Xác định nội lực khung không gian và tính toán bố trí cốt thép cho khung phẳng trục 3 – Tài liệu, Luận văn

Tài liệu Xác định nội lực khung không gian và đo lường và thống kê sắp xếp cốt thép cho khung phẳng trục 3 : CHƯƠNG V : XÁC ĐỊNH NỘI LỰC KHUNG KHÔNG GIAN VÀ TÍNH TOÁN BỐ TRÍ CỐT THÉP CHO KHUNG PHẲNG TRỤC 3. GIỚI THIỆU CHUNG : I. 1. Khái niệm khung : – Khung là một hệ thanh bất biến hình, là cấu trúc rất quan trọng trong khu công trình, tiếp đón tải trọng sử dụng từ những sàn tầng rồi truyền xuống móng. – Có thể định nghĩa : Khung = hệ cột + hệ dầm + sàn ( trường hợp khu công trình được phong cách thiết kế là sàn không dầm thì sàn được xem là một dầm có độ cứng tương tự ) – Giao điểm giữa cột và dầm gọi là nút khung, nút khung hoàn toàn có thể là nút cứng hoặc khớp. I. 2. Phân loại : I. 2.1. Theo chiêu thức kiến thiết : – Khung toàn khối : khi những cấu kiện sàn, dầm, cột được đổ bê tông toàn khối : có độ cứng lớn, những nút khung là những nút cứng ( link dầm và cột là link ngàm ), loại này hiện đang dùng rất thoáng đãng trong những khu công trình gia dụng và công nghiệp. Trong luận văn của mình em sử dụng khung toàn khối. Đặc biệt so với nhà thấp tầng dùng cấu trúc chịu lực chính là khung chịu lực. – Khung lắp ghép : khi những cấu …

28 trang

| Chia sẻ : hunglv

| Lượt xem: 7628

| Lượt tải : 14

Bạn đang xem trước 20 trang mẫu tài liệu Xác định nội lực khung không gian và tính toán bố trí cốt thép cho khung phẳng trục 3, để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

CHƯƠNG V:
XÁC ĐỊNH NỘI LỰC KHUNG KHÔNG
GIAN VÀ TÍNH TOÁN BỐ TRÍ CỐT THÉP CHO KHUNG PHẲNG TRỤC 3.
GIỚI THIỆU CHUNG:
I.1. Khái niệm khung:
– Khung là một hệ thanh bất biến hình, là kết cấu rất quan trọng trong công trình, tiếp nhận tải trọng sử dụng từ các sàn tầng rồi truyền xuống móng.
– Có thể định nghĩa: Khung = hệ cột + hệ dầm + sàn (trường hợp công trình được thiết kế là sàn không dầm thì sàn được xem là một dầm có độ cứng tương đương)
– Giao điểm giữa cột và dầm gọi là nút khung, nút khung có thể là nút cứng hoặc khớp.
I.2. Phân loại:
I.2.1. Theo phương pháp thi công:
– Khung toàn khối: khi các cấu kiện sàn, dầm, cột được đổ bê tông toàn khối: có độ cứng lớn, các nút khung là các nút cứng (liên kết dầm và cột là liên kết ngàm), loại này hiện đang dùng rất rộng rãi trong các công trình dân dụng và công nghiệp. Trong luận văn của mình em sử dụng khung toàn khối. Đặc biệt đối với nhà thấp tầng dùng kết cấu chịu lực chính là khung chịu lực.
– Khung lắp ghép: khi các cấu kiện sàn, dầm, cột được chế tạo sẵn, được vận chuyển đến công trường lắp ghép: khung lắp ghép có thời gian thi công nhanh, độ cứng kém hơn khung toàn khối, việc xử lý các mối liên kết rất tốn công và khá phức tạp.
I.2.2. Theo sơ đồ kết cấu:
– Khung hoàn toàn: khi có cột và dầm chịu lực. Loại khung này được dùng để thiết kế trong luận văn.
– Khung không hoàn toàn: khi có cột, dầm và cả tường chịu lực cùng tham gia chịu lực
– Khung bê tông cốt thép có thể là khung một nhịp hoặc nhiều nhịp, một tầng hoặc nhiều tầng.
– Liên kết cột với móng thường là liên kết cứng (ngàm, khung toàn khối) cũng có thể dùng liên kết khớp (mô men tại chân cột bằng 0) hoặc ngàm (khung lắp ghép).
– Liên kết cột với dầm thường là liên kết cứng (khung toàn khối) hoặc liên kết ngàm hoặc khớp (khung lắp ghép)
– Liên kết cột với dàn vì kèo thường chọn liên kết khớp.
II. KHUNG BÊTÔNG CỐT THÉP TOÀN KHỐI:
II.1. Phân tích sự làm việc của khung:
– Như đã phân tích ở trên công trình trong đồ án thuộc loại khung bêtông cốt thép toàn khối chịu lực.
– Theo phương ngang: hệ cột và các dầm sàn ngang tạo thành các khung ngang
– Theo phương dọc: hệ cột và các dầm dọc tạo thành các khung dọc
– Như vậy một công trình có nhiều khung ngang và nhiều khung dọc. Khi chịu tải các khung ngang và các khung dọc hợp thành hệ không gian cùng chịu lực gọi là khung không gian.
Hình 5.1.MẶT BẰNG KIẾN TRÚC TẦNG ĐIỂN HÌNH.
Hình 5.2.MẶT BẰNG DẦM SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH.
– Để đơn giản hoá khi tính toán người ta qui ước như sau:
Khi tỉ số L/B >1.5 (công trình có mặt bằng chạy dài) nội lực chủ yếu gây ra trong khung ngang vì độ cứng của khung ngang nhỏ hơn nhiều lần độ cứng của khung dọc (khung ngang ít nhịp hơn khung dọc), cũng có thể xem gần đúng: khung dọc tuyệt đối cứng. Vì thế cho phép tách riêng từng khung phẳng để tính nội lực: khung phẳng.
Khi tỉ số L/B < 1.5 độ cứng khung ngang và khung dọc chênh lệch không nhiều, lúc này phải tính nội lực theo không gian: khung không gian - Vì công trình có mặt bằng vuông vức L/B = 24.5/24 = 1.02 < 1.5 nên tính toán nội lực trong công trình theo khung phẳng là không chính xác với điều kiện làm việc thực tế của công trình do đó ta sẽ tính toán lại công trình theo khung không gian . - Sàn cũng là kết cấu cùng tham gia chịu tải trọng ngang, bởi vì trong mặt phẳng ngang sàn có độ cứng khá lớn (xem như tuyệt đối cứng theo phương ngang). - Kết cấu khung không gian tính toán rất phức tạp, khó khăn, phải dùng chương trình máy tính để hỗ trợ. II.2. Chọn kích thước tiết diện: - Khung là kết cấu siêu tĩnh bậc cao. Nội lực trong khung phụ thuộc không chỉ sơ đồ tính, tải trọng tác dụng mà còn phụ thuộc vào độ cứng của các cấu kiện khung. Do đó khi tính khung cần biết trước kích thước tiết diện của dầm và cột, việc chọn sơ bộ kích thước tiết diện dầm và cột tốt nhất là dựa vào kinh nghiệm của người thiết kế trên cơ sở các kết cấu tương tự đã xây dựng. -Có thể chọn sơ bộ các kích thước tiết diện dầm và cột dựa trên 1 số các hướng dẫn sau : * Đối với dầm : có thể xác định sơ bộ như sau : Trong đó : l : nhịp tính toán của dầm . m : hệ số phụ thuộc chiều dài nhịp và hình dạng của dầm . chiều rộng b : . * Đối với cột : công thức sơ bộ xác định cột như sau : A= k. trong đó: N = Lực nén lớn nhất tác dụng lên cột. Si ( diện truyền tải cuả sàn lên cột.) Si = ()x() k = 1.1 : đối với cột giữa. k = 1.2 ¸ 1.3 : đối với cột biên . k = 1.3 ¸ 1.5 : đối với cột góc . R : cường độ chịu nén tính toán của bê tông. 1. Sơ bộ kích thước cột : Bảng 5.3Sơ Bộ Kích Thước Cột C1 ( Cột Góc ) Số tầng Diện tích truyền tải Tải trọng sàn TT Tường trên dầm Chiều dài tường biên Att k bxh Att (m2) q=gs+ps gt l (kN/m2) (kN/m) (m) (kN) (cm2) (cm) (cm2) Lầu 8 16,875 7.175 11,979 7,25 207.926 186.4 1,3 30x30 900 Lầu 7 16,875 7.175 11,979 7,25 415.852 372.8 1,3 30x30 900 Lầu 6 16,875 7.175 11,979 7,25 623.778 559.2 1,3 30x30 900 Lầu 5 16,875 7.175 11,979 7,25 831.704 745.7 1,3 30x30 900 Lầu 4 16,875 7.175 11,979 7,25 1039.63 932.1 1,3 35x35 1225 Lầu 3 16,875 7.175 11,979 7,25 1247.56 1118 1,3 35x35 1225 Lầu 2 16,875 7.175 11,979 7,25 1455.48 1305 1,3 35x35 1225 Lầu 1 16,875 7.175 11,979 7,25 1663.41 1491 1,3 45x45 2025 Tầng trệt 16,875 7.175 11,979 7,25 1871.33 1678 1,3 45x45 2025 Tầng hầm 16,875 7.175 11,979 7,25 2079.26 1864 1,3 45x45 2025 Bảng 5.4. Sơ Bộ Kích Thước Cột C2 (Cột Biên). Số tầng Diện tích truyền tải Tải trọng sàn TT Tường trên dầm Chiều dài tường biên Att k bxh Att (m2) q=gs+ps gt l (kN/m2) (kN/m) (m) (kN) (cm2) (cm) (cm2) Lầu 8 22,563 7.994 11.979 9.5 294.169 243.5 1,2 35x35 1225 Lầu 7 22,563 7.994 11.979 9.5 588.338 486.9 1,2 35x35 1225 Lầu 6 22,563 7.994 11.979 9.5 882.507 730.4 1,2 35x35 1225 Lầu 5 22,563 7.994 11.979 9.5 1176.68 973.8 1,2 35x35 1225 Lầu 4 22,563 7.994 11.979 9.5 1470.85 1217 1,2 40x40 1600 Lầu 3 22,563 7.994 11.979 9.5 1765.01 1461 1,2 40x40 1600 Lầu 2 22,563 7.994 11.979 9.5 2059.18 1704 1,2 40x40 1600 Lầu 1 22,563 7.994 11.979 9.5 2353.35 1948 1,2 50x50 2500 Tầng trệt 22,563 7.994 11.979 9.5 2647.52 2191 1,2 50x50 2500 Tầng hầm 22,563 7.994 11.979 9.5 2941.69 2435 1,2 50x50 2500 Bảng 5.5.Sơ Bộ Kích Thước Cột C3 ( Cột Giữa ) Số tầng Diện tích truyền tải Tải trọng sàn TT Tường trên dầm Chiều dài tường Att k bxh Att (m2) q=gs+ps gt l (kN/m2) (kN/m) (m) (kN) (cm2) (cm) (cm2) Lầu 8 29,44 9.882 11.979 9.9 409.518 310.67 1,1 35x35 1225 Lầu 7 29,44 9.882 11.979 9.9 819.036 621.34 1,1 35x35 1225 Lầu 6 29,44 9.882 11.979 9.9 1228.55 932.01 1,1 35x35 1225 Lầu 5 29,44 9.882 11.979 9.9 1638.07 1242.7 1,1 35x35 1225 Lầu 4 29,44 9.882 11.979 9.9 2047.59 1553.3 1,1 45x45 2025 Lầu 3 29,44 9.882 11.979 9.9 2457.11 1864 1,1 45x45 2025 Lầu 2 29,44 9.882 11.979 9.9 2866.63 2174.7 1,1 45x45 2025 Lầu 1 29,44 9.882 11.979 9.9 3276.15 2485.4 1,1 55x55 3025 Tầng trệt 29,44 9.882 11.979 9.9 3685.66 2796 1,1 55x55 3025 Tầng hầm 29,44 9.882 11.979 9.9 4095.18 3106.7 1,1 55x55 3025 2. Sơ bộ kích thước dầm : Bảng 5.6.Chọn kích thước tiết diện dầm. DẦM L (mm) m h (mm) h(mm) b (mm) D1 9500 12 16 790 594 600 300 D2 5500 12 16 458 344 500 300 D3 5000 12 16 417 312 500 250 D4 4500 12 16 375 281 500 250 D5 5000 12 20 417 250 300 200 D6 4500 12 20 375 225 300 200 D7 5000 12 20 417 250 300 200 D8 4500 12 20 375 225 300 200 D9 2000 12 20 167 100 200 200 - Chú thích: Sau khi đã chọn kích thước dầm, cột sẽ tiến hành tính toán nội lực, tính cốt thép cho từng cấu kiện. Sau đó tiến hành kiểm tra lại kích thước tiết diện đã chọn, dựa vào hàm lượng cốt thép m < mmax, nếu không thỏa phải thay đổi kích thước tiết diện. +Đối với dầm : µ = 0.1 % ≤ 0.9% ≤ µ= . +Đối với cột : . - Về nguyên tắc, khi tiết diện cấu kiện đã thay đổi thì nội lực cũng thay đổi theo do đó phải tính lại nội lực. Tuy nhiên nếu sự thay đổi tiết diện cấu kiện không lớn lắm thì có thể không cần tính lại nội lực mà chỉ cần tính lại cốt thép (chỉ khi nào moment quán tính của tiết diện chọn sơ bộ và tiết diện chọn cuối cùng khác nhau không quá hai lần thì phải tính lại nội lực theo độ cứng của tiết diện chọn) - Sơ đồ tính là trục của dầm, sàn; liên kết giữa cột và móng là liên kết ngàm, liên kết giữa cột và dầm là nút cứng liên kết giữa sàn với dầm là nút cứng tạo thành hệ thống khung sàn hỗn hợp. Hệ khung này có khả năng tiếp nhận tải trọng ngang và thẳng đứng tác động vào ngôi nhà. II.3. Sơ đồ tính khung: - Việc chọn sơ đồ tính rất quan trọng, nó ảnh hưởng rất lớn đến nội lực và cách cấu tạo nút khung sao cho phù hợp với liên kết đã chọn. Nghĩa là việc chọn sơ đồ tính phải phù hợp với điều kiện làm việc thực tế của nó và cấu tạo các mối liên kết phải phù hợp với liên kết đã chọn. Đối với khung toàn khối trong đồ án sơ đồ tính là trục của dầm và cột, liên kết giữa cột và móng là liên kết ngàm, liên kết giữa cột và dầm là liên kết nút cứng. - Nhịp khung là khoảng cách giữa các tim cột. Để thuận tiện trong việc tính toán mà không làm thay đổi nhiều kết quả tính toán ta có thể lấy nhịp khung là khoảng cách giữa các trục định vị. - Kích thước cột theo chiều cao cũng có sự thay đổi để phù hợp với điều kiện làm việc của cột nên sẽ có những đoạn cột mà trục không trùng nhau (cột biên) vì thay đổi tiết diện cột. Tuy nhiên vì độ lệch trục này không lớn nên ta có thể lấy các cột là đồng trục để thuận tiện trong tính toán. - Tường tầng hầm chịu tải trọng áp lực đất cũng ảnh hưởng đến khung do đó để gần đúng với điều kiện làm việc thực tế công trình sơ đồ tính khung có tường tầng hầm (dày 250 mm) - Sàn cũng là kết cấu cùng tham gia chịu tải trọng ngang ,bởi vì trong mặt phẳng ngang sàn có độ cứng khá lớn (xem như tuyệt đối cứng theo phương ngang). Cho nên mô hình sơ đồ tính khung có kể đến sàn các tầng. III. TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN KHUNG: III.1. Theo phương đứng: III.1.1. Tĩnh tải: a. Trọng lượng bản thân của sàn, dầm, cột: ta khai báo vào đặc trưng hình học và vật liệu các cấu kiện và chương trình sẽ tự tính toán trọng lượng bản thân các cấu kiện với n = 1,1. b. Trọng lượng tường xây trên hệ dầm ta tính toán và qui đổi thành tải phân bố đều theo chiều dài và nhập vào chương trình ETABS với chiều cao tầng 3.3m và chiều cao hành lang ban công là 0.9m. + Tường dày 20cm, g = 3.3 kN/m. → g = 3.3x1.1x3.3 = 11.979 kN. → g = 3.3x1.1x0.9 = 3.267 kN. + Tường dày 10cm, g = 1.8 kN/m. → g = 3.3x1.8x1.1 = 6.534 kN. . c.Trọng lượng các lớp cấu tạo sàn : Trong chương II đã tính : g = 1.438 kN/m d. Tải trọng cầu thang : Tổng tảo trọng tác dụng vào cầu thang Theo chương III ta có : G = tổng tĩnh tải tác dụng lên chiếu nghĩ + tổng tĩnh tải tác dụng lên bản thang . G = = 139,2 (kN) Qui tải cầu thang trên diện tích sàn : g= 139,2/660 = 0.21 (kN/m). e. Tải trọng hồ nước mái : Bảng 5.7.Kết quả lấy ở chương III tính toán hồ nước mái : Vị trí Số cột Phản lực R (kN) TLBTcột (40x40) (kN) N (kN) CỘT C 2 152,26 8,8 161,06 CỘT D 2 259,13 8,8 267,93 CỘT E 2 147,57 8,8 156,37 f. Tĩnh tải toàn phần : g = TLBT +1,438+0,21 = TLBT +1.648 (kN/m). III.1.2. Hoạt tải: Bảng 5.8.Hoạt tải sàn . Ký hiệu Công năng Hoạt tải sàn ( kN/m2 ) Ptc n Ptt Ô1 Phòng ngủ 2 1,2 2,4 Ô2 Phòng ngủ 2 1,2 2,4 Ô3 Sảnh 3 1,2 3,6 Ô4 HL+VS 3 1,2 3,6 Ô5 Phòng ngủ 2 1,2 2,4 Ô6 Ban công 2 1,2 2,4 Ô7 Phòng ngủ 2 1,2 2,4 Ô8 Phòng ngủ 2 1,2 2,4 Ô9 HL+VS 3 1,2 3,6 Ô10 Ban công 2 1,2 2,4 Hoạt tải sàn mái : p = 0,75x1,2 = 0,9 (kN/m). III.2. Theo phương ngang: III.2.1. Hoạt tải: - Hoạt tải theo phương ngang tác dụng lên công trình là hoạt tải gió. - Chiều cao công trình là 32.1m do đó chỉ có thành phần gió tĩnh. - Chương trình ETABS có thể tính toán cho ta tâm cứng của từng tầng và cho thép ta nhập tải trọng gió tác dụng vào tầng đó dưới dạng lực tập trung tại tâm cứng theo phương gió tác dụng. Lực tập trung này chính là tổng tải trọng gió tác dụng lên toàn bộ mặt đón gió của tầng đang xét theo phương gió tác dụng. - Cường độ tính toán của tải trọng gió phân bố trên từng tầng được tính theo công thức: Trong đó: W0 là giá trị áp lực gió tiêu chuẩn lấy theo bản đồ phân vùng địa danh hành chính trong TCVN 2737 – 1995. Công trình trong đồ án được xây dựng ở Thành Phố Hồ Chí Minh thuộc vùng II-A nên W0 = 95 – 12 = 83 daN/m2 = 0.83 kN/ m2 k: là hệ số kể đến sự thay đổi áp lực gió theo độ cao so với mốc chuẩn và dạng địa hình được tra ở bảng 5 – TCVN 2737 – 1995. n: hệ số tin cậy lấy n = 1.2 c: hệ số khí động. Phía đón gió lấy c = +0.8, phía khuất gió lấy c = -0.6 B: bề rộng đón gió của khung đang xét, theo phương X thì B = 24m ; theo phương Y thì B = 27,5m. W = W + W ( kN/m) F= W * n * h* L. (kN). F= W * n * h* L. (kN).với n = 1,2. Bảng 5.9.Bảng tải trọng gió tác dụng lên khung nhà. Tầng Z (m) k W0 (kN/m2) c c’ h (m) Wđón (kN/m2) Wkhuất (kN/m2) Gió X (F) kN GióY (F) kN Trệt 5.7 1.085 0.83 +0.8 -0.6 5.7 0.72 -0.54 206,8 237 Lầu 1 9 1.158 0.83 +0.8 -0.6 3.3 0.77 -0.577 128 146,7 Lầu 2 12.3 1.207 0.83 +0.8 -0.6 3.3 0.8 -0.6 133,1 152,5 Lầu 3 15.6 1.246 0.83 +0.8 -0.6 3.3 0.83 -0.62 137,8 157,9 Lầu 4 18.9 1.279 0.83 +0.8 -0.6 3.3 0.85 -0.636 141,2 161,8 Lầu 5 22.2 1.307 0.83 +0.8 -0.6 3.3 0.87 -0.65 144,5 165,5 Lầu 6 25.5 1.334 0.83 +0.8 -0.6 3.3 0.885 -0.664 147,2 168,7 Lầu 7 28.8 1.360 0.83 +0.8 -0.6 3.3 0.903 -0.68 150,5 172,4 Lầu 8 32.1 1.383 0.83 +0.8 -0.6 3.3 0.92 -0.69 153 175.3 - Gió X trái và X phải giống nhau về giá trị chỉ khác nhau về hướng tác dụng (tương tự với phương Y) IV. TÍNH TOÁN NỘI LỰC TRONG KHUNG: Bao gồm các thao tác sau: + Gán tất cả các trường hợp tải trọng như trên vào mô hình khung không gian; + Tiến hành phân tích và giải bài toán bằng phần mềm ETABS V9.0.4; + Tổ hợp các nội lực ứng với các trường hợp tải trọng sau: IV.1. Các trường hợp tải trọng tác động lên công trình 1. Tĩnh tải chất đầy. (TT) 2. Hoạt tải chất đầy (HT) 3. Gió theo phương X (GX) 4. Gió theo phương XX (G-X) 5. Gió theo phương Y (GY) 6. Gió theo phương YY (G-Y) IV.2. Các trường hợp tổ hợp tải trọng: Bảng 5.10.Các trường hợp tổ hợp. TỔ HỢP CẤU TRÚC COMB1 TT+HT COMB2 TT+ GX COMB3 TT+ GY COMB4 TT+ GXX COMB5 TT+ GYY COMB6 TT+0,9HT+0,9GX COMB7 TT+0,9HT+0,9GY COMB8 TT+0,9HT+0,9GXX COMB9 TT+0,9HT+0,9GYY BAO ENV(COMB1COMB9) + Kết quả nội lực khung trục 3 được trình bày trong phụ lục. V.TÍNH TOÁN CỐT THÉP CHO CỘT KHUNG TRỤC 3. V.1:Phương pháp tính cốt thép cho cột khung trục 3. Trong khung không gian côt thực tế là việc như cấu kiện chịu nén lệch tâm xiên.Cột lệch tâm xiên được tính toán theo phương pháp gần đúng.Trình tự tính toán thể hiện như sau. Phương pháp gần đúng dựa trên sự biến đổi trường hợp nén lệch tâm xiên thành nén lệch tâm phẳng tương đương để tính cốt thép theo tiêu chuẩn Việt Nam TCXDVN 356-2005.dựa vào sách “TÍNH TOÁN TIẾT DIỆN CỘT BÊ TÔNG CỐT THÉP “ của GS.NGUYỄN ĐÌNH CỐNG. Điều kiện áp dụng phương pháp gần đúng này là (trong đó Cx,Cy là các cạnh của tiết diện theo trục x,y),cốt thép được đặt theo chu vi. Tiết diện chịu lực nén N, moment uốn Mx, My, độ lệch tâm ngẫu nhiên eax, eay. Sau khi xét uốn dọc theo hai phương, tính được hệ số ,. Moment đã gia tăng Mx1, My1. Mx1 = xMx; My1 = xMy Tùy theo tương quan giữa giá trị Mx1, My1 với kích thước các cạnh mà đưa về một trong hai mô hình tính toán (theo phương x hoặc theo phương y). Điều kiện và ký hiệu theo bảng sau: Bảng 5.11.Mô hình tính toán Giả thiết chiều dày lớp đệm a, tính ho = h – a; Z = h – 2a chuẩn bị các số liệu Rb, Rs, Rsc, xR như đối với trường hợp nén lệch tâm phẳng. Đánh giá và xử lý kết quả: Nếu As<0 chứng tỏ kích thước tiết diện quá lớn, không cần đến cốt thép.Lúc này có thể rút bớt kích thước tiết diện hoặc dung vật liệu có cường độ thấp hơn để tính lại.Khi không thể rút bớt như vừa nêu thì cần chọn đặt cốt thép theo yêu cầu tối thiểu, gọi là đặt cốt thép theo yêu cầu cấu tạo. Nếu As>0 tính tỷ lệ cốt thép:
– Tiến hành tính toán theo trường hợp đặt cốt thép đối xứng theo lưu đồ sau:
Thỏa
Không thỏa
l≤14
x1 > xRh0
Ast≥
ge =
x ≤ h0
m0= 1 –
m0=0.4
M = M1 + moM2
e1 =
e0 = max( e1, ea )
e = e0 +- a
e =≤0.3
Thỏa
Không thỏa
Thỏa
Không thỏa
j = 1
j = 1.028 – 0.0000288l2 – 0.0016l
e0 =
x =
Ast =
Ast =
Hình 5.12: Lưu đồ tính toán cốt thép cột
V.1.1:Chọn cặp nội lực để tính toán.
Tổ hợp nội lực cho cột khung không gian cần xét các trường hợp sau:
Mx max, My và Ntương ứng;
My max, Mx và Ntương ứng;
Nmax, Mx và My tương ứng;
e1x = hoặc e1y = lớn.
Cột khung không gian được bố trí cốt thép đối xứng do đó khi tổ hợp chỉ cần tìm Mx_max và My_max là là những moment lơn nhất về giá trị tuyệt đối mà không cần tìm giá trị lớn nhất của M dương và M âm.
Bảng 5.13.Bảng tổ hợp nội lực cột 3-A.
Tầng
Các TH
tổ hợp
Nội lực
N
(kN)
Mx
(kNm)
My
(kNm)
Lầu 5-
lầu 8
1
N,M,M
-1148.72
-74.088
-41.918
2
M, N,M
-812.35
-77.811
-52.954
3
M, N,M
-787.39
-54.836
-82.831
Lầu 2-
lầu 4
1
N,M,M
-2228.82
-104.339
-62.513
2
M, N,M
-1503.5
-110.154
-84.521
3
M, N,M
-1754.64
-70.643
-142.576
Hầm –
lầu 1
1
N,M,M
-3367.19
-160.444
-41.605
2
M, N,M
-2915.5
-167.582
-36.181
3
M, N,M
-2290.65
-44.89
-221.016
Bảng 5.14.Bảng tổ hợp nội lực côt 3-B.
Tầng
Các TH
tổ hợp
Nội lực
N
(kN)
Mx
(kNm)
My
(kNm)
Lầu 5-
lầu 8
1
N,M,M
-1645.62
0.836
-59.227
2
M, N,M
-1315.33
51.45
-40.992
3
M, N,M
-1154.39
0.787
-106.525
Lầu 2-
lầu 4
1
N,M,M
-3038.93
5.098
-91.123
2
M, N,M
-2421.51
93.016
-62.465
3
M, N,M
-2507.87
3.527
-181.541
Hầm –
lầu 1
1
N,M,M
-4474.27
8.856
-59.033
2
M, N,M
-3181.79
180.379
-90.568
3
M, N,M
-3869.67
15.33
-272.104
Bảng 5.15.Bảng nội lực côt 3-C.
Tầng
Các TH
tổ hợp
Nội lực
N
(kN)
Mx
(kNm)
My
(kNm)
Lầu 5- lầu 8
1
N,M,M
-1827.23
-12.917
-58.806
2
M, N,M
-1775.99
-57.791
-57.633
3
M, N,M
-1315.95
-15.929
-106.641
Lầu 2- lầu 4
1
N,M,M
-3250.26
-18.129
-89.6
2
M, N,M
-2449.81
-98.435
-66.268
3
M, N,M
-2695.58
-22.677
-180.107
Hầm – lầu 1
1
N,M,M
-4701.03
-10.347
-58.025
2
M, N,M
-3206.51
-179.516
-96.431
3
M, N,M
-4079.76
-21.333
-269.876
Bảng 5.16.Bảng tổ hợp nội lực côt 3-D.
Tầng
Các TH tổ hợp
Nội lực
N (kN)
Mx(kNm)
My(kNm)
Lầu 5- lầu 8
1
N,M,M
-1969
4.586
-57.297
2
M, N,M
-1381.28
51.192
-42.848
3
M, N,M
-1430.31
5.218
-104.97
Lầu 2- lầu 4
1
N,M,M
-3444.83
7.889
-86.358
2
M, N,M
-2548.31
91.416
-63.873
3
M, N,M
-2861.63
8.663
-176.62
Hầm – lầu 1
1
N,M,M
-4961.26
6.16
-55.385
2
M, N,M
-3734.74
172.782
-41.553
3
M, N,M
-4306.54
11.333
-264.339
Bảng 5.17.Bảng tổ hợp nội lực côt 3-E.
Tầng
Các TH tổ hợp
Nội lực
N
(kN)
Mx
(kNm)
My
(kNm)
Lầu 5- lầu 8
1
N,M,M
-1854.4
5.873
-56.796
2
M, N,M
-1378.93
54.894
-41.866
3
M, N,M
-1322.73
7.53
-103.841
Lầu 2- lầu 4
1
N,M,M
-3332.01
4.998
-86.107
2
M, N,M
-2575.59
95.405
-62.844
3
M, N,M
-2755.25
9.328
-176.337
Hầm – lầu 1
1
N,M,M
-4877.31
-2.729
-55.092
2
M, N,M
-3417.63
172.507
-90.485
3
M, N,M
-4215.4
-2.59
-263.955
Bảng 5.18.Bảng tổ hợp nội lực côt 3-F.
Tầng
Các TH tổ hợp
Nội lực
N (kN)
Mx(kNm)
My(kNm)
Lầu 5- lầu 8
1
N,M,M
-1165.6
76.914
-42.321
2
M, N,M
-826.7
82.026
-53.447
3
M, N,M
-801.59
59.038
-83.321
Lầu 2- lầu 4
1
N,M,M
-2254.2
106.733
-63.285
2
M, N,M
-1523.48
115.604
-85.538
3
M, N,M
-1778
74.644
-124.483
Hầm – lầu 1
1
N,M,M
-3468.1
199.78
-42.791
2
M, N,M
-2922.77
167.626
-37.272
3
M, N,M
-2299.27
45.311
-222.065
V.1.2:Tính toán cốt thép dọc cho cột chịu lệch tâm xiên.
Bảng 5.19: Đặc trưng vật liệu.
ết quả tính theo phương cần tính được thể hiện ở bản sau :
* tính theo phương X.
* tính theo phương Y.
Bảng 5.20: Tính cốt thép dọc của cột 3-D.
Tầng
TH
Cxcm
Cycm
lom
hocm
ix=iy
lx=ly
J(cm4)
Nth(daN)
N(daN)
MxdaNm
MydaNm
hx=hy
Mx1daNm
My1daNm
Phương Tính
LẦU 5 -8
Nmax
35
35
2.3
31
10.1
22.92
1E+05
1.76E+10
196900
458.6
5730
1
458.6
5730
Y
Mxmax
35
35
2.3
31
10.1
22.92
1E+05
1.76E+10
138128
5119
4285
1
5119
4285
X
Mymax
35
35
2.3
31
10.1
22.92
1E+05
1.76E+10
143031
521.8
10497
1
521.8
10497
Y
LẦU 2 – 4
Nmax
45
45
2.3
41
13
17.82
3E+05
4.80E+10
344483
788.9
8636
1
788.9
8636
Y
Mxmax
45
45
2.3
41
13
17.82
3E+05
4.80E+10
254831
9142
6387
1
9142
6387
X
Mymax
45
45
2.3
41
13
17.82
3E+05
4.80E+10
286163
866.3
17662
1
866.3
17662
Y
HẦM – LẦU 1
Nmax
55
55
3
51
15.8
19.00
8E+05
6.31E+10
496126
616
5539
1
616
5539
Y
Mxmax
55
55
3
51
15.8
19.00
8E+05
6.31E+10
373474
17278
4155
1
17278
4155
X
Mymax
55
55
3
51
15.8
19.00
8E+05
6.31E+10
430654
1133
26434
1
1133
26434
Y
Tầng
h cm
b cm
eax=eay
ea
Za
x1
mo
M1(daNm)
M2(daNm)
M(daNm)
e1
eo
e
eo
ge
j
je
Nhận xét lệch tâm
Ast
Chọn Thép
A
cm
m
Kiểm tra mmin Mf thì trục trung hoà đi qua sườn Þ tính toán với tiết diện chữ T
Trong đó:
Rb – cường độ tính toán của bê tông khi chịu nén;
hf – bề dày của cánh;
h – chiều cao tiết diện;
ho – chiều cao làm việc của tiết diện;
ho= h-a
Gần gối tựa
Phần tiết diện chịu momen âm (gần gối tựa), có cánh nằm trong vùng chịu kéo, tính theo tiết diện chữ nhật b x h.
Trình tự tính toán cốt thép theo tiết diện chữ nhật
Diện tích cốt thép được tính bằng công thức sau:
Trong đó:
Trình tự tính toán cốt thép theo tiết diện T
Diện tích cốt thép được tính bằng công thức sau:
Kiểm tra hàm lượng cốt thép
Bảng 5.28: Tính toán cốt thép nhịp cho dầm C-D.
E
MdaNm
bcm
hcm
acm
hocm
sfcm
bfcm
hfcm
MfdaNcm
Nhận xét
tiết diện
tính thép
am
x
As(cm2)
Thép chọn
Aschon(cm2)
m
(%)
Kiểm trammin£m£mmax
lau 5-8
5745.7
25
50
4
46
7.5
40
8
2378000
Chữ nhậtlớn
0.0468
0.048
4.571
2f18
5.09
0.44
THOẢ
lau 2-4
5878.8
25
50
4
46
7.5
40
8
1948800
Chữ nhậtlớn
0.0479
0.049
4.679
2f18
5.09
0.44
THOẢ
ham-lau 1
6272.7
25
50
4
46
7.5
40
8
1948800
Chữ nhậtlớn
0.0511
0.052
5.001
2f18
5.09
0.44
THOẢ
Bảng 5.29: Tính toán cốt thép nhịp cho dầm D-E.
Tầng
MdaNm
bcm
hcm
acm
hocm
sfcm
bfcm
hfcm
MfdaNcm
Nhận xét
tiết diện
tính thép
am
x
As(cm2)
Thép chọn
Aschon(cm2)
m
(%)
Kiểm trammin£m£mmax
lau 5-8
4619.3
25
50
4
46
7.5
40
8
2378000
Chữ nhậtlớn
0.0376
0.038
3.657
2f18
5.09
0.44
THOẢ
lau 2-4
4938.8
25
50
4
46
7.5
40
8
1948800
Chữ nhậtlớn
0.0402
0.041
3.915
2f18
5.09
0.44
THOẢ
ham-lau 1
6365
25
50
4
46
7.5
40
8
1948800
Chữ nhậtlớn
0.0519
0.053
5.077
2f18
5.09
0.44
THOẢ
Bảng 5.30: Tính toán cốt thép nhịp cho dầm E-F.
Tầng
MdaNm
bcm
hcm
acm
hocm
sfcm
bfcm
hfcm
MfdaNcm
Nhận xét
tiết diện
tính thép
am
x
As(cm2)
Thép chọn
Aschon(cm2)
m
(%)
Kiểm trammin£m£mmax
lau 5-8
7052
25
50
4
46
7.5
40
8
2378000
Chữ nhậtlớn
0.0575
0.059
5.642
2f18+1f14
6.63
0.58
THOẢ
lau 2-4
6546.2
25
50
4
46
7.5
40
8
1948800
Chữ nhậtlớn
0.0533
0.055
5.226
2f18+1f14
6.63
0.58
THOẢ
ham-lau 1
6927.2
25
50
4
46
7.5
40
8
1948800
Chữ nhậtlớn
0.0564
0.058
5.539
2f18+1f14
6.63
0.58
THOẢ
Bảng 5.31: Tính toán cốt thép gối cho dầm C-D.
Tầng
Phần tử dầm
Tiết diện
M
(kN.m)
b
(cm)
h
(cm)
a
(cm)
ho
(cm)
αm
ξ
As tt
(cm2)
µ tt
(%)
Chọn
thép
As chọn
(cm2)
µ chon
(%)
µmin≤µtt≤µmax
lầu 5 – lầu 8
C-D
Gối C
95.84
25
50
4
46
0.1249
0.134
7.975
0.69
2f20+1f18
8.232
0.72
THOẢ
Gối D
91.6
25
50
4
46
0.1194
0.128
7.5963
0.66
2f20+1f18
8.232
0.72
THOẢ
làu 2- lau 4
Gối C
124.55
25
50
4
46
0.1624
0.178
10.616
0.92
2f20+1f22
10.085
0.88
THOẢ
Gối D
119.49
25
50
4
46
0.156
0.170
10.141
0.88
2f20+1f22
10.085
0.88
THOẢ
hầm – lầu 1
Gối C
138.2
25
50
4
46
0.18
0.200
11.923
1.04
2f22+1f22
11.403
0.99
THOẢ
Gối D
136.53
25
50
4
46
0.178
0.197
11.762
1.02
2f22+1f22
11.403
0.99
THOẢ
Bảng 5.32: Tính toán cốt thép gối cho dầm D-E.
Tầng
Phần tử dầm
Tiết diện
M
(kN.m)
b
(cm)
h
(cm)
a
(cm)
ho
(cm)
αm
ξ
As tt
(cm2)
µ tt
(%)
Chọn
thép
As chọn
(cm2)
µ chon
(%)
µmin≤µtt≤µmax
lầu 5 – lầu 8
D-E
Gối D
87.73
25
50
4
46
0.1144
0.122
7.253
0.63
2f20+1f18
8.232
0.72
THOẢ
Gối E
80.02
25
50
4
46
0.10432
0.110
6.5758
0.57
2f20+1f18
8.232
0.72
THOẢ
làu 2- lau 4
Gối D
113.15
25
50
4
46
0.1475
0.160
9.5508
0.83
2f20+1f22
10.085
0.88
THOẢ
Gối E
110.53
25
50
4
46
0.1441
0.156
9.3091
0.81
2f20+1f22
10.085
0.88
THOẢ
hầm – lầu 1
Gối D
135.2
25
50
4
46
0.17626
0.195
11.633
1.01
2f22+1f22
11.403
0.99
THOẢ
Gối E
133.5
25
50
4
46
0.17404
0.193
11.469
1
2f22+1f22
11.403
0.99
THOẢ
Bảng 5.33: Tính toán cốt thép gối cho dầm E-F.
Tầng
Phần tử dầm
Tiết diện
M
(kN.m)
b
(cm)
h
(cm)
a
(cm)
ho
(cm)
αm
ξ
As tt
(cm2)
µ tt
(%)
Chọn
thép
As chọn
(cm2)
µ chon
(%)
µmin≤µtt≤µmax
lầu 5 – lầu 8
E-F
Gối E
68.91
25
50
4
46
0.0898
0.094
5.6148
0.49
2f20+1f18
8.232
0.72
THOẢ
Gối F
98.62
25
50
4
46
0.1286
0.138
8.2248
0.72
2f20+1f18
8.232
0.72
THOẢ
làu 2- lau 4
Gối E
98.02
25
50
4
46
0.1278
0.137
8.1708
0.71
2f20+1f22
10.085
0.88
THOẢ
Gối F
144.5
25
50
4
46
0.1884
0.211
12.539
1.09
2f20+2f22
13.886
1.21
THOẢ
hầm – lầu 1
Gối E
137.15
25
50
4
46
0.1788
0.199
11.822
1.03
2f22+1f22
11.403
0.99
THOẢ
Gối F
165.67
25
50
4
46
0.216
0.246
14.669
1.28
2f22+2f22
15.204
1.32
THOẢ
V.2.2Tính cốt thép đai cho dầm khung trục 3
Tính toán cốt đai của cấu kiện chịu uốn tiết diện chữ nhật theo [14]
Trình tự tính toán:
Lựa chọn vật liệu và các số liệu phục vụ tính toán .
2)So sánh Q ( là lực cắt xác định từ tổ hợp nội lực dầm) với Qb.o ( là khả năng chịu cắt của bê tông khi không có cốt thép đai )
Nếu Q £ Qb.o không cần tính cốt đai nhưng phải bố trí cốt đai cấu tạo cho dầm ;
Nếu Q> Qb.o phải tính toán cốt đai .
(Qbo = 0.5. jb4 .(1 + jn). Rbt .b. ho)
Kiểm tra điều kiện bê tông chịu nén giữa các vết nứt nghiêng (ứng suất nén chính):
Q 0.3* φw1 *φb1* Rb *b * ho
Tính toán cốt thép đai .
Tính: (5.3)
với ; (5.4)
1.5. (5.5)
Từ C* xác định C, Co theo bảng:
Bảng 5.34: Xác định C, C0
Tính: ;. (5.6)
Tính: . (5.7)
(5.8)
Chọn qsw = max ( qw1, qw2)
Khoảng cách cốt đai theo tính toán:
. (5.9)
Khoảng cách cốt đai theo cấu tạo:
khi h < 450mm ; (5.10) khi h 450mm ; (5.11) s = min(stt, sct) (5.12) Kiểm tra điều kiện độ bền của các tiết diện nghiêng Q£ 0.7Qbt ; Nếu thoả điều kiện thì bố trí cốt đai; Nếu không thoả chọn lại cốt đai hoặc tăng tiết diện. Bảng 5.35: Đặc trưng vật liệu sử dụng tính toán Bảng 5.36: Đặc trưng vật liệu sử dụng tính toán Kiểm tra điều kiện bê tông chịu nén giữa các vết nứt nghiêng (ứng suất nén chính): Q 0.3* φw1 *φb1* Rb *b * ho Bảng 5.37: Kiểm tra khả năng chịu ứng suất nén chính của dầm C-D. Tầng Q( daN) b(cm) h(cm) a(cm) ho(cm) Qo(daN) Nhận xét lầu 5-lầu 8 9888 25 50 4 46 50025 Thỏa lầu 2- lầu 4 11131 25 50 4 46 50025 Thỏa hầm - lầu 1 12314 25 50 4 46 50025 Thỏa Bảng 5.38: Kiểm tra khả năng chịu ứng suất nén chính của dầm D-E. Tầng Q( daN) b(cm) h(cm) a(cm) ho(cm) Qo(daN) Nhận xét lầu 5-lầu 8 7856 25 50 4 46 50025 Thỏa lầu 2- lầu 4 9285 25 50 4 46 50025 Thỏa hầm - lầu 1 11175 25 50 4 46 50025 Thỏa Bảng 5.39: Kiểm tra khả năng chịu ứng suất nén chính của dầm E-F Tầng Q( daN) b(cm) h(cm) a(cm) ho(cm) Qo(daN) Nhận xét lầu 5-lầu 8 10334 25 50 4 46 50025 Thỏa lầu 2- lầu 4 12009 25 50 4 46 50025 Thỏa hầm - lầu 1 12986 25 50 4 46 50025 Thỏa Bảng 5.40: Tính toán cốt đai cho dầm E-F. Tầng Q daN b cm h cm a cm ho cm Qbmin (daN) Nhận xét Mb (daN.cm) C* (cm) C (cm) Co (cm) Qb (daN) qsw1 (daN/cm) Qbmin (daN) qsw2 (daN/cm) qsw (daN/cm) Stt(cm) Sct (cm) Schọn (cm) 0,7.Qbt (daN) Kiểm tra lầu 5-lầu 8 10334 25 50 4 46 9056.25 Tính cốt đai 1110900 215 215 92 5167 56.16304 7245 78.75 78.75 22.356 16.667 15 35017.5 Thỏa lầu 2- lầu 4 12009 25 50 4 46 9056.25 Tính cốt đai 1110900 185.01 185.01 92 6004.5 65.2663 7245 78.75 78.75 22.356 16.667 15 35017.5 Thỏa hầm - lầu 1 12986 25 50 4 46 9056.25 Tính cốt đai 1110900 171.09 171.09 92 6493 70.57609 7245 78.75 78.75 22.356 16.667 15 35017.5 Thỏa Bảng 5.41: Tính toán cốt đai cho dầm D-E. Tầng Q daN b cm h cm a cm ho cm Qbmin (daN) Nhận xét Mb (daN.cm) C* (cm) C (cm) Co (cm) Qb (daN) qsw1 (daN/cm) Qbmin (daN) qsw2 (daN/cm) qsw (daN/cm) Stt(cm) Sct (cm) Schọn (cm) 0,7.Qbt (daN) Kiểm tra lầu 5-lầu 8 7856 25 50 4 46 9056.25 Đai cấu tạo - - - - - - - - - - - 15 35017.5 Thỏa lầu 2- lầu 4 9285 25 50 4 46 9056.25 Tính cốt đai 1110900 239.29 239.29 92 4642.5 50.46196 7245 78.75 78.75 22.356 16.667 15 35017.5 Thỏa hầm - lầu 1 11175 25 50 4 46 9056.25 Tính cốt đai 1110900 198.82 198.82 92 5587.5 60.7337 7245 78.75 78.75 22.356 16.667 15 35017.5 Thỏa Bảng 5.42: Tính toán cốt đai cho dầm C-D. Tầng Q daN b cm h cm a cm ho cm Qbmin (daN) Nhận xét Mb (daN.cm) C* (cm) C (cm) Co (cm) Qb (daN) qsw1 (daN/cm) Qbmin (daN) qsw2 (daN/cm) qsw (daN/cm) Stt(cm) Sct (cm) Schọn (cm) 0,7.Qbt (daN) Kiểm tra lầu 5-lầu 8 9888 25 50 4 46 9056.25 Tính cốt đai 1110900 224.7 224.7 92 4944 53.73913 7245 78.75 78.75 22.356 16.667 15 35017.5 Thỏa lầu 2- lầu 4 11131 25 50 4 46 9056.25 Tính cốt đai 1110900 199.6 199.6 92 5565.5 60.49457 7245 78.75 78.75 22.356 16.667 15 35017.5 Thỏa hầm - lầu 1 12314 25 50 4 46 9056.25 Tính cốt đai 1110900 180.43 180.43 92 6157 66.92391 7245 78.75 78.75 22.356 16.667 15 35017.5 Thỏa V.3:BỐ TRÍ CỐT THÉP

Các file đính kèm theo tài liệu này :

• CHUONG 5TINH TOAN KHUNG KHÔNGN GIAN 30-12(29-40).doc

Source: https://vh2.com.vn
Category : Trái Đất