Tính toán nội lực bằng phương pháp khung tương đương

Mặt bằng kiến trúc có hình bát giác và đối xứng theo cả hai phương do đó công trình chịu lực theo cả hai phương gần như nhau. Chiều cao công trình lớn do đó tải trọng ngang lớn, kết cấu chịu tải trọng ngang tốt nhất là sử dụng hệ vách và lõi. Kết hợp với hệ thống thang máy và thang bộ khá đối xứng tập trung khu vực giữa công trình nên ta chọn hệ kết cấu khung – vách lõi kết hợp. Đặc điểm công trình là nhà ở tiêu chuẩn cao nhịp lớn, do đó nếu sử dụng kết cấu hệ sàn dầm thì kích thước dầm sẽ lớn làm xấu kiến trúc công trình. Mặt khác với một hệ thống tường ngăn khá linh hoạt thì việc bố trí hệ dầm cũng gặp nhiều khó khăn. Vì vậy giải pháp tốt nhất cho kết cấu sàn là chọn hệ sàn không dầm, chỉ có hệ thống dầm bo nối các cột biên với nhau và hệ dầm tại vị trí các ô cầu thang để đỡ các bản thang. Vì công trình làm việc theo hai phương là như nhau nên các cột được chọn có tiết diện vuông và không thay đổi tiết diện theo chiều cao tầng. Công trình có chiều cao khá lớn nên tải trọng tại chân cột lớn , điều kiện địa chất tại khu vực xây dựng là không tốt nên ta chọn giải pháp móng cho công trình là cọc nhồi.

I CHUẩN Bị Số LIệU TíNH TOáNI.1 Chọn phơng án kết cấu cho công trình

Mặt bằng kiến trúc có hình bát giác và đối xứng theo cả hai phơng do đó công trình chịulực theo cả hai phơng gần nh nhau Chiều cao công trình lớn do đó tải trọng ngang lớn, kết cấuchịu tải trọng ngang tốt nhất là sử dụng hệ vách và lõi Kết hợp với hệ thống thang máy vàthang bộ khá đối xứng tập trung khu vực giữa công trình nên ta chọn hệ kết cấu khung –vách lõi kết hợp

Đặc điểm công trình là nhà ở tiêu chuẩn cao nhịp lớn, do đó nếu sử dụng kết cấu hệ sàndầm thì kích thớc dầm sẽ lớn làm xấu kiến trúc công trình Mặt khác với một hệ thống tờngngăn khá linh hoạt thì việc bố trí hệ dầm cũng gặp nhiều khó khăn Vì vậy giải pháp tốt nhấtcho kết cấu sàn là chọn hệ sàn không dầm, chỉ có hệ thống dầm bo nối các cột biên với nhau

và hệ dầm tại vị trí các ô cầu thang để đỡ các bản thang

Vì công trình làm việc theo hai phơng là nh nhau nên các cột đợc chọn có tiết diệnvuông và không thay đổi tiết diện theo chiều cao tầng

Công trình có chiều cao khá lớn nên tải trọng tại chân cột lớn , điều kiện địa chất tại khuvực xây dựng là không tốt nên ta chọn giải pháp móng cho công trình là cọc nhồi

I.2 Chọn vật liệu cho công trình

Hệ kết cấu sàn là hệ sàn phẳng nhịp lớn nên lực cắt tại các đầu cột rất lớn do đó phảidùng bê tông mác cao Chọn bê tông mác 350 cho cột - dầm - sàn - vách - cầu thang

G

g 4 - Thuyết minh kết cấu -

l1 : tổng chiều dài tờng 110, lấy bằng 190 m.

l2 : tổng chiều dài tờng 220, lấy bằng 100 m

G = 1,1 3,08 1,8 ( 0,11 190 + 0,22 100 ) = 261,6 t

g4 =

788

6 , 261

d Tĩnh tải tác dụng lên mái tum :

Hai lớp gạch lá nem dày 5 cm,  = 1,8 t/m3 :

I.3.2 Hoạt tải sử dụng (lấy theo TCVN 2737 – 1995)

a Hoạt tải tác dụng lên sàn tầng 1 :

Tầng 1 đợc sử dụng làm nơi bán hàng, lấy qtc = 400 kG/m2 = 0,4 t/m2

 qtt = n qtc = 1,2 0,4 = 0,48 t/m2

b Hoạt tải tác dụng lên sàn tầng điển hình ( từ tầng 2 đến tầng 16 ) :

Trên các tầng này diện tích chủ yếu là các căn hộ nên lấy chung cho sàn là :

qtc = 150kG/m2 = 0,15 t/m2  qtt = n qtc = 1,3 0,15 = 0,195 t/m2

Trên các ban công lấy qtc = 400kG/m2 = 0,4 t/m2

 qtt = n qtc = 1,2 0,4 = 0,48 t/m2

c Hoạt tải tác dụng lên sàn tầng th ợng :

Tầng thợng là phần mái dùng để nghỉ ngơi, do đó lấy qtc = 150 kG/m2 = 0,15 t/m2  qtt =

n qtc = 1,3 0,15 = 0,195 t/m2

d Hoạt tải tác dụng lên mái tum :

Với mái không sử dụng lấy qtc = 75kG/m2 = 0,075 t/m2

 qtt = n qtc = 1,3 0,075 = 0,0975 t/m2

I.3.3.Tải trọng gió

a Tải trọng gió tĩnh :

Vì công trình có mặt bằng phức tạp, nên không thể xác định hệ số khí động cho từngmặt của công trình mà chỉ có thể xác định thành phần hệ số cản chính diện ứng với diện tíchhình chiếu của công trình lên mặt phẳng vuông góc với hớng gió Để xác định hệ số cản chínhdiện, công trình đợc coi nh một hình lăng trụ có mặt bằng hình bát giác đều

Khi đó thành phần tĩnh của áp lực gió tác dụng lên công trình trên một đơn vị diện tíchhình chiếu của công trình lên mặt phẳng vuông góc với hớng gió là :

d : đờng kính đờng tròn ngoại tiếp mặt bằng công trình, d = 36,4 m

k(h) : hệ số thay đổi áp lực gió tại đỉnh công trình , h = 60 m  k(60) = 1,38

 : hệ số độ tin cậy , lấy bằng 1,2

10 2 , 1 38 , 1

Ttĩnh = A W = A n W0 k c

A : diện tích mặt đón gió trên từng phần công trình

Z(m) K W(t/m2) A(m2) Ttĩnh( t )3.6 0.82 0.084132 122.475 10.3046.9 0.904 0.09275 117.15 10.866

13.5 1.048 0.10753 117.15 12.597

20.1 1.13 0.115938 117.15 13.58223.4 1.157 0.118708 117.15 13.90726.7 1.193 0.1224 117.15 14.34

33.3 1.238 0.127 117.15 14.87836.6 1.262 0.12948 117.15 15.16839.9 1.28 0.131328 117.15 15.38543.2 1.298 0.1331748 117.15 15.6046.5 1.322 0.13564 117.15 15.89

- Thuyết minh kết cấu

-49.8 1.34 0.13748 117.15 16.10653.1 1.352 0.1387 117.15 16.25Tải trọng gió tĩnh tác dụng vào phần mái tum và bể nớc đợc qui về lực tập trung đặt tại máitum với gía trị :

Stĩnh = Abn n W0 k ( chút + cđẩy )

Atum : diện tích mặt đón gió mái tum , Abn=100m2

k : hệ số độ cao tại đỉnh mái tum, k = k(60) = 1,38

tính tải trọng gió động, ta phải tìm các dạng dao động riêng Sử dụng chơng trình Sap

2000 để tính dao động, sơ đồ làm việc đợc khai báo trong Sap gần giống với sơ đồ làm việcthực tế của công trình Sau khi chạy chơng trình Sap với 17 dạng dao động riêng đầu tiên ta đ-

ợc các tần số ứng với 3 dạng dao động riêng đầu tiên của công trình nh sau:

Với công trình bê tông cốt thép và với vùng tính gió ở Hà Nội ta có fL = 1,3 Hz Nh vậy

ta phải tính gió động với 3 dạng dao động đầu tiên

Do nhà nhiều tầng có độ cứng, khối lợng và bề mặt đón gió không đổi theo chiều caonên giá trị tiêu chuẩn của thành phần gió động tại độ cao z đợc tính nh sau :

W



W0 : áp lực gió tại Hà Nội, bằng 950 N/m2

 : hệ số độ tin cậy của tải trọng gió, bằng 1,2

fi : tần số giao động của dạng dao động riêng thứ I

 tra bảng theo và  đợc giá trị 0,66375.

Ta thấy thành phần động của gió tỉ lệ thuận với  nên ta chọn giá trị  lớn để tính Cụthể ta chọn =1,55 để tính toán

Wph =Wh.. = 0,1387.1,55.0,666375 = 0,142696

Thành phần động của tải trọng gió cũng đợc qui về lực tập trung đặt tại vị trí của tảitrọng gió tĩnh theo công thức :

Tđộng = n Wp AVậy tải trọng gió tác dụng lên công trình theo mỗi phơng bằng tổng tải trọng gió động

và tải trọng gió tĩnh theo phơng đó

T = Ttĩnh + Tđộng

- Thuyết minh kết cấu

-Sơ đồ tải trọng gió đợc cho trên hình vẽ sau :

I.3.4 Tải trọng động đất

Theo TCXD 198 - 1997, khi chu kì của dạng dao động đầu tiên T1 > 0,4 s tải trọng động

đất đợc tính với 3 dạng dao động riêng đầu tiên

Để tính tải trọng động đất ta chia công trình thành r phần theo chiều cao mỗi phần cótrọng lợng là Qk với công trình này lấy Qk = 700 t

Tải trọng động đất tác dụng lên tầng thứ k theo dạng dao động thứ i đợc xác định theo côngthức :

K2 : Hệ số xét tới giải pháp kết cấu ( K2 = 0,5 - 1,5 ) lấy bằng 1,2

KHệ số giảm chấn ( K = 1 - 1,5 ) lấy K = 1

Đô cao (m)

Wp(t/m2) Tđ( t ) Ttĩnh( t ) T( t )3.600 0.021 3.084 10.304 13.3886.900 0.040 5.654 10.866 16.52010.200 0.059 8.358 12.020 20.37813.500 0.079 11.062 12.597 23.65916.800 0.098 13.766 13.220 26.98620.100 0.117 16.470 13.582 30.05223.400 0.136 19.174 13.907 33.08126.700 0.156 21.878 14.340 36.21830.000 0.175 24.582 14.667 39.24933.300 0.194 27.286 14.878 42.16436.600 0.213 29.990 15.168 45.15839.900 0.233 32.694 15.385 48.07943.200 0.252 35.398 15.600 50.99846.500 0.271 38.102 15.890 53.99249.800 0.290 40.806 16.106 56.91253.100 0.310 43.510 16.250 59.760

Theo ph ơng X

i : Hệ số động lực ứng với dạng dao động thứ i

Với công trình này đợc xây dựng trên đất loại 3 (cát, sét và các loại khác) lấy :

i =

i T

5 , 1

và thoả mãn điều kiện 0,8  i  2

Dạng 1: 1=

1

5 , 1

T =0,9995 >0,8 nên lấy 1=0,9995

-Dạng 2: 2=

2

5 , 1

T =1,40475 >0,8 nên lấy 2=1,40475

-Dạng 3: 3=

3

5 , 1

r

k

ki k

x Q

x Q

1

2

1

xki : Chuyển vị ngang của phần thứ k theo dạng dao động thứ i

Công trình đợc chia thành 18 phần theo chiều cao có khối lợng gần nh nhau nên ta có :

r

k ki

x x

1 2

1

Tải trọng động đất đợc tính toán trong các bảng sau

- Thuyết minh kết cấu

-Chuyển vị của các điểm giữa sàn tầng 1 đến sàn tầng 18joint Chuyển vị dạng1 Chuyển vị dạng 2 Chuyển vị dạng 3

Bảng tính toán tải trọng động đất cho dạng dao động thứ 3

- Thuyết minh kết cấu

-Bảng tính toán tải trọng động đất cho dạng dao động thứ 2

Trong đó :

N1 , N2 , N3 : Nội lực ứng với từng dạng dao động riêng

Tổ hợp cơ bản 1 bao gồm một tĩnh tải cộng với một hoạt tải gây ra nội lực nguy hiểmnhất

Tổ hợp cơ bản 2 gồm tĩnh tải cộng với 0,9 các hoạt tải

Tổ hợp đặc biệt gồm 0,9 tĩnh tải cộng với 0,8 hoạt tải dài hạn cộng với tải trọng đậc biệt(trong trờng hợp này tải trọng đặc biệt chính là tải trọng động đất) Tải trọng gió không đ ợctính đến trong tổ hợp đặc biệt của động đất Với nội lực của tải trọng động đất đợc tính nh trênthì trong quá trình tổ hợp phải lấy dấu sao cho nội lực tổ hợp đợc là nguy hiểm nhất

I.5 Lựa chọn sơ bộ kích thớc tiết diện

I.5.1 Chọn chiều dày sàn

Theo tiêu chuẩn ACI chọn chiều dày của bản không dầm theo công thức :

hb = ln

35 32

1 (

Với ln là nhịp tính toán của dầm, lấy gần đúng là khoảng cách giữa hai tâm vách ở biênnhà ln = 7000 mm

7000 12

1 12

Kết hợp với yêu cầu kiến trúc, chọn hd = 700 mm cho các dầm bo

b Các dầm liên kết vách cầu thang với lõi thang máy :

Chọn bề rộng dầm bd = 200 mm

hd = 3200

12

1 12

Tờng gạch qui về phân bố đều trên sàn theo công thức :



 F

l1 : tổng chiều dài tờng 110, lấy bằng 190 m

l2 : tổng chiều dài tờng 220, lấy bằng 100 m

G = 1,1 3,08 1,8 ( 0,11 190 + 0,22 100 ) = 261,6 t

g5 =

788

6 , 261

N ).

5 , 1 2 , 1

Chọn cột vuông h  Fc  80,8 cm  chọn h = 90 cm

- Thuyết minh kết cấu

-Vì hệ sàn là sàn không dầm và công trình có chiều cao lớn nên không thay đổi tiết diệncột.

I.5.4 Chọn tiết diện lõi + vách

Theo TCXD 198 - 1997 tổng diện tích tiết diện lõi và vách xác định theo công thức:

vl  15 cm và vl  16,5

20

33020

htầng



ii tính toán cốt thép cột & váchII.1 Tính toán cốt thép dọc của cột chịu nén lệch tâm xiên

Một cột chịu nén lệch tâm xiên khi nó chịu đồng thời một cặp gồm 3 nội lực : N , Mx ,

My

Trong đó :

N : Lực dọc tác dụng lên cột

Mx : Mô men uốn quanh trục x

My : Mô men uốn quanh trục y

Dấu của N là dơng khi cột chịu nén, dấu của Mx và My đợc xác định theo qui tắc vặn nútchai

II.1.1 Lý thuyết chung

Cột chịu nén lệch tâm xiên đợc đa về một cột chịu nén lệch tâm trong một mặt phẳngvới cặp nội lực Mtđ và N

Mtđ đợc tính nh sau :

- Khi

'b

M'h

 : Mtđ = Mx + 

' b

' h

My

- Khi

'b

M'h

 : Mtđ = My + 

' h

' b

N 6

7 1

350

kG/cm2

Sau đó với cặp nội lực Mtđ và N ta tính toán cốt thép TCVN 5574 - 1991 nh sau :

Gỉa thiết hàm lợng cốt thép t để tính hệ số ảnh hởng của uốn dọc  và độ lệch tâm e

 =

th N

N

 1 1

- Thuyết minh kết cấu

-Trong đó :

Nth = E J E J )

k

S ( l

4 , 6

a a b b dh 0



l0 : Chiều dài tính toán của cột, cột trong khung bê tông cốt thép toàn khối l0 = 0,7 l

l : Khoảng cách tính từ mặt móng tới đáy dầm

Hệ số S phụ thuộc vào độ lệch tâm e0 = e01 + eng

11,0

y N

Mdh , Ndh : Phần dài hạn của mô men uốn và lực nén tính toán

M , N : Mô men uốn và lực nén tính toán tổng cộng

y : Khoảng cách từ trọng tâm tiết diện đến mép chịu kéo hay chịu nén ít của tiết diện

Eb : Mô đun đàn hồi của bê tông

Jb : Mô men quán tính của tiết diện đối với trục chịu uốn

Ea : Mô đun đàn hồi của thép

Ja : Mô men quán tính của tiết diện cốt thép đối với trục chịu uốn

Độ lệch tâm e đợc tính nh sau :

e = e0 + 0,5h - aVới cột đặt cốt thép đối xứng , chiều cao vung chịu nén x tính nh sau :

x =

b R

N n

Rn : cờng độ chịu nén tính toán của bê tông

' e N '

F

0 a a

)x,0he(N

0 a

h 5 , 0 8 , 1 (

h       0h0 (*)+ Khi e0 > 0,2h0 :

x = 1 , 8 ( e 0 gh   e 0 )   0 h 0  0h0 (**)Trong đó e0gh = 0,4(1,25h - 0h0)

Fa = Fa' =

)ah(R

)x5,0h(bxRNe

0 a

0 n

Kiểm tra khả năng chịu lực của tiết diện :

Cốt thép đợc tính toán với cặp nội lực tơng đơng, sau đó phải đợc kiểm tra khả năngchịu lực với cặp lực dọc thực tế theo phơng trình Bressler nh sau :

0

1 1 1 1

N N N

Trong đó :

Ntd : Khả năng chịu lực dọc của tiết diện khi chịu nén lệch tâm xiên với độ lệch tâm

e0x = N

Mx ; e0y =

N

N0 : Khả năng chịu lực của tiết diện khi chịu nén đúng tâm

Nx : Khả năng chịu lực dọc của tiết diện khi chịu nén lệch tâm theo phơng x với độ lệchtâm

e0x = N

< 2a :

Nx(Ny) =

e'

a)-(hF

-My = 2,761 tm = 276100 kGcm Vì cột có tiết diện vuông nên b = h = 90 cm, giả thiết lớp bảo vệ tính từ mép ngoài đếntâm cốt thép là a = 3,5 cm

b' = h' = h - 2a = 90 - 2 3,5 = 83 cm 

280 90 90

370819 6

7 1 ' 6

7





c f h b

N

= 0,8Vì Mx > My nên ta tính mô men

Mtđ = Mx + My

' b

' h

83

83 8 ,

11,0

0



1 , 0 90

8 , 13 1 , 0

11 , 0

4 , 6

a a b b dh 0



= 310000 5467500 2100000 67039 )

2

534 , 0 ( 252

4 , 6

 =

th N

N 1

1

0 1506861905

370819 1

1

x =

b R N n

=

90 155

)x,0he(N

0 a

) 85 , 26 5 , 0 5 , 86 8 , 13 (

KiÓm tra víi cÆp 3 :

11,0

11 , 0

4 , 6

a a b b dh 0



= 310000 5467500 2100000 84498 )

2

7 , 0 ( 252

4 , 6

 =

th N

N 1

1

0 1957256000

825148 1

1

ChiÒu cao vïng chÞu nÐn

- ThuyÕt minh kÕt cÊu

-x =

b R N n

=

90 155

825148

= 59,15 cm > 0h0 = 0,55 86,5 = 47,575 cmVËy tÝnh l¹i x :

h 5 , 0 8 , 1 (

h      = 1 , 4 0 , 55 ) 1 7 , 36

5 , 86

90 5 , 0 8 , 1 (

e = e0 + 0,5h - a = 1 7,36 + 0,5 90 - 3,5 = 48,84 cmKh¶ n¨ng chÞu lùc däc khi chÞu uèn theo ph¬ng x lµ :

Nx =

e

a)-(hFR0,5x)-bx(h

=

48,84

3,5) - (86,5 53 , 4 2 600 3 0,5.78,59) -

59(86,5

= 1209702 kG = 1209,702 t

* TÝnh kh¶ n¨ng chÞu nÐn Ny khi chÞu nÐn lÖch t©m theo ph¬ng y :

4 , 6

a a b b dh 0



= 310000 5467500 2100000 84498 )

2

84 , 0 ( 252

4 , 6

 =

th N

N 1

1

2585760000

825184 1

N n

=

90 155

825184

= 59,15 cm > 0h0 = 0,55 86,5 = 47,575 cmVËy tÝnh l¹i x :

Víi e0 = 1 3,7 = 3,7 < 0,2h0 = 0,2 86,5 = 17,3  tÝnh l¹i x theo c«ng thøc:

0

e ) 4 , 1 h

h 5 , 0 8 , 1 (

h      = 1 , 4 0 , 55 ) 1 3 , 7

5 , 86

90 5 , 0 8 , 1 (

e = e0 + 0,5h - a = 1 3,7 + 0,5 90 - 3,5 = 45,2 cmKh¶ n¨ng chÞu lùc däc khi chÞu uèn theo ph¬ng y lµ :

Ny =

e

a)-(hFR0,5x)-bx(h

=

45,2

3,5) - (86,5 53 , 4 2 600 3 0,5.84,26) -

26(86,5

= 1316001 kG = 1316t

Theo phơng trình Bressler :

0 y x

1 N

1 N

1 N

1 1316

1 702 , 1209

1



84 , 1067 1

Vậy Ntd = 1067,84 t > N = 825,184 t  tiết diện đủ khả năng chịu lực

Kiểm tra với cặp 2 :

11,0

0



1 , 0 90

16 , 8 1 , 0

11 , 0

4 , 6

a a b b dh 0



= 310000 5467500 2100000 84498 )

2

68 , 0 ( 252

4 , 6

 =

th N

N 1

1

0 1914210286

758863 1

=

90 155

758863

= 54,4 cm > 0h0 = 0,55 86,5 = 47,575 cmVậy tính lại x :

Với e0 = 1 8,16 = 8,16 < 0,2h0 = 0,2 86,5 = 17,3

 tính lại x theo công thức:

- Thuyết minh kết cấu

-x = 0 0

0

e ) 4 , 1 h

h 5 , 0 8 , 1 (

h      = 1 , 4 0 , 55 ) 1 8 , 16

5 , 86

90 5 , 0 8 , 1 (

e = e0 + 0,5h - a = 1 8,16 + 0,5 90 - 3,5 = 49,66 cmKh¶ n¨ng chÞu lùc däc khi chÞu uèn theo ph¬ng x lµ :

Nx =

e

a)-(hFR0,5x)-bx(h

=

49,66

3,5) - (86,5 53 , 4 2 600 3 0,5.77,35) -

35(86,5

= 1186756 kG = 1186,756 t

* TÝnh kh¶ n¨ng chÞu nÐn Ny khi chÞu nÐn lÖch t©m theo ph¬ng y :

4 , 6

a a b b dh 0



= 310000 5467500 2100000 84498 )

2

84 , 0 ( 252

4 , 6

 =

th N

N 1

1

0 2258576000

758863 1

=

90 155

758863

= 54,4 cm > 0h0 = 0,55 86,5 = 47,575 cmVËy tÝnh l¹i x :

h , 0 8 , 1 (

h      = 1 , 4 0 , 55 ) 1 3 , 67

5 , 86

90 5 , 0 8 , 1 (

e = e0 + 0,5h - a = 1 3,67 + 0,5 90 - 3,5 = 45,17 cmKh¶ n¨ng chÞu lùc däc khi chÞu uèn theo ph¬ng y lµ :

Ny =

e

a)-(hFR0,5x)-bx(h

=

45,17

3,5) - (86,5 53 , 4 2 600 3 0,5.84,3) -

3(86,5

= 1316903 kG = 1316,903 t

Theo ph¬ng tr×nh Bressler :

0 y x

1 N

1 N

1 N

1 903

, 1316

1 756

, 1186

1



5 , 1050 1

Vậy Ntd = 1050,5 t > N = 758,863 t  tiết diện đủ khả năng chịu lực

II.2 Tính toán cốt đai

II.2.1 Kiểm tra khả năng chịu cắt của bê tông

Lực cắt lớn nhất tại chân cột C - 3 là :

Qx = 8,902 tKhả năng chịu cắt của bê tông là :

Qtd = K1 Rk b h0 = 0,6 11 90 86,5 = 51381 kG  51 tVậy lực cắt trong cột rất nhỏ so với khả năng chịu cắt của bê tông

 chỉ cần đặt cốt đai theo cấu tạo

II.2.2 Bố trí cốt đai ( theo TCXD 198 - 1997 )

Đờng kính cốt đai lấy nh sau :

Trong khoảng này bố trí khoảng cách cốt đai ( u )nh sau :

u  min(6cốt dọc ; 100 mm) = min(150 mm ; 100 mm) = 100 mmChọn cốt đai 8a100

* Bố trí trong vùng còn lại :

u  min(12cốt dọc ; cạnh nhỏ của tiết diện) = min(300 mm ; 900 mm) = 300 mmChọn cốt đai 8a250

ii.3 Thiết kế mối nối chồng cốt thép

Chiều dài đoạn nối chồng cốt dọc trong cột đợc tính nh mối nối chồng cốt thép trongvùng kéo là trờng hợp bất lợi hơn

Chiều dài đoạn nối chồng đợc tính theo công thức :

lneo = ( 

n

a neo

R

R

R

R

155

3600 9 ,

Lấy lneo = 900 mm

Vì cốt thép cột đặt theo cấu tạo nên theo TCVN 5574 - 1991 không cần nối so le nhau

mà có thể nối tất cả các cốt thép trong cùng một đoạn

ii.4 Thiết kế vách

II.4.1 Công thức tính toán

- Thuyết minh kết cấu

-ứng suất pháp và -ứng suất tiếp tại các điểm thuộc chân vách đợc xác định theo côngthức :

Y : khoảng cách từ trọng tâm vách đến điểm đang xét

F ,  , Jx , S : diện tích, bề dày, mômen quán tính, mômen tĩnh của phần tính toán vớitrọng tâm tiết diện vách

II.4.2 Số liệu tính toán

Bê tông lõi mác 350# :

Rn = 1550 T/m2; Rk = 110 T/m2.Cốt thép AIII có :

Ra = 36000 t/m2.Sơ đồ tính nh hình vẽ

II.4.3 Nội lực tính toán tại chân vách

Nội lực nguy hiểm nhất đợc lấy từ bảng tổ hợp nh sau:

M =194,733 (T.m)

Q = 29,273(T)

N = 1000 t

II.4.4 Tính toán

* Nhận xét : Vách phải đỡ dầm bo ở hai biên Vì vậy, hai biên của vách này làm việc gần

giống nh cột Coi hai phần tử biên có h = 0,5m (độ rộng hữu hiệu lấy tơng đối là 2bdầm ) nh cáccột tơng đơng, tiến hành tính toán cốt thép cho hai phần tử biên này

- ứng suất pháp tại tâm phần tử này là :

) (T/m 53 , 37 3

0 39 , 0

15 , 0 273 , 29

) (T/m 834

6 , 1832 39

, 0

1 733 , 194 75 , 0 1000

2

2 max

J

y M F N

- ứng suất chính tại trọng tâm hai phần tử này đợc xác định theo công thức :

) (T/m 36 , 1833 53

, 37 4 6 , 1832 2

1 2

6 , 1832 4

2

1 2

2 2

2 2

2 max

Bê tông vách cứng mác 350 có :

Rn = 1550 T/m2, Rk = 110 (T/m2) < 1 Cốt thép phải đảm bảo sao cho :

Ra  Fa  1  Fbt => Fa  (1Fbt)/Ra = (1833,36  0,15)/36000 = 76,39 10-4 (m2) = 76,39 (cm2)

Chọn 836, Fa = 81,44 (cm2) bố trí thành hai lớp, khoảng cách các cốt dọc a = 150, đảm bảo

điều kiện:

a  s = (1.5b và 30cm) = (45 và 30cm) cho đoạn giữa vách

a  s/2 = (22.5 và 15cm) cho đoạn có chiều dài h/10 ở 2 đầu vách

II.4.5 Kiểm tra

* Đối với phần chịu nén : theo công thức N  Rn  Fbt + Ra  Fa

Vế trái : N = nén  Fbt = 1833,36  0,15 = 275 (T)

Vế phải = 1550  0,15 + 36000  81,44  10-4 =525,684 ( T )

Vậy thoã mãn điều kiện trên

* Điều kiện chịu cắt : theo công thức Q  ko  Rn b  ho

III.1.1 Kiểm tra chiều dày của bản đối với lực cắt

Đối với một bản không dầm thì việc kiểm tra lực cắt là rất quan trọng, trong quá trìnhthiết kế phải chọn chiều dày của bản sao cho bê tông đủ khả năng chịu cắt, để khi thiết kế bảnkhông phải chọn lại chiều dày của bản gây mất thời gian không cần thiết

Điều kiện để một bản không dầm không có cốt thép chịu cắt đủ khả năng chịu cắt là :

P  0,75 Rk b h0

Trong đó :

P : Lực cắt tác dụng lên bản tính bằng tổng tải trọng nằm ngoài chu vi chịu cắt tác dụng lên cột

Diện tích chịu tải P đợc mô tả nh hình vẽ (diện tích phần gạch chéo trên hình vẽ)

b : chu vi trung bình của mặt chịu cắt, mặt chịu cắt là một mặt phát triển từ mép cột vềbốn phía một góc 450 nh hình vẽ

- Thuyết minh kết cấu