. m = 0,122 45 As = Rb b.h0 = 8,4 cm Rs Kiểm tra hàm lợng cốt thép à= AS 100 = 0,50%> àmin = 0,1 ữ 0,3% b.h0 a2 Tính toán cốt thép chịu mô men dơng (tại gối C) M max = 170,91kN m Tính theo tiết diện hình chữ T có cánh nằm vùng nén với h'f = 10cm Giả thiết a=4cm h0 = 60-4=56cm Giá trị độ vơn cánh Sc lấy bé trị số sau: - Một nửa khoảng cách thông thủy dầm dọc =( 420-30)/2=195cm - 1/6 nhịp cấu kiện = 690/6=115cm Sc = 115cm Tính b'f = b + 2Sc = 260cm Xác định M C = Rb b'f h 'f h0 h 'f ữ = 1524,9kN.m> M max = 170,91kN m trục trung hòa qua cánh, tính toán tiết diện nh hình chữ nhật b ì h = 260 ì 60cm m = M = 0,018< R = 0, 429 bố trí cốt thép đơn cho tiết diện Rb b.h02 ( ) = 2. m = 0,018 As = Rb b.h0 = 11,0 cm Rs Kiểm tra hàm lợng cốt thép à= AS 100 = 0,65%> àmin = 0,1 ữ 0,3% b.h0 b Tính toán cốt thép chịu cắt Qmax = 156,37 kN Kiểm tra khả chịu ứng suất nén bê tông: Q 0,3Rbbh0 = 579,6kN 46 Qmax = 156,37 kN < Q bê tông đủ khả chịu ứng suất nén Tính: q sw = Q2 = 641,73N/cm 4,5 Rbt bh02 lấy qsw = 641,73N/cm qsw,min = 0, 25Rbt b = 675N/cm Lựa chọn cốt đai đờng kính = 8mm với nhánh, diện tích nhánh asw = 0,502cm2 Xác định khoảng cách cốt đai: s= n.asw Rsw = 27,4cm q sw Khoảng cách cốt đai cần thỏa mãn điều kiện không lớn 0,5h0 = 28cm nhỏ smax = Rbt bh02 = 54,1cm Do ta lựa chọn khoảng cách cốt Q đai s=10cm Kiểm tra điều kiện tiết diện nghiêng nguy hiểm c0 2h0 : q sw = n.asw Rsw = 1758,4N/cm s c0 = Rbt bh02 = 98,1cm qsw 2h0 = 112cm thỏa mãn điều kiện tiết diện nghiêng nguy hiểm Lựa chọn cốt đai = 8mm với nhánh, khoảng cách cốt đai 10cm 9.3 Bố trí cốt thép dầm Bảng 9.1: Bố trí cốt thép dầm B1-TH02 Tên dầ m Nội lực Giá trị Rb Rs (MPa ) (MPa ) Cốt thép dọc As (cm2 ) chọn As chọ n (cm2 ) M max (kN m) 18,89 11,5 280 2,6 20 6,3 M (kN m) -39,55 11,5 280 6,3 25 9,8 Qmax (kN ) 40,52 11,5 225 47 Cốt thép đai 8a100, 8a150 B2-TH02 M max (kN m) 170,91 11,5 280 11,0 28 12,3 M (kN m) -123,60 11,5 280 8,4 25 9,8 Qmax (kN ) 156,37 11,5 225 8a100, 8a150 chơng 10: tính toán cốt thép cột - Bê tông móng thân công trình cấp độ bền B20 (mác M250#) có Rb = 11,5MPa ; Rbt = 0,9 MPa - Cốt thép: + Thép < 12mm nhóm AI: RS = RSC = 225MPa ; RSW = 175MPa + Thép 12mm nhóm AII: RS = RSC = 280MPa ; RSW = 225MPa - Tra bảng ta có R = 0,623 ; R = 0, 429 10.1 Tính toán cốt thép cho cột C2 - TH02 (b ì h = 22 ì 22cm; H = 4, 4m) a Số liệu tính toán Chiều dài tính toán l0 = 0,7 H = 0,7.4,4=3.08m Độ mảnh h = l0 = 14>8 phải xét đến ảnh hởng uốn dọc hc 48 Giả thiết a = a ' = 4cm h0 = hc a = 18cm Nội lực đợc chọn từ bảng tổ hợp nội lực dùng để tính toán cốt thép cho cột C2-TH02 là: Bảng 10.1: Các cặp nội lực tính toán cột C2-TH02 Ký hiệu cặp nội lực Ký hiệu tổ hợp nội lực 4,8 4,5,6,8 4,5,6,8 Đặc điểm cặp nội lực M (kN m) N e1 = M / N ea e0 = max(ea , e1 ) (kN ) (cm) (cm) (cm) = emax -18.7 -229 8,17 0,7 8,17 N max -17,3 -295,7 5,9 0,7 5,9 M , N lớn -17,3 -295,7 5,9 0,7 5,9 M max Với M dh = 0, 61kN m ; N dh = 201,8kN Trong độ lệch tâm ngẫu nhiên e0 = max(ea , e1 ) ea - độ lệch tâm ngẫu nhiên ea = max( e0 - độ lệch tâm ban đầu e0 = max(ea , e1 ) 1 H , hc ) ; 600 30 b Tính toán cốt thép đối xứng cho cặp nội lực số M = 18, 7kN m N = 229kN Xác định hệ số uốn dọc l = 0,5 0, 01 + Rb ữ = 0,25 h e0 = 0,37 h e e = max ; ữ = 0,37 h Với bê tông cốt thép thờng p = Hệ số kể đến ảnh hởng độ lệch tâm đợc tính theo công thức S= 0,11 + 0,1 = e 0,333 0,1 + p 49 y = 0,5h = 11cm =1 Hệ số kể đến ảnh hởng tải trọng dài hạn đợc tính theo công thức l = + M dh + N dh y = 1,52 M + Ny bh I= = 19521cm4 12 Giả thiết àt = 1,5% h I s = àt bh0 a ữ = 291,06 cm4 Lực dọc tới hạn đợc xác định theo công thức N cr = 6, S Eb I + E s I s ữ = 1193kN l0 l Hệ số uốn dọc đợc xác định theo công thức = = N 1,24 N cr Từ đó, ta xác định đợc độ lệch tâm: e = e0 + h a = 17,1cm h e ' = e0 + a ' = 3,1cm Rs = Rsc x1 = N = 9,1cm Rbb R h0 = 11,2cm 2a ' = 8cm 2a ' x R h0 cột chịu nén lệch tâm lớn x N e + h0 ữ = 2,12cm2 As = As' = Rsc ( h0 a ') Kiểm tra hàm lợng cốt thép 50 As 100 = 0,55%> = 0, 2% bh0 à= àt = 2à = 1,1%< àmax = 6% c Tính toán tơng tự cho cặp nội lực số M = 17,3kN m N = 295, 7kN Ta có hệ số uốn dọc = 1,27 Từ đó, ta xác định đợc độ lệch tâm: e = e0 + h a = 14,4cm h e ' = e0 + a ' = 0,43cm Rs = Rsc x1 = N = 11,7cm Rbb R h0 = 11,2cm 2a ' = 8cm x > R h0 cột chịu nén lệch tâm bé Cần phải tính lại x theo công thức gần đúng: n= N = 0,649 Rb bh0 = e = 0.802 h0 a = h0 a ' = 0,778 h0 ( R ) a n + R ( n 0, 48 ) h0 x= = 11,6cm ( R ) a + ( n 0, 48 ) x Ne Rbbx h0 ữ = 1,76cm2 As = As' = Rsc ( h0 a ') Kiểm tra hàm lợng cốt thép 51 à= As 100 = 0,4%> = 0, 2% bh0 àt = 2à = 0,9%< àmax = 6% * Sau tính toán cho cặp nội lực, thiên an toàn, ta lấy diện tích cốt thép lớn để thiết kế cốt thép cho cột As = As' = 2,12cm2 10.2 Tính toán cốt thép cho cột C4 - TH02 (b ì h = 22 ì 30cm; H = 4, 4m) a Số liệu tính toán Chiều dài tính toán l0 = 0,7 H = 0,7.4,4=3.08m Độ mảnh h = l0 = 10,3>8 phải xét đến ảnh hởng uốn dọc hc Giả thiết a = a ' = 4cm h0 = hc a = 26cm Nội lực đợc chọn từ bảng tổ hợp nội lực dùng để tính toán cốt thép cho cột C4-TH02 là: Bảng 10.2: Các cặp nội lực tính toán cột C4-TH02 Ký hiệu cặp nội lực Ký hiệu tổ hợp nội lực 4,8 4,5,6,8 4,5,6,8 Đặc điểm cặp nội lực M N e1 = M / N ea e0 = max(ea , e1 ) (kN m) (kN ) (cm) (cm) (cm) -61.5 -836.5 7,35 1,0 7,35 N max -58.2 -1032.2 5,64 1,0 5,64 M , N lớn -58.2 -1032.2 5,64 1,0 5,64 M max = emax Với M dh = 9, 66kN m ; N dh = 823, 4kN Trong độ lệch tâm ngẫu nhiên e0 = max(ea , e1 ) ea - độ lệch tâm ngẫu nhiên ea = max( e0 - độ lệch tâm ban đầu e0 = max(ea , e1 ) Xác định hệ số uốn dọc l = 0,5 0, 01 + Rb ữ = 0,28 h e0 = 0,25 h 52 1 H , hc ) ; 600 30 e e = max ; ữ = 0,28 h Với bê tông cốt thép thờng p = Hệ số kể đến ảnh hởng độ lệch tâm đợc tính theo công thức S= 0,11 + 0,1 = 0,388 0,1 + e p y = 0,5h = 15cm =1 Hệ số kể đến ảnh hởng tải trọng dài hạn đợc tính theo công thức l = + I= M dh + N dh y = 1,71 M + Ny bh = 49500cm4 12 Giả thiết àt = 4% h I s = àt bh0 a ữ = 2768,5 cm4 Lực dọc tới hạn đợc xác định theo công thức N cr = 6, S Eb I + E s I s ữ = 5964kN l0 l Hệ số uốn dọc đợc xác định theo công thức = = N 1,16 N cr Từ đó, ta xác định đợc độ lệch tâm: e = e0 + h a = 19,6cm h e ' = e0 + a ' = -2,45cm Rs = Rsc x1 = N = 31,1cm Rbb 53 R h0 = 16,2cm 2a ' = 8cm x > R h0 cột chịu nén lệch tâm bé Cần phải tính lại x theo công thức gần đúng: n= N = 1,272 Rbbh0 = e = 0,752 h0 a = h0 a ' = 0,846 h0 ( R ) a n + R ( n 0, 48 ) h0 x= = 20,4cm ( R ) a + ( n 0, 48 ) x Ne Rbbx h0 ữ = 13,31cm2 As = As' = Rsc ( h0 a ') Kiểm tra hàm lợng cốt thép à= As 100 = 2,3%> = 0, 2% bh0 àt = 2à = 4,7%< àmax = 6% c Tính toán tơng tự cho cặp nội lực số M = 58, 2kN m N = 1032, 2kN Tính toán tơng tự ta có As = As' = 16,37cm2 Kiểm tra hàm lợng cốt thép à= As 100 = 2,9%> = 0, 2% bh0 àt = = 5.7%< àmax = 6% * Sau tính toán cho cặp nội lực, thiên an toàn, ta lấy diện tích cốt thép lớn để thiết kế cốt thép cho cột As = As' = 16,37cm2 10.3 Tính toán cốt thép cho cột C6 - TH02 (b ì h = 22 ì 30cm; H = 4, 4m) 54 a Số liệu tính toán Chiều dài tính toán l0 = 0,7 H = 0,7.4,4=3.08m Độ mảnh h = l0 = 10,3>8 phải xét đến ảnh hởng uốn dọc hc Giả thiết a = a ' = 4cm h0 = hc a = 26cm Nội lực đợc chọn từ bảng tổ hợp nội lực dùng để tính toán cốt thép cho cột C6-TH02 là: Bảng 10.3: Các cặp nội lực tính toán cột C6-TH02 Ký hiệu cặp nội lực Ký hiệu tổ hợp nội lực 4,8 4,5,6,8 4,5,6,8 Đặc điểm cặp nội lực M (kN m) N e1 = M / N ea e0 = max(ea , e1 ) (kN ) (cm) (cm) (cm) = emax 60.16 -741.17 8,12 1,0 8,12 N max 57.25 -857.55 6,68 1,0 6,68 M , N lớn 57.25 -857.55 6,68 1,0 6,68 M max Với M dh = 9,17kN m ; N dh = 700,8kN Trong độ lệch tâm ngẫu nhiên e0 = max(ea , e1 ) ea - độ lệch tâm ngẫu nhiên ea = max( e0 - độ lệch tâm ban đầu e0 = max(ea , e1 ) 1 H , hc ) ; 600 30 Tính toán tơng tự với cặp nội lực 2,3 ta có As = As' = 11,24cm2 Tính toán tơng tự với cặp nội lực 2,3 ta có As = As' = 12,82cm2 * Sau tính toán cho cặp nội lực, thiên an toàn, ta lấy diện tích cốt thép lớn để thiết kế cốt thép cho cột As = As' = 12,82cm2 10.4 Bố trí cốt thép cột Bảng 10.4: Bố trí cốt thép cột Tên cột Kích thRb ớc (cm) (MPa ) Rs (MPa ) As 55 Cốt thép dọc chọn As chọ Cốt thép đai n (cm2 ) (cm2 ) C2-TH02 22 ì 22 11,5 C4-TH02 22 ì 30 11,5 C6-TH02 22 ì 30 11,5 280 225 280 225 280 225 2,12 18 5,1 16,37 22 19,0 12,82 22 11,4 6a150, 6a200 6a150, 6a200 6a150, 6a200 * Tính toán cốt thép đai cho cột + Đờng kính cốt đai sw max( max 22 ;5mm) = max( ;5) = 5,5mm Ta chọn cốt đai thuộc nhóm 4 AI + Khoảng cách cốt đai: - Trong đoạn nối chòng cốt thép dọc s (10min ;500mm) = (10 ì18;500) = 180mm Chọn s=150mm - Các đoạn lại s (15min ;500mm) = (15 ì18;500) = 270mm Chọn s=200mm 10.6 Tính toán cấu tạo nút góc chơng 11: bố trí cốt thép khung 56 [...]...+14,40 D22x30 D22x30 D22x30 3600 D22x30 +10,80 D30x60 C22x 22 C22x30 C22x30 D22x30 D22x30 D22x30 3600 D22x30 +7 ,20 D30x60 C22x 22 C22x30 C22x30 D22x30 D22x30 D22x30 3600 D22x30 +3,60 D30x60 C22x 22 C22x30 C22x30 D22x30 D22x30 D22x30 3600 D22x30 D30x60 C22x 22 C22x30 C22x30 500450 0,00 - 0,45 3000 A 6900 B C Hình 2. 1: Sơ đồ hình học 2. 2 Sơ đồ kết cấu 2. 2.1 Nhịp tính toán của dầm Để đơn giản trong tính toán với... 0,5 0,3/ 2 = 4, 4m b Chiều dài tính toán cột tầng 2, 3,4 ht = H t = 3,6m D30x60 3600 D22x30 C22x 22 C22x30 C22x30 D30x60 3600 D22x30 C22x 22 C22x30 C22x30 D30x60 3600 D22x30 C22x 22 C22x30 C22x30 D30x60 D22x30 C22x30 C22x30 4400 C22x 22 3000 A 6900 B C Hình 2. 2: Sơ đồ kết cấu chơng 3: Xác định tải trọng tính toán đơn vị 3.1 Tĩnh tải đơn vị - Tĩnh tải sàn phòng học và sàn hành lang: g s = 423 daN m 2 - Tĩnh... kích thớc 3 ì 4, 2m qS 5 8 nhật, ta có hệ số k = = 0, 625 l2 Hình 3.1: Sơ đồ dồn tải trọng chơng 4: Xác định tĩnh tải tác dụng vào khung - Tải trọng bản thân của các kết cấu dầm, cột khung sẽ do chơng trình tính toán kết cấu tự tính 4.1 Tĩnh tải tầng 2, 3,4 12 A B C 6900 300 3000 3 22 0 22 0 420 0 gs = 423 daN/ m2 420 0 2 gs = 423 daN/ m2 1 gs = 423 daN/ m2 GA gtg ght GB 3000 A GA 6900 gt2 B g2 C GB GC g1 3000... hành lang truyền vào (mục 2 của GB ) 1498 3 Do lan can xây tờng 110 cao 900mm truyền vào: Cộng và làm tròn 4 .2 Tĩnh tải tầng mái 14 29 6 ì 0,9 ì 4, 2 = 1118 GA = 3378 A B C 6900 300 3000 3 22 0 22 0 420 0 gm= 426 daN/ m2 420 0 2 gm= 426 daN/ m2 1 gm= 426 daN/ m2 m GA gtg gsn=gm= 426 daN/ m2 ght m GB g't1 gt1 3000 6900 A B m A m B G m g2 C m m 1 G GC g 3000 A m GC 6900 B C Hình 4 .2: Sơ đồ dồn tải trọng trờng hợp... ra phân bố đều với: k = 0, 625 p2II = 1080 ì 0, 625 = PAII = PBII 675 daN Do tải trọng từ sàn truyền vào: PAII = PBII = 360 ì 4, 2 + ( 4, 2 3) ì 3/ 4 = 5 .2. 2 Hoạt tải 2 tầng 3 21 1458 A B C 6900 300 3000 3 22 0 22 0 420 0 ps =24 0daN/m2 420 0 2 ps =24 0daN/ m2 1 II PB 3000 A 6900 B C II PB II PC pII1 3000 A II PC pIIht 6900 B C Hình 5.5: Sơ đồ dồn tải trọng trờng hợp hoạt tải 2 tầng 3 Sàn Loại tải trọng... 7 62 Do trọng lợng sàn lớn truyền vào: 426 ì ( 4, 2 0,3) ì ( 4, 2 0, 22 ) / 4 = 3 924 Tĩnh tải tập trung Loại tải trọng và cách tính 25 00 ì 1,1 ì 0,3 ì 0, 22 ì 4, 2 = 2 740 1653 Do trọng lợng seno nhịp 0,6m truyền vào: 426 ì 0,6 ì 4, 2 = 1074 25 00 ì 1,1 ì 0,08 ì 0,6 ì 4, 2 = 554 GCm = 4043 Tờng seno cao 0,6m dày 8cm bằng BTCT Cộng và làm tròn G Bm 1 24 15 Giống nh mục 1 ,2 của G m đã tính ở trên C 2. .. giảm lỗ cửa 0,7 514 ì 3,3 ì 4, 2 ì 0,7 = 4983 423 ì ( 4, 2 0,3) ì ( 4, 2 0, 22 ) / 4 = 1640 GC = 7385 Do trọng lợng sàn truyền vào: Cộng và làm tròn GB 1 Giống nh mục 1 ,2, 3 của GC đã tính ở trên 2 Do trọng lợng sàn hành lang truyền vào: 7385 ( 4, 2 0,3) + ( 4, 2 3) ì ( 3 0, 22 ) ì 423 / 4 = 1498 GB = 8883 25 00 ì 1,1 ì 0,3 ì 0, 22 ì 4, 2 = 7 62 Cộng và làm tròn GA 1 2 Do trọng lợng bản thân dầm dọc:... 5.5: Hoạt tải 2 tầng 3 p1II daN / m Do tải trọng từ sàn truyền vào dới dạng hình thang với tung độ lớn nhất: p II = 24 0 ì 4, 2 = 1008 ht Đổi ra phân bố đều với: k = 0,843 p1II = 1008 ì 0,843 = PCII = PBII 850 daN Do tải trọng từ sàn truyền vào: PCII = PBII = 24 0 ì 4, 2 ì 4, 2 / 4 = 5 .2. 3 Hoạt tải 2 tầng mái 22 1058 A B C 6900 300 3000 3 22 0 420 0 22 0 420 0 2 pm=98daN/ m2 1 pm=ps =98daN/ m2 mII mII PA,s... định đợc hệ số k n Bảng 6.1: Bảng tính toán tải trọng gió Tầng H (m) 1 2 3 4 4.4 3.6 3.6 3.6 Z (m) k n B (m) Cd Ch 4.4 8.0 11.6 15 .2 0. 52 0. 62 0.68 0.74 1 .2 1 .2 1 .2 1 .2 4 .2 4 .2 4 .2 4 .2 0.8 0.8 0.8 0.8 0.6 0.6 0.6 0.6 qd qh (daN / m) (daN / m) 174 20 7 22 8 24 8 130 156 171 186 Phần tải trọng gió trên mái quy về lực tập trung đặt ở đầu cột Sd , Sh với k=0,74 Từ hình dáng mái và các hệ số khí động ta có tỷ... mái p2mI daN / m Do tải trọng từ sàn truyền vào dới dạng hình tam giác với tung độ lớn nhất: p mI = 98 ì 3 = 29 4 tg Đổi ra phân bố đều với: k = 0, 625 p2mI = 29 4 ì 0, 625 = PAmI = PBmI 183 daN Do tải trọng từ sàn truyền vào: PAmI = PBmI = 98 ì 4, 2 + ( 4, 2 3) ì 3/ 4 = PCmI, s Do tải trọng từ seno truyền vào: 20 395 daN PCmI, s = 98 ì 0,6 ì 4, 2 = 24 6 5 .2 Trờng hợp hoạt tải 2 5 .2. 1 Hoạt tải 2 tầng 2 ... 8883daN 734daN/ m 3600 3378daN 8883daN 734daN/ m 3600 3378daN 8883daN 2930daN/ m 2930daN/ m 2930daN/ m 4043daN 7385daN 7385daN 7385daN 4400 734daN/ m 1708daN/ m 3000 A 6900 B C Hình 4.3: Sơ đồ tải... tải b Trờng hợp hoạt tải 246daN 430daN 3600 1458daN 345daN/ m 430daN 1458daN 675daN/ m 3600 1058daN 3600 1458daN 1058daN 850daN/ m 1458daN 4400 675daN/ m 3000 A 6900 B C Hình 5.8: Sơ đồ tải trọng... 1458daN 1058daN 850daN/ m 1458daN 675daN/ m 1058daN 850daN/ m 4400 3600 1058daN 3000 A 6900 B C Hình 5.7: Sơ đồ tải trọng tác dụng vào khung trờng hợp hoạt tải b Trờng hợp hoạt tải 246daN 430daN