TÍNH TOÁN LÕI THANG MÁY

,

Trang 1

ĐẠI HỌC KIÊN TRÚC HÀ NỘI [ĐÒ ÁN TÓT NGHIỆP KỸ SƯ XÂY DUNG

CHUONG 8 - TINH TOAN VACH THANG MAY

Tài liệu áp dụng

1- Phan Văn Cúc, Nguyễn Lê Ninh Tính foán và cấu tạo kháng chắn các công trình nhiễu

tảng NXB Khoa học và kỹ thuật Hà Nội 1994

2- Phan Quang Minh (chủ biên), Ngô Thế Phong, Nguyễn Đình Cống Kết cấu bê tông cốt

thép phân cấu kiện cơ bản Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật Hà Nội 2006

3- Nguyễn Tuấn Trung, Võ Mạnh Tùng Mộ số phương pháp tỉnh cốt thép cho vách

phẳng bê tông cốt thép Đại học Xây Dựng Hà Nội

Lõi, vách bê tông cốt thép là một trong những kết cấu chịu lực quan trọng trong nhà nhiều tầng Nó kết hợp với hệ khung hoặc kết hợp với nhau tạo nên hệ kết cấu chịu lực cho công trình Tuy nhiên việc tính toán chưa dé cập cụ thé trong tiêu chuẩn thiết kế của Việt Nam Trên thé giới một số tiêu chuân đã đưa ra phương pháp thiết kế lõi vách: Eurocode, AIC

I Lý thuyết tính toán

Thông thường, các vách cứng dạng côngxon chịu tổ hop ndi luc sau: N, Mx, My, Qx, Qy Do vách cứng chỉ chịu tải trọng ngang tác động song song với mặt phẳng của nó nên bỏ qua khả năng chịu mô men ngoài mặt phẳng M, và lực cắt theo phương vuông góc với mặt phẳng Q¿, chỉ xét đến tổ hợp nội lực gồm (N, My, Qx)

- _ Phương pháp phân bố ứng suất đàn hồi

- _ Phương pháp giả thiết vùng biên chịu mô men

- _ Phương pháp xây dựng biểu đồ tương tác

1 Phương pháp phân bố ứng xuất đàn hồi

I2 DE TAI: TO HOP TMDV & CAN HO CAO CAP THE PRIDE- B4

SVTH_ : NGO QUANG TUẦN - LỚP 2005X7

Trang 2

sau đó kết hợp lai bố trí cho cả vách

Các giả thiết cơ bản khi tính toán

- Vat ligu đàn hồi

- Ung luc kéo do cốt thép chịu, ứng lực nén do cả bê tông và cốt thép chịu

Bước 3: Xác định ứng suất trên mỗi phần tử, đo giả thiết vật liệu đàn hồi nên ta dung các

công thức tính toán trong ““ Sức bên vật liệu”

Theo phương X:

"1`

' nA Iy”'” ' Iybei

Trong đó:

y*; — tung độ điểm chịu nén lấy với trục quán tính chính

bạ¡ — chiều đày tính cho một phía của tiết diện khi tính ứng suất tiếp được xác định tùy

theo trường hợp cụ thé

S.¡ — mômen tĩnh của tiết diện tính cho một phía kế từ điển xác định ứng suất tiếp

A- điện tích mặt cắt ngang phân tử

I2 DI: TÀI : TÓ HỢP TMDV & CĂN HỘ CAO CÁP THE PRIDE- B4

Trang 3

ĐẠI HỌC KIÊN TRÚC HÀ NỘI [ĐỊ ÁN TĨT NGHIỆP KỸ SƯ XÂY DUNG

Ap.ò°= 0,8.0e.[0,85.(Ay-A”;).fa+ A”š.fa]

Diện tính cốt thép chịu kéo xác định theo cơng thức sau

A.= Zmax:'Âb

op fs

(các chỉ đẫn được trình bày cụ thể khi tính tốn)

Bước 5: Kiểm tra hàm lượng cốt thép

Cốt thép được chọn và bố trí theo kết quả lớn hơn: A chọn = max(A”;;A;)

Phương pháp này cho rằng cốt thép đặt trong vùng biên ở hai đầu vách được thiết kế để

chịu tồn bộ mơ men Lực đọc được giả thiết là phân bĩ đều trên tồn tiết diện vách

- Ung lực kéo do cơt théo chịu 1 g2 i GF

Bước 1: Giả thiết chiều dai B của vùng dự tT

định thiết kế chịu tồn bộ mơ mon Xét vách chịu | |

luc doc N và mơ men M, Mơ men M, tương | |

đương với cặp ngẫu lực đặt ở hai vùng biên của ! |

I2 DI: TÀI : TĨ HỢP TMDV & CĂN HỘ CAO CÁP THE PRIDE- B4

Trang 4

Bước 3: Tính điện tích cốt thép chịu nén, kéo (tương tự phương pháp 1)

Bước 4: Kiểm tra hàm lượng cốt thép Nếu không thỏa mãn thì phải tăng kích thước B

của vùng biên rồi tính lại Chiều dài của vùng biên có giá trị lớn nhất là L/⁄2, nếu vượt quá giá

trị này cần tăng bề đày tường

Bước 5: Kiểm tra phần tường còn lại giữa hai vùng biên như cấu kiện chịu nén đúng tâm, trường hợp bê tông đã đủ khả năng chịu lực thì cốt thép trong vùng này đặt cấu tạo theo

-_ Đây là phương pháp chính xác nhất, phản ánh đúng nhất sự làm việc của vách

- _ Phương pháp này thực chất coi vách là một cấu kiện chịu nén lệch tâm và cốt thép phân bồ trên toàn tiết diện vách được kế đến trong khả năng chịu lực của vách

-_ Việc thiết lập biểu đồ tương tác đòi hỏi khối lượng tính toán lớn, phức tạp

Kết luận: trên cơ sở phân tích trên ta chọn phương pháp phân bố tứng suất đàn hôi để tính toán lõi vách thang máy

IS DI: TÀI : TÓ HỢP TMDV & CĂN HỘ CAO CÁP THE PRIDE- B4

Trang 5

ĐẠI HỌC KIÊN TRÚC HÀ NỘI

Bê tông có cấp độ bền chịu nén B30: Ry= 17 MPa; Rụ, =

Thép nhóm CIII: Rs = 365 MPa ; E, = 21.10* MPa

2 Xác định đặc chưng hình học của lõi

I2) DI: TÀI : TÓ HỢP TMDV & CĂN HỘ CAO CÁP THE PRIDE- B4

SVTH : NGÔ QUANG TUẦN - LỚP 2005X7

Trang 6

yi) DE TAI: TO HOP TMDV & CAN HO CAO CAP THE PRIDE- B4

Trang 7

ĐẠI HỌC KIÊN TRÚC HÀ NỘI [ĐÒ ÁN TÓT NGHIỆP KỸ SƯ XÂY DỰNG

I2 ĐI: TÀI : TÓ HỢP TMDV & CĂN HỘ CAO CÁP THE PRIDE- B4

Trang 8

Tên Kích thước — | DiệntíchA,| Cánhtay | Mômen nh

Trong đó A; - diện tích mặt cắt ngang lõi (Hình vẽ)

2.2 Mô men quán tính

Công thức tính toán

I= Dex I= De Moi + Aj)

IS DE TAI: TO HOP TMDV & CAN HO CAO CAP THE PRIDE- B4

Trang 9

Trong đó:

lạ; mô men quán tính lấy với trục bản than của vách thứ ¡

I; — mô men quán tính láy với hệ trục tọa độ chung OXeYc của lõi

K¡- lượng chuyên trục của vách thứ ¡ lấy với trọng tâm của lõi

A¡— diện tích mặt cắt ngang của vách thứ i

j—s6 vach chia j = 15 voi 16i (1), j = 16 với lõi (2)

Hình vẽ xác định lượng chuyến trục của vách thứ ¡ lấy với trục O.X.Y,

Wi) HE TAI: TO HOP TMDV & CAN HO CAO CAP THE PRIDE- B4

SVTH_ : NGO QUANG TUAN - LOP 2005X7

Trang 10

Tinh toán lối 1

Ta có bảng xác định mômen quán tính theo phương OX với lõi (1)

Vách | (em) | (em) | (em) | (cm) (cm?) (cm®)

Waly) DE TAI: TO HOP TMDV & CAN HO CAO CAP THE PRIDE- B4

Trang 11

14 15 60 60 | 297.5 | 1.32E+08| 242 | 7.09E+07| 541.5 | 17850 | 5.37E+09 541.5 | 14520 | 4.33E+09

Ta có bảng xác định mômen quán tính theo phương OY với lõi (2)

Vach (cm) (cm) (cm) (em) | (em) | (em)

We) DE TAL: TO HOP TMDV & CAN HO CAO CAP THE PRIDE- B4

Trang 12

Từ đó ta có mômen quán tính cả lõi

1, = 7,05E+10+ 7,12E+10 = 1417 E+10 cm‘ = 1417 m*

I, = 3,01E+10 + 2,55E+10 = 5,56 E+10 cm‘ = 556 m*

3 Tinh toan thép cho lõi

3.1 Tính toán cốt thép cho lõi vach tang ham (Tiét diện tai cốt -4,5m)

We) DE TAL: TO HOP TMDV & CAN HO CAO CAP THE PRIDE- B4

Trang 13

Tiến hành tính toán với nội lực tại tiết điện ứng với cốt -4,5 (m)

Sử dụng các công thức tính toán của sức bền vật liệu đề tính ứng suất trong các vách của lõi Công thức tính:

y max 7 Y"max — Khoang cach từ trọng tâm lõi đến mép chịu kéo, nén

S°,— mô men tĩnh của lõi lấy với trục X, đã được xác định ở trên

§°% = 111560125 + 109084600 = 214,5.10° cm’ = 214,5 m?

b, = 0,6.2 + 0,4.5 = 3,2 m

l0 DI: TÀI : TÓ HỢP TMDV & CĂN HỘ CAO CÁP THE PRIDE- B4

Trang 14

Chia lõi thành các phần tử rộng a = Im, mỗi phần tử được tính như cấu kiện chịu kéo

nén và xoắn đồng thời, tiết dién a x t= 100 x 60 em Do vách có thé chịu tác động đổi chiều nên ta tính toán cốt thép cho dải có giá trị số ứng suất lớn nhất, khi đó diện tích cốt thép được

tính như sau

a._ Với lõi có bề rộng b = 600 mm

Diện tích cốt thép chịu nén được tính từ điều kiện cân bằng ứng suất sau

Ap.o"= 0,8.¢-[0,85.(Ap-A’s)- fea + A’ foal

Trong do:

fia = R= 365MPa; fea = Rp = 17 MPa

be —hé số giảm độ bền khi nén đối véi vach béténg , = 0,7

Ay — dién tích mặt cắt ngang phan tir, A, = 1.0,6 = 0,6 m”

Wee) DE TAI: TO HOP TMDV & CAN HO CAO CAP THE PRIDE- B4

Trang 15

Hàm lượng cốt thép là = 100% = 2,3 % > 0,6 % thỏa mãn

Chọn 20/32, As = 160,8 cm’ va bé trí theo 2 mặt của vách, mỗi bên 10 thanh khoảng cách giữa các thanh thép a = 100 mm > 2,5d = 70mm

b V6i lõi có bề rộng b = 400

Ap.ø°= 0,8.d¢.[0,85.(Ap-A’s)-fea + A’s foal

Trong do:

fia = R= 365MPa; fig = Ry = 17 MPa

be — hé sé gidm d6 bén khi nén đối với vách bêtông ÿ, = 0,7

A, — điện tích mặt cắt ngang phần tir, A, = 1.0,4 = 0,4 m?

lu DI: TÀI : TÓ HỢP TMDV & CĂN HỘ CAO CÁP THE PRIDE- B4

Trang 16

Bố trí theo phương đứng khoảng cách a = 200 mm

3.1.3 Kiểm tra bề rộng khe nứt

Vách được tính toán theo sự mở rộng khe nứt thắng góc với trục cấu kiện

Điều kiện kiểm tra: a„.< [a] = 0,3 mm

Bè rộng khe nứt thắng goc voi truc cấu kiện được xác định theo công thức sau

Wii) DE TAL: TO HOP TMDV & CAN HO CAO CAP THE PRIDE- B4

Trang 17

— Thoa man diéu kién vé bé rộng khe nứt

3.1.4 Kiếm tra khả năng chịu nén của một phần tử

Kiểm tra khả năng chịu nén của một phần tử vách được xác định như sau

Pạ=(A- A)Ra + ASPa

Trong đó:

A - diện tích phần tử

fa— cường độ chịu nén tính toán của bê tông, f4 = Rp, = 17 MPa

A’, — diện tích cốt thép dọc trong vùng nén, A’, = 160,1 cm?

ŸaT— cường độ chịu nén tính toán của cốt thép, f = R, = 365 MPa

P,, = (1.0,6 - 160,8.107).17.10°+ 160,8.107.365.10° = 15797 kN

Lực nén tác dụng vào phần tử

Pinin= Omin -A = 12603,8.1.0,6= 7562 kN < P, = 15797 kN

—> Thỏa mãn khả năng chịu nén của một phần tử

3.2 Tinh toán cốt thép cho lõi vách tang 1 (cốt + 0,00)

Wii) DE TAI: TO HOP TMDV & CAN HO CAO CAP THE PRIDE- B4

Trang 18

3.2.2 Tinh toan cét thép

Tiến hành tính toán với nội lực tại tiết điện ứng với cốt + 0,00 (m)

Sử dụng các công thức tính toán của sức bên vật liệu để tính ứng suất trong các vách của lõi

Do không thay đối tiết diện nên với các giá trị đã được xác định ở trên ta có

Chia lõi thành các phần tử rộng a = Im, mỗi phần tử được tính như cấu kiện chịu kéo

nén và xoắn đồng thời, tiết diện a x t = 100 x 60 em Do vách có thé chịu tác động đổi chiều

nên ta tính toán cốt thép cho dải có giá trị số ứng suất lớn nhất, khi đó diện tích cốt thép được tính như sau

a Với lõi bề rộng b =600 mm

Ap.0°= 0,8.¢.[0,85.(Ab-A’s) feat A’s fea

WEN DE TAI: TO HOP TMDV & CAN HO CAO CAP THE PRIDE- B4

Trang 19

b V6i lõi có bề rộng b = 400

Ao.ø°= 0,8.0e.[0,85.(At-A?3).Ra + A”s.Ra]

Hàm lượng cốt thép là p = -100% = 2,01 % > 0,6 % thỏa mãn

Chon 20628, As = 123,1 cm’ va bé tri theo 2 mặt của vách, mỗi bên 10 thanh khoảng cách giữa các thanh thép a = 100 mm > 2,5d = 70mm

c Cốt thép ngang

Oe) DE TAI: TO HOP TMDV & CAN HO CAO CAP THE PRIDE- B4

Trang 20

Cốt thép ngang chọn với hàm lượng 4Ò > 0,2% đối với vùng động đất mạnh và trung bình, chọn 12¿14 có A;y = 18, 47 cm2

18,47

100.60 `

u= 100% = 0,31 % > 0,2 %

Bồ trí theo phương đứng khoảng cách a = 200 mm

3.2.3 Kiếm tra bề rộng khe nứt

Vách được tính toán theo sự mở rộng khe nứt thắng góc với trục cấu kiện

Điều kiện kiểm tra: a„;< [a] = 0,3 mm

Bề rộng khe nứt thắng góc vơi trục cấu kiện được xác định theo công thức sau

ore = 5.9.0 20.(3,5-100.u) Vd

s + Với lõi vách có bê rộng b = 600 mm

_ tinh Âp _ 12029,7.0,6

586051 Acre = 1,0.1,58.1 21p :20.(3,5-100.0,02) Ä/25 = 0,040 mm < [a] = 0,3 mm

—> Thỏa mãn điều kiện về bề rộng khe nứt

+ Với lõi vách có bê rộng b = 400 mm

— Thoa man diéu kién vé bé rộng khe nứt

3.2.4 Kiểm tra khá năng chịu nén cúa một phần tứ

Kiểm tra khả năng chịu nén của một phần tử vách được xác đinh như sau

P, = (A ~ A's) fea + A'S sa

— P, = (1.0,6 - 123,2.107).17.10°+ 123,2.107.365.10° = 14486 kN

I9) DI: TÀI : TÓ HỢP TMDV & CĂN HỘ CAO CÁP THE PRIDE- B4

Định dạng
Số trang	22
Dung lượng	3,69 MB