Tòa nhà hỗn hợp văn phòng chung cư 11 tầng gồm 1 tầng hầm

Tải trọng gió truyền lên khung sẽ được tính theo công thức: Gió đẩy: qđ=W0.n.ki.Cđ.B Gió hút: qh=W0.n.ki.Ch.B Trong đó: n-hệ số vượt tải lấy n=1.2 ki-hệ số tính đến sự thay đổi của

SỐ LIỆU THIẾT KẾ

H1(m)

ChiềuCao

H2(m)

ChiềuCao

H3(m)

ChiềuCao

H4(m)

BướcKhungB(m)

Hoạt tải pc

(kG/m2)

Vùng gió

TLTC(kg/m2)Gạch ceramic lát nền 0.01 1800 18

TLTC(kg/m2)

Chọn kích thước chiều dày sàn :

Sử dụng cơng thức Lê Bá Huế:

m l

k

2

1 8 37

4 8

37

× +

= +

Tĩnh tải phân bố ( tính cả trọng lượng bản thân bản BTCT ) trên sàn tầng là :

q0 = go + gbt + ps = 88 + 2500x0.1= 338 (kG/m2)

Tĩnh tải phân bố tính tốn ( tính cả trọng lượng bản thân bản BTCT ) trên sàn tầng mái là :

qsmo = gom + gbt + pm= 251 + 2500x0.1 = 501 (kG/m2)

Tổng tải trọng phân bố tính toán ( tính cả trọng lượng bản thân bản BTCT ) trên sàn tầng là :

qs = go + gbt + ps = 88 + 2500x0.1+150 = 488 (kG/m2

Tổng tải trọng phân bố tính toán ( tính cả trọng lượng bản thân bản BTCT ) trên sàn tầng mái là :

qsm = gom + gbt + pm= 251 + 2500x0.1 + 150 = 651 (kG/m2

2) Kích thước tiết diện dầm khung :

Theo công thức kinh nghiệm :

m

L k

h = .Với : L là nhịp dầm

12

6

1 x = ( m )Chọn hd = 0.5 ( m ), bề rộng dầm bd = 0.3 ( m )

12

8

1 x = ( m )Chọn hd = 0.65 ( m ), bề rộng dầm bd = 0.3 ( m )

c) Dầm phụ : h=0.5m, b=0.3m

Chọn hd = 0.35 ( m ), bề rộng dầm bd = 0.2 ( m )

3 ) Kích thước tiết diện cột :

Diên tích tiết diện cột được xác định theo công thức :

bR

kxN

A =a) Cột trục 1,4 :

Diện truyền tải vào cột 1 :

) ( 24 3

N2 = qsm.S1 = 651 x 24 =15624 ( kG )Lực dọc do trọng lượng bản thân dầm dọc :

Ndd = 2500x0.3x0.65x8 = 3900 ( kG )Lực dọc do tường xây:

b) Cột trục 2,3 :

Diện truyền tải vào cột 2 :

) ( 56 7

N2 = qsm.S2 = 651 x 56 = 36456 ( kG )Lực dọc do trọng lượng bản thân dầm dọc :

Ndd = 2500x0.3x0.65x8 = 3900 ( kG )Lực dọc tổng cộng truyền vào cột trục 2 là :

N = 5x27328+36456+6x3900=196496( kG )

⇒

bR

N k

4 ) Mặt bằng bố trí kết cấu ( MB sàn tầng điển hình )

IV – SƠ ĐỒ TÍNH TOÁN KHUNG PHẲNG

25 0 1

LCD = 3.1 ( m )

b ) Chiều cao tính toán của cột :

Chiều cao của cột lấy bằng khoảng cách giữa các trục dầm Xác định chiều cao cột tầng 1

Chọn chiều sâu chon móng 1.5m tính từ cos 0.000 đến vị trí mặt trên của tảng móng hm = 1.5m

Xác định chiều cao tầng 2 , 3 , 4 h2 = h3 = h4 = 3.3 m

Ta có sơ đồ kết cấu được thể hiện như hình vẽ :

- Trọng lượng cầu thang bộ do hoạt tải: p=300(kg/m2) => gp=pxSct=300x(4x3-1.8x1.8)=2628(kg)

- Trọng lượng toàn bộ cầu thang là:

gct = 2x3600+2x1518.5+1363+2628=14179(kg)

2 Xác định tải trọng tĩnh tầng:

a) Tĩnh tải phân bố:

Do tường xây trên dầm nhịp 12, 34: 1800x0.1x(3.2-0.5)=486(kg)

Do tường xây trên dầm nhịp 23: 1800x0.1x(3.2-0.65)=459(kg)

Do S1 truyền vào dạng hình thang với tung độ lớn nhất là: ght=4x338=1352(kg)

Do S2 truyền vào dạng hình thang với tung đọ lớn nhất là: ght=4x338=1352(kg)

Do S3 truyền vào với dạng tam giác với tung độ lớn nhất là: gtg=1.5x338=507(kg)

Do S4 truyền vào với dạng hình thang với tung độ lớn nhất là: ght=2x338=676(kg)

- G2:

+ Do trọng lượng bản thân dầm dọc: 2500x0.65x0.3x8=3900(kg)

+ Do trọng lượng bản thân tường xây trên dầm dọc: 1800x0.1x(3.2-0.65)x8=3672 (kg)

+ Do dầm phụ 2 bên trục G, H trên vào: 3829+6006=9835(kg)

a) Tải trọng phần mái trên cùng:

Tải trọng do trọng lượng bản thân sàn: qomxSm=501x8x6=24048(kg)

Tải trọng do dầm ngang và dầm dọc: 2x2500x0.65x0.3x8+3x2500x0.5x0.3x6=14550(kg)

Tải trọng tường ngang và tường dọc: 2x1800x0.2x1x8+2x1800x0.2x1x6=10080

=>Tải trọng mái trên cùng là: 24048+14550+10080=48678(kg)

=> Tải trọng tác dụng ở cột là: gmtr =48678/4=12169.5(kg)

b) Tải trọng phần mái bên dưới:

a.1 Tĩnh tải phân bố:

Do S1 truyền vào dạng hình thang với tung độ lớn nhất là: ght=4x501=2004(kg/m)

Do S2 truyền vào dạng hình thang với tung đọ lớn nhất là: ght=4x501=2004(kg/m)

Do S3 truyền vào với dạng tam giác với tung độ lớn nhất là: gtg=1.5x338=507(kg/m)

Do S4 truyền vào với dạng hình thang với tung độ lớn nhất là: ght=2x501=1002(kg/m)

a.2 Tĩnh tải tập trung:

+ Do dầm dọc và tường trên dầm dọc gây ra:3900+7344=11244(kg)

+ Do mái trên gây ra: gmtr=12169.5(kg)

=>G4=1002+4624.5+11244+12169.5=29040(kg)

- G5= rd + gct/4=983.75+14179/4=4528.5(kg)

Lập sơ đồ tác dụng của tĩnh tải:

VI XÁC ĐỊNH HOẠT TẢI TÁC DỤNG VÀO KHUNG TRỤC D:

1 Hoạt tải 1: hoạt tải chất đầy

a Hoạt tải phân bố:

b. Hoạt tải tập trung:

+ Do dầm phụ bên trái trục 2 truyền vào: 1200(kg)

+ Do dầm phụ bên phải trục 2 truyền vào:1800(kg)

- PD4: + Do sàn truyền vào: 300(kg)

+ Do dầm phụ truyền vào 846/2+600=1023(kg)

=>PD4 = 300+1023=1323(kg)

- Pd=281.25(kg)

2 Hoạt tải 2:

3 Hoạt tải 3:

4 Hoạt tải 4:

a Hoạt tải tầng trệt, 2, 4:

- Tải phân bố: dạng hình thang với tung độ lớn nhất là: 4x150=600(kg/m)

- Tải tập trung: + Do sàn truyền vào: 150x4=600(kg)

+ Do dầm phụ truyền vào: 1800(kg) => PD3=PD4=600+1800=2400(kg)

b Hoạt tải tầng 1, 3, mái:

- Hoạt tải phân bố:

+ Dầm 12: dạng hình thang với tung độ lớn nhất là: 600(kg/m)

+ Dầm 34: dạng hình thang với tung độ lớn nhất là: 300(kg/m)

dạng tam giác với tung độ lớn nhất là: 1.5x150=225(kg/m)

5 Hoạt tải 5:

b Tầng trệt, 2, 4:

- Tải phân bố:

+ Dầm nhịp 23: dạng hình thang với tung độ lớn nhất là:600(kg/m)

+ Dầm nhịp 34: dạng hình thang với tung độ lớn nhất là:300(kg/m)

Dạng hình tam giác với tung độ lớn nhất là: 225(kg/m)

7 Hoạt tải 7:

VII XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG GIÓ:

Công trình xây dựng thuộc vùng gió II-A, có áp lực gió đơn vị 95-12=83(kg/m2), địa hình dạng A Công trình dưới 40m nên ta chỉ xét đến tải trọng tĩnh của gió Tải trọng gió truyền lên khung sẽ được tính theo công thức:

Gió đẩy: qđ=W0.n.ki.Cđ.B

Gió hút: qh=W0.n.ki.Ch.B

Trong đó:

n-hệ số vượt tải lấy n=1.2

ki-hệ số tính đến sự thay đổi của áp lực gió theo chiều cao tìm được bằng cách nội suy, để đơn giản cho tính toán và thiên về an toàn ở đây ta chọn hệ số k ở 2 tầng liên tiếp là như nhau

VIII XÁC ĐỊNH NỘI LỰC:

1 Cách xác định nội lực do từng loại tải trọng :

Khung là kết cấu siêu tĩnh, phương pháp xác định nội lực thông thường hiện nay là các chương trình tính, trên cơ sở vật liệu đàn hồi tuyến tính

Cách xác định nội lực bằng cách sử dụng các chương trình tính bao gồm các bước:

+ Phân chia hệ kết cấu thành các phần tử, các phần tử được nối với nhau bằng các nút

+ Mô tả các đặc trưng hình học, cơ học, vật liệu của các phần tử

+ Đặt tải trọng lên khung theo từng sơ đồ

+ Tính toán nội lực cho các trường hợp trên

+ Vẽ các sơ đồ: hình học, sơ đồ phần tử, sơ đồ tải trọng, in các số liệu đầu vào, đầu ra, vẽ các biểu đồ nội lực

+ Kết tra kết quả đầu vào, kết quả cuối cùng

2 Tổ hợp nội lực :

Mục đích của tổ hợp nội lực là tìm nội lực nguy hiểm trên một số tiết diện dưới tác dụng của nhiều loại tải trọng

Có 2 loại tổ hợp: tổ hợp cơ bản và tổ hợp đặc biệt, ở đây chỉ xét tổ hợp cơ bản

Tổ hợp cơ bản được chia thành :

+ Tổ hợp cơ bản loại 1 bao gồm: nôi lực do tĩnh tải cộng với nội lực do một loại hoạt tải+ Tổ hợp cơ bản loại 2 bao gồm: nội lực do tĩnh tải cộng với nội lực do các hoạt tải gây ra, trong đó nội lực do hoạt tải được nhân với hệ số tổ hợp, lấy bằng 0.9

Cụ thể đối với khung này cần tổ hợp với các trường hợp sau:

22 TH22 1.1xTT+0.9(1.2xHT6+GP)

I KẾT QUẢ NỘI LỰC KHUNG TRỤC B KHI MÔ HÌNH LÀ KHUNG PHẲNG

Sử dụng chương trình tính toán kết cấu Sap để tính toán nội lực cho khung với sơ đồ phần tử dầm , cột như hình dưới đây

SƠ ĐỒ KÝ HIỆU PHẦN TỬ KHUNG

BIỂU ĐỒ BAO MOMENT (T.m)

BIỂU ĐỒ BAO LỰC CẮT

BIỂU ĐỒ BAO LỰC DỌC (T)

IX TÍNH TOÁN VÀ CẤU TẠO CỐT THÉP DẦM KHUNG

A TÍNH TOÁN CỐT THÉP DỌC

1 Phương pháp tính toán

a Các trường hợp tính toán

Tùy theo momen là dương hay âm mà lấy tiết diện tính toán khác nhau Tiết diện chữ T có cánh ở phía trên , với momen âm cánh nằm trong vùng kéo do đó bỏ qua phần vươn của cánh , chỉ tính theo tiết diện chữ nhật bxh ; với momen dương cánh nằm trong vùng nén , tính theo tiết diện chữ

ξ = với x là chiều cao vùng chịu nén

Từ αm có thể tra bảng ra ξ hoặc tính ξ theo công thức :

m

ξ = − − α

Kiểm tra hệ số ξ

Với momen tính theo sơ đồ đàn hồi : ξ ≤ ξR

Với momen tính theo sơ đồ dẻo : ξ ≤ ξD

Giá trị bé nhất của ξ ξR; D bằng 0,3 ứng với α =m 0,255 Vì vậy , khi tính

được α <m 0,255 thì không cần kiểm tra ξ

Khi điều kiện về ξđược thỏa mãn , tính γ = −1 0,5ξ , γ là hệ số cánh tay

đòn nội lực Cũng có thể từ αm tính γ theo công thức :

R h

=γ

lại Khi không thể tăng như vừa nêu thì chuyển sang tính toán tiết diện đặt cốt thép kép

2 Nội lực tính toán

Từ kết quả tổ hợp nội lực có được , lần lượt chọn ra các giá trị nội lực lớn nhất từ bảng kết quả tổ hợp (đối với dầm thì chọn ra từ tổ hợp Bao , vì tổ hợp này cho ra nội lực lớn nhất và cũng cho ra kết quả tính toán cốt thép lớn nhất , nên không cần tính toán với các

tổ hợp còn lại) Từ đó có các giá trị tương ứng sau

- Đầu dầm : Mmin , Qmax

- Giữa dầm : Mmax

- Cuối dầm : Mmin , Qmax

B TÍNH TOÁN CỐT ĐAI CHO DẦM:

Tính toán cốt thép đai chịu lực cắt là tính toán theo khả năng chịu lực trên tiết diện nghiêng.Tiêu chuẩn thiết kế TCXDVN 356:2005 đưa ra các quy định tính toán như sau:

1 Điều kiện tính toán

Đặt Qb0 là khả năng chịu lực cắt của tiết diện bê tông khi không có cốt thép đai :

b4 n bt o b0

Với các dầm sàn thường không kể đến N do đó : ϕ =n 0

C – là hình chiếu của tiết diện nghiêng lên phương trục dầm

Giá trị Qb0 được hạn chế trong phạm vi sau :

b3 b0 bt o b3 b3 n bt o

= ϕ + ϕb3

2 Điều kiện về ứng suất nén chính

Đó là điều kiện bê tông chịu nén theo phương tiết diện nghiêng

Es,Eb – mođun đàn hồi của cốt thép và của bê tông

Asw – diện tích tiết diện ngang của một lớp cốt thép đai ;

s – khoảng cách giữa các lớp cốt đai;

β - hệ số tra bảng

QA – lực cắt lớn nhất ( trên tiết diện thẳng góc ) trong đoạn dầm đang xét

3 Thiết kế cốt đai cho dầm tầng điển hình

Dựa vào tiêu chuẩn TCXDVN 356:2005 bài toán tính cốt đai sẽ được tính toán tùy theo

2 trường hợp : dầm chịu tải trọng phân bố đều và dầm chịu tải trọng tập trung

Cụ thể với công trình này , dầm chỉ chịu tải trọng phân bố đều nên sinh viên chỉ đi xem xét bài toán với trường hợp đó

Trong các dầm của từng tầng sẽ có giá trị Qmax khác nhau chính vì thế cốt đai của mỗi dầm sẽ khác nhau , tuy nhiên để cho đơn giản và thiên về an toàn và đồng loạt , sinh viên chỉ đi phân tích và tính toán cốt đai cho một dầm tầng điển hình có Qmax lớn nhất , sau đó lấy kết quả này bố trí chung cho toàn khung

Như vậy, dầm có lực cắt Qmax lớn nhất là dầm tầng trệt có Qmax =14.1(T)

b Điều kiện tính toán

Tính heo phương pháp tính toán thực hành

Q0 = 0 5 ϕb4 1 + ϕn bt 0 = 0 5 × 1 5 × 1 × 1 05 × 300 × 610 = 144113 ( ) = 144

( ) T Q

Qmax = 14 1 < 0 = 14 4

c Cấu tạo cốt thép đai

• Sử dụng cốt đai ɸ6, 2 nhánh

• Trong đoạn 1/4 dầm:

Dầm có h = 650(mm) > 450(mm) nên Sct=min(h/3,500)=(217,500)=>s=200mm

• Trong đoạn giữa dầm sct=min(3h/4, 500)=((487.5,500)=>s=300mm

A TÍNH TOÁN VÀ CẤU TẠO CỐT THÉP CỘT

I TÍNH CỐT THÉP DỌC CHO CỘT

1 Phương pháp tính toán

a Vẽ biểu đồ tương tác không thứ nguyên:

Xét tiết diện đặt cốt thép đối xứng As=A’s và thỏa mãn điều kiện Rs=R’s

Đặt

o

bbh R

N

o b

obh R

e N

x

=

ξ ;

o b

s sbh R

A R

= αVới + ξ ≤ ξR thì n = ξ

2

BIỂU ĐỒ TƯƠNG TÁC CỘT 30x30

BIỂU ĐỒ TƯƠNG TÁC CỘT 30x40

b Trình tự tính toán dựa vào biểu đồ tương tác:

Chiều dài tính toán của cột l = ψ.l0 .

Với

l - Chiều dài thực tế của cột.

Khung nhiều tầng có liên kết cứng giữa dầm và cột, kết cấu sàn đổ toàn khối, có số nhịp bằng 3 nên có ψ = 0,7 .

Độ lệch tâm ngẫu nhiên ea = max ( 2cm, h/30, L/600)

Kết cấu siêu tĩnh nên độ lệch tâm ban đầu e0 = max (e1,ea)

Giả sử a = a'

Chiều cao làm việc của tiết diện h0 = h - a

o

bbh R

N

o b

obh R

e N

từ m, n dựa vào biểu đồ tương tác suy ra α

Từ α có được ta tính được thép như bảng

I TÍNH CỐT THÉP ĐAI CHO CỘT

Do lực cắt trong cột tương đồi bé nên cốt đai cột thường được bố trí theo cấu tạo Điều kiện đường kính cốt đai

ñ max

ñ ñ

ñ ñ

25 6,25(mm) 4

4

6mm 6mm

Trong đoạn nối cột dọc thì bước đai là S/3 - S/2 Chọn 10cm.

Các đai cột được bố trí liên tục qua nút khung