tính toán thiết kế công trình ( trụ sở Tổng công ty XNK xây dựng Việt Nam VINACONEX ), chương 14 pptx

Chương 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.. Tính cốt thép khung trụ

Chương 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):

- THCB1 TT  1HT

- THCB2 TT  0 , 9HT

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:

n  , R 13 , 4 ( daN / cm 2 )

k 

a

a   , R 2800 ( daN / cm 2 )

ad 

a

a   , R 1800 ( daN / cm 2 )

ad 

Tra bảng Phụ lục 7 trang 225 sách "Kết cấu Bê tông cốt thép - Phần cấu kiện cơ bản" theo 0 đ-ợc A0  0 , 38

Chọn a  15 ( cm ), tính ra h0  90  15  75 ( cm ) với thép chịu Mômen

âm

Chọn a  4 , 5 ( cm ), tính ra h0  90  4 , 5  85 , 5 ( cm ) với thép chịu Mômen d-ơng

1 TÝnh cèt thÐp dÇm:

1.1 TÝnh cèt thÐp dÇm ®o¹n tõ tÇng 2 - tÇng 4:

Chän a = 6(cm), tÝnh ra h0  90  6  84 ( cm )

Chän a  6 ( cm ), tÝnh ra h0  90  6  84 ( cm ) víi thÐp chÞu M«men d-¬ng

1.1.1 DÇm D1:

Gi¸ trÞ M«men vµ lùc c¾t tÝnh to¸n:

TiÕt diÖn 1: Mmax  115 , 78 ( Tm ) t¹i tÇng 4

) Tm ( 98 , 155

TiÕt diÖn 2: Mmax  19 , 3 ( Tm ) t¹i tÇng 3

TiÕt diÖn 3: Mmax  109 , 34 ( Tm ) t¹i tÇng 4

) Tm ( 8 , 156

Lùc c¾t: Qmax   46 , 61 ( T ) t¹i tÇng 4

* TÝnh tiÕt diÖn 1:

-TÝnh víi Mmax  115 , 78 ( Tm ):

84 40 215

11578000 bh

R

M

0 n







Tra b¶ng Phô lôc 7 trang 225 s¸ch "KÕt cÊu Bª t«ng cèt thÐp - PhÇn cÊu kiÖn c¬ b¶n" theo A ®-îc   0 , 893

TÝnh diÖn tÝch cèt thÐp:

) cm ( 87 , 42 84 893 , 0 3600

11578000 h

R

M

0

a





min (%) 35 , 1 100

.

84

.

40

5

,





-TÝnh víi Mmax   155 , 98 ( Tm ):

84 40 215

15598000 bh

R

M

0 n







Tra b¶ng Phô lôc 7 trang 225 s¸ch "KÕt cÊu Bª t«ng cèt thÐp - PhÇn

TÝnh diÖn tÝch cèt thÐp:

) cm ( 79 , 60 84 849 , 0 3600

15598000 h

R

M

0

a





(%) 9 , 1 100

.

84

.

40

83

,





* Tính tiết diện 2:

Tính với Mmax  19 , 3 ( Tm ):

0 n

A 032 , 0 84 40 215

1930000 bh

R

M

Tra bảng Phụ lục 7 trang 225 sách "Kết cấu Bê tông cốt thép - Phần cấu kiện cơ bản" theo A đ-ợc   0 , 984

Tính diện tích cốt thép:

) cm ( 49 , 6 84 984 , 0 3600

1940000 h

R

M

0

a





Chọn 222, F 7 , 6 ( cm 2 )

a  (%) 23 , 0 100

.

84

.

40

6

,





* Tính tiết diện 3:

-Tính với Mmax  109 , 34 ( Tm ):

0 n

A 18 , 0 84 40 215

10934000 bh

R

M

Tra bảng Phụ lục 7 trang 225 sách "Kết cấu Bê tông cốt thép - Phần cấu kiện cơ bản" theo A đ-ợc   0 , 900

Tính diện tích cốt thép:

) cm ( 18 , 40 84 900 , 0 3600

10934000 h

R

M

0

a





(%) 21 , 1 100

.

84

.

40

72

,





-Tính với Mmax   156 , 8 ( Tm ):

* Tính cốt đai: Qmax   46 , 61 ( T )

Có k1Rkbh0  0 , 6 13 , 4 40 74 , 6  23991 ( daN )  23 , 99 ( T )  Qmax  46 , 61 ( T )=> cần thiết kế cốt đai

Điều kiện để bê tông không bị phá hoại do ứng suất nén chính:

) T ( 61 , 46 Q

) T ( 47 , 192 ) daN ( 192468 6

, 74 40 215 3 , 0

bh

R

điều kiện đ-ợc thỏa mãn

Cốt đai chọn thép 6, f 0 , 283 ( cm 2 )

) cm / daN ( 76 3 , 81 40 4 , 13 8

46410 bh

R

8

Q

2 2

0

k

2

suy ra:

) cm ( 4 , 13 76

283 , 0 2 1800 q

nf

R

u

d

d

ad

) cm ( 41 , 96 46410

6 , 74 40 4 , 13 5 , 1 Q

bh R

5

,

1

u

2 2

0 k

) cm ( 30 cm 30

; cm 30 90 3

1 min cm

30

; h 3

1

min

























) cm ( 50 cm 50

; cm 5 , 67 90 4

3 min cm

50

; h 4

3

min

























) cm ( 4 , 14 176 22 8

; 225

; 144 6 24

; 225 4

900 min 8

; 225

; d 24

; 4

h

min

























ở vùng tới hạn theo yêu cầu kháng chấn

1.1.2 Dầm D2:

Tiết diện 1: Mmax  84 , 38 ( Tm ) tại tầng 4

) Tm ( 86 , 161

Tiết diện 2: Mmax  19 , 93 ( Tm )tại tầng 4

Lực cắt: Qmax   43 , 6 ( T )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 = utt = 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

h0

(Tm)

D1

3 ¢m 240+236 ,

D2

1.2 TÝnh cèt thÐp dÇm ®o¹n tõ tÇng 5 - tÇng 8:

1.2.1 DÇm D1:

Gi¸ trÞ M«men vµ lùc c¾t tÝnh to¸n:

TiÕt diÖn 1: Mmax  54 , 22 ( Tm )

) Tm ( 15 , 140

Mmax   TiÕt diÖn 2: Mmax  19 , 4 ( Tm )

TiÕt diÖn 3: Mmax  76 , 9 ( Tm )

) Tm ( 07 , 110

Mmax   Lùc c¾t: Qmax   39 , 92 ( T )

1.2.2 DÇm D2:

Gi¸ trÞ M«men vµ lùc c¾t tÝnh to¸n:

TiÕt diÖn 1: Mmax  110 , 51 ( Tm )

) Tm ( 8 , 186

Mmax   TiÕt diÖn 2: Mmax  24 , 53 ( Tm )

Lùc c¾t: Qmax   48 , 12 ( T )

TÝnh to¸n nh- ë trªn, kÕt qu¶ tÝnh thÐp cho dÇm D1 vµ D2 nh- sau:

CÊu

kiÖn diÖnTiÕt

CT chÞu M«men

Cèt thÐp, diÖn

(Tm)

D1

2 D-ơng 218+116,

D2

- Tính cốt đai dầm D1:

) T 92

,

39

Qmax  

Có k1Rkbh0  0 , 6 13 , 4 40 81 , 4  26178 ( daN )  26 , 18 ( T )  Qmax  39 , 92 ( T )=> cần thiết kế cốt đai

Điều kiện để bê tông không bị phá hoại do ứng suất nén chính:

) T ( 92 , 39 Q

) T ( 01 , 210 ) daN ( 210012 4

, 81 40 215 3 , 0

bh

R

điều kiện đ-ợc thỏa mãn

Cốt đai chọn thép 6, f 0 , 283 ( cm 2 )

) cm / daN ( 09 , 56 4

, 81 40 4 , 13 8

39920 bh

R

8

Q

2 2

0

k

2

suy ra:

) cm ( 16 , 18 09

, 56

283 , 0 2 1800 q

nf

R

u

d

d

ad

) cm ( 22 , 129 39920

1 , 80 40 4 , 13 5 , 1 Q

bh

R

5

,

1

u

2 2

0 k

) cm ( 30 cm 30

; cm 30 90 3

1 min cm

30

; h 3

1

min

























) cm ( 50 cm 50

; cm 5 , 67 90 4

3 min cm

50

; h 4

3

min

























) cm ( 4 , 14 176 22 8

; 225

; 144 6 24

; 225 4

900 min 8

; 225

; d 24

; 4

h

min

























ở vùng tới hạn theo yêu cầu kháng chấn

Vậy, chọn khoảng cách cốt đai: u = uct = 14(cm) ở vùng tới hạn và

- Tính cốt đai dầm D2:

) T 12

,

48

Qmax  

Có k1Rkbh0  0 , 6 13 , 4 40 80 , 1  25760 ( daN )  25 , 76 ( T )  Qmax  48 , 12 ( T )=> cần thiết kế cốt đai

Điều kiện để bê tông không bị phá hoại do ứng suất nén chính:

) T ( 12 , 48 Q

) T ( 66 , 206 ) daN ( 206658 1

, 80 40 215 3 , 0

bh

R

điều kiện đ-ợc thỏa mãn

Cốt đai chọn thép 6, f 0 , 283 ( cm 2 )

) cm / daN ( 16 , 84 1 , 80 40 4 , 13 8

48120 bh

R

8

Q

2 2

0

k

2

suy ra:

) cm ( 1 , 12 16

, 84

283 , 0 2 1800 q

nf

R

u

d

d

ad

) cm ( 2 , 107 48120

1 , 80 40 4 , 13 5 , 1 Q

bh R

5

,

1

u

2 2

0 k

) cm ( 30 cm 30

; cm 30 90 3

1 min cm

30

; h 3

1

min

























) cm ( 50 cm 50

; cm 5 , 67 90 4

3 min cm

50

; h 4

3

min

























) cm ( 4 , 14 176 22 8

; 225

; 144 6 24

; 225 4

900 min 8

; 225

; d 24

; 4

h

min

























ở vùng tới hạn theo yêu cầu kháng chấn

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: Mmax  26 , 28 ( Tm )

) Tm ( 12 , 126

Mmax   Tiết diện 2: Mmax  20 , 54 ( Tm )

Tiết diện 3: Mmax  62 , 98 ( Tm )

) Tm ( 77 , 82

Mmax   Lực cắt: Qmax   37 , 12 ( T )

1.2.2 Dầm D2:

Giá trị Mômen và lực cắt tính toán:

Tiết diện 1: Mmax  35 , 29 ( Tm )

) Tm ( 91 , 110

Mmax   Tiết diện 2: Mmax  24 , 98 ( Tm )

Lực cắt: Qmax   33 , 78 ( T )

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

h0

(Tm)

D1

D2

- Tính cốt đai dầm D1:

) T ( 12

,

37

Qmax  

Có k1Rkbh0  0 , 6 13 , 4 40 81 , 4  26178 ( daN )  26 , 18 ( T )  Qmax  37 , 12 ( T )=> cần thiết kế cốt đai

Điều kiện để bê tông không bị phá hoại do ứng suất nén chính:

) T ( 12 , 37 Q

) T ( 210 )

daN ( 210012 4

, 81 40 215 3 , 0

bh

R

kiện đ-ợc thỏa mãn

Cốt đai chọn thép 6, f 0 , 283 ( cm 2 )

) cm / daN ( 5 , 48 4

, 81 40 4 , 13 8

37120 bh

R

8

Q

2 2

0

k

2

suy ra:

) cm ( 21 5

, 48

283 , 0 2 1800 q

nf

R

u

d

d

ad

) cm ( 5 , 143 37120

4 , 81 40 4 , 13 5 , 1 Q

bh R

5

,

1

u

2 2

0 k

) cm ( 30 cm 30

; cm 30 90 3

1 min cm

30

; h 3

1

min

























) cm ( 50 cm 50

; cm 5 , 67 90 4

3 min cm

50

; h 4

3

min

























) cm ( 4 , 14 176 22 8

; 225

; 144 6 24

; 225 4

900 min 8

; 225

; d 24

; 4

h

min

























ở vùng tới hạn theo yêu cầu kháng chấn

- Tính cốt đai dầm D2:

) T ( 78

,

33

Qmax  

Có k1Rkbh0  0 , 6 13 , 4 40 84 , 2  27079 ( daN )  27 , 08 ( T )  Qmax  33 , 78 ( T )=> cần thiết kế cốt đai

Điều kiện để bê tông không bị phá hoại do ứng suất nén chính:

) T ( 78 , 33 Q

) T ( 24 , 217 ) daN ( 217236 2

, 84 40 215 3 , 0

bh

R

điều kiện đ-ợc thỏa mãn

Cốt đai chọn thép 6, f 0 , 283 ( cm 2 )

) cm / daN ( 54 , 37 2

, 84 40 4 , 13 8

33780 bh

R

8

Q

2 2

0

k

2

suy ra:

) cm ( 1 , 27 54

, 37

283 , 0 2 1800 q

nf

R

u

d

d

ad

) cm ( 7 , 168 33780

2 , 84 40 4 , 13 5 , 1 Q

bh R

5

,

1

u

2 2

0 k

) cm ( 30 cm 30

; cm 30 90 3

1 min cm

30

; h 3

1

min

























) cm ( 50 cm 50

; cm 5 , 67 90 4

3 min cm

50

; h 4

3

min

























) cm ( 4 , 14 176 22 8

; 225

; 144 6 24

; 225 4

900 min 8

; 225

; d 24

; 4

h

min

























ë vïng tíi h¹n theo yªu cÇu kh¸ng chÊn

1.4 TÝnh cèt thÐp dÇm ®o¹n tõ tÇng 15 - tÇng 20:

1.4.1 DÇm D1:

Gi¸ trÞ M«men vµ lùc c¾t tÝnh to¸n:

) Tm ( 12 , 115

Mmax   TiÕt diÖn 2: Mmax  22 , 13 ( Tm )

TiÕt diÖn 3: Mmax  50 , 86 ( Tm )

) Tm ( 39 , 55

Mmax   Lùc c¾t: Qmax   34 , 82 ( T )

1.4.2 DÇm D2:

Gi¸ trÞ M«men vµ lùc c¾t tÝnh to¸n:

TiÕt diÖn 1: Mmax  21 , 02 ( Tm )

) Tm ( 42 , 95

Mmax   TiÕt diÖn 2: Mmax  25 , 75 ( Tm )

Lùc c¾t: Qmax   30 , 97 ( T )

TÝnh to¸n nh- ë trªn, kÕt qu¶ tÝnh thÐp cho dÇm D1 vµ D2 nh- sau:

CÊu

kiÖn diÖnTiÕt

CT chÞu M«men

Cèt thÐp, diÖn

(Tm)

D1

D-ơng 425,

D2

- Tính cốt đai dầm D1:

) T 82

,

34

Qmax  

Có k1Rkbh0  0 , 6 13 , 4 40 84 , 0  27014 ( daN )  27 , 01 ( T )  Qmax  34 , 82 ( T )=> cần thiết kế cốt đai

Điều kiện để bê tông không bị phá hoại do ứng suất nén chính:

) T ( 82 , 34 Q

) T ( 72 , 216 ) daN ( 216720 0

, 84 40 215 3 , 0

bh

R

điều kiện đ-ợc thỏa mãn

Cốt đai chọn thép 6, f 0 , 283 ( cm 2 )

) cm / daN ( 07 , 40 0

, 84 40 4 , 13 8

34820 bh

R

8

Q

2 2

0

k

2

suy ra:

) cm ( 43 , 25 07

, 40

283 , 0 2 1800 q

nf

R

u

d

d

ad

) cm ( 92 , 162 34820

84 40 4 , 13 5 , 1 Q

bh R

5

,

1

u

2 2

0 k

) cm ( 30 cm 30

; cm 30 90 3

1 min cm

30

; h 3

1

min

























) cm ( 50 cm 50

; cm 5 , 67 90 4

3 min cm

50

; h 4

3

min

























) cm ( 4 , 14 176 22 8

; 225

; 144 6 24

; 225 4

900 min 8

; 225

; d 24

; 4

h

min

























ở vùng tới hạn theo yêu cầu kháng chấn

- Tính cốt đai dầm D2:

) T ( 97

,

30

Qmax  

Có k1Rkbh0  0 , 6 13 , 4 40 84 , 6  27207 ( daN )  27 , 21 ( T )  Qmax  30 , 97 ( T )=> cần thiết kế cốt đai

Điều kiện để bê tông không bị phá hoại do ứng suất nén chính:

) T ( 97 , 30 Q

) T ( 27 , 218 ) daN ( 218268 6

, 84 40 215 3 , 0

bh

R

điều kiện đ-ợc thỏa mãn

Cốt đai chọn thép 6, f 0 , 283 ( cm 2 )

) cm / daN ( 25 , 31 6

, 84 40 4 , 13 8

30970 bh

R

8

Q

2 2

0

k

2

suy ra:

) cm ( 6 , 32 25

, 31

283 , 0 2 1800 q

nf

R

u

d

d

ad

) cm ( 8 , 185 30970

6 , 84 40 4 , 13 5 , 1 Q

bh R

5

,

1

u

2 2

0 k

) cm ( 30 cm 30

; cm 30 90 3

1 min cm

30

; h 3

1

min

























) cm ( 50 cm 50

; cm 5 , 67 90 4

3 min cm

50

; h 4

3

min

























) cm ( 4 , 14 176 22 8

; 225

; 144 6 24

; 225 4

900 min 8

; 225

; d 24

; 4

h

min

























ở vùng tới hạn theo yêu cầu kháng chấn

1.5 Tính cốt thép dầm đoạn từ tầng 21 - mái:

1.5.1 Dầm D1:

Giá trị Mômen và lực cắt tính toán:

) Tm ( 89 , 118

Mmax   Tiết diện 2: Mmax  23 , 5 ( Tm )

Tiết diện 3: Mmax  54 , 04 ( Tm )

) Tm ( 18 , 49

Mmax   Lực cắt: Qmax   21 , 39 ( T )

1.5.2 Dầm D2:

Giá trị Mômen và lực cắt tính toán:

Tiết diện 1: Mmax  19 , 97 ( Tm )

) Tm ( 33 , 93

Mmax   Tiết diện 2: Mmax  26 , 38 ( Tm )

Lực cắt: Qmax   30 , 68 ( T )

Dựa vào kết quả tính toán ở trên, bố trí thép cho dầm D1 và D2 nh- sau:

Cấu

kiện

Tiết diện

CT chịu Mômen

Cốt thép, diện tích

h0

(Tm)

D1

D2

- Tính cốt đai dầm D1:

) T ( 39

,

21

Qmax  

Có k1Rkbh0  0 , 6 13 , 4 40 84 , 0  27014 ( daN )  27 , 01 ( T )  Qmax  21 , 39 ( T )=> chỉ cần đặt cốt đai theo cấu tạo

Cốt đai chọn thép 6, f 0 , 283 ( cm 2 )

) cm ( 92 , 162 34820

84 40 4 , 13 5 , 1 Q

bh R

5

,

1

u

2 2

0 k

) cm ( 30 cm 30

; cm 30 90 3

1 min cm

30

; h 3

1

min

























) cm ( 50 cm 50

; cm 5 , 67 90 4

3 min cm

50

; h 4

3

min

























) cm ( 4 , 14 176 22 8

; 225

; 144 6 24

; 225 4

900 min 8

; 225

; d 24

; 4

h

min

























ë vïng tíi h¹n theo yªu cÇu kh¸ng chÊn

- TÝnh cèt ®ai dÇm D2:

LÊy kÕt qu¶ tÝnh cèt ®ai ®o¹n tõ tÇng 15 - tÇng 20, chän kho¶ng

®o¹n gi÷a nhÞp