Thuyết Minh Tính Toán Kết Cấu Công trình Nhà Hóa Nghiệm Binh Điền tỉnh Long An thuộc Khu thực nghiệm Nông Nghiệp cao. Một tài liệu hay để mọi người tham khảo.Tài liệu là một công trình thực tế, đầy đủ mô hình đến tính toán.Tài liệu do
Trang 1THUYẾT MINH KẾT CẤU NHÀ HÓA NGHIỆM
3 Tiêu chuẩn thiết kế
– TCVN 2737-1995: Tải trọng và tác động Load & effects – Design standard – TCVN 9386-2012: Thiết kế công trình chịu động đất Design structures for earthquake resistances
– TCVN 5574-2012: Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép – Tiêu chuẩn thiết kế Concrete and reinforced concrete structure
– TCVN 5575-2012: Kết cấu thép – Tiêu chuẩn thiết kế Steel structure – Design standard
– TCVN 9379-2012: Kết cấu xây dựng & nền - Nguyên tắc tính Building structure and foundation – Basic rules for calculation
– TCVN 9362-2012 : Thiết kế nền nhà và công trình Specification for design of foundation for building and for structure
– TCXD 205-1998: Móng cọc - Tiêu chuẩn thiết kế Pile foundation – Specification for design
– ETABS 9.7.4: Mô hình tính toán tổng thể công trình
– SAFE 12.2.2: Tính toán kết cấu sàn & móng
– Các bảng tính Excel…
5 Hệ thống đơn vị
– Sử dụng hệ SI
Trang 26 Tuổi thọ công trình
Tuổi thọ công trình là 50 năm trừ khi có chỉ dẫn khác
II ĐIỀU KIỆN THIẾT KẾ
Giới hạn chảy của kết cấu thép:
– Thép hình: f y ≥ 220 MPa (tương đương CT34)
– Thép tấm tổ hợp: f y ≥ 220 MPa (tương đương CT34)
– Bulông liên kết: f u ≥ 800 MPa (cấp độ bền 8.8)
– Bulông neo: f u ≥ 375 MPa (tương đương CT38)
– Que hàn: f y ≥ 410 MPa ( 42)
1.4 Lớp bê tông bảo vệ cốt thép
– Các cấu kiện tiếp xúc với đất: 50mm
– Cột bê tông cốt thép: 25mm
– Dầm bê tông cốt thép: 25mm
– Sàn bê tông cốt thép: 15mm
Trang 3 Địa hình A : hoàn toàn trống trải, không có vật che chắn trên 1.5m
Địa hình B : Tương đối trống trải
Địa hình C: bị che chắn mạnh (trong thành phố)
Trong dự án này thuộc dạng địa hình là B, khu vực V, Wo = 95 daN/m²
– Thành phần tĩnh của tải trọng gió :
W = Wo x k x c
Trang 4Trong đó,
W : áp lưc gió (daN/m 2
)
Wo : áp lực gió tiêu chuẩn
k : hệ số áp lực gió theo độ cao
c : hệ số khí động
– Thành phần động của tải trọng gió:
Công trình này không xét gió động do chiều cao < 40m
1 Mô hình tổng thể công trình
Tất cả các cấu kiện như cột, dầm, sàn được mô hình trong ETABS Cột và dầm được mô phỏng như là phần tử frame Sàn đựoc mô phỏng bởi phần tử shell, chỉ xem xét độ cứng trong mặt phẳng và bỏ qua độ cứng ngoài mặt phẳng Rigid diagragm được gán cho tất cả các sàn
Mô hình mô phỏng các cấu kiện của công trình từ móng đến mái Tất cả các cột được ngàm ở mặt trên của móng
1.1 Tổ hợp tải trọng
1.2 Đầu vào file mô hình Etabs
Dùng mô hình 3D để mô phỏng các ứng xử của tòa nhà dự kiến dưới tác động của nhiều lực khác nhau
Trong sơ đồ tính, thông số input của các cấu kiện được xác lập như sau:
– Cột, dầm: được mô hình hóa bằng phần tử khung ( frame element )
– Sàn : được mô hình hóa bằng phần tử tấm vỏ ( shell element)
– Mặt bằng bố trí hệ kết cấu cột - dầm - sàn khai báo trên mô hình tính toán được thể hiện trên các bản vẽ mặt bằng kết cấu
– Các giá trị tĩnh tải, hoạt tải, tải trọng gió, động đất được xác định và tính toán trước khi gán trực tiếp trên mô hình đã được lập ở phía trên
Trang 5– Các loại tải trọng tác động lên công trình được khai báo trong mô hình tính toán như sau:
o Trọng lượng bản thân các cấu kiện BTCT như : dầm, sàn, cột
o Trong lượng tường xây trên sàn, các lớp hoàn thiện sàn, trần, thiết bị M&E: khai báo dưới dạng tải phân bố đều trên sàn
o Hoạt tải sử dụng trên sàn: khai báo dưới dạng tải phân bố đều trên sàn
o Tải trọng gió : khai báo vào cột và dầm của công trình
o Tải trọng động đất : khai báo tại tâm khối lượng của công trình
1.3 Ổn định của công trình
1.3.1 Chuyển vị ngang lớn nhất tại đỉnh công trình
– Từ việc giải mô hình bằng Etabs ta xác định được chuyển vị ngang lớn tại đỉnh công trình: (theo tổ hợp tiêu chuẩn SLS)
Chuyển vị ngang cho phép của công trình:
– Kết cấu khung BTCT: [f/H] = 1/500
Trong đó:
f: chuyển vị ngang tại đỉnh công trình
H: chiều cao lớn nhất của cột hay của công trình
Hạng mục Nhà hóa nghiệm
– H = 7.2m , theo điều kiện như trên [f] = 14.4mm
– Kết quả: f = 10 mm < [f] đạt
1.3.2 Chuyển vị đứng lớn nhất tại đỉnh công trình hay các cấu kiện
– Từ việc giải mô hình bằng Etabs ta xác định được chuyển vị đứng lớn tại đỉnh công trình hay của từng cấu kiện: (theo tổ hợp tiêu chuẩn SLS)
Trang 6Trong đó L : nhịp của dầm hoặc bản kê lên 2 gối Đối với công sôn L = 2L1 với L1
là độ vươn ra của công sôn
2 Tính toán các cấu kiện điển hình
Tính toán các cấu kiện được thực hiện theo tuần tự sau:
– Các cấu kiện cột và dầm được tính toán:
– Cấu kiện Móng được tính toán:
Nội lực: được tính toán với phần mềm Safe hay Etabs
Tính thép chịu lực: thiết kế với bảng tính Excel (theo TCVN 5574-2012)
3 Hệ móng công trình
phân bón NPK 600.000 Tấn/năm do Công ty CP Tư Vấn Xây Dựng Công Trình Thủy-Bộ lập năm 2005
– Địa chất khu vực thuộc loại đất tương đối tốt
Trang 7IV PHỤ LỤC TÍNH:
DẦM SÀN -0.050
Trang 8DẦM SÀN +3.550
DẦM SÀN MÁI
3 TẢI TRỌNG:
Trang 9TẢI TRỌNG TƯỜNG XÂY
TẢI GIÓ PHƯƠNG X
Trang 10TẢI GIÓ PHƯƠNG Y
NỘI LỰC CHÂN CỘT Pmax=94T
Trang 11PHẦN TỬ MÓNG
BIỂU ĐỒ MOMENT CÁC PHẦN TỬ THANH
Trang 12BIỂU ĐỒ LỰC DỌC CÁC PHẦN TỬ THANH
BIỂU ĐỒ LỰC CẮT CÁC PHẦN TỬ THANH
Trang 13BIỂU ĐỒ MOMENT SÀN TRỆT LAYER A
BIỂU ĐỒ MOMENT SÀN TRỆT LAYER B
Trang 14BIỂU ĐỒ MOMENT SÀN LẦU LAYER A
BIỂU ĐỒ MOMENT SÀN LẦU LAYER B
Trang 15BIỂU ĐỒ MOMENT SÀN MÁI LAYER A
BIỂU ĐỒ MOMENT SÀN MÁI LAYER B
Trang 165 TÍNH TỐN MĨNG:
I.- SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC THEO VẬT LIỆU
QTC :Sức chịu tải tiêu chuẩn tính toán theo đất nền của cọc đơn.
KTC :Hệ số an toàn kể đến ảnh hưởng của nhóm cọc(Ktc = 1.4 - 1.75), sơ bộ ta chọn:
m= 1 (Hệ số làm việc của cọc trong đất )
+ Xác định sức chống mũi cọc Qp:
mR= 1 (H.số làm việc của đất ở mũi cọc có kể đến ảnh hưởng p.pháp hạ cọc,tra bảng A3 )
qp (T/m2): Cường độ chịu tải của đất nền ở mũi cọc , tra bảng A1 phụ thuộc độ sâu mũi cọc và trạng thái đất ở mũi cọc.
qp= 838 (T/m2) Vậy sức chống mũi cọc:
mR= 1 (H.số làm việc của đất ở mặt bên cọc có kể đến ảnh hưởng p.pháp hạ cọc,tra bảng A3 )
fsi : ma sát bên cọc, tra bảng A2 phụ thuộc độ sâu trung bình của lớp đất, trạng thái đất.(T/m2)
) ' 2 (
a
A a
R p
d n
R VL
TC K TC Q a
å+
= ( q P d2 u m f f si i)
R m m TC Q
2
d P q R m p
å
=u m f f si i f
Q
Trang 17li : chiều dày lớp đất thứ i mà cọc đi qua.(m)
Vậy thành phần ma sát hông Qf:
Sức chịu tải cho phép của cọc tính theo công thức:
+ Xác định sức chống mũi cọc Qp:
Trong đó:
qp (T/m2): Cường độ chịu tải của đất nền ở mũi cọc tính theo công thức sau:
Vì độ sâu chôn móng của móng cọc rất lớn so với cạnh cọc d nên thành phần thứ 3 khá bé so với 2 thành phần
còn lại ta bỏ qua.Do đó Cường độ chịu tải của đất nền dưới mũi cọc xác định theo công thức:
Với :
c = 0.023 (T/m2) - Lực dính của đất ở mũi cọc.
j = 27.4 (o) - Góc ma sát trong của đất ở mũi cọc.
p Q f Q a
2
d P
q p
g g
q N vp c cN P
q N vp c
cN P
Trang 18ca =c (T/m2) - Lực dính giữa thân cọc và đất.
ja=j = (o) - Góc ma sát trong giữa cọc và đất nền.
s 'h (T/m2) - Ứng suất hữu hiệu trong đất theo phương vuông góc với mặt bên cọc.
li - chiều dày lớp đất thứ i mà cọc đi qua.(m)
Ztb: độ sâu trung bình của lớp đất
Vậy thành phần ma sát hông Qf:
1 - Kết quả tính toán sức chịu tải của cọc theo cường độ của đất nền chỉ áp dụng cho nền đất là"Đất dính".
2 - Đối với "đất rời", cường độ chịu tải dưới mũi cọc và ma sát bên tác dụng lên cọc ở những độ sâu lốn hơn độ
sâu giới hạn Zc(m),thì được lấy bằng giá trị tương ứng ở độ sâu giới hạn.Nghĩa là:
fs (Z>Zc) = fs ( Z= Zc)
qp (Z>Zc) = qp (Z=Zc)
Độ sâu giới hạn Zc(m) xác định theo góc ma sát trong của đất nền.(hình B4-tuyển tập TCXDVN -trang436)
3 - Bỏ qua lớp đất san lấp dày 2m và lấy đó làm cao độ mặt đất tự nhiên.
4 - Cọc đóng sâu Tiếp tục (m)- từ cao 0.00m độ giả định.(Nằm dưới cao độ khảo sát địa chất 2m)
å
=
i
l si f u f Q
a h a c si
f = + s ' tan j
h s K h a
s ' = ( 1 - sin ) =
Trang 194Ø16
4Ø16 4Ø14
B20 11.50 MPa CIII, A-III
BẢNG TÍNH THÉP STRIP MÓNG THEO TCXDVN 356-2005
αm ζ Cốt
4Ø14
Trang 206 TÍNH TOÁN CỘT:
I Thông số vật liệu:
II Thông số cột/ General Column Information:
Số thanh thép phương t2/ The No of bars along t2 : nt2 = 0
Số thanh thép phương t3/ The No of bars along t3 : nt3 = 0
The distance between bars along to t2 diection:
The distance between bars along to t3 diection:
Các điểm chính trên biểu đồ tương tác phương t3/ The primary point in the interative chart along to t3 direction
The total No of point in interactive chart:
P (kN)
M22(kNm) Biểu đ t ơng tác c t ph ơng t3
The interactive Chart of column along to t3direction
t3
Trang 21Các điểm chính trên biểu đồ tương tác phương t2/ The primary point in the interative chart along to t2 direction
The total No of point in interactive chart:
Các điểm chính trên biểu đồ tương tác phương α/ The primary point in the interative chart along to α direction
The total No of point in interactive chart:
P (kN)
M33(kNm) Biểu đ t ơng tác c t ph ơng t2
The interactive Chart of column along to t2direction
0 500 1000
P (kN)
Mα(kNm) Biểu đ t ơng tác c t ph ơng α
The interactive Chart of column along to α direction
Trang 22III Kết quả tính toán/ Result:
Cột Etab
Etab Label
Tầng Story
Tổ hợp Combo
Vị trí Location
P (kN)
M22(kNm)
M33(kNm)
Tỷ số Ratio
α (0)
Mα(kNm)
II Thông số cột/ General Column Information:
Số thanh thép phương t2/ The No of bars along t2 : nt2 = 1
Số thanh thép phương t3/ The No of bars along t3 : nt3 = 0
The distance between bars along to t2 diection:
The distance between bars along to t3 diection:
Các điểm chính trên biểu đồ tương tác phương t3/ The primary point in the interative chart along to t3 direction
The total No of point in interactive chart:
THUYẾT MINH TÍNH TOÁN CỘT THEO TCVN 356:2005 COLUMN REPORT ACCORDING TO TCVN 356:2005
1500
P (kN)
t3
Trang 23Các điểm chính trên biểu đồ tương tác phương t2/ The primary point in the interative chart along to t2 direction
The total No of point in interactive chart:
P (kN)
M22(kNm) Biểu đ t ơng tác c t ph ơng t3
The interactive Chart of column along to t3direction
0 500 1000 1500
P (kN)
M33(kNm) Biểu đ t ơng tác c t ph ơng t2
The interactive Chart of column along to t2direction
Trang 24Các điểm chính trên biểu đồ tương tác phương α/ The primary point in the interative chart along to α direction
The total No of point in interactive chart:
P (kN)
M α (kNm)Biểu đ t ơng tác c t ph ơng α
The interactive Chart of column along to α direction
III Kết quả tính toán/ Result:
Cột Etab
Etab Label
Tầng Story
Tổ hợp Combo
Vị trí Location
P (kN)
M22(kNm)
M33(kNm)
Tỷ số Ratio
α (0)
Mα(kNm)
Trang 25I Thông số vật liệu:
II Thông số cột/ General Column Information:
Số thanh thép phương t2/ The No of bars along t2 : nt2 = 0
Số thanh thép phương t3/ The No of bars along t3 : nt3 = 1
The distance between bars along to t2 diection:
The distance between bars along to t3 diection:
Các điểm chính trên biểu đồ tương tác phương t 3 / The primary point in the interative chart along to t 3 direction
The total No of point in interactive chart:
P (kN)
M22(kNm) Biểu đ t ơng tác c t ph ơng t3
The interactive Chart of column along to t3direction
t3
Trang 26Các điểm chính trên biểu đồ tương tác phương t 2 / The primary point in the interative chart along to t 2 direction
The total No of point in interactive chart:
Các điểm chính trên biểu đồ tương tác phương α/ The primary point in the interative chart along to α direction
The total No of point in interactive chart:
P (kN)
M33(kNm) Biểu đ t ơng tác c t ph ơng t2
The interactive Chart of column along to t2direction
0 500 1000 1500
P (kN)
Mα(kNm) Biểu đ t ơng tác c t ph ơng α
The interactive Chart of column along to α direction
III Kết quả tính toán/ Result:
Cột Etab
Etab Label
Tầng Story
Tổ hợp Combo
Vị trí Location
P (kN)
M22(kNm)
M33(kNm)
Tỷ số Ratio
α (0)
Mα(kNm)
C10 3.6 COMB8 0 325.6 18.126 54.952 0.72 18.26 57.86 C10 TRET COMB1 1.1 558.43 -2.749 -46.879 0.67 3.36 46.96
Trang 277 TÍNH TỐN DẦM SÀN:
TÍNH TOÁN CỐT THÉP DẦM
TCXDVN 356:2005
Cấp bền bê tông B20 Rb = 11.5 MPa Rbt = 0.9 MPa 0.590
Loại thép dọc: A-III Rs = 365 MPa 2f16 Fa =
Loại thép đai: A-I Rs' = 225 MPa Cốt đaif6 fađ =2
7.2 B1 0.1 BAO MAX -4.59 -4.05 20 35 0.36 15 (25) Lop 1: 2Ø18 5.09 0.737.2 B1 1.205 BAO MAX 3.01 -0.15 20 40 0.01 20 (30) Lop 1: 2Ø18 5.09 0.647.2 B1 2.5 BAO MAX 11.84 -7.65 20 40 0.59 20 (30) Lop 1: 2Ø18 5.09 0.647.2 B1 0.1 BAO MIN -6.38 -6.49 20 40 0.5 20 (30) Lop 1: 2Ø18 5.09 0.647.2 B1 1.205 BAO MIN -0.8 -0.54 20 40 0.04 20 (30) Lop 1: 2Ø18 5.09 0.647.2 B1 2.5 BAO MIN 9.06 -11.52 20 40 0.89 20 (30) Lop 1: 2Ø18 5.09 0.643.6 B1 0.1 BAO MAX -1 2.89 20 30 0.31 15 (20) Lop 1: 2Ø20 6.28 1.053.6 B1 0.867 BAO MAX 1.4 3.06 20 30 0.33 15 (20) Lop 1: 2Ø20 6.28 1.053.6 B1 2.5 BAO MAX 15.49 -4.38 20 30 0.47 15 (20) Lop 1: 2Ø20 6.28 1.053.6 B1 0.1 BAO MIN -10.02 -7.64 20 30 0.83 15 (20) Lop 1: 2Ø20 6.28 1.053.6 B1 1.3 BAO MIN -0.79 -0.91 20 30 0.1 15 (20) Lop 1: 2Ø20 6.28 1.053.6 B1 2.5 BAO MIN 5.68 -13.41 20 30 1.48 15 (20) Lop 1: 2Ø20 6.28 1.05TRET B1 0.1 BAO MAX 0.56 4.93 20 30 0.53 15 (20) Lop 1: 2Ø20 6.28 1.05TRET B1 0.483 BAO MAX 1.77 4.48 20 30 0.48 15 (20) Lop 1: 2Ø20 6.28 1.05TRET B1 2.5 BAO MAX 15.88 -2.88 20 30 0.31 15 (20) Lop 1: 2Ø20 6.28 1.05TRET B1 0.1 BAO MIN -10.4 -8.17 20 30 0.88 15 (20) Lop 1: 2Ø20 6.28 1.05TRET B1 1.3 BAO MIN -1.6 -0.82 20 30 0.09 15 (20) Lop 1: 2Ø20 6.28 1.05TRET B1 2.5 BAO MIN 4.33 -13.67 20 30 1.51 15 (20) Lop 1: 2Ø20 6.28 1.057.2 B2 0.1 BAO MAX -19.2 -11.9 20 40 0.92 20 (30) Lop 1: 2Ø18 5.09 0.647.2 B2 1.96 BAO MAX 1.09 14.94 20 40 1.17 20 (30) Lop 1: 2Ø18 5.09 0.647.2 B2 4.8 BAO MAX 27.1 -24.7 20 40 1.96 20 (30) Lop 1: 2Ø18 5.09 0.647.2 B2 0.1 BAO MIN -23.63 -17.03 20 40 1.33 20 (30) Lop 1: 2Ø18 5.09 0.647.2 B2 1.96 BAO MIN -0.05 12.23 20 40 0.95 20 (30) Lop 1: 2Ø18 5.09 0.647.2 B2 4.8 BAO MIN 22.26 -31.89 20 40 2.66 20 (30) Lop 1: 2Ø18 5.09 0.643.6 B2 0.1 BAO MAX -29.59 -13.83 20 45 0.97 20 (30) Lop 1: 2Ø20 6.28 0.703.6 B2 1.96 BAO MAX 1.28 24.37 20 45 1.73 20 (30) Lop 1: 2Ø20 6.28 0.703.6 B2 4.8 BAO MAX 49.15 -31.26 20 45 2.24 20 (30) Lop 1: 2Ø20 6.28 0.703.6 B2 0.1 BAO MIN -40.64 -26.08 20 45 1.85 20 (30) Lop 1: 2Ø20 6.28 0.703.6 B2 1.96 BAO MIN -2.94 18.02 20 45 1.27 20 (30) Lop 1: 2Ø20 6.28 0.703.6 B2 4.8 BAO MIN 36.71 -49.17 20 45 3.63 20 (30) Lop 1: 2Ø20 6.28 0.70TRET B2 0.1 BAO MAX -27.82 -13.02 20 45 0.91 20 (30) Lop 1: 2Ø20 6.28 0.70TRET B2 1.96 BAO MAX 1.17 22.55 20 45 1.59 20 (30) Lop 1: 2Ø20 6.28 0.70TRET B2 4.8 BAO MAX 46.87 -28.46 20 45 2.03 20 (30) Lop 1: 2Ø20 6.28 0.70TRET B2 0.1 BAO MIN -39.6 -26.93 20 45 1.92 20 (30) Lop 1: 2Ø20 6.28 0.70TRET B2 1.96 BAO MIN -3.47 16.27 20 45 1.14 20 (30) Lop 1: 2Ø20 6.28 0.70TRET B2 4.8 BAO MIN 34.08 -47.59 20 45 3.4 20 (30) Lop 1: 2Ø20 6.28 0.707.2 B3 0.1 BAO MAX -28.51 -29.49 20 40 2.37 20 (30) Lop 1: 2Ø18 5.09 0.647.2 B3 2.679 BAO MAX 0.05 23.92 20 40 1.9 20 (30) Lop 1: 2Ø18 5.09 0.647.2 B3 6.15 BAO MAX 38.36 -35.22 20 40 2.86 20 (30) Lop 1: 2Ø18 5.09 0.647.2 B3 0.1 BAO MIN -34.43 -37.41 20 40 3.05 20 (30) Lop 1: 2Ø18 5.09 0.647.2 B3 3.078 BAO MIN 0.12 19.89 20 40 1.57 20 (30) Lop 1: 2Ø18 5.09 0.647.2 B3 6.15 BAO MIN 31.97 -43.58 20 40 3.73 20 (30) Lop 1: 2Ø18 5.09 0.643.6 B3 0.1 BAO MAX -43.25 -39.93 20 45 2.9 20 (30) Lop 1: 2Ø20 6.28 0.703.6 B3 3.125 BAO MAX 2.47 36.14 20 45 2.61 20 (30) Lop 1: 2Ø20 6.28 0.703.6 B3 6.15 BAO MAX 58.26 -45.76 20 45 3.36 20 (30) Lop 1: 2Ø20 6.28 0.703.6 B3 0.1 BAO MIN -56.53 -58.25 20 45 4.37 20 (30) Lop 1: 2Ø20 6.28 0.703.6 B3 3.125 BAO MIN 0.28 26.8 20 45 1.91 20 (30) Lop 1: 2Ø20 6.28 0.703.6 B3 6.15 BAO MIN 43.52 -65.91 20 45 5.01 20 (30) Lop 1: 2Ø20 6.28 0.70TRET B3 0.1 BAO MAX -41.12 -36.83 20 45 2.66 20 (30) Lop 1: 2Ø20 6.28 0.70TRET B3 3.125 BAO MAX 3.25 34.84 20 45 2.51 20 (30) Lop 1: 2Ø20 6.28 0.70
