- Việc tính toán khung bê tông cốt thép bao gồm : xác định đ-ợc quan niệm tính toán khung, tính toán tải trọng và lập sơ đồ tính cho các khung trong hệ kết cấu, tính toán và tổ hợp nội l
Trang 1Chương 3: tính toán khung k4 - trục 6
==== &&& ====
i phân tích giải pháp kết cấu.
- Việc tính toán khung bê tông cốt thép bao gồm : xác định đ-ợc quan niệm tính toán khung, tính toán tải trọng và lập sơ đồ tính cho các khung trong hệ kết cấu, tính toán và tổ hợp nội lực, tính toán tiết diện (bê tông, cốt thép) và bố trí cốt thép
1 Sơ đồ tính :
- Đối với các công trình khi có giải pháp kết cấu hệ khung chịu lực, để tính toán đ-ợc đơn giản mà vẫn đảm bảo đ-ợc tính ổn định cho công trình ta cần phải chọn ra đ-ợc sơ đồ tính là hợp lý nhất
- Khi chọn sơ đồ tính toán khung cần chọn sao cho phù hợp với sơ đồ làm việc thực tế, nó phản ánh đ-ợc t-ơng đối đúng tính liên kết
- Tìm cách đơn giản hóa để giảm nhẹ việc tính toán, việc đơn giản hóa th-ờng h-ớng vào việc phân chia khung thành các phần riêng lẻ để tính toán
+ Coi khung làm việc là hệ khung phẳng diện truyền tải theo mặt phẳng khung, tải trọng truyền vào lấy từ hai phía lân cận
+ Khi phân phối tải trọng thẳng đứng cho một khung nào đó cho phép
bỏ qua tính liên tục của dầm dọc hoặc dầm ngang
2 Vật liệu sử dụng:
* Sử dụng bê tông mác 250, đá 1x2, cát vàng, có các chỉ tiêu sau : + Trọng l-ơng riêng : = 2500 Kg/m3
+ C-ờng độ chịu nén : Rn = 110 Kg/cm2 + C-ờng độ chịu kéo : Rk = 8,8 Kg/cm2
+ Mô đuyn đàn hồi : Eb = 2,4.105 Kg/cm2
* Với cốt thép :
+ Với loại thép đ-ờng kính < 10 dùng nhóm thép AI có Ra = 2300 Kg/ cm2
Rađ =1800 Kg/ cm2
+ Với loại thép đ-ờng kính 10 dùng nhóm thép AII có Ra = 2800 Kg/ cm2
+ Mô đuyn đàn hồi : Ea = 2,1.106 Kg/ cm2
ii sơ bộ xác định kích th-ớc.
Trang 21 Chọn kích th-ớc tiết diện dầm khung.
* Xác định chiều cao dầm dựa theo công thức :
12
1 8
1
; Đối với dầm ngang ;
+ h d L
20
1 12
1
; Đối với dầm dọc
+ Đối với dầm khung : K2 Gồm 3 nhịp
- Với nhịp 1: Có L = 1,8 m .1,8
12
1 8
1
d
h = (22,5ữ 15)cm : Chọn hd =
35 cm
- Với nhịp 2 : Có L = 6,6 m .6,6
12
1 8
1
d
h = (82,5ữ 55)cm : Chọn hd
= 60cm
-Với nhịp 3 :Có L = 2,7 m .2,7
12
1 8
1
d
h =(33,75ữ 22,5)cm : Chọn hd
= 35cm
Chọn bề rộng chung cho toàn dầm : bd = 22cm
2 Chọn kích th-ớc tiết diện cột.
* Xác định diện tích tiết diện ngang của cột trục B+C: Sơ bộ chọn b = 22cm
+ Xác định theo cộng thức :
n c
c c
R
N h
b
F 1,21,5
Trong đó ; Fc : Diện tích tiết diện ngang của cột
Rn : C-ờng độ chịu nén của bê tông
N : Lực nén lớn nhất có thể xuất hiện trong cột đ-ợc xác định nh- sau
- Diện tích truyền tải của cột lớn nhất.( Cột trụcB,C)
Trang 3a b
C D
- Diện tích truyền tải: S = a.b = 4,65 x 4,2 = 19,53 m2
- Tải trọng cho 1m2 lấy 1000 KG/m2
- Tải trọng do sàn truyền vào đầu cột là : N = 19,53 x 1000 x 5tầng = 97,65 tấn
Với Ntt = N x k , do cột chịu nén lệch tâm lấy k = 1,2
Ntt = 97,65 x 1,2 = 117,18 tấn Ta có :
) ( 1302 90
1000 18
,
cm
- Với b = (0,3ữ 0,4).h ; Lấy b = 0,4.h F = 0,4.h.h = 0,4.h2 = 1302
cm2
4 , 0
1302 57,05 cm
- Chọn kích th-ớc cột : + Với tầng 1,2,3 : bxh = (22 x 60)cm
+ Với tầng 4,5 : bxh = (22 x 50)cm
*Xác định diện tích tiết diện ngang của cột trục D : Sơ bộ chọn b = 22cm
- Xác định t-ơng tự nh- trên : Chọn sơ bộ b x h =(22 x 30)cm cho cả 5 tầng trục D
Chọn sơ bộ b x h =(22 x 22)cm cho cả 5 tầng trục A
- Kiểm tra tiết diện cột theo điều kiện ôn định: bgh 30
- Giả thiết khung ngàm vào móng ở độ sâu 1,4m
Trang 4- Kiểm tra với cột tầng 1 có độ cao l = 3,9+1,4 = 5,3 m
lo = .l= 0,7.5,3 = 3,71 (m)
Độ mảnh của cột: = lo/b = 3,71/ 0,22 = 16,86 < bgh 30
Vậy tiết diện cột Fb= (22x60) (cm) thoả mãn điều kiện ổn định
Trang 6
iii xác định tải trọng tác dụng lên khung :
- Tải trọng từ sàn truyền vào dầm xác định gần đúng theo diện truyền
tải dựa trên mặt bằng truyền tải sàn
- Tải trọng từ sàn truyền vào gồm tĩnh tải và hoạt tải Tuỳ theo diện
truyền tải mà tải trọng truyền vào khung sẽ ở dạng tải tập trung hay tải phân
bố trên chiều dài
1.Tải trọng mái:
a/ Tĩnh tải:
* Tải trọng tác dụng đ-ợc lập thành bảng sau: ( Sê nô rộng 0,85 m )
Tải trọng tiêu chuẩn
g tc
(kG/m 2
)
Hệ
số v-ợ
t tải (n)
Tải trọng tính toán
g tt
(kG/m 2
)
Sê nô
- Lớp vữa láng : = 0,03m, =1600KG/m 3
0,03.1600 = 48
- Bản sàn BTCT: = 0,1m, = 2500KG/m 3
0,1 2500 = 250
- Vữa trát trần: = 0,015m, = 1600 KG/m 3
0,015.1600 = 24
48 250 24
1,3 1,1 1,3
62,4 275 31,2
Thành Sê
nô - Thành sê nô BTCT dày 0,1m, = 2500
KG/m 3
0,1 2500 = 250
Sàn mái
-Bản sàn BTCT: = 0,1m, = 2500KG/m 3
0,1 2500 = 250
- Vữa trát trần: = 0,015m, = 1800
KG/m 3
0,015.1600 =24
- Xà gồ và mái tôn: gtc= 30 KG/ m 2
250 24 30
1,1 1,3 1,1
275 31,2 33
Trang 7Cộng 339,2
b/ Hoạt tải:
- Hoạt tải mái lấy theo tiêu chuẩn TCVN 2737-1995
- Hoạt tải mái : tc
m
P = 75 KG/m2;n= 1,3 tc
m
P = 1,3.75 = 97,5 KG/m2
- Hoạt tải sê nô : Đ-ợc lấy khi n-ớc đọng đầy trên sê nô kích th-ớc
(0,2x0,7)m
tc
n
P =1000 KG/m3;n= 1,3 tt
SN
P = 1,3.1000.0,2.0,7 = 182 KG/m2
2.Tải trọng từ sàn truyền vào:
a/ Tĩnh tải:
- Tĩnh tải tác dụng bao gồm tải trọng do các lớp vật liệu của sàn và tải
trọng truyền từ t-ờng vào đ-ợc quy về phân bố trên diện tích
- Giá trị tải trọng của sàn đ-ợc lấy từ phần tính toán thiết kế sàn với tải
trọng tác dụng lên: + 1m2 sàn là : g tt 369,8(KG/m2)
S
+ 1m2 sàn wc là : g tt 424,8(KG/m2)
M
b/ Hoạt tải:
- Hoạt tải trên sàn lấy theo TCVN 2737 - 1995
- Hệ số tin cậy xác định theo điều 4.3.3 TCVN 2737 - 1995
+ Giá trị hoạt tải trên sàn đ-ợc xác định trong bảng sau:
Loại phòng Hoạt tải tiêu chuẩn
P tc (kG/m 2 )
Hệ số v-ợt tải (n)
Hoạt tải tính toán
P tt (kG/m 2 )
3 Tải trọng tác dụng từ t-ờng truyền xuống:
- Trọng l-ợng t-ờng xây trên dầm (tính đơn giản và thiên về an toàn)
Theo công thức : g t = b t h t t n
Trong đó : - bt: Chiều dày t-ờng kể cả lớp trát (lấy bt = 0,25cm)
- h t : Chiều cao của t-ờng
Trang 8-t : Träng l-îng riªng ;
- n : HÖ sè v-ît t¶i lÊy (n = 1,1).
* T¶i träng tõng lo¹i t-êng ®-îc lËp thµnh b¶ng sau:
- ChiÒu dµy t-êng kÓ c¶ líp tr¸t (lÊy bt = 0,25cm)
Sè
thø
g tc
(KG/m)
HÖ sè vît t¶i (n)
g tt
(KG/m)
1 -T-êng g¹ch 110 trôc 6 (tõ trôc B÷ C ), = 1800 KG/m 3
cao 3,6 - 0,6 = 3 m ; 0,14.3.1800 = 756 756 1,1 831,6
2 - T-êng g¹ch 110 trôc 6 (tõ trôc C÷ D), = 1800 KG/m 3
cao 3,6 - 0,35 = 3,25 m ; 0,14.3,25.1800 = 819 819 1,1 901
3 - T-êng däc 220, thuéc trôc B, = 1800 KG/m 3
cao 3,6 - 0,35 = 3,25 m ; 0,25.3,25.1800 = 1462,5 1462,5 1,1 1608,75
4 - T-êng däc 110, thuéc trôc C,D, = 1800 KG/m 3
cao 3,6 - 0,35 = 3,25 m ; 0,14.3,25.1800 = 819 819 1,1 901
5 - Lan can hµnh lang dµy 110, cao 0,8m däc trôcA,D, = 1800 KG/m 3 : 0,14.0,8.1800 = 201,6 201,6 1,1 221,76
3 T¶i träng do dÇm khung , cét khung.
Sè
thø
tù
Tªn cÊu
kiÖn TiÕt diÖn b x h(m) Líp cÊu t¹o g tc
KG/ m
HÖ
sè v-ît t¶i (n)
g tt
KG/m
1 DÇm khungL=2,7m 0,22x0,35 - Bª t«ng C.T, = 2500 KG/m3
0,22.0,35.2500 =192,5 192,5 1,1 211,75
Trang 9- V÷a tr¸t dÇm = 0,015m = 1600 KG/m 3
(2.0,25+0,22).0,015.1600=17,28
17,28 1.3 22,464
L = 1,8m
Céng 234,21
- Bª t«ng C.T, = 2500 KG/m 3
- V÷a tr¸t dÇm = 0,015m = 1600 KG/m 3
(2.0,5+0,22).0,015.1600=29,28
29,28 1,3 38,064
2 DÇm khungL = 5,7m 0,22x0,6
Céng 401,06
- Bª t«ng C.T, = 2500 KG/m 3
0,22.0,35.2500 =192,5 192,5 1,1 211,75
- V÷a tr¸t dÇm = 0,015m = 1600 KG/m 3
(2.0,25+0,22).0,015.1600=17,28 17,28 1.3 22,464
3
DÇm däc
D1,D2
D 4 , D 6
0,22x0,35 0,22x0,35
Céng 234,21
- Bª t«ng C.T, = 2500 KG/m 3
- V÷a tr¸t dÇm = 0,015m = 1600 KG/m 3
(2.0,2+0,22).0,015.1600=14,88
14,88 1.3 19,34
4 DÇm WC D 7
0,22x0,30
Céng 200,84
- Bª t«ng C.T, = 2500 KG/m 3
- V÷a tr¸t dÇm = 0,015m = 1600 KG/m 3
(2.0,2+0,11).0,015.1600=12,24
12,24 1.3 15,912
5 DÇm WC D 8
0,11x0,30
Céng 106,66
- Bª t«ng C.T, = 2500 KG/m 3
0,22.0,325.2500 =178,75 178,7 1,1 196,62
- V÷a tr¸t cét = 0,015m = 1600 KG/m 3
2.(0,22+0,22).0,015.1600=21,12
21,12 1,3 27,45
H = 3,25 m 0,22x0,22
Céng 224,07
- Bª t«ng C.T, = 2500 KG/m 3
- V÷a tr¸t cét = 0,015m = 1600 KG/m 3
2.(0,22+0,6).0,015.1600=39,36
39,36 1,3 51,168
7 H = 3 mCét 0,22x0,6
Céng 402,36
Trang 10- Bª t«ng C.T, = 2500 KG/m 3
- V÷a tr¸t cét = 0,015m = 1600 KG/m 3
2.(0,22+0,5).0,015.1600= 34,56
34,56 1,3 44,928
8 H = 3 mCét 0,22x0,5
347,43
- Bª t«ng C.T, = 2500 KG/m 3
- V÷a tr¸t cét = 0,015m = 1600 KG/m 3
2.(0,22+0,3).0,015.1600=24,96
24,96 1,3 32,448
9 H = 3,25 mCét 0,22x0,3
Céng 213,95