Vậy nếu kể cả tải trọng bản thân sàn BTCT thì+ Tĩnh tải tính toán của ô sàn hành lang = + = + + Tĩnh tải tính toán chưa kể trọng lượng bản sàn BTCT Các lớp vật liệu Tiêu chuẩn n Tính t
Trang 1SỐ LIỆU CHO TRƯỚC
STT L2(m) L1(m) B(m) Ptc(daN/m2) Ht(m) Địa điểm Sơ đồ
2) Lựa chọn giải pháp kết cấu cho sàn
Lựa chọn giải pháp sàn sườn toàn khối ,không bố trí dầm phụ ,chỉ có các dầm qua cột
3) Chọn kích thước chiều dày sàn.
Ta chọn chiều dày sàn theo công thức
hs = 37 8 α
1 +
kL
Trong đó : α= L1 /L2
L1: kích thước cạnh ngắn tính toán của bản
L2: kích thước cạnh ngắn tính toán của bảnk: hệ số tăng chiều dày khi tải trọng lớn
• Với sàn trong phòng
Trang 2- Hoạt tải tính toán: ps = p
c
.n = 270.1,2 = 324 (daN/m
2
)
- Tĩnh tải tính toán (chưa kể trọng lượng của bản sàn BTCT)
Các lớp vật liệu Tiêu chuẩn n Tính toán
q0 = g0 + ps = 136,36+324 = 460,36(daN/m2)
- Ta có q0>400(daN/m2) => k = = 1,05
=B/L1 = 3,5/7,1 = 0,49+ Chiều dày sàn trong phòng :
Trang 3hs =
089 , 0 49 , 0 8 37
5 , 3 05 , 1 8
+ Tĩnh tải tính toán của ô sàn trong phòng
= + =
n h g
g0= 136,36 (daN/m
2
)vậy tải trọng phân bố tính toán trên sàn
q0 = g0 + ps = 136,36+444 = 580,36(daN/m2)
- Ta có q0>400(daN/m2) => k = = 1,13
= L2/B = 3/3,5 = 0,86+ Chiều dày hành lang:
hs =
08 , 0 86 , 0 8 37
3 13 , 1 8
Trang 4Vậy nếu kể cả tải trọng bản thân sàn BTCT thì
+ Tĩnh tải tính toán của ô sàn hành lang
= +
= +
+ Tĩnh tải tính toán (chưa kể trọng lượng bản sàn BTCT)
Các lớp vật liệu Tiêu chuẩn n Tính toán
-Vữa trát trần dày 15mm,
= 0
Trang 5hs =
094 , 0 49 , 0 8 37
5 , 3 1 , 1 8
Vậy nếu kể cả tải trọng bản thân sàn BTCT thì
+ Tĩnh tải tính toán của ô sàn mái
= + =
n h g
= +
4)Lựa chọn kích thước tiết diện các bộ phận
*) Kích thước tiết diện dầm
a) Dầm trong phòng ( Dầm AB)
Trang 6Nhịp dầm L=L1 =
7,1 (m)
51 , 0 14
1 , 7
*) Kích thước tiết diện cột
Diện tích tiết diện cột tính theo công thức
A = b
R kN
a)Cột trục B
+ Diện truyền tải của cột trục B
2 675 , 17 25 , 5 425 , 12 5 , 3 2
3 5 , 3 2
1 , 7
m S
S
+ Lực dọc do tải phân bố đều trên bản sàn
Trang 7
= +
= m B =
S q
1 , 1
b R
kN A
Trang 8= hl hl =
S q
b R
kN A
22×30 (cm) cho cột tầng 3 và cột tầng 4
Trang 9+ Cột hành lang có kích thước c× c =
h b
22×22cm từ tầng 1 lên tầng 4
Hình 1 Diện chịu tải của cột
Trang 10II) SƠ ĐỒ TÍNH TOÁN KHUNG PHẲNG
1) Sơ đồ hình học
Trang 11b Chiều cao của cột
Chiều cao cột lấy bằng khoảng cách giữa các trục dầm Do trục dầm khung thay đổi tiết diện nên ta sẽ xác định chiều cao của cột theo trục dầm hành lang (dầm có tiết diện nhỏ hơn)
+ Xác định chiều cao của cột tầng 1
Lựa chọn chiều sâu chôn móng từ mặt đất tự nhiên (cốt-0,45) trở xuống;
) ( 5 , 0 ) (
Trang 12+ Xác định chiều cao của cột tầng 2,3,4
5 , 3 4
Ta có sơ đồ kết cấu được thể hiện như hình vẽ
Sơ đồ kết cấu khung ngang
III) XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG ĐƠN VỊ
Trang 132.Hoạt tải đơn vị
+ Hoạt tải sàn trong nhà
3. Hệ số quy đổi tải trọng
I. Xác định tĩnh tải tác dụng vào khung
+ tải trọng bản thân của các kết cấu dầm, cột khung sẽ do chương
trình tính toán kết cấu tự tính
1. Tĩnh tải tầng 2,3,4
(hình 4)
Tĩnh tải phân bố - daN/m
Trang 14411,36.(3-0,22)=1143,6 1144Tĩnh tải tập trung - daN
Do trọng lượng tường xây trên dầm dọc cao
3,5 – 0,3 = 3,2(m) với hệ số giảm lỗ cửa 0,7
514.3,2.3,5.0,7
Do trọng lượng sàn truyền vào
Ght=411,36.(3,5-0,22).(3,5-0,22)/4Cộng và làm tròn
635,25
4029,76
1106,45772
5772
1080,686853
635,251080,68
932,42649Ghi chú: Hệ số giảm lỗ cửa bằng 0,7 được tính toán theo cấu tạo kiến trúc Nếu tính chính xác thì hệ số giảm lỗ cửa ở trục B và trục C là khác nhau
2. Tĩnh tải tầng mái
(Hình 5)
Tĩnh tải phân bố trên mái theo nhịp AB - daN/m
Trang 15Tĩnh tải phân bố trên mái theo nhịp BC - daN/m
Tĩnh tải tập trung trên mái - daN
1
2
m A
G
Do trọng lượng tường bản thân dầm dọc 0,22x0,3
Trang 162 Do trọng lượng ô sàn nhỏ truyền vào2500.1,1.0,22.0,3.3,5=635,25
II. Xác định hoạt tải tác dụng vào khung
1. Trường hợp hoạt tải 1
Trang 17993
Trang 19Hoạt tải 1 - Tầng mái
293PAI=PBI (daN/m)
Do tải trọng sàn truyền vào
97,5.(3,5+(3,5-3)).3/4=292,5
2. Trường hợp hoạt tải 2
Trang 22Hoạt tải 2 - Tầng mái
p daN m
Do tải trọng từ sàn truyền vào dưới dạng hình thang với
tung độ lớn nhất:
97,5.3,5=314,25Làm tròn
315
( / )
I m
p daN m
Do tải trọng sàn truyền vào
97,5.3,5.3,5/4=298,6Làm tròn
299
Trang 23Ta có sơ đồ hoạt tác dụng vào khung
(Hình13) HT1
(Hình14) HT2
III.Xác định tải trọng gió
Công trình xây dựng tải tỉnh Cao Bằng, thuộc vùng gió I.A, có áp lực gió đơn
vị, có áp lực gió đơn vị:
W0 = 65-10 =55 (daN/m2)
Công trình được xay dựng ở địa hình tương đối trống trải có dạng địa hình B.Công trình cao dưới 40m nên ta chỉ xét đến tác dụng tĩnh tải của tải trọng gió Tải trọng gió truyền lên khung sẽ được tính theo công thức:
qh là áp lực gió tác dụng lên khung (daN/m)
Trang 24Tải trọng gió trên mái quy về lực tập trung đặt ở đầu cột Sd, Sh với k = 1,077
Nhà có kiểu mái dốc 2 phía và có mặt biên chắn gió bao quanh ⇒
các hệ số khí động trên mái như sau, do phần mái dốc rất thấp => ảnh hương là nhỏ => có thể coi như mái bằng
+Trị số S tính theo công thức
+Phía gió đẩy
Sd=1,2.1,077.55.3,5.0,8.0,8 = 159,2 (daN)+Phía gió hút
Sh=1,2.1,077.55.3,5.0,6.0,8 = 119,4 (daN)
(GT)
157,5 175 188,7 199 159,2
118,1 131,3 141,5 149,3
119,4
Trang 25A B C
(GP)
118,1 131,3 141,5 149,3
157,5 175 188,7 199
IV. Xác định nội lực
Sử dụng phần mềm Etabs để tính toán nội lực cho khung với sơ đồ phần tử dầm cộtnhư ( hình 17)
Trang 26(5) (4)
(3) (6) (9)
(12) (11)
Trang 27• Tính cốt thép cho nhịp AB (Momen dương)
Tính theo tiết diện chữ T có cánh nằm trong vùng nén với h f =
'
10 cmGiả thiết a = 4 cm h0 = 60- 2,5 =57,5 cm
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 ' )
0 ' '
f f
f b
M
115.256.10.(57.5 – 0,5.10) =15456000 daN.cm = 1545,6 (kN.m)
Ta có Mmax = 137,11 (kN.m) < 1545,6 (kN.m) → trục trung hòa đi qua cánh.Giá trị αm
Trang 28858 mm2
Kiểm tra hàm lượng cốt thép :
0 0
• Tính cốt thép cho gối A và B (Momen âm)
Tính theo tiết diện chữ nhật b×h=22×60 cm
1255 mm2
Kiểm tra hàm lượng cốt thép :
0 0
• Tính cốt thép cho gối B (Momen âm)
Tính theo tiết diện chữ nhật b×h=22×30 cm
Trang 29323 mm2
Kiểm tra hàm lượng cốt thép :
0 0
• Tính cốt thép cho gối C (Momen âm)
Tính theo tiết diện chữ nhật b×h=22×30 cm
Giả thiết a = a’ = 2,5 (cm)
235 mm2
Kiểm tra hàm lượng cốt thép :
0 0
• Tính cốt thép cho nhịp BC (momen âm)
Tương tự ta có As = 85 mm2, lượng thép này rất nhỏ nên ta sẽ bố trí theo yêu cầu về cấu tạo
c. Tính toán cốt thép dọc cho dầm tầng 3 , nhịp AB , phần tử 15
Trang 30• Tính cốt thép cho nhịp AB (Momen dương)
Tính theo tiết diện chữ T có cánh nằm trong vùng nén với h f =
'
10 cmGiả thiết a = 4 cm h0 = 60- 2,5 =57,5 cm
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 ' )
0 ' '
f f
f b
M
115.256.10.(57.5 – 0,5.10) =15456000 daN.cm = 1545,6 (kN.m)
Ta có Mmax = 138,77 (kN.m) < 1545,6 (kN.m) → trục trung hòa đi qua cánh.Giá trị αm
868 mm2
Kiểm tra hàm lượng cốt thép :
0 0
Trang 31Tính theo tiết diện chữ nhật b×h=22×60 cm.
929 mm2
Kiểm tra hàm lượng cốt thép :
0 0
1088 mm2
Kiểm tra hàm lượng cốt thép :
0 0
Trang 32Tính theo tiết diện chữ nhật b×h=22×30 cm.Giả thiết a = 2,5 (cm)
564 mm2
Kiểm tra hàm lượng cốt thép :
0 0
• Tính cốt thép cho gối C (Momen âm)
Tính theo tiết diện chữ nhật b×h=22×30 cm.Giả thiết a = a’ = 2,5 (cm)
239 mm2
Kiểm tra hàm lượng cốt thép :
0 0
Trang 33Tương tự ta có As = 93 mm2, lượng thép này rất nhỏ nên ta sẽ bố trí theo yêu cầu về cấu tạo
• Tính cốt thép cho nhịp AB (Momen dương)
Tính theo tiết diện chữ T có cánh nằm trong vùng nén với h f =
'
10 cmGiả thiết a = 4 cm h0 = 60- 2,5 =57,5 cm
Giá trị độ vươn của cánh Sc lấy bé hơn trị số sau
- Một nửa khoảng cách thông thủy giữa các sườn dọc
b' 2
0,22+2.1,17 = 2,56 m = 256 cmXác định
=
−
= ( 0 , 5 ' )
0 ' '
f f
f b
M
115.256.10.(57.5 – 0,5.10) =15456000 daN.cm = 1545,6 (kN.m)
Ta có Mmax = 152,68 (kN.m) < 1545,6 (kN.m) → trục trung hòa đi qua cánh
956 mm2
Trang 34Kiểm tra hàm lượng cốt thép :
0 0
• Tính cốt thép cho gối A và B (Momen âm)
Tính theo tiết diện chữ nhật b×h=22×60 cm
719 mm2
Kiểm tra hàm lượng cốt thép :
0 0
849 mm2
Kiểm tra hàm lượng cốt thép :
0 0
Trang 35+ Gối A : MB = -34,62(KN.m)
+ Gối B : MC = -15,25 (KN.m)
+ Nhịp BC : MBC = 5,10(KN.m)
• Tính cốt thép cho gối B (Momen âm)
Tính theo tiết diện chữ nhật b×h=22×30 cm.Giả thiết a = 2,5 (cm)
537 mm2
Kiểm tra hàm lượng cốt thép :
0 0
• Tính cốt thép cho gối C (Momen âm)
Tính theo tiết diện chữ nhật b×h=22×30 cm.Giả thiết a = a’ = 2,5 (cm)
220 mm2
Kiểm tra hàm lượng cốt thép :
Trang 360 0
• Tính cốt thép cho nhịp BC (momen âm)
Tương tự ta có As = 70 mm2, lượng thép này rất nhỏ nên ta sẽ bố trí theo yêu cầu về cấu tạo
g.Tính toán cốt thép dọc cho dầm tầng mai , nhịp AB , phần tử 19
• Tính cốt thép cho nhịp AB (Momen dương)
Tính theo tiết diện chữ T có cánh nằm trong vùng nén với h f =
'
10 cmGiả thiết a = 4 cm h0 = 60- 2,5 =57,5 cm
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 ' )
0 ' '
f f
f b
M
115.256.10.(57.5 – 0,5.10) =15456000 daN.cm = 1545,6 (kN.m)
Ta có Mmax = 117,60 (kN.m) < 1545,6 (kN.m) → trục trung hòa đi qua cánh
Trang 37314 mm2
• Tính cốt thép cho gối A và B (Momen âm)
Tính theo tiết diện chữ nhật b×h=22×60 cm
• Tính cốt thép cho gối B (Momen âm)
Tính theo tiết diện chữ nhật b×h=22×30 cm
Trang 38Tại gối B với M = 28,46 (KN.m)
430 mm2
• Tính cốt thép cho gối C (Momen âm)
Tính theo tiết diện chữ nhật b×h=22×30 cm
Giả thiết a = a’ = 2,5 (cm)
108 mm2
• Tính cốt thép cho nhịp BC (momen âm)
Tương tự ta có As = 64 mm2, lượng thép này rất nhỏ nên ta sẽ bố trí theo yêu
cầu về cấu tạo
0.174 8
0.90
3 10.06 2φ22+1φ20 10.74 0.85% Thỏa
mãn Nhịp
AB 137.11
22x6 0
0.014 1
0.99
3 8.58 3φ20 9.42 0.74% Thỏa
mãn Gối B 177.61 22x60 0.2123 0.879 12.55 2φ22+1φ28 13.76 1.09% Thỏa
mãn
BC
Gối B 44.14 22x30 0.2581 0.848 3.23 2φ22 7.60 1.33% Thỏa
mãn Nhịp
BC 6.16
22x3 0
0.003 1
0.99
8 0.85 2φ14 3.08 0.54% Thỏa
mãn Gối C 16.24 22x3
0
0.094 9
0.95
0 2.35 2φ22 7.60 1.33% Thỏa
mãn
Trang 39AB
Gối A 136.25 22x60 0.1629 0.911 9.29 2φ22+1φ18 10.15 0.80% ThỏamãnNhịp
AB
138.7 7
22x6 0
0.014 3
0.99
3 8.68 3φ20 9.42 0.74% Thỏa
mãn Gối B 156.8
3
22x6 0
0.187 5
BC 6.77
22x3 0
0.003 4
0.99
8 0.93 2φ14 3.08 0.54% ThỏamãnGối C 16.50 22x3
0
0.096 5
0.128 9
0.93
1 7.19 2φ20+1φ18 8.82 0.70% Thỏa
mãn Nhịp
AB
152.6 8
22x6 0
0.015 7
0.99
2 9.56 2φ20+1φ22 10.08 0.80% ThỏamãnGối B 125.4
8
22x6 0
0.150 0
0.88
6 5.37 2φ20 6.28 1.10% Thỏa
mãn Nhịp
BC 5.10
22x3 0
0.002 6
0.99
9 0.70 2φ14 3.08 0.54% ThỏamãnGối C 15.25 22x3
0
0.089 2
0.97
0 3.14 2φ16 4.02 0.32% Thỏa
mãn Nhịp
AB 117.60
22x6 0
0.012 1
0.99
4 7.35 3φ18 7.63 0.60% ThỏamãnGối B 69.51 22x60 0.0831 0.957 4.51 3φ16 6.03 0.48% Thỏamãn
BC
Gối B 28.46 22x3
0
0.166 4
0.90
8 4.30 3φ16 6.03 1.05% Thỏa
mãn Nhịp
BC 4.65
22x3 0
0.002 3
0.99
9 0.64 2φ14 3.08 0.54% Thỏa
mãn Gối C 7.70 22x30 0.0450 0.977 1.08 2φ16 4.02 0.70% Thỏamãn
2. Tính toán cốt đai cho các dầm
a Tính toán cốt đai cho phần tử dầm13 (tầng 2 nhịp AB):bxh=22x60 cm
+ Từ bảng tổ hợp nội lực ta chọn ra lực cắt nguy hiểm nhất cho dầm
Trang 40+ Kiểm tra điều kiện hạn chế
=140,81 KhôngThỏa mãn điều kiện Co≤ 2 ho=115 -> Co=2 ho=115
Qsw = qsw.C0 = 66,03 115=7593 daN
Qb = Qbmin = 0,6.Rbtb.h0= 0,6.9.22.57,5 = 6831 daN
Qu = Qsw + Qb = 7593+ 6831= 14424 daN > Q = 14242 daN
Thỏa mãn điều kiện
b.Tính toán cốt đai cho phần tử dầm 15,17,19
Do các phần tử dầm này có lực cắt nhở hơn và xấp xỉ lực cắt trong dầm 13 nên ta
Trang 41Thỏa mãn điều kiện
d.Tính toán cốt đai cho phần tử dầm 16,18,20
Các phân tử dầm 16, 18, 20 có lực cắt nhỏ hơn dầm 14, dầm 14 đặt cốt đai bằng với cấu tạo, vậy nên lấy cốt đai ф8a150 đặt cho dầm 16, 18, 20
Trang 42a.Số liệu tính toán
Chiều dài tính toán l0 = 0,7H = 3,01 m
Giả thiết a = a’ = 2,5 cm→h0 = h – a = 35 – 2,5 = 32,5 cm
phải xét đến ảnh hưởng của uốn dọc
Nội lực được chọn từ bảng tổ hợp nội lực và ghi chi tiết ở bảng dưới
Ký hiệu
cặp nội
lực
Đặcđiểm của
cặp nội
lực
M(kN.m)
N(kN) e1 = N
Trang 43e0/h= 9,40/35=0,269
Hệ số kể đến ảnh hưởng của độ lệch tâm
Với bê tông cốt thép thường =1
Xét đến ảnh hưởng của tải trọng dài hạn
+ Xảy ra trường hợp: x> ξRho => nén lệch tâm bé
+ xác định lại x ( giải phương trình bậc ba)
Trang 44Mô men quán tính của tiết diện.
Hệ số kể đến ảnh hưởng của độ lệch tâm
Với bê tông cốt thép thường =1
Xét đến ảnh hưởng của tải trọng dài hạn
+ Xảy ra trường hợp: x> ξRho => nén lệch tâm bé
+ xác định lại x ( giải phương trình bậc ba)
Trang 45Hệ số kể đến ảnh hưởng của độ lệch tâm.
Với bê tông cốt thép thường =1
Xét đến ảnh hưởng của tải trọng dài hạn
+ Xảy ra trường hợp: x> ξRho => nén lệch tâm bé
+ xác định lại x ( giải phương trình bậc ba)
Trang 46a.Số liệu tính toán
Chiều dài tính toán l0 = 0,7H = 3,01 m
Giả thiết a = a’ = 2,5 cm→h0 = h – a = 40 – 2,5 = 37,5 cm
Bỏ qua ảnh hưởng của uốn dọc
Lấy hệ số ảnh hưởng của uốn dọc
1 max(
) 30
1 , 600
Trang 47Ký hiệu
cặp nội
lực
Đặcđiểm của
cặp nội
lực
M(kN.m)
N(kN) e1 = N
Trang 49+Cặp nội lực 3 đòi hỏi lượng thép bố trí lớn nhất vậy ta bố trí phần tử cột 2 theo
a.Số liệu tính toán
Chiều dài tính toán l0 = 0,7H = 3,01 m
Giả thiết a = a’ = 2,5cm→h0 = h – a = 22 – 2,5 = 19,5 cm
phải xét đến ảnh hưởng của uốn dọc
Nội lực được chọn từ bảng tổ hợp nội lực và ghi chi tiết ở bảng dưới
Ký hiệu
cặp nội
lực
Đặcđiểm của
cặp nội
lực
M(kN.m)
N(kN) e1 = N
Hệ số kể đến ảnh hưởng của độ lệch tâm
Với bê tông cốt thép thường =1
Trang 50Xét đến ảnh hưởng của tải trọng dài hạn
a.Số liệu tính toán
Chiều dài tính toán l0 = 0,7H = 2,45 m
Giả thiết a = a’ = 2,5 cm→h0 = h – a = 30 – 2,5 = 27,5 cm
Trang 51Ký hiệu
cặp nội
lực
Đặcđiểmcủa cặp
nội lực
M(kN.m)
N(kN) e1 = N
Hệ số kể đến ảnh hưởng của độ lệch tâm
Với bê tông cốt thép thường =1
Xét đến ảnh hưởng của tải trọng dài hạn
Trang 52= 2,75 (cm2) => cốt thép âm, bố trí theo cấu tạo
Ta thấy lượng cốt thép ở cặp 2 là quá nhỏ Chọn cốt thép theo hàm lượng cốt thép tối thiểu
-Trong đoạn nối chồng cốt thép dọc và đoạn ra cường thép (Giao giữa dầm với cột)
Trang 53Chiều dài neo cốt thép ở nút góc phụ thuộc vào tỷ số h côt
Nút nối cột biên và xà ngang
Cấu tạo nút nối cột biên và xà ngang của các tầng giữa được thể hiện trong bản vẽ với đoạn neo tính theo công thức
d R
Với các hệ số ωan
, ∆ λan
được tra từ bảngCốt thép chịu kéo trong vùng chịu kéo của dầm :