THIẾT KẾ KHUNG PHẲNG NHÀ BTCT TOÀN KHỐI 3 TẦNG 5 NHỊP

Mã Số ĐềNhịpL1(m)NhịpL2(m)NhịpL3(m)ChiềucaoH1(m)ChiềucaoH2(m)ChiềucaoH3(m)Bước khungB(m)Hoạt tải pc(daNm2)Vùng gió224,84,22,43,93,63,63,6250IIAChọn vật liệu sử dụng: Sử dụng bêtông cấp độ bền B20 : + Rb = 1,15 (kNcm2) = 115 daNcm2 + Rbt = 0,09 (kNcm2) = 9 (daNm2) Sử dụng thép: +  < 10mm, dùng thép CI có Rs = Rsc= 22,5 (kNcm2)= 2250 (daNcm2) +   10 mm, dùng thép CII có Rs = Rsc= 28 (kNcm2)= 2800 (daNcm2)

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

Các lớp cấu

tạo

Chiều dày(m)

Trọnglượngriêng(daN/m3)

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

22026,68

200x300 - 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

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

1,5.16906, 4

221(cm ) 115

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( )

s

Lực dọc do tải tường xây trên dầm truyền vào:

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



b

R

N k

A . = . 1,3.26841,86115 304(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 2.(3,6.184,65 246,68) 3549,6( )

d

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( )

s

Lực dọc do tải tường xây trên dầm truyền vào:

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

4,8 3.(3,6.184,65 246,68) 3770,32( )

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

Tra bảng và nội suy ta được : ki = 1,049

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

SƠ ĐỒ PHẦN TỬ

SƠ ĐỒ TIẾT DIỆN CỘT

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

2) Tính toán cốt thép thép gối

Giả thiết từ trọng tâm của các cốt thép chịu lực đến mép ngoài của tiết diện

là a, ở gối là a’:

+ Tại nhịp chọn: a = 5 cm

+ Tại gối chọn : a = 5 cm

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:

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

0

M e N



-Độ lệch tâm ngẫu nhiên :

a (600 300; )

l h

e Max

-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

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 =

C17 =

C24

20 x 20 4,62 7,78 133,33 0,93 2Ø14 ct