Phòng thí nghiệm công nghệ và vi sinh

Trong thực tế kết cấu khung BTCT được sử dụng cho các công trình có chiều cao đến 20 tầng đối với cấp phòng chống động đất ≤ 7; 15 tầng đối với nhà trong vùng có chấn động động đất cấp

Trong sự nghiệp công nghiệp hoá, hiện đại hoá của đất nước, ngành xây dựng cơ bản đóng một vai trò hết sức quan trọng.Cùng với sự phát triển mạnh mẽ của mọi lĩnh vực khoa học và công nghệ, ngành xây dựng

cơ bản đã và đang có những bước tiến đáng kể.Để đáp ứng được các yêu cầu ngày càng cao của xã hội, chúng ta cần một nguồn nhân lực trẻ là các

kỹ sư xây dựng có đủ phẩm chất và năng lực, tinh thần cống hiến để tiếp bước các thế hệ đi trước, xây dựng đất nước ngày càng văn minh và hiện đại hơn Sau 4,5 năm học tập và rèn luyện tại trường Đại học Hàng Hải, đồ

án tốt nghiệp này là một dấu ấn quan trọng đánh dấu việc một sinh viên đã hoàn thành nhiệm vụ của mình trên ghế giảng đường Đại học Trong phạm

vi đồ án tốt nghiệp của mình, em đã cố gắng để trình bày toàn bộ các phần việc thiết kế và thi công công trình: “Phòng thí nghiệm công nghệ và vi sinh” Nội dung của đồ án gồm 3 phần:

- ThS.Kts.Lê Văn Cường : Giáo viên hướng dẫn phần kiến

có thể thiết kế được các công trình hoàn thiện hơn sau này.

Hải Phòng, ngày 15 tháng 05 năm 2016

Sinh viên

Trần Trọng Huy

Chương 1: KIẾN TRÚC

1.1Giới thiệu về công trình.

1.1.1Chức năng và nhiệm vụ của công trình

Phòng thí nghiệm công nghệ và vi sinh phục vụ cho việc giảng dạy các môn thí nghiệm

-Thí nghiệm vi sinh vật

-Thí nghiệm kỹ thuật trồng nấm

-Thí nghiệm kỹ thuật lên men

Phục vụ nghiên cứu khoa học cho sinh viên và giảng viên.

Phục vụ các đề tài nghiên cứu khoa học và chuyển giao công nghệ của khoa và nhà trường.

…đồng thời không ảnh hưởng đến khả năng chịu lực và an toàn cho các công trình lân cận Do đó biện pháp thi công đưa ra bị hạn chế.

- Phải mở cổng tạm, hệ thống hàng rào tạm bằng tôn che kín bao quanh công trình cao trên 2m để giảm tiếng ồn và bụi khi thi công là không thể thiếu

1.2 Điều kiện tự nhiên , địa chất thủy văn

Theo “ Báo cáo kết quả khảo sát địa chất công trình phòng thí nghiệm công nghệ và vi sinh – Thanh Xuân, Hà Nội phục vụ giai đoạn thiết kế kỹ thuật”, khu đất xây dựng tương đối bằng phẳng, cao độ trung bình +8,8 m được khảo sát bằng phương pháp khoan, xuyên tiêu chuẩn SPT

Từ trên xuống dưới gồm các lớp đất có chiều dày ít thay đổi trong mặt bằng

Lớp 1: Đất lấp dày trung bình 0,51 m

Lớp 2: Sét pha dày trung bình 7,7 m

Lớp 3: á cát pha dày trung bình 5,4 m

Lớp 4: Cát hạt nhỏ dày trung bình 6,8m

Lớp 5: Cát hạt vừa có chiều dày chưa kết thúc ở độ sâu thăm dò 40m

Mực nước ngầm gặp ở độ sâu 2,9m kể từ mặt đất khi khảo sát

3,4,5,6,7,8,9 mỗi tầng có 4 phòng thí nghiệm ,phòng đọc thư viện , các phòng nghiên cứu cán bộ,các giải pháp chiếu sáng thông gió hợp lý chắc chắn sẽ đáp ứng được các yêu cầu của việc nghiên cứu.

1.3.2Kiến trúc công trình

Là một công trình lớn của thành phố, với hình khối kiến trúc vuông vức, hình dáng vút cao, thể hiện một phong cách mạnh mẽ, hiện đại và bền vững của công trình Mặt đứng của công trình:

Mặt đứng sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến tính nghệ thuật của công trình Khi nhìn từ xa thì ta chỉ cảm nhận toàn bộ công trình trên hình khối kiến trúc, nhưng khi đến gần thì sự biểu hiện nghệ thuật chuyển sang mặt

đứng Giải pháp mặt cắt dọc công trình:

dựng

1.4Giải pháp kết cấu của kiến trúc

Công trình xây dựng 10 tầng sử dụng và 1 tầng áp mái bố trí các phòng kỹ thuật, máy móc, điều hoà… Công trình có tổng chiều cao là 37,8 (m) kể từ cốt ±0.000 Công trình có một đơn nguyên

Công trình có chiều rộng 17m; chiều dài 35m

Mặt đất ngoài nhà - 0.75m so với cốt ± 0.00 của công trình1.6Các hệ thống kỹ thuật chính trong công trình

1.5 Các hệ thống kỹ thuật chính trong công trình

1.5.1Hệ thống giao thông

Hai cầu thang máy được bố trí tại giữa khối nhà phục vụ cho giao thông đứng

Hai cầu thang bộ cũng được bố trí tại hai khối nhà phục vụ cho mục đích thoát hiểm

và giao thống đứng của công trình khi cao điểm

Hệ thống giao thông ngang tại các tầng là các hành lang dẫn tới các phòng trong toàn ngôi nhà

1.5.2 Hệ thống chiếu sáng

Các phòng làm việc , hệ thống giao thông chính trong công trình được thiết kế để tận dụng tối đa khả năng chiếu sáng tự nhiên, ngoài ra cũng sử dụng hệ thống chiếu sáng nhân tạo để đảm bảo nhu cầu chiếu sáng của công trình phục vụ nghiên cứu và làm việc

Sự dụng hệ thống thông gió tự nhiên, kết hợp với các biện pháp thông gió nhân tạo:

sử dụng các thiết bị điện như quạt, điều hòa…

được điều khiển hoàn toàn tự động;

- Nước từ bể nước mái theo các đường ống cấp nước lắp đặt trong công trình tới các điểm tiêu thụ

Hệ thống thoát nước: gồm nước mưa và nước thải sinh hoạt

- Thoát nước mưa: được thực hiện nhờ hệ thống sê nô và các đường ống gom nước mưa lắp đặt đặt trên mái , đưa nước mưa vào hệ thống thoát nước của công trình đi vào hệ thống thoát nước thành phố

- Nước thải sinh hoạt: nước thải từ các điểm tiêu thụ nước trong công trình được gom

từ các đường ống thoát nước lắp đặt trong công trình đưa vào hệ thống xử lý nước thải của công trình sau đó đi vào hệ thống thoát nước của thành phố

1.5.6 Hệ thống phòng cháy và chữa cháy

Hệ thống báo cháy

Thiết bị phát hiện báo cháy được bố trí ở mỗi tầng và mỗi phòng, ở nơi công cộng của mỗi tầng.Mạng lưới báo cháy có gắn đồng hồ và đèn báo cháy, khi phát hiện được cháy, phòng quản lý, bảo vệ nhận tín hiệu thì kiểm soát và khống chế hoả hoạn cho công trình

1.7Kết luận

Công trình nằm trong vùng có khí hậu nóng ẩm,nới trung tâm của thành phố.Do đó các vần

đề về khí hậu ánh sáng thông gió, đảm bảo giao thông là rất quan trọng.Xây dựng công trình yêu cầu chúng ta phải đưa ra các biện pháp hợp lý để xây dựng công trình

Chương 2:LỰA CHỌN GIẢI PHÁP KẾT CẤU

2.1Sơ bộ phương án kết cấu

2.1.1Phân tích dạng kết cấu khung

A Yêu cầu chung đối với kết cấu

trình xây dưng phải đáp ứng được các yêu cầu sau:

Có độ dẻo cao,có độ phân tán tải trọng tốt.

Dầm phải bị biến dạng dẻo trước cột

Các nút phải khoẻ hơn các thanh (cột và dầm) quy tụ tại đó để cho sự

truyền lực giữa các thanh là thuận lợi và nhanh chóng.

- Việc thiết kế công trình phải tuân theo các tiêu chuẩn sau:Vật liệu cần có

tỷ lệ giữa cường độ và trọng lương cao nghĩa là vật liệu có trọng lượng nhẹ mà độ cứng lớn,vật liệu phải có tính biến dạng tính liền khối cao và có giá thành hợp lý

B Hệ khung chịu lực

1) Đặc điểm cấu tạo

Hệ khung chịu lực được tạo thành từ các cột,dầm liên kết với nhau theo hai phương tạo thành hệ khung không gian.

Nếu kể thêm các dầm ngang (ở tầng trên cùng một số tầng trung gian) liên kết dàn đứng với các bộ phận còn lại của khung thì hiệu quả chịu tải trọng ngang của khung tăng lên đáng kể.

Hình 1.2 Ảnh hưởng của việc bố trí hệ giằng đến biểu đồ mômen

Dưới tác dụng của tải trọng ngang các giằng ngang đóng vai trò phân phối lực dọc giữa các cột khung và cản trở chuyển vị xoay làm giảm mômen ở tầng dưới của khung.

Hệ kết cấu khung có khả năng tạo ra các không gian lớn, linh hoạt thích hợp với các công trình công cộng và có sơ đồ làm việc rõ ràng.

3) Nhược điểm

Kém hiệu quả khi chiều cao của công trình lớn Trong thực tế kết cấu

khung BTCT được sử dụng cho các công trình có chiều cao đến 20 tầng đối với cấp phòng chống động đất ≤ 7; 15 tầng đối với nhà trong vùng có chấn động động đất cấp 8 và 10 tầng đối với cấp 9.

C Hệ khung tường lực

-Đặc điểm cấu tạo

Hệ khung tường lực có cấu tạo bởi các cấu kiện thẳng đứng và tường

ngang Tải trọng truyền xuống các vách cứng thông qua sàn.

-Ưu điểm:có khả năng chịu lực ngang tốt ,thường được sủ dụng cho các công trình cao trên 20 tầng

- Nhược điểm:khả năng chịu lực phụ thuộc lớn vào hình dạng và vị trí của chúng trên mặt bằng do đó bọ giảm đi bới sự xuất hiện các ô cửa

D Hệ lõi chịu lực

Hình dạng,số lượng,vị trí các lõi cứng chịu lực trên mặt bằng rất đa dạng: Nhà lõi tròn,vuông,chữ nhật ,… (dạng kín hoặc hở)

Nhà có một hay nhiều lõi

Lõi nằm trong nhà,theo chu vi hoặc ngoài nhà.

Trong các nhà cao tầng lõi cứng thường được bố trí cùng với hệ thống thang máy

1.0.1 2.1.2Phương án lựa chọn

Lựa chọn kết cấu

Khung bê tông cốt thép + Vách bê tông cốt thép + lõi bê tông cốt thép +

G

F G

Trong đó D = 0.8 ÷ 1.4.: hệ số phụ thuộc tải trọng

chọn D =0,8 với hoạt tải trung bình

Hình 1.2 Diện tích sơ bộ của cột

Diện tích sơ bộ của cột:

(1,1 1, 2)

n

N F

R

= ÷

Trong đó: k = 1,1÷ 1,2 là hệ số kể đến ảnh hưởng của lệch tâm

Với cột nguy hiểm nhất ở tầng 1:

26,7.6,8.1,1.11

2.2.4Chọn kích thước của lõi:

Chiều dày của lõi thang máy và thang bộ lấy theo hai điều kiện sau đây:

Chọn chiều dày tường cứng là t = 30 cm,

Chiều dày lõi thang máy: t = 25cm và t = 40 cm

1 4

20 17

7 8 10

14 21

1 4

20 17 7 10

G H K

1 4

20 17

7 8 10

14 21

1 4

20 17 7 10

G H K

Hình 1.3 Mặt bằng kết cấu

Tĩnh tải sàn Bản BTCT của các sàn và mái khi nhập vào mô hình Etabs tự tính,ta chỉ cần tính tải trọng các lớp còn lại.

Bảng 1.1 Tĩnh tải sàn tầng điển hình S2 STT Vật liệu dày(mm)Chiều (kG/mTLR 3)

TT tiêu chuẩn (Kg/m2)

Hệ số vượt tải TT tính toán (kG/m2)

- Tải trọng tường xây:

Tường bao xung quanh nhà và các tường ngăn giữa các phòng , tường nhà

vệ sinh được xây bằng gạch có γ =1500 kG/m3

Chiều cao tường: ht= H - hd

Trong đó:

+ ht: chiều cao tường

+ H: Chiều cao tầng nhà.

+ hd: Chiều cao dầm trên tường tương ứng.

Khi tính tải trọng tường ta phải nhân với hệ số giảm tải do các ô cửa

Bảng 1.5 Tải trọng tường xây(tầng điển hình)Tầng Loại tường Dày (m) Cao (m) (kG/mTLR 3)

Giảm tải

Trong thực tế các hoạt tải không xuất hiện ở tất cả cá phòng,do đó giá trị hoạt tải được nhân với hệ số giảm tải theo quy đinh trong TCVN 2737- 1995

+Hệ số giảm tải đối với nhà ở, phòng ăn, WC, phòng làm việc…

1

1

/

6,04,0

A A

Ψ, (2-6)

+ Hệ số giảm tải đối với phòng họp, phòng giải trí, …

1 1

/

5,05,0

A A

+ W:áp lực tính toán thành phần tĩnh của tải trọng gió được xác định:

+ Wo là áp lực tiêu chuẩn Với địa điểm xây dựng HÀ NỘI thuộc vùng gió II-B, ta có Wo=95daN m/ 2= 0,095 T m/ 2

1.0.7 2.3.4 Tính toán nội lực cho công trình

1.0.8 Lựa chọn phần mềm tính toán nội lực

Để tính toán kết cấu một công trình xây dựng dân dụng có nhiều phần mềm kết cấu trong và ngoài nước để các nhà thiết kế lựa chọn như: SAP 2000 (CSI-Mỹ), STAAD III/PRO (REI-Mỹ), PKPM (Trung Quốc), ACECOM (Thái Lan), KPW (CIC - Việt Nam), VINASAS (CIC - Việt Nam) Song việc tính toán và thiết kế nhà cao tầng sẽ phức tạp hơn rất nhiều bởi trong quá trình tính toán phải kể đến các thành phần tải trọng động như: gió động, động đất tác dụng lên công trình, cũng như việc thiết kế kiểm tra các cấu kiện dầm, cột, vách cứng, sàn sau khi đã có kết quả nội lực Do đó việc lựa chọn một phần mềm kết cấu đáp ứng được các điều kiện như: dễ sử dụng, độ tin cậy cao và đáp ứng được các yêu cầu thực tế trong tính toán và thiết kế kết cấu nhà cao tầng là một lựa chọn cần cân nhắc đối với các kĩ sư kết cấu

Ra đời từ đầu những năm 70, ETABS là phần mềm kết cấu chuyên dụng trong tính toán và thiết kế nhà cao tầng ETABS có xuất xứ từ trường Đại học Berkeley và cùng họ với SAP 2000 Điểm nổi bật của ETABS ở đây

mà các phần mềm kết cấu khác không có như:

-ETABS là phần mềm kết cấu chuyên dụng trong tính toán và thiết kế nhà cao tầng -Giao diện được tích hợp hoàn toàn với môi trường Windows 95/98/NT/2000/XP-Tất cả các thao tác được thực hiện trên màn hình đồ hoạ thân thiện

- Tính năng vượt trội khi vào số liệu, chỉnh sửa và sao chép dễ dàng, thuận tiện theo khái niệm tầng tương tự

- Tối ưu mô hình hoá nhà nhiều tầng Có thể mô hình các dạng kết cấu nhà cao tầng:

Hệ kết cấu dầm, sàn, cột, vách toàn khối; Hệ kết cấu dầm, cột, sàn lắp ghép, lõi toàn khối…

mặt bằng hoặc mặt đứng công trình bằng các công cụ mô hình đặc biệt.

- Kích thước chính xác với hệ lưới và các lựa chọn bắt điểm giống AutoCAD Đặc biệt là hệ trục định vị mặt bằng kết cấu

- Xuất và nhập sơ đồ hình học từ môi trờng AutoCAD (file *.DXF)

- Tự động tính toán tải trọng cho các kiểu tải sau: tải trọng bản thân, gió tĩnh, động đất theo tiêu chuẩn UBC, BS8110, BOCA96, hàm tải trọng phổ (Response Spectrum Function), hàm tải trọng đáp ứng theo thời gian (Time History Function)…

- Tự động xác định khối lượng và trọng lượng các tầng

-Tự động xác định tâm hình học, tâm cứng và tâm khối lượng công trình

-Tự động xác định chu kì và tần số dao động riêng theo hai phương pháp Eigen Vectors và Ritz Vectors theo mô hình kết cấu không gian thực tế của công trình

- Đặc biệt có thể can thiệp và áp dụng các tiêu chuẩn tải trọng khác như: tải trọng gió động theo TCVN 2737-95, tải trọng động đất theo dự thảo tiêu chuẩn tính động đất Việt Nam hoặc tải trọng động đất theo tiêu chuẩn Nga (SNIPII-87 hoặc SNIPII-95)

- Phân tích và tính toán kết cấu theo phương pháp phần tử hữu hạn với lựa chọn phân tích tuyến tính hoặc phi tuyến

- Thời gian thực hiện phân tích, tính toán công trình giảm một cách đáng kể so với các chương trình tính kết cấu khác

- Đặc biệt việc kết xuất kết quả tính toán một cách rõ ràng, khoa học giúp cho việc thiết kế, kiểm tra cấu kiện một cách nhanh chóng, chính xác

- Thiết kế và kiểm tra cấu kiện dầm, sàn, cột, vách theo các tiêu chuẩn: ACI318-99, UBC97, BS8110-89, EUROCODE 2-1992, INDIAN IS 456-2000, CSA-A23.3-94 … Trong đó: cấu kiện dầm tính ra đến diện tích thép Fa, cấu kiện cột tính ra đến diện tích thép Fa (có thể thực hiện bài toán thiết kế hoặc kiểm tra cấu kiện cột), cấu kiện vách tính ra đến diện tích thép Fa theo tiêu chuẩn ACI318-99, UBC97, BS8110 (có thể thực hiện bài toán thiết kế hoặc kiểm tra cấu kiện vách)

- Thiết lập một cách nhanh chóng, chính xác, ngắn gọn thuyết minh tính toán công trình

SAFE để tính toán sàn bê-tông cốt thép Kết quả cuối cùng đạt được là biểu đồ nội lực, diện tích thép Fa, bố trí triển khai thép sàn.

-Ngoài ra, ETABS có thể tính toán và thiết kế cho cấu kiện dầm tổ hợp (Composite Beam), thực hiện thiết kế chi tiết liên kết tại các nút đối với kết cấu thép (Joint Steel Design) theo các tiêu chuẩn thông dụng trên thế giới

Mặc dù mới xuất hiện ở Việt Nam, xong có thể khẳng định ETABS là phần mềm kết cấu nổi trội và tiện dụng hơn hẳn so với các phần mềm kết cấu khác như: SAP 2000, STAAD III/PRO, PKPM trong việc tính toán và thiết kế nhà cao tầng

Mục tiêu của việc phát triển và xây dựng nhà cao tầng ngoài việc đảm bảo các yêu cầu về kiến trúc, môi trường, cảnh quan, … thì vấn đề tính toán thiết kế kết cấu công trình vẫn được đặt lên hàng đầu Do đó việc lựa chọn một phần mềm phù hợp, rút ngắn thời gian, tiết kiệm tiền bạc và có độ tin cậy cao hoàn toàn do các kĩ sư kết cấu và các đơn vị tư vấn quyết định.

1.0.9 Khai báo tải trọng

Do vậy trong trường hợp Tĩnh tải ta đưa vào hệ số Selfweigh = 1,1; có nghĩa là trọng lượng của bản sàn BTCT dày 15 cm đã được máy tự động tính với hệ số vượt tải 1,1; Như vậy chỉ cần khai báo TL các lớp cấu tạo: gạch lát, vữa lót, vữa trát, tường trên sàn, sàn Vệ sinh, thêm vào Tĩnh tải.Tải trọng tường ngoài và vách ngăn đã tính và đưa về dải phân bố trên đơn vị dài tác dụng lên các dầm tương ứng có tường ngăn

Hoạt tải đứng:

Chương trình ETABS có thể tự động dồn tải về các cấu kiện cho nên hoạt tải thẳng đứng tác dụng lên các bản sàn được khai báo trên phần tử shell

tải trọng về khung nút Các ô sàn khác nhau được gán giá trị hoạt tải sử dụng thực tế của ô sàn ấy.

Tải trọng gió:

- Thành phần gió tĩnh (gió X, gió Y)

Thành phần gió tĩnh được tính đưa về tâm cứng tại các mức sàn (theo phương tương ứng) theo diện tích bề mặt đón gió của công trình.

1.0.10 Mô hình tính toán nội lực

Sơ đồ tính được lập trong phần mềm tính kết cấu ETABS 9.7.4 dưới dạng khung không gian có sự tham gia của phần tử frame là dầm, cột và các phần tử shell là sàn, vách thang máy, vách thang bộ.

Tải trọng được nhập trực tiếp lên các phần tử chịu tải theo các trường hợp tải trọng Phần tải trọng bản thân do máy tự tính nên ta chỉ nhập tĩnh tải phụ thêm ngoài tải trọng bản thân Hoạt tải tính toán được nhân với hệ số giảm tải trước khi nhập vào máy.

Nội lực của các phần tử được xuất ra và tổ hợp theo các quy định trong TCVN 2737-1995 và TCXD 198-1997

Tổ hợp tải trọng

Cơ sở cho việc tổ hợp tải trọng

Tổ hợp nội lực nhằm tạo ra các cặp nội lực nguy hiểm có thể xuất hiện trong quá trình làm việc của kết cấu Từ đó dùng để thiết kế thép cho các cấu kiện.

TÍNH TOÁN SÀN

3.1Phân tích lựa chọn sàn tính toán.

1 4

20 17

7 8 10 13

14 21

1 4

20 17

7 10

G H K

1 4

20 17

7 8 10 13

14 21

1 4

20 17

7 10

G H K

1)Tính cốt thép chịu lực theo phương cạnh l1

Giả thiết a01 = a’01 = 2 cm

2)Tính cốt thép chịu lực theo phương cạnh l2

Dựa vào tỉ số r = l2/l1, tra trong bảng:

Bảng 1.2 Các hệ số mô men để tính bản kê 4 cạnh theo sơ đồ khớp dẻo

r = l2/l1 θ A1 và B1 A2 và B2

Thay các tỉ số vào phương trình:

1)Tính cốt thép chịu lực theo phương cạnh ngắn

Giả thiết a01 = a’01 = 2 cm h01 = h’01 = hs – a01 = 15 - 2 = 13 cm -Cốt thép chịu mômen dương: M1 = 0,196 Tm

- Cốt thép chịu mômen âm:

Tính toán tương tự thép chịu mô men dương Chọn6Φ6có As = 1,69 cm2 Khoảng cách giữa các cốt thép là: a = 20 cm

20 17

7 8 10 13

14 21

1 4

20 17

7 10

12 13 14

10 11

φ

φ φ φ φ

φ φ φ φ

φ φ

φ φ

φ φ φ

φ φ φ φ

φ

φ φ φ φ

φ φ φ φ

φ φ φ φ φ

φ

φ

φ φ φ φ

φ φ φ

φ φ

φ φ

φ

φ

φ

φ φ φ

φ φ

φ φ φ

φ φ φ

φ φ φ

φ φ

φ φ φ φ

φ φ

φ φ φ φ

φ φ φ

φ φ φ

φ φ

φ φ

φ

φ φ φ φ φ

φ φ

φ

φ φ φ φ φ

φ φ

φ

φ φ φ φ

φ φ

Hình 1.1 :Mặt bằng bố trí thép lớp

1 4

20 17

7 8 10

14 21

φ

φ φ

φ

φ φ

φ

φ φ φ

- Nhịp tính toán : Ltt = 738 cm

2)Nội lực :

Cặp nội lực nguy hiểm nhất:

Ta chọn ra nội lực nguy hiểm nhất cho dầm :

2) Tiết diện chịu Momen dương dùng cặp nội lực:

9,81μ= 100%= 100%=0,67%>μ =0,15%

cuối dầm 22 70 -181,611 -148,88 Lấy Momen lớn nhất trong cả 3 tiết diện

1) Tiết diện chịu Momen âm dùng cặp nội lực

Tính theo tiết diện chữ T có cánh nằm trong vùng nén với h'f =200 mm

Giả thiết a = 40mm h0 = 700 - 40 =660mm

Giá trị độ vươn của cánh Sc lấy bé hơn trị số sau

-Một nửa khoảng cách thông thủy giữa các sườn dọc : 0,5.(7,6-0.3) = 3.65 (m)-1/6 nhịp cấu kiện : 7,6.1/6 = 1.26 (m)

→ Sc = 1.26m

Tính b'f =b+ 2 S c =

0.3+2*1.26 = 2,820 m = 2820mmXác định = ( −0,5 ' )=

0 ' '

f f

f b

M f b m

α

2

121,15*10 ^ 614.5* 2820*660 =0.06

Chọn thép sơ bộ 2φ25 có As = 9,81 mm2

Kiểm tra hàm lượng cốt thép :

0 0

2) Tiết diện chịu Momen dương dùng cặp nội lực

Tính theo tiết diện chữ nhật b×h=220*700mm

Kiểm tra hàm lượng cốt thép : 0 0

100

.h

b

A S

=µ

=1.32 % > µmin=0.05%

Ta bố trí cốt đai ϕ8a150 cho dầm.

+ Kiểm tra lại điều kiện cường độ trên tiết diện nghiêng theo ứng suất nén chính khi đã

2,1.10

9.132,3.10

s b

E E

+ Tính . 2*50.3*225 150,9( / ).

150

sw sw sw

+ Tính c0 :

6 0

201, 247*10

1323, 27( )150,9

b sw

Phương pháp tính toán cốt thép cột chịu nén lệch tâm sẽ được tính toán theo giáo trình

“KẾT CẤU BÊTÔNG CỐT THÉP” phần cấu kiện cơ bản của Gs Ts Ngô Thế Phong, Gs

Ts Nguyễn Đình Cống và Pgs Ts Phan Quang Minh Việc thiết kế cấu kiện bêtông cốt thép theo tiêu chuẩn TCVN 356 – 2005

5.1.1 Lý thuyết tính toán:

a Số liệu tính toán.

Kích thước tiết diện cột là bxh, chiều dài tính toán l0 = ψl (ψ- hệ số phụ thuộc vào liên kết của cấu kiện) Tính toán cốt thép dùng cặp nội lực M,N trong đó: Mmax,N= Ntu ; Mmin, N= Ntu và Nmax;Mtu

-xác định độ lệch tâm ngẫu nhiên ea.Tính độ lệch tâm tĩnh học e1=M/N,và độ lệch tâm ban đầu e0

Với cấu kiện của kết cấu siêu tĩnh: e0= max{e1, ea}

Với cấu kiện của kết cấu tĩnh định: e0= e1+ ea

cr

N N

Trong đó: l0 – Chiều dài tính toán của cấu kiện

Eb – Môdun đàn hồi của bêtông

I – Mômen quán tính của tiết diện lấy đối với trục qua trọng tâm và vuông góc

p

S

δϕ

ϕp - Hệ số xét đến ảnh hưởng của cốt thép căng ứng lực trước

Với bêtông thường thì lấy ϕp=1

ϕl ≥1- Hệ số xét đến ảnh hưởng của tải trọng dài hạn

1 . 1

dh dh l

+

y- khoảng cách từ trọng tâm tiết diện đến mép chịu kéo

Với tiết diện chử nhật: y= 0.5h

β- hệ số phụ thuộc vào loại bêtông

Với bêtông nặng β=1

Cần giả thiết cốt thép để tính Is Thông thường giả thiết tỉ lệ cốt thép µt.trong đó:

µ0≤ µt ≤ µmax (Để đảm bảo sự làm việc chung giữa thép và bêtông thường lấy: µmax=6%) Khoảng cách từ trọng tâm cốt thép phần chịu kéo đến lực dọc là: e = ηe0 - a + h/2

Công thức tính toán Ncr trên đã kể đến nhiều yếu tố ảnh hưởng nhưng việc tính toán khá phức tạp , có thể tính toán theo công thức thực nghiệm đơn giản hơn do Gs Nguyễn Đình Cống đề xuất:

N e Z Ne

-Kiểm tra hàm lượng cốt thép: Đặt µt %= 100 st

b

A

A với Ast = As+As’ , Ab = bh0

Hạn chế tỷ lệ cốt thép : 0.1 % µ0≤ µt ≤ µmax =6 %

-Tính toán cốt thép dọc cấu tạo:

Với cấu kiện nén lệch tâm, khi h>500mm, cốt thép đặt tập trung theo cạnh b thì phải đặt cốt dọc cấu tạo để chịu ứng suất bêtông sinh ra do co ngót, do nhiệt độ thay đổi và cũng giữ

ổn định cho nhánh cốt đai quá dài Cốt thép cấu tạo không tham gia tính toán khả năng chịu lực, có đường kính Φ ≥12 có khoảng cách theo phương cạnh h là S0 ≤ 500mm

-Tính toán cốt thép ngang:

Trong khung buộc, cốt thép ngang là những cốt đai Chúng có tác dụng giữ vị trí cốt thép dọc khi thi công Giữ ổn định cốt thép dọc chịu nén Trong trường hợp khi cấu kiện chịu cắt lớn thì cốt đai tham gia chịu cắt

Đường kính cốt đai:Φđ≥1/4Φmax và 5mm

Khoảng cách đai: :ađ≤ kΦmin và a0

Khi Rsc ≤ 400 MPa, lấy k= 15 và a0= 500mm;

Khi Rsc > 400 MPa, lấy k= 12 và a0= 400mm;

Nếu tỷ lệ cốt thép dọc µ’> 1.5% cũng như khi toàn bộ tiết diện chịu nén mà µt>3% thì k=10

5.2.1.Tính toán cốt thép cho cột tầng 1 C1 (cột giữa): b x h = 700 x700 mm

a.Số liệu tính toán.

Chiều dài tính toán l0 = 0.7H = 0.7*3.5 =2.45 (m)

Giả thiết a = a’ = 40mm→h0 = h – a = 700-40 =660 mm

Za = h0 – a =660 - 40 =620mm

Độ mảnh λ =l /0 h=2.1/1= 2.1 < 8

→Bỏ qua ảnh hưởng của uốn dọc.

Lấy hệ số ảnh hưởng của uốn dọc η=1

Độ lệch ngẫu nhiênea = eay + 0,2.eax = 0,04 + 0,2.0,04 = 0,048 m Nội lực được chọn từ bảng tổ hợp nội lực và ghi chi tiết ở bảng dưới:

Ký hiệu

cặp nội

Đặc điểm của cặp

M(kN.m)

N(kN) e1 =

e h

0

6200.93660

a a

Z h

Từ đó suy ra :

0 ( 0,5 ) 4761160*358 14.5*700*494,89 *(660-0.5*494,89 )

e h

;

0

6200.93660

a a

Z h

+ Tầng 2 đến tum : l0 =0.7 *3.6 2.52= → =λ 17.5→µmin =0.1%

Tính toán tương tự ta có bảng tính thép cho cột của khung trục 2 như sau.(bảng excel tính toán cho cột)

5.2.5Chọn cốt thép ngang :

Trong khung buộc, cốt thép ngang là những cốt đai

Cốt thép ngang có tác dụng giữ vị trí của cốt thép dọc khi thi công,giữ ổn định cho cốt dọc chịu nén, chống phình cốt thép dọc và chống nứt cho bê tông:

Đường kính cốt đai: Φsw ≥ (5mm; 0,25Φmax) = (5mm; 0,25×28mm)=7mm Vậy ta chọn thép

Φ8 nhóm AI

Cốt thép ngang phải được bố trí trên suốt chiều dài cột, khoảng cách trong vùng nối buộc : ađ

6.1.1 Tĩnh tải cầu thang

Sơ bộ chọn bề dày bản thang 10 cm

Chiều cao tầng H=3.6m và chiều dài L=1,695m ta chọn chiều cao bậc thang là h=165mm, rộng bậc thang b=300mm