DO AN BE TONG COT THEP 2

ĐẶC ĐIỂM CẤU TẠO KHUNG K3 Khung K3 là một trong những kết cấu chịu lực chính của công trình.. Nó là khung siêu tĩnh gồm các dầm ngang & cột liên kết cứng với nhau, cùng với các khung khá

MSSV: T0951120046

6 1 ĐẶC ĐIỂM CẤU TẠO & SƠ ĐỒ KHUNG K3

6 1 1 ĐẶC ĐIỂM CẤU TẠO KHUNG K3

Khung K3 là một trong những kết cấu chịu lực chính của công trình Nó là khung

siêu tĩnh gồm các dầm ngang & cột liên kết cứng với nhau, cùng với các khung khác &

hệ thống các dầm dọc liên kết với nhau thành một khung không gian cứng, thông qua

nó tiếp nhận các tải trọng ngang & đứng từ công trình truyền xuống móng Liên kết

giữa các cột & móng là liên kết cứng Khung K3 gồm 3 nhịp B – C (2,5m), A – B & C

-D mỗi nhịp 6,5m; có 5 tầng, tầng 1 cao 4,2m, tầng 2, 3, 4 cao 3,6m, tầng còn lại cao4,2m, trên là khung vì kèo BTCT cao 3m, xà gồ gỗ, mái dốc lợp ngói

Để đơn giản khi tính toán, người ta qui ước như sau:

Khi tỉ số L/B ≥1,5 (công trình có mặt bằng chạy dài) nội lực chủ yếu gây ra trongkhung ngang vì độ cứng của khung ngang nhỏ hơn nhiều lần độ cứng của khung dọc(khung ngang ít nhịp hơn khung dọc, cũng có thể xem gần đúng: khung dọc “tuyệt đốicứng” Vì thế cho phép tách riêng từng khung phẳng để tính nội lực: khung phẳng

Khi tỉ số L/B < 1,5 độ cứng khung ngang và khung dọc chênh lệch không nhiều,lúc này phải tính nội lực theo không gian: khung không gian

Dựa vào qui ước trên ta có: 1,612 1,5

•Cường độ chịu nén Rb = 90daN/cm2;

•Cường độ chịu kéo Rbt = 7,5daN/cm2

Cốt thép:

•Nhóm CII có cường độ tính toán Rs = 2800daN/cm2, cường độ chịu cắt Rsw =2250daN/cm2 (∅ > 10);

•Nhóm CI có cường độ tính toán Rs = 2250daN/cm2 (∅ < 10)

6 1 3 SƠ ĐỒ TÍNH TOÁN KHUNG K3

Dùng số tự nhiên đặt tên các nút & phần tử (dầm, cột) của khung K3, xem hình (6 1).

14 13

20 19

18 17

A'

22

21

Hình 6 1 Sơ đồ tính khung K3

6 2 SƠ ĐỒ TRUYỀN TẢI & LỰA CHỌN SƠ BỘ TIẾT DIỆN

6 2 1 SƠ ĐỒ TRUYỀN TẢI CÂC DẦM

MSSV: T0951120046

6 2 2 LỰA CHỌN SƠ BỘ TIẾT DIỆN

1 Xác định sơ bộ tiết diện dầm khung K3

Dầm khung K3 là dầm chính chọn theo công thức:

L

12

18

1( ÷

4

12

1( ÷

Bảng 6 1 Chọn sơ bộ tiết diện dầm khung K3, cm theo phần tử xem hình (6 1)

6 2 3 XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG SÀN SÊ NÔ

Sàn sê nô

Lớp vữa lót tạo dốcLớp chống thấm FlincoteBản BTCT

Lớp vữa trát

0,030,020,080,015

1800525001800

1,31,31,11,3

70,20,1322035,1325,43

Bảng 6 3 Tĩnh tải sênô

Bảng 6 4 Hoạt tải sàn sê nô

6 2 3 TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN SÀN TẦNG

Bản BTCTLớp vữa trát

0,010,030,10,015

2800160025001600

1,11,31,11,3

30.862,427535,1399,4

Sàn Phòng

vệ sinh

Lớp gạch ceramic 20x20Lớp vữa lót M75 dày 30

2 lớp flincote chống thấmBản BTCT

Lớp vữa trát

0,020,030,020,10,015

28001600525001600

1,11,31,31,11,3

61.662,40,1327531,2430,33Bảng 6 5 Tĩnh tải sàn tầng 1 4

(daN/m2) n

Ptt(daN/m2)

Bảng 6 6 Hoạt tải sàn tầng 1 4

6 2 4 XÁC ĐỊNH NỘI LỰC MÁI DỐC

Mái của công trình là mái dốc lợp ngói tựa trên kết cấu vì kèo BTCT & hệ thống

xà gồ bằng gỗ Do đó tải trọng mái được tính như sau:

gm = B×q×n,Trong đó:

B = 3 m;

q = 60daN/m2 ( tải trọng tiêu chuẩn của mái ngói xà gồ gỗ )

n = 1,2: hệ số an toàn

=> gm = 3×60×1,2 = 216 daN/m2

m daN

g s q l k x0,681 815,9daN/m

2

64,3992

g s q l k x0,681 815,9daN/m

2

64,3992

g S g bc L 1623,6daN/m

8

52

693,8658

52

1

=>Tổng tĩnh tải là:

q =34,32+325+1623,6= 1657,9daN/m

MSSV: T0951120046

+ Phần tử 22

+ Hoạt tải phân bố đều

+ Tải do ô sàn ban công truyền vào khung trục 3 dạng tam giác:

8

52

64808

52

1

+ Tải do ô sàn sê nô truyền vào khung trục3 dạng hình chữ nhật:

gtđ = gsn= 90daN / m.Tổng hoạt tải:

⇒ q = 90+1800= 1890daN/m

T - TảiPhần tử

∑G( Tĩnh tải)(daN/m)

∑G( Hoạt tải) (daN/m)

Bảng 6 7 Tổng hợp tĩnh tải phân bố lên dầm tầng khung trục 3

6 4 TẢI TẬP TRUNG TẠI NÚT

6 4 1 Tĩnh tải, (tầng 1-4)

♦ Nút A’ (tầng 1)

693,8655216

MSSV: T0951120046

2

616

64,3995[216

5 11

D S A

64,3995[216

5,24,399[22

♦ Nút C

Do dầm dọc trục C, truyền vào:

Gd = [0,3×(0,6-0,1)×3]×2500×1,1 = 1237,5daN

5,24,399[22

6 4 2 Tĩnh tải (Tầng 5)

♦ Nút A = Nút D

+ Tải trọng do mái và vì kèo truyền vào

Tổng diện tích vì kèo & mái truyền vào 19,5m2:

Bảng 6 8 Tổng hợp tải tập trung tại nút tầng 2, 3, 4, 5

6 4 3 TÍNH NÚT TẠI CHÂN CỘT

5 15

5[ 1

62405[2]216

5[ 1

5,2480[2]22

62405216

5,24802

6 4 5 XÁC ĐỊNH SƠ BỘ TIẾT DIỆN CỘT

Kích thước tiết diện chọn sơ bộ theo công thức:

n c

R

N K

Trong đó

+ Fc - Diện tích tiết diện ngang của cột;

+ K - Hệ số kể đến ảnh hưởng tải trọng ngang, K = 1,1 đối với cột chịu nén đúng tâm; + N -Lực nén lớn nhất xuất hiện trong cột xác định theo diện tích truyền tải của

sàn & các dầm liên kết vào cột

Khi tính lực N để làm căn cứ chọn sơ bộ tiết diện cột, coi các dầm liên kết với cột làdầm đơn giản kê tự do lên cột, lực truyền vào cột theo 2 phương chính là tổng cácphản lực, N truyền vào cột gồm có phản lực ở các đầu dầm liên kết với cột & trọnglượng bản thân của cột:

N = (qs×Fs + Qd + Qt + Qc)n,

Trong đó

qs - tải trọng tính toán sàn (tỉnh tải & hoạt tải) (daN/cm2);

Qd, Qt - trọng lượng của dầm, tường;

Qc - trọng lượng bản thân cột;

F = tổng diện tích của sàn truyền xuống cột đang tính;

(Giả thiết chọn tiết diện cột b×h = 30×30cm).

Tổng tải trọng truyền xuống cột:

N = (19327 + 1545 + 544,5)×2 = 42833daN

476

90

428331

Bảng 6 10 Kích thước sơ bộ tiết diện cột khung trục 2, cm

6 4 6 HOẠT TẢI GIÓ

Áp lực gió tác dụng lên 1m2 bề mặt thẳng đứng của công trình được tính theo côngthức [1]:

q = n×W0×K×C×B,Trong đó

- n = 1,2 (hệ số vượt tải);

- Công trình xây dựng tại khu vực thuộc dạng địa hình B.

Hệ sốvượt tảin

Trị số

K

Hệ số khí động

Bướccột B(m)

Tải trọng(daN/m)Gió

đẩy

Gióhút

Gióđẩy

Gióhút1

1519,2

8383838383

1,21,21,21,21,2

0,8560,9331,0131,0701,108

0,80,80,80,80,8

0,60,60,60,60,6

4,754,754,754,754,75

324353383405419

243265288304315

Bảng 6 11 Tải trọng gió tác dụng vào khung trục 2

6 5 TÍNH TOÁN NỘI LỰC

6 5 1 BỐ TRÍ TẢI TRỌNG

Để tính toán & tổ hợp tải trọng, tiến hành các trường hợp đặt tải vào khung, có 9trường hợp đặt tải vào khung như sau

- Trường hợp 1: Tĩnh tải chất đầy

- Trường hợp 2: Hoạt tải 1 (hoạt tải toàn phần đặt ở tầng chẵn)

- Trường hợp 3: Hoạt tải 2 (hoạt tải toàn phần đặt ở tầng lẻ)

MSSV: T0951120046

- Trường hợp 4: Hoạt tải 3 (hoạt tải toàn phần cách nhịp, cách tầng)

- Trường hợp 5: Hoạt tải 4 (ngược lại hoạt tải 3)

- Trường hợp 6: Hoạt tải 5 (hoạt tải toàn phần liền nhịp)

- Trường hợp 7: Hoạt tải 6 (ngược lại hoạt tải 5)

- Trường hợp 8: Hoạt tải 7 (gió phải)

- Trường hợp 9: Hoạt tải 8 (gió trái)

6 5 2 SƠ ĐỒ ĐẶT TẢI

MSSV: T0951120046

Hình 6 3 Sơ đồ tĩnh tải chất đầy

MSSV: T0951120046

Hình 6 4 Sơ đồ hoạt tải 1

MSSV: T0951120046

Hình 6 5 Sơ đồ hoạt tải 2

MSSV: T0951120046

Hình 6 6 Sơ đồ hoạt tải 3

MSSV: T0951120046

Hình 6 7 Sơ đồ hoạt tải 4

MSSV: T0951120046

Hình 6 8 Sơ đồ hoạt tải 5

MSSV: T0951120046

Hình 6 9 Sơ đồ hoạt tải 6

MSSV: T0951120046

Hình 6 10 Sơ đồ hoạt tải 7

MSSV: T0951120046

Hình 6 11 Sơ đồ hoạt tải 8

Bảng 6 12 Tổ hợp các trường hợp đặt tải vào khung trục 2.

Dùng phần mềm Sap2000 để giải & tìm nội lực trong từng trường hợp, kết quảđầy đủ xem phụ lục Sau đây (Hình 6 12, 5 13 & 6 14) là biểu đồ bao momen, lực cắt

& lực dọc

MSSV: T0951120046

Hình 6 12 Sơ đồ moment tổ hợp bao

MSSV: T0951120046

Hình 6 13 Sơ đồ lực cắt tổ hợp bao

MSSV: T0951120046

Hình 6 14 Sơ đồ lực dọc tổ hợp bao

MSSV: T0951120046

6 6 TÍNH TOÁN & BỐ TRÍ CỐT THÉP

6 6 1 TÍNH CỐT THÉP DẦM TRỤC 3

Sau khi giải tìm được giá trị mômen chọn ra cặp nội lực bất lợi Mmax &

Qtương ứng, tính cốt thép cho phần tử điển hình (phần tử 23), các phần tử khác chọntương tự & lập thành bảng thống kê

Tính cốt thép cho phần tử 23 tại mặt cắt 0

Bê tông B15 : Rb = 90 daN/cm2, Rbt = 7,5daNf/cm2, α0 = 0,62

Cốt thép chịu lực CII: Rs = 2600 daN/cm2 ( ∅≥ 10 )

Cốt thép đai CI: Rs = 2100 daN/cm2 ( ∅≤ 10 )

1028,10

2

5

2 0

max

h b R

M

b m

(1 1 2 0,121) 0,935

1028,

2 0

h R

M A

µ =

0

h b

A s

×5630

63,7

100% = 0,45 % >µmin= 0,1%

Hàm lượng thép đạt yêu cầu

• Tính cốt đai & cốt xiên

Lực cắt trong dầm Qtương ứng = 1621daNf

Điều kiện tính toán: k1Rbtbh0 < Q < k0Rbbh0,

với dầm k1= 0,6 ⇒ k1Rbtbh0 = 0,6×7,5×30×57 = 7659 daNf < Q

Bê tông M200 lấy k0= 0,35 ⇒ k0Rbbh0= 0,35×90×30×57 = 53865daNf > Q

⇒ Điều kiện tính toán thõa mãn

+ Tính cốt đai

Chọn thép đai ∅6, n = 2 nhánh, fđ = 0,283cm2

MSSV: T0951120046

Khoảng cách giữa các cốt đai S:

,15,201621

57305,78283,021600

n R

sw

tt = × × × × × × = × × × × × × =

cm Q

h b R

1621

56305,75,15

283,02

Qđb= 2,8×h0× R bt×b×q đ =2,8×57× 7,5×30×60,37 =18600daNf >Q

.

Không cần đặt cốt xiên

Vậy chọn cốt đai S= 150cm trong khoảng 0,25L, đoạn giữa dầm đặt theo cấu tạo S=200cmCác mặt cắt & các phần tử dầm còn lại tính tương tự, kết quả được liệt kê ở bảngtính thép dầm khung trục , xem phụ lục (V)

6 6 2 TÍNH CỐT THÉP CỘT KHUNG TRỤC 3

Bê tông B20 => Rb = 115 daN/cm2, Rbt = 9,daNf/cm2, α0 = 0,58, Eb = 2,65×105 daN/cm2

Cốt thép chịu lực CII: Rsc = 2800 daN/cm2 (∅≥ 10)

Cốt thép đai CI: Rsc = 2250 daN/cm2 (∅≤ 10)

Các hệ số mb = 0,85, kn = 1,2 (hệ số tin cậy phụ thuộc cấp công trình), n = 1 (hệ số tổ hợp tải trọng)

Phần tử cột 2 có các số liệu tính toán như sau:

Mmax = 7,36 T.m, Ntu = 128 T,

Tiết diện phần tử: 40 × 45cm,

Chiều dài tính toán l0 = 0,7×H = 0,7× 400 = 280cm

Tính độ lệch tâm toàn phần e0 = e01+ eng

h

ng

2

.28

,125

4 3

3

cm h

4 2

2

h b

45

5.81,0

11,01,01

,0

11,00

=

++

=

++

=

h e S

daN

J E J E K

S l

dh th

1298818463882

101,230375010

65,22

5,0280

4

,

6

4,6

5 2

2 0

11

η

2

455,812

e + − = × + − =

×η

Xác định chiều cao vùng nén: X R N b cm

b

8,2740115

MSSV: T0951120046

Tinh diện tích cốt thép nén:

)(

'5,0'

X h

X b R e N A A

sc

b s

Kiểm tra hàm lượng cốt thép:

%,5,3

%100

%4,

A s

%51,0

%1004240

61,

;5,44

184

Các phần tử còn lại được tính bằng phần mềm Excel & kết quả được thống kê ởphụ lục (VI), bố trí xem bản vẽ KC (số 05)

Để đảm bảo chính xác có thể kiểm tra lại 1 vài phần tử dầm hay cột bằng cáchtính tay thông thường (nội lực cũng như tính thép) theo phương pháp "rời rạchóa", nghĩa là coi các phần tử của kết cấu làm việc độc lập với nhau rồi so sánhkết quả với cách tính bằng các phần mềm máy vi tính

-00