thuyết minh tính toán thiết kế khung phẳng nhà btct toàn khối 3 tầng 5 nhịp

THUYẾT MINH TÍNH TOÁN THIẾT KẾ KHUNG PHẲNG NHÀ BTCT TOÀN KHỐI 3 TẦNG 5 NHỊPSỐ LIỆU ĐẦU BÀI: H1 m Chiềucao H2 m Chiềucao H3 m BướckhungBm Hoạt tải pc daN/m2 Vùnggió A/.. TÍNH TOÁN THIẾT K

THUYẾT MINH TÍNH TOÁN THIẾT KẾ KHUNG PHẲNG NHÀ BTCT TOÀN KHỐI 3 TẦNG 5 NHỊP

SỐ LIỆU ĐẦU BÀI:

H1

(m)

Chiềucao

H2

(m)

Chiềucao

H3

(m)

BướckhungB(m)

Hoạt tải

pc

(daN/m2)

Vùnggió

A/ TÍNH TOÁN THIẾT KẾ KHUNG TRỤC 3 BTCT:

SƠ ĐỒ KÍCH THƯỚC KHUNG TRỤC 3

I/ Chọn Sơ Bộ Kích Thước :

SƠ ĐỒ KÍCH THƯỚC HỆ DẦM

2/ Chọn Chiều Dày Sàn:

SƠ ĐỒ KÝ HIỆU, KÍCH THƯỚC CÁC Ô BẢN SÀN

Chọn chiều dày sàn theo: h D.L1

a) Tải trọng trên 1m2 sàn mái:

CẤU TẠO SÀN MÁI

Mái dốc i = 1/10  góc nghiêng α = 5,70 so với phương ngang

Các lớp cấu tạo

Chiềudày(m)

Trọnglượngriêng(daN/m3)

Hệ số

độ tin cậy

Hệ số độ tin cậy n

250(daN/ m )

tc sm

tt tc

sm m tc s

- Tường bao che gạch đặc dày 200: 400 daN/m2

- Tường ngăn giữa các phòng gạch ống dầy 100: 180 daN/m2

BẢNG TẢI TRỌNG TƯỜNG XÂY TRÊN DẦM

Tầng Trục tườngLoại

Trọnglượng(daN/m2)

Chiềucaotường( m )

n

Tĩnh tảitiêu chuẩn

gtc

(daN/m)

Tĩnh tảitính toán

22026,68200x300 - bê tông: 0,2.0,3.2500 = 150- vữa trát: [0,2+(0,3-0,12).2].0,015.1800=15,12

1,11,3

16519,65

- Diện tích ngang của cột: c .

b

k N A

R



Với: Ac: Tiết diện ngang của cột

Rb: Cường độ chịu nén của bê tông

N : Lực nén lớn nhất có thể xuất hiện trong cột

k : Hệ số kể đến ảnh hưởng của mômen

t

Lực dọc do trọng lượng bản thân dầm dọc,dầm ngang truyền vào:

s

Lực dọc do trọng lượng bản thân dầm dọc,dầm ngang truyền vào:

4,8 4, 2 2.(3,6.184,65 246,68) 3549,6( )

Lực dọc do tải tường xây trên dầm truyền vào:

4,8 3,6.(1584 435,6) 1540 10966,56( )

A . = . 1,3.26841,86 304(cm )2

115

b

k N A R

t

Lực dọc do trọng lượng bản thân dầm dọc,dầm ngang truyền vào:

4,8 4, 2 2.(3,6.184,65 246,68) 3549,6( )

2

d

Tổng lực dọc tác dụng cột trong tầng 2 :

Lực dọc do trọng lượng bản thân dầm dọc,dầm ngang truyền vào:

Lực dọc do trọng lượng bản thân dầm dọc,dầm ngang truyền vào:

4,8 4, 2 3.(3,6.184,65 246,68) 5324, 4( )

2

d

Lực dọc do tải tường xây trên dầm truyền vào:

4,8 2.3, 6.1584 3,6.435, 6 2.1540 20364,96( )

A . = . 1,3.40539, 2115 459(cm )2

b

k N A R

t

Lực dọc do trọng lượng bản thân dầm dọc,dầm ngang truyền vào:

4,8 4, 2 (3,6.184,65 246,68) 5324, 4( )

Quan niệm tính toán :

Gió được tính toán dưới dạng phân bố đều và dược gắn vào dầm biên của khung

Trị số tính toán thành phần tĩnh tải của tải trọng gió W ở độ cao Z so với mốc chuẩn xác định theo công thức :

W W  o k c n i

Trong đó:

Vùng gió II-A tra bảng ta được Wo= 83 ( daN/m2 )

ki : Hệ số kể đến sự thay đổi áp lực gió theo độ cao so với mốc chuẩn tra bảng tùy thuộc vào dạng địa hình

c = 0,8 đối với phía đón gió

c = 0,6 đối với phía hút gió

Tải trọng gió tính toán thay đổi theo độ cao : Z = 14,4 m

2

W W  o k n c83.1,049.1, 2.(0,8 0, 6) 146,3(  daN m/ )

Gió theo phương X:

Bề rộng chịu tải trọng gió theo phương X :

Gió theo phương Y:

Bề rộng chịu tải trọng gió theo phương Y :

Wo daN/m 2 Hệ số

qX (daN)

qY (daN)

Trọng lượng bản thân dầm dọc,dầm ngang ,cột để cho phần mềm ETABS

9.7.1 tự tính với hệ số DEAD = 1,1 nên ta chỉ cần tĩnh tải các lớp hoàn thiện

trên sàn điển hình và tầng mái do đó ta có bảng sau:

BẢNG TỔNG HỢP TĨNH TẢI LỚP HOÀN THIỆN VÀ HOẠT TẢI

SÀN

Tầng Kí hiệu Tĩnh tải ( TT )

kN/m2

Hoạt tải ( HT)kN/m2

TỈNH TẢI TƯỜNG ( TT )

TỈNH TẢI LỚP HOÀN THIỆN ( TT)

HOẠT TẢI 5 ( HT5) HOẠT TẢI 1 ( HT1)

HOẠT TẢI 2 ( HT2)

HOẠT TẢI 3 ( HT3) HOẠT TẢI 4 ( HT4) HOẠT TẢI 5 ( HT5) HOẠT TẢI 6 ( HT6)

GIÓ X

GIÓ XX

GIÓ YY GIÓ Y

CÁC TỔ HỢP CƠ BẢN TRONG ETABS

Chiều cao làm việc của dầm: ho = h – a

Tính thép cho tiết diện tại gối theo tiết diện chữ nhật

Kiểm tra điều kiện: m ≤ R

Nếu m > R  Tiết diện quá nhỏ khi đó cần phải tăng tiết diện hoặc đặt cốtkép

Vì khung trục 3 có tính chất đối xứng và tải trọng cũng đối xứng nên chỉ cần

tính toán cho nửa khung rồi lấy đối xứng

Kết quả tính toán được ta trình bày ở bảng tính sau:

BẢNG TÍNH THÉP DẦM KHUNG TRỤC 3

Tầng Phầntử Mặtcắt Momen(kN.m)

b (cm) (cm)h α m ξ As

Gối -68,91 20 40 0,245 0,286 8,22 2Ø18+2Ø16 1,17 Nhịp 28,62 20 40 0,102 0,108 3,11 2Ø16 0,44 Gối -42,54 20 40 1,151 0,165 4,74 2Ø18 0,68 B47

Gối -38,72 20 40 0,137 0,148 4,26 2Ø18 0,61 Nhịp -3,74 20 40 0,013 0,013 0,37 2Ø14 0,05 Gối -38,46 20 40 0,137 0,148 4,26 2Ø18 0,61

2 B9 Gối -31,12 20 40 0,110 0,117 3,36 2Ø16 0,48

Nhịp 51,15 20 40 0,182 0,203 5,84 3Ø16 0,83 Gối -66,84 20 40 0,237 0,275 7,91 4Ø16 1,13 B28 Gối -60,04 20 40 0,213 0,242 6,96 2Ø18+1Ø16 0,99

Nhịp 27,95 20 40 0,099 0,104 2,99 2Ø14 0,43

Gối -42,53 20 40 0,151 0,165 4,74 2Ø18 0,68 B47

Gối -29,72 20 40 0,105 0,111 3,19 2Ø16 0,46 Nhịp -5,13 20 40 0,018 0,018 0,52 2Ø14 0,07 Gối -30,23 20 40 0,107 0,113 3,25 2Ø16 0,46

MÁI

D3

Gối -25,22 20 40 0,090 0,094 2,70 2Ø14 0,39 Nhịp 26,95 20 40 0,096 0,101 2,90 2Ø14 0,41 Gối -37,77 20 40 0,134 0,144 4,14 2Ø16+1Ø14 0,59 D10

Gối -30,66 20 40 0,109 0,116 3,34 2Ø16 0,48 Nhịp 14,31 20 40 0,051 0,052 1,50 2Ø14 0,21 Gối -24,04 20 40 0,085 0,089 2,56 2Ø14 0,37 D17 Gối -11,37 20 40 0,004 0,041 1,18 2Ø14 0,17

4) Tính toán cốt thép đai cho các dầm

-Điều kiện hạn chế:

+Sử dụng vật liệu bê tông có cấp độ bền B20 có Rb= 115 kG/cm2, Rk=

9,0 kG/cm2

+Thép AI có: Rsc = 2250 kG/cm2, Rsw = 1750 kG/cm2

-Từ kết quả nội lực của khung, chọn Qmax để tính toán cốt đai

-Trình tự tính toán cốt đai như sau:

-Kiểm tra điều kiện hạn chế về lực cắt:

Qmax ≤ k0Rswbh0

Trong đó: k0 = 0,35 với Bêtông có mác < 400

Rb = 115 kG/cm2 (Bê tông B20)-Tính toán và kiểm tra điều kiện sau:

+Nếu Qmax ≤ 0,6Rswbh0  không cần phải tính cốt đai mà bố trí theo cấutạo

+Nếu k0Rswbh0 ≥ Qmax ≥ 0,6Rswbh0

Phải tính toán cốt đai chịu lực cắt

-Dùng đai 6 hai nhánh Bước đai tính toán là:

+Khi h  450 mm; S ct=min(h/2; 15cm) cho đoạn gần gối

+Khi h > 450 mm; Sct = min( h/3; 15cm) cho đoạn gần gối

+Sct = min(3h/4; 50cm) cho đoạn giữa dầm

-Vì khung trục 3 có tính chất đối xứng và tải trọng cũng đối xứng nên chỉ cần tính toán cho nửa khung rồi lấy đối xứng

-Các dầm còn lại trình bày ở bảng tính sau:

BẢNG TÍNH THÉP ĐAI CHO DẦM KHUNG TRỤC 3

TÍNH TOÁN KIỂM TRA CỐT THÉP CỘT KHUNG

Quan niệm tính toán :

 Tính cốt thép cột theo từng phương theo nén lệch tâm phẳng

 Theo phương y : Từ cặp nội lực : N ,My tính và bố trí cốt theo phương

 Chiều dài tính toán của cột bê tông toàn khối Lo = 0,7.H

 Theo mỗi phương ta chọn ra 3 cặp nội lực nguy hiểm để tính thép :

+ Mmax - Ntư

+ Mmin - Ntư

+ Nmax - Mtư

7,78 27.10

s b

E E

-Với hệ siêu tĩnh : eo = Max( e1 ; ea )

-Tính l:hệ số kể đến tính chất dài hạn của tải trọng

1

y N M

y N

M dh dh

l

-Tính : hệ số phụ thuộc vào loại bê tông Bê tông nặng   1

-Nếu Mdh và M ngược dầu nhau thì Mdh lấy dấu âm, nếu tính ral  1 thì lấy

) 5 , 0 (

, 0

0 ,

a h R

x h

e N A A

sc s

.

0

,

a h R

e N A

A

s s s

R R

e

50 1

o b

s s

Z R

x h x b R e N A

A

)2.(

5) TÍNH TOÁN CỐT ĐAI CHO CỘT

Cột là cấu kiện chịu nén, lực cắt trong cột tương đối bé, vì vậy đặt cốt đai cho cột theo cấu tạo:

BẢNG TÍNH THÉP CỘT THEO PHƯƠNG X

Tầng Phần tử

Tiết diệnCột ( cm)

L( m ) Mx

(kN.m)

N( kN)

AsX

( cm2 )

Chọnthépdọc

BẢNG TÍNH THÉP CỘT THEO PHƯƠNG Y

Tầng Phần tử

Tiết diệnCột ( cm)

L( m ) My

(kN.m)

N( kN)

AsY

( cm2 )

Chọnthép

µ

%

1

C3 = C38 25 x 25 5,4 31,45 555,97 7,86 4Ø16 3C10 =