Đồ án thiết kế khung BTCT theo sơ đồ a, nơi xây dựng thuộc vùng V, L1=7,2m, L2=2,4m,A=3,3m,H=3,3m, bê tông M200

Các hoạt tải tiêu chuẩn Hoạt tải mái : Pmtc= 125 dN/m2 đồ án đợc thực hiện theo trình tự các phần nh sau Phần I: thiết lập sơ đồ tính toán và chọn tiết diện - thiết lập theo khung phẳng.

4 Các hoạt tải tiêu chuẩn

Hoạt tải mái : Pmtc= 125( dN/m2)

đồ án đợc thực hiện theo trình tự các phần nh sau

Phần I: thiết lập sơ đồ tính toán và chọn tiết diện

- thiết lập theo khung phẳng

- liên kết giữa các thanh là liên kết cứng

- liên kết giữa cột và mặt móng là liên kết ngàm

- khung chịu lực là khung BTCT

vậy tiết diện dầm (22x 30) cm

c) tiết diện cột chọn theo kiến trúc :

Fb =

Rn

N k

N= S*q*nTrong đó S: diện tích chịu tảiK: hệ số xác định độ lệch tâm của cột ( k =1,2-1,5).N: số tầng

q: tải trọng trên 1 m2Rn: Cờng độ chịu nén của BT

N: lực dọc tại tiết diện cộtFb: diện tích mặt cắt tiết diện cột

Ta đi xác định S

2

3300 2

7200 (

* ) 2

1 2

4 , 1

* 10

* 8 , 37

cm Rn

T¶i träng TT KN/m2

385 = 1272.15 (kg/m 2 ) tæng tÜnh t¶i t¸c dông lªn dÇm D7 ®o¹n BC:

377 = 1245.09 (kg/m 2 ) tæng tÜnh t¶i t¸c dông lªn dÇm D9 ®o¹n BC:

tải trọng do tờng xây.

gA

t = [1,1*2000*0,22 * 3,0+1,2*2000*0,015*2*3,0] *0,7= 1167,6 (kg/m2 )( 0,7 hệ số kể đến các ô thoáng tờng )

tải do sàn truyền vào ( dạng hình thang)

tải trọng do tờng xây

gA

t = 1,1*2000*0,11 1,0+1,2*2000*0,015*2*1 = 219,8 (kg/m2 )tải do sàn truyền vào ( dạng hình thang)

gB o= 1,1*2500*0,22*( 0,3-0,1) + 1,2*2000*[0,22*(0,3-0,1)*2]*0,015 = 121+22,32 =143.32 ( kg/m2)

tải trọng do tờng xây

gB

t = [1,1*2000*0,22 * 3,0+1,2*2000*0,015*2*3,0] *0,7= 1167,6 (kg/m2 )( 0,7 hệ số kể đến các ô thoáng tờng )

tải do sàn truyền vào ( dạng hình thang)

tải do sàn truyền vào ( dạng hình thang)

tải trọng do tờng xây

gc

t = [1,1*2000*0,22 * 3,0+1,2*2000*0,015*2*3,0] *0,7= 1167,6 (kg/m2 )( 0,7 hệ số kể đến các ô thoáng tờng )

tổng tĩnh tải tác dụng lên dầm trục C sàn tầng

g C = (143.32+1167,6)*3,3= 4326.036 (kg)

Tải trọng tác dụng lên dầm trục C sàn mái

Tải trọng bản thân

gc o= 1,1*2500*0,22*( 0,3-0,1) + 1,2*2000*[0,22*(0,3-0,1)*2]*0,015 = 121+22,32 =143.32 ( kg/m2)

tải trọng do tờng xây

gA

t = 1,1*2000*0,11 1,0+1,2*2000*0,015*2*1 = 219,8 (kg/m2 )

tæng tÜnh t¶i t¸c dông lªn dÇm trôc B sµn m¸i.

g C = (143.32+219,8)*3,3= 1198.296 (kg)

Ho¹t t¶i t¸c dông lªn dÇm tÇng

+ Ho¹t t¶i ph©n bè t¸c dông lªn dÇm ®o¹n A-B

T¶i träng t¸c dông lªn dÇm trôc A sµn tÇng

t¶i do sµn truyÒn vµo ( d¹ng h×nh thang)

gbc = 0,5*k*gs*l 1 (k = 1 - 2 2

 +  3 )

 = l1/2l2 = 0,229  k = 0,784

qA s = 325 x3.3x0,784 *0,5= 420.42 (kg/m 2 )tæng tÜnh t¶i t¸c dông lªn dÇm trôc A sµn tÇng

q A = 420.42*3,3= 1387,4 (kg)

+ T¶i träng t¸c dông lªn dÇm trôc A sµn m¸i.

t¶i do sµn truyÒn vµo ( d¹ng h×nh thang)

q A = 420.42*3,3= 533.61 (kg)

T¹i nót B

T¶i träng t¸c dông lªn dÇm trôc B sµn tÇng

t¶i do sµn truyÒn vµo ( d¹ng h×nh thang)

gbc = 0,5*k*gs*l 1 (k = 1 - 2 2

 +  3 )

 = l1/2l2 = 0,229  k = 0,784

qB s = 325 x3.3x0,784 *0,5= 420.42 (kg/m 2 )tæng tÜnh t¶i t¸c dông lªn dÇm trôc B sµn tÇng

q = 420.42*3,3= 1387,4 (kg)

Tải trọng tác dụng lên dầm trục B sàn mái

tải do sàn truyền vào ( dạng hình thang)

+ tải trọng gió tác dụng vào khung

Nhà có chiều cao < 40 m nên ta chỉ xét đến thành phần gió tĩnh :

+ công trình xây dựng trên địa hình V theo TCVN 2737 –95

tảI trọng tiêu chuẩn qo = 95 (kg/m2 )

tảI trọng gió đợc chia làm 2 trờng hợp :

tÜnh t¶i t¸c dông lªn khung

143.32 ( kg/m2)

5984,484 (kg) 4326.036 (kg) 2809.16 (kg) 2083.68 (kg) 1198.296 (kg)

±0.00 +3300 +6600

±0.00 +3300 +6600

591.9 (kg/m2)

650.5 (kg/m2)

444.0 (kg/m2) 487.9 (kg/m2)

hoạt tải gió phải tác dụng lên khung

IV ) Tính thép khung trục:

Sau khi chạy nội lực bằng chơng trình SAP 2000 ta tiến hành tổ hợp nội lực

Tiến hành tổ hợp theo 3 trờng hợp:

+ Trờng hợp cơ bản 1: 1.tĩnh tải + 1.(hoạt tải hoặc tải trọng gió)

+ Trờng hợp cơ bản 2: 1.tĩnh tải + 0,9.(hoạt tải + tải trọng gió)

Việc tổ hợp tiến hành sao cho đa ra đợc giá trị nội lực lớn nhất ở các tiết diện quan trọng (nguy hiểm)

Từ kết quả của bảng tổ hợp nội lực chọn ra các cặp nội lực nguy hiểm để tính thép cho các phần tử của khung.Vì số lợng các phần tử là rất nhiều nên em chỉ tính cụ thể một phần tử

điển hình, còn các phần tử còn lại bằng cách tính tơng tự và kết quả đợc lập thành bảng để tiện theo dõi

- Cặp có giá trị mômen dơng lớn nhất

- Cặp có giá trị mômen âm lớn nhất

- Cặp có lực dọc lớn nhất

Ta chọn ra 3 cặp nội lực trên để tính toán vì những cặp có lực dọc lớn thờng gây nguy hiểmcho vùng nén, cặp có mômen lớn thì gây nguy hiểm cho cả vùng nén và vùng kéo Khi có nghi ngờ giữa các cặp nội lực, không biết rõ cặp nào nguy hiểm hơn thì phải tính toán với tất cả các cặp đó

 Chiều dài tính toán của cột là : ltt=0,7.H (Một đầu ngàm một đầu khớp)

(H là chiều cao từ sàn tầng thứ i đến sàn tầng thứ i+1)

 e0 = e01 + e0’ = 31,59 + 2 = 33,59 cm

22

5 , 318

h l

Giả thiết hàm lợng cốt thép toàn bộ: t = 0,9%

Ta có: EaJa= Ea t b h0 (0,5 h - a)2

= 2,1.106 0,009 22 19 (0,5 22 - 3)2 = 505,61.106 KGcm2

EbJb= Ea 6

3 5

3

10 6 , 2129 12

22 22 10 4 , 2 12

.





h b

,

0

11 , 0

- TÝnh Kdh:

Kdh = 1+

y N M

y N

Mdh dh





= 1,31TÝnh N th:

N th = .E .J E .J )

K

S (

N

n4,28 cm

) 5 , 0 (

.

' 0 '

0 0 0

0

a h R

h h

x b R e

) 19 62 , 0 5 , 0 19 ( 78 11 22 90 62 , 0 44 , 38 8486

1 , 4

 e0 = e01 + e0’ = 21,13 + 2 = 23,13 cm

22

5 , 318

h l

Gi¶ thiÕt hµm lîng cèt thÐp toµn bé: t = 0,9%

Ta cã: EaJa= Ea t b h0 (0,5 h - a)2

= 2,1.106 0,009 22 19 (0,5 22 - 3)2 = 505,61.106 KGcm2

3 5

3

10 6 , 2129 12

22 22 10 4 , 2 12

.





h b

,

0

11 , 0

- TÝnh Kdh:

Kdh = 1+

y N M

y N

Mdh dh





= 1,3TÝnh N th:

N th = .E .J E .J )

K

S (

N

n5,82 cm

) 5 , 0 (

.

' 0 '

0 0 0

0

a h R

h h

x b R e

) 19 62 , 0 5 , 0 19 ( 78 , 11 22 90 62 , 0 5 , 28 11525

19 , 3

lấy độ lệch tâm ngẫu nhiên e0’= 2

 e0 = e01 + e0’ = 14,58 + 2 = 16,58 cm

22

5 , 318

h l

Giả thiết hàm lợng cốt thép toàn bộ: t = 0,9%

Ta có: EaJa= Ea t b h0 (0,5 h - a)2

= 2,1.106 0,009 22 19 (0,5 22 - 3)2 = 505,61.106 KGcm2

3 5

3

10 6 , 2129 12

22 22 10 4 , 2 12

,

0

11 , 0

- Tính Kdh:

Kdh = 1+

y N M

y N

Mdh dh





= 1,28Tính N th:

N

n7,63 cm

) 5 , 0 (

.

' 0 '

0 0 0

0

a h R

h h

x b R e

) 19 62 , 0 5 , 0 19 ( 78 , 11 22 90 62 , 0 4 , 22 11525

43 , 2

min 



 e0 = e01 + e0’ = 15,49 + 2 = 17,49 cm

22

5 , 318

h l

Gi¶ thiÕt hµm lîng cèt thÐp toµn bé: t = 0,9%

Ta cã: EaJa= Ea t b h0 (0,5 h - a)2

= 2,1.106 0,009 22 32 (0,5 35 - 3)2 = 2797,5.106 KGcm2

3 5

3

10 5390 12

35 22 10 4 , 2 12

.





h b

,

0

11 , 0

- TÝnh Kdh:

Kdh = 1+

y N M

y N

Mdh dh





= 1,68TÝnh N th:

N th = .E .J E .J )

K

S (

N

n16.3 cm

 x = 16.3 cm < 0 h0 = 0,62 32 = 19,84 cm

VËy ta tÝnh theo trêng hîp lÖch t©m lín:

XÐt  e0 = 0,931*17,49 = 16.3cm > e0gh = 11,416cm

VËy ta lÊy x = 0 h0 = 19.84 cm

DiÖn tÝch thÐp:

Fa=F’a=

) (

) 5 , 0 (

.

' 0 '

0 0 0

0

a h R

h h

x b R e

) 32 62 , 0 5 , 0 32 ( 84 , 19 22 90 62 , 0 8 30 32281

1 , 4

 e0 = e01 + e0’ = 24,43 + 2 = 26,43 cm

22

5 , 318

h l

Gi¶ thiÕt hµm lîng cèt thÐp toµn bé: t = 0,9%

Ta cã: EaJa= Ea t b h0 (0,5 h - a)2

= 2,1.106 0,009 22 32 (0,5 35 - 3)2 = 2797,5.106 KGcm2

3 5

3

10 5390 12

35 22 10 4 , 2 12

.





h b

,

0

11 , 0

- TÝnh Kdh:

Kdh = 1+

y N M

y N

Mdh dh





= 1,52TÝnh N th:

1

0,926

 e =  e0 + 0,5 h - a = 38,99 cm

* TÝnh to¸n cèt thÐp:

ChiÒu cao vïng nÐn: x = 

b R

N

n16.73 cm

) 5 , 0 (

.

' 0 '

0 0 0

0

a h R

h h

x b R e

) 32 62 , 0 5 , 0 32 ( 84 , 19 22 90 62 , 0 99 , 38 33129

05 , 7

 e0 = e01 + e0’ = 18,57 + 2 = 20.57cm

22

5 , 318

Gi¶ thiÕt hµm lîng cèt thÐp toµn bé: t = 0,9%

Ta cã: EaJa= Ea t b h0 (0,5 h - a)2

= 2,1.106 0,009 22 32 (0,5 35 - 3)2 = 2797,5.106 KGcm2

3 5

3

10 5390 12

35 22 10 4 , 2 12

.





h b

,

0

11 , 0

- TÝnh Kdh:

Kdh = 1+

y N M

y N

Mdh dh





= 1,48TÝnh N th:

N th = .E .J E .J )

K

S (

2

0

 = 452603.1 (Kg )

n21.3 cm

) 5 , 0 (

.

' 0 '

0 0 0

0

a h R

h h

x b R e

17 , 6

Giả thiết a=5cm  h0=60-5=55 cm

*Tại tiết diện I-I có :M=-18388.5 Kgm

2 55 22 90

1838850 2

0

M

 Tính theo trờng hợp đặt cốt đơn

1838850 0

21 , 15

% 100 0

1568590 2

1568590 0

21 15

% 100

h

cm l

165 330

2 1

90 10

9 9

120 6

720 6

 C1=90cm->bc =22+2x90=202cm

2 0 Rn.bc h

3 15294

t = 100 % 1 , 25 %

55 22

21 15

% 100 0

Tõ b¶ng tæ hîp néi lùc ta cã Qmax=16679,6 KG (tiÕt diÖn III-III)

+ KiÓm tra ®iÒu kiÖn h¹n chÕ:

Q  k0.Rn.b.h0

Víi k0:HÖ sè phô thuéc vµo m¸c bª t«ng(k0=0,35víi m¸c BT<400#)

Q1=0,35.90.22.55 = 38115 KG > Qmax=16679,6KG

 Tho¶ m·n ®iÌu kiÖn h¹n chÕ,bª t«ng kh«ng bÞ ph¸ ho¹i trªn tiÕt diÖn nghiªng

+ KiÓm tra kh¶ n¨ng chÞu c¾t cña bª t«ng

Rad.n.fa

6 , 16679

2 55 22 5 , 7 8 503 , 0 2 2300 2

2 0

8

cm Q

bh k

Q

h b k

2.1.TÝnh to¸n thÐp däc cho phÇn tö 7 (nhÞp AB)

-TÝnh cèt thÐp chÞu m«men ©m ë ®Çu dÇm , tiÕt diÖn dÇm cã c¸nh n»m trong vïng kÐo,tÝnh theo tiÕt diÖn ch÷ nhËt cã b=22 cm

Gi¶ thiÕt a=5cm  h0=60-5=55 cm

*T¹i tiÕt diÖn I-I cã :M=-1556,9 Kgm

2 25 22 90

155690 2

155690 0

t = 100 % 1 , 38 %

25 22

6 , 7

% 100 0

508490 2

508490 0

21 15

% 100

h

cm l

165 330

2 1

90 10

9 9

40 6

240 6

 C1=40cm->bc =22+2x40=102cm

) ' 5 , 0 )(

' (

* '

*

* (

02 , 4

% 100 0

12

II-II 15108 22 60 55 0.26 0.85 10.9 322 a100 a150