đồ án bê tông 2 KHUNG PHANG TRUC 2

Các tài liệu cấm đăng tải trên website 123doc.org a. Tài Liệu tuyệt mật Tài Liệu chiến lược an ninh quốc gia; kế hoạch phòng thủ đất nước; kế hoạch động viên đối phó với chiến tranh; các loại vũ khí, phương tiện có ý nghĩa quyết định khả năng phòng thủ đất nước; Các chủ trương, chính sách về đối nội, đối ngoại của Đảng Cộng sản Việt Nam và Nhà nước Cộng hòa xã hội chủ nghĩa Việt Nam không công bố hoặc chưa công bố. Những tin của nước ngoài hoặc của tổ chức quốc tế chuyển giao cho Việt Nam mà Chính phủ xác định thuộc độ Tuyệt Mật; Tổ chức và hoạt động tình báo, phản gián do Chính Phủ quy định; Mật mã quốc gia; Dự trữ chiến lược quốc gia; các số liệu dự toán, quyết toán ngân sách nhà nước về những lĩnh vực chưa công bố; kế hoạch phát hành tiền, khóa an toàn của từng mẫu tiền và các loại giấy tờ có giá trị như tiền; phương án, kế hoạch thu đổi tiền chưa công bố; Khu vực, địa điểm cấm; tin, Tài Liệu khác mà Chính phủ xác định thuộc độ Tuyệt mật. b. Tài Liệu tối mật Các cuộc đàm phán và tiếp xúc cấp cao giữa nước ta với nước ngoài hoặc các tổ chức quốc tế về chính trị, quốc phòng, an ninh, đối ngoại, kinh tế, khoa học, công nghệ và các lĩnh vực khác chưa công bố. Những tin của nước ngoài hoặc của các tổ chức quốc tế chuyển giao cho Việt Nam mà Chính phủ xác định thuộc độ Tối mật; Tổ chức hoạt động, trang bị, phương án tác chiến của các đơn vị vũ trang nhân dân, trừ tổ chức và hoạt động được quy định tại khoản 3 Điều 5 của Pháp lệnh; phương án sản xuất, vận chuyển và cất giữ vũ khí; công trình quan trọng phòng thủ biên giới, vùng trời, vùng biển, hải đảo; Bản đồ quân sự; tọa độ điểm hạng I, hạng II nhà nước của mạng lưới quốc gia hoàn chỉnh cùng với các ghi chú điểm kèm theo. Vị trí và trị số độ cao các mốc chính của các trạm khí tượng, thủy văn, hải văn; số liệu độ cao và số không tuyệt đối của các mốc hải văn; Số lượng tiền in, phát hành; tiền dự trữ bằng đồng Việt Nam và ngoại tệ; các số liệu về bội chi, lạm phát tiền mặt chưa công bố; phương án giá các mặt hàng chiến lược thuộc Nhà nước quản lý chưa công bố; Nơi lưu giữ và số lượng kim loại quý hiếm, đá quý, ngoại hối và vật quý hiếm khác của Nhà nước; Công trình khoa học, phát minh, sáng chế, giải pháp hữu ích, bí quyết nghề nghiệp đặc biệt quan trọng đối với quốc phòng, an ninh, kinh tế, khoa học, công nghệ mà Nhà nước chưa công bố; Kế hoạch xuất khẩu, nhập khẩu các mặt hàng đặc biệt giữ vị trí trọng yếu trong việc phát triển và bảo vệ đất nước không công bố hoặc chưa công bố;

CHƯƠNG 6( IN DUYỆT) TÍNH TOÁN THIẾT KẾ KHUNG PHẲNG TRỤC 2

- -Hệ kết cấu chịu lực chính của công trình được thiết kế theo hệ khung bê tông cốt thép

đổ toàn khối Khung bê tông cốt thép đổ toàn khối giúp công trình có độ cứng cao khi chịutải, thi công không quá phức tạp và tương đối phổ biến tại địa phương

A'B

CD

Dựa vào mặt bằng kiến trúc ta có chiều dài L = 61.10m, chiều rộng B = 16.40m Nhậnthấy L = 3.73B nên quan niệm cắt ra từng khung ngang phẳng độc lập để tính Xem mỗikhung bao gồm cột và dầm ngang của các tầng cùng làm việc theo phương ngang nhà.

6.1.2 Sơ đồ tính khung trục 2:

Khi tính chọn sơ đồ khung có giao điểm giữa các thanh là nút cứng, xem cột ngàm tại mặttrên của móng, không xét đà kiềng là một bộ phận của khung Trong đó các nhịp của khunglấy theo kích thước tim trục cột, chiều cao cột mỗi tầng lấy bằng chiều cao hình học của tầng.Riêng chiều cao của cột khung tầng trệt (Htret) được lấy từ cao độ sàn lầu 1 đến mặt trênmóng, chính bằng chiều cao tầng trệt (Ht1=4m) + cao độ nền nhà (Hn= 0.45m) + độ sâu chônmóng (Df =1.25m) - cho chiều cao móng hay chiều cao đài cọc (Hm=0.80m)

Ta có Htret = Ht1 + Hn + Df - Hm

Htret = 5.25m

14 15 16 17 18

19

20 21 22 23 24

6.2.1 Chọn vật liệu thiết kế khung

Bê tông chọn để thiết kế dầm có cấp độ bền chịu nén B25 với :

+ Cường độ chịu nén tính toán của bê tông: Rb = 1,45 kN/cm2

+ Cường độ chịu kéo tính toán của bê tông: Rbt = 0,105 kN/cm2.

+ Môđun đàn hồi của bê tông: Eb = 3x103 kN/cm2

+ Giả thiết khi thi công đảm bảo cho bê tông được tiếp tục tăng cường độ theo thời gian chọn γb2 =1

+ Hệ số poisson = 0,2

Thép đai dùng nhóm thép CI (AI) có:

+ Cường độ chịu kéo của cốt thép ngang (cốt thép đai và cốt thép xiên):

Rsw = 17,50 kN/cm2

+ Môđun đàn hồi của cốt thép: Es = 2,1x104 kN/cm2

Thép dọc trong dầm, cột khung dùng nhóm thép CII (AII) có:

+ Cường độ chịu kéo tính toán và cường độ chịu nén tính toán của cốt thép:

2

28( / ); 0,595; 0, 418

R =R = kN cm ξ = α =+ Môđun đàn hồi của cốt thép: Es = 2,1x104 kN/cm2 = 21x103 kN/cm2

6.2.2 Chọn sơ bộ kích thước tiết diện:

a Chọn sơ bộ kích thước tiết diện dầm:

Theo mục 2.1.2, phần 1, trang 4 chương 2 (Tính Sàn) ta có kết quả chọn sơ bộ kích thước tiết diện dầm như sau:

Bảng 6.1: Chọn sơ bộ kích thước tiết diện dầm khung trục 2

B-A’ 1500 (1/5-1/8)xl

(300÷188) (117÷233) 250x350

b Chọn sơ bộ kích thước tiết diện cột:

Xác định sơ bộ diện tích tiết diện cột: c

b

N

A k R

=Trong đó:

 k : Hệ số xét đến ảnh hưởng của tải trọng gió

 k = 1,2 đối với cột giữa

 k = 1,3 đối với cột biên

A' B

C D

* Cột tầng 1 trục B:

- Diện tích nhận tải của cột trục B:

25.5 (1.5 3.1) 25.30

1.3 1633.16( )1.45

1.2 1540.30( )1.45

1.2 1425.90( )1.45

1.3 976.67( )1.45

Hình 6.5 Sơ đồ chọn kích thước tiết diện cho các phần tử khung

a Tải trọng tác dụng phân bố trên các ô sàn có liên quan của tầng điển hình

Theo mục 2.3 trang 12 chương 2, ta có kết quả tính toán tải trọng như sau:

Bảng 6.3: Kết quả tính toán tải trọng tác dụng phân bố đều trên 1m 2 ô sàn tầng điển hình có

liên quan đến khung K2 (kN/m 2 )

Tên ô

sàn

Chức năng

Tải trọng các lớp Cấu tạo sàn(kN/m )2

Tải tường xây trực tiếp lên sàn

CD

SM1

SM7

SM3 SM5

( / )

n tt

Hình 6.8: Cấu tạo ô bản SM1,SM5

Lớp vữa xi măng lót tạo dốc dày 3cm Lớp chống thấm hóa chất dày 2cm Lớp bê tông cốt thép dày 8cm Lớp vữa xi măng trát trần dày 1.5cm

Hình 6.10: Cấu tạo ơ bản sê nơ mái (SN)

Bảng 6.6: Trọng lượng bản thân ơ bản sê nơ mái.

tt c

p = p ×n kN m

Trong đĩ:

 pc : Hoạt tải tiêu chuẩn, tra bảng 3 “TCVN 2737 - 1995”

 np : Hệ số độ tin cậy đối với tải trọng phân bố đều xác định theo điều 4.3.3

“TCVN 2737 - 1995”:

np = 1,3 nếu pc < 2 kN/m2

Bảng 6.7: Hoạt tải tác dụng lên các ô bản mái

Tải trọng tác dụng lên khung trục 2 gồm có:

- Tải trọng tác dụng đứng: bao gồm

+Tải trọng qui đổi về phân bố đều lên dầm khung (lên phần tử dầm)

+ Tải trọng tập trung tại nút khung

- Tải trọng tác dụng ngang: bao gồm áp lực gió đẩy và gió hút.

6.3.1 Xác định tải trọng tác dụng lên dầm khung trục 2

a Xác định tải trọng tác dụng phân bố đều lên dầm khung trục 2:

Bao gồm trọng lượng bản thân dầm (được khai báo để phần mềm tự tính), trọng lượng tường xây trực tiếp lên dầm, tĩnh tải và hoạt tải từ sàn truyền vào dầm Đối với tải truyền từ ôsàn chịu lực 2 phương, tính giữ nguyên theo dạng tải hình thang hay tam giác

Khi xác định tải trọng tường phải xét đến hệ số giảm trừ phần diện tích cửa chiếm chỗ:

+ kt là hệ số giảm tải trừ phần diện tích cửa chiếm chỗ

+ At là diện tích tường được xây đặc

+ Ac là diện tích cửa chiếm chỗ

Việc tính tải trọng phân bố trên dầm khung được lập thành bảng như sau:

A' B

C D

Bảng 6.8 : Kết quả xác định tải trọng phân bố đều lên dầm khung trục 2

- Trọng lượng xây gạch ống dày 200, ht = 2.95m (truyền

vào dầm có dạng phân bố đều)

- Trọng lượng xây gạch ống dày 200, ht = 2.90m (truyền

vào dầm có dạng phân bố đều)

14,10,

6

- Trọng lượng xây gạch ống dày 100, ht = 3.10m (truyền

vào dầm có dạng phân bố đều)

- Tĩnh tải từ 2 ô sàn mái SM1 truyền vào dầm có dạng

hình thang:

1 1

Bao gồm trọng lượng bản thân dầm dọc, trọng lượng tường xây trên dầm dọc, tĩnh tải

từ sàn truyền vào dầm dọc, tất cả tải này truyền vào nút

* Hoạt tải:

Là hoạt tải sử dụng sàn truyền vào dầm dọc, rồi dầm dọc truyền vào nút khung

Đối với tĩnh tải và hoạt tải từ sàn truyền vào nút khung được xác định lấy diện tích truyền tải nhân với tải trọng phân bố trên sàn:

- Tĩnh tải từ sàn truyền vào nút: s( )

+ Khi diện tích truyền tải có dạng hình tam giác:

2 2

4

x

0.963

S7

S3 S5

A' B

C D

Hình 6.13: Mặt bằng truyền tải từ sàn tầng điển hình vào nút khung trục 2

Bảng 6.9: Kết quả xác định tải trọng tập trung từ sàn tầng điển hình lên nút khung trục 2

Tên

Tĩnh tải

G (kN)

Hoạt tải P (kN) Hoạt tải trái

Hoạt tải phải 4

- Hoạt tải từ 2 ô sàn S7 truyền vào dạng hình thang:

A A k

A A k

30 31

32 33 34

CD

700 800

Hình 6.14: Mặt bằng truyền tải từ sàn tầng mái vào nút khung trục 2

Bảng 6.10: Kết quả xác định tải trọng tập trung từ sàn mái lên nút khung trục 2

Tên

Tĩnh tải

G (kN)

Hoạt tải P (kN) Hoạt tải trái

Hoạt tải phải

14 - Trọng lượng bản thân dầm trục A’:

25 0.2 0.3 1.1 5.5 2

- Tĩnh tải từ 2 ô sàn SM7 truyền vào dạng hình thang:

6.3.3 Xác định tải trọng gió tác dụng lên khung trục 2

Công trình gồm 6 tầng chiều cao H = 22.05m < 40m nên chỉ xét tính thành phần tĩnh của tải trọng gió (không xét đến thành phần động của gió)

Trị số tính toán thành phần tĩnh của tải trọng gió W ở độ cao Z so với mặt đất tự nhiên được xác định theo công thức:

 c : Hệ số khí động lấy theo bảng 6 (TCVN 2737-1995):

cđ = 0,8 phía đón gió; ch = -0,6 phía hút gió

 n : Hệ số độ tin cậy Lấy bằng 1.2

Suy ra tải trọng gió phân bố lên cột khung trong phạm vi một bước cột:

Nội lực trong khung được xác định theo sơ đồ đàn hồi Sử dụng phần mềm

sap2000v10 để giải tìm nội lực

6.4.1 Các trường hợp chất tải

- Tĩnh tải chất đầy trên dầm và nút khung

- Hoạt tải được xét chất theo các trường hợp gây bất lợi nhất

Kết quả các trường hợp nhất tải được thể hiện trên các hình vẽ sau

ED

CB

16400

5500 3200

22.46 22.46

7.20

17.09 17.09

13.2

1.60 1.88

13.2

18.14

22.46 22.46

13.2

13.2

18.14 18.14

13.2 13.2

700A'

1500

ED

CB

16400

5500 3200

6200

4 3

2 1

18.14 18.14

18.14

18.14 18.14

18.14 18.14

7.37 7.37

7.37

700A'

1500

ED

CB

16400

5500 3200

18.14 13.2

13.2 13.2

A'

1500

E D

C B

16400

5500 3200

40.6 13.2

ED

CB

16400

5500 3200

6200

11.52 11.52

5.36 13.45

10.84

5.36

13.45 9.25 1.60 1.88 1.46

13.2 11.52

40.6

22.46

22.46 18.14

17.09

40.6

22.46 18.14

3.47

22.46

22.46 18.14

1500

ED

CB

16400

5500 3200

6200

6.08

5.36

13.45 7.37 1.46

40.6

HOẠT TẢI 5 (HT5): chất liền nhịp

(gây ra momen âm nguy hiểm ở gối nằm giữa 2 nhịp được chất hoạt tải)

22.46 18.14

7.20

13.2 11.52

22.46 17.09

7.20

13.2 11.52

22.46 17.09

6.08 5.36

7.20

13.2 11.52

22.46 17.09

HOẠT TẢI 6 (HT6): chất liền nhịp

(gây ra momen âm nguy hiểm ở gối nằm giữa 2 nhịp được chất hoạt tải)

6.4.2 Các trường hợp tổ hợp

-Mục đích của việc tổ hợp nội lực là tìm nội lực nguy hiểm tại một số tiết diện trên

mỗi phần tử, khi khung chịu tác dụng của nhiều trường hợp chất tải

Có hai loại tổ hợp nội lực là tổ hợp cơ bản và tổ hợp đặc biệt Với công trình thông

thường chỉ xét đến tổ hợp cơ bản

Tổ hợp cơ bản được phân thành tổ hợp cơ bản I và tổ hợp cơ bản II:

- Tổ hợp cơ bản I: gồm Nội lực do tĩnh tải và nội lực của một loại hoạt tải.

- Tổ hợp cơ bản II: gồm Nội lực do tĩnh tải và nội lực của ≥ 2 loại hoạt tải, các hoạt tảinày được nhân với hệ số tổ hợp là 0,9 (Hệ số xét đến khả năng sử dụng không đồng thời cùngmột lúc của các hoạt tải đó)

6.4.3 Chọn cặp nội lực nguy hiểm:

+ Đối với dầm khung:

Chọn cặp nội lực M m+ax,M m−axv Qà max , xét tại 3 tiết diện (hai đầu nút và giữa nhịp dầm)

+ Đối với cột khung:

Chọn các cặp nội lực M m+ axv N Mà tu, m− axv N N v Mà tu, max à tu,

xét tại tiết diện đầu trên và đầu dưới của từng đoạn cột

6.4.4 Biểu đồ Bao nội lực

Dựa vào phần mềm sap để tính và tổ hợp nội lực Kết quả xuất nội lực được thể hiện ở phần phụ lục

Phần biểu đồ bao nội lực của khung trục 2, được thể hiện như sau:

BIỂU ĐỒ BAO MÔMEN (kN.m)

BIỂU ĐỒ BAO LỰC CẮT (kN)

BIỂU ĐỒ BAO LỰC DỌC (kN)

* Tính cốt thép chịu momen âm ở gối:

Do cánh chữ T thuộc vùng chịu kéo, nên bỏ qua cánh và xét tính theo tiết diện chữ nhật (b x h)

- Giả thiết: a = 6cm ⇒ h0 = h – a

- Tính: ét 2

0

x m

s

M A

µ = < µ = × < µ = × ξ ×

×

 Tính thép cho gối trái D26: Tiết diện (25x55)cm, Có M xét =28870, (87 kN cm )

 Giả thiết tính toán: a = 6 cm

 Tính: h0 = h – a = 55 – 6 = 49 cm

x m

x s

28(%) 0,15%

µ

ξµ

Thực hiện tính tương tự như trên, kết quả tính toán thép gối được lập thành bảng 6.12 sau:

Bảng 6.12: Kết quả tính toán cốt thép cho gối của dầm khung

6 13.48 2Φ25+2Φ20 16.10 1.199

D49 GP 0.00 25 30 4 26 0.000 1.00

0 0.00 2Φ16 4.02 0.000

* Tính cốt thép chịu mômen dương ở nhịp: Tại nhịp cánh thuộc vùng chịu nén,

nên xét tính theo tiết diện chữ T đặt cốt thép đơn

s

M A

 Tại nhịp cánh thuộc vùng chịu nén nên xét tính theo bài toán cấu kiện chịu uốn có tiết diện chữ T đặt cốt thép đơn

 Giả thiết tính toán: a = 6 cm

 Tính: h0 = h – a = 55 – 6 = 49 cm

 Phần cánh thuộc vùng chịu nén có h f'=10cm>0,1h=0,1 55 5,5× = cm

'min( / 6;6 ) (620 / 6;6 10) (103,33;60) 60

x s

28(%) 0,15%

µ

ξµ

Bảng 6.13: Kết quả tính toán cốt thép cho nhịp của các dầm khung

b Tính cốt thép đai:

+ Tính cốt đai cho dầm có tiết diện (250 550)mm× :

* Xác định các số liệu tính:

- Xét tại gối tựa có: Q xét = Qmax =167,90kN

- Kiểm tra điều kiện cần thiết tính cốt đai: (tại gối dầm tính theo tiết diện chữ nhật, nên hệ số ϕf =0).

837

2

s s t

Vậy chọn s = st = 15cm, bố trí đều cho dầm (do có lực cắt lớn đều)

* Kiểm tra lại khả năng chịu ứng suất nén chính của bụng dầm:

⇒Thỏa điều kiện khả năng chịu ứng suất nén chính

+ Tính cốt đai cho dầm có tiết diện (250 450)mm× :

* Xác định các số liệu tính:

- Xét tại gối tựa có: Q xét = Qmax =121,11kN

- Kiểm tra điều kiện cần thiết tính cốt đai: (tại gối dầm tính theo tiết diện chữ nhật, nên hệ số ϕf =0).

Vậy chọn s = st = 15cm, bố trí đều cho dầm (do có lực cắt lớn đều)

* Kiểm tra lại khả năng chịu ứng suất nén chính của bụng dầm:

⇒Thỏa điều kiện khả năng chịu ứng suất nén chính

+ Tính cốt đai cho dầm có tiết diện (250 350)mm× :

* Xác định các số liệu tính:

- Xét tại gối tựa có: Q xét = Qmax =71, 21kN

- Kiểm tra điều kiện cần thiết tính cốt đai: (tại gối dầm tính theo tiết diện chữ nhật, nên hệ số ϕf =0).

Vậy chọn s = st = 15cm, bố trí đều cho dầm (do có lực cắt lớn đều)

* Kiểm tra lại khả năng chịu ứng suất nén chính của bụng dầm:

⇒Thỏa điều kiện khả năng chịu ứng suất nén chính

+ Tính cốt đai cho dầm có tiết diện (250 300)mm× :

* Xác định các số liệu tính:

- Xét tại gối tựa có: Q xét = Qmax =23,601kN

- Kiểm tra điều kiện cần thiết tính cốt đai: (tại gối dầm tính theo tiết diện chữ nhật, nên hệ số ϕf =0).

Chọn các cặp nội lực: M m+ax −N M tu; max− −N tu; N max−M tu Tính diện tích cốt thép cho

từng cặp nội lực và chọn cặp có diện tích cốt thép lớn để bố trí cho phần tử cột

- Giả thiết: a = a’ (cm) ⇒ = −h0 h a cm( )

- Độ lệch tâm ban đầu (kết cấu siêu tĩnh): e0 =max( , ) (e e1 a cm)

- Chiều dài tính toán: Đối với cột khung nhà nhiều tầng, nhiều nhịp l0 =0,7 ( )H m

- Xét ảnh hưởng của sự uốn dọc: 0

h

l h

λ = > ⇒ Xét đến sự ảnh hưởng của uốn dọc

* Trường hợp xét đến sự ảnh hưởng của uốn dọc

- Tính hệ số kể đến ảnh hưởng của độ lệch tâm: 0

0,11

0,10,1

S

e h

cr

N N

η =

−

* Trường hợp không xét đến sự ảnh hưởng của uốn dọc

- Lấy hệ số ảnh hưởng của uốn dọc η =1

- Khoảng cách từ điểm đặt của lực dọc đến trọng tâm của cốt thép chịu kéo:

• Tính: e'=ηe0−0,5h a cm+ '( )

0

'( )( ')

+ Kiểm tra lại a, a’, t

Trong đó:

• a, a’ Là khoảng cách từ mép ngoài cột đến trọng tâm cốt thép

• 50 < t < 400: Là khoảng cách giữa hai cốt dọc kề nhau

 Tính thép cho cột C2 (trục B):

Tiết diện cột (25x45)cm, có Mmax + =9932(kN cm N ); tu =1656,97(kN)

 Giả thiết tính toán: a = a’ = 4 cm

 Tính: h0 = h – a = 45 – 4 = 41 cm

 Tính: λ =h l h0 / =0, 7 340 / 45 5, 29 8.× = < Bỏ qua ảnh hưởng của uốn dọc

 Tính độ lệch tâm của lực dọc: e1=M N/ =9932/1656.97 5,99= cm

e h

x

ζζ

9,92( )

28 (41 4

0,5 38,1)

- Kiểm tra khả năng chịu lực cho cột:

+Tiết diện xét tính tại chân cột: N xet = +F G bt

9,52 3025

b

2 2

- Kết luận: Cột đủ khả năng chịu lực

Trình tự tính tương tự như trên, kết quả tính toán cốt thép cho cột khung được lập thành bảng sau:

Bảng 6.14: Kết quả tính toán cốt thép cho cột

b (cm)

h (cm)

a=a' (cm)

Cốt đai cho cột khung được chọn theo quy định cấu tạo như sau:

- Chọn cốt đai có đường kính φ =dai 6mm (thỏa φdai ≥1/ 4φdoc m− ax =22 / 4 5,5= ).

- Chọn khoảng cách đai s = 200 (thoả s≤15φdoc−min = × =15 16 240 và ≤ =b 300)

- Riêng tại vị trí nối cốt thép dọc quy định: s = 100 (thỏa s≤10φdoc−min = × =10 16 160 và phải có không ít hơn 4 đai).