THUYET MINH

Sơ bộ tiết diện dầmHệ kết cấu khung nhiều nhịp, kích thước tiết diện dầm được chọn sơ bộ theo các công thức sau: Trong đó : L là chiều dài nhịp dầm.. Kết quả sơ bộ kích thước tiết diện d

Trang 1

MỤC LỤC

CHƯƠNG 1 THIẾT KẾ KẾT CẤU SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH (TẦNG 2÷9) 5

1.1 SỐ LIỆU TÍNH TOÁN 5

1.1.1 Vật liệu 5

1.1.2 Mặt bằng kiến trúc 5

1.2 SƠ BỘ TIẾT DIỆN 5

1.2.1 Chiều dày sàn 5

1.2.2 Sơ bộ tiết diện dầm 6

1.3 SƠ ĐỒ TÍNH 7

1.3.1 Phân loại ô sàn 7

1.3.2 Sơ đồ tính 8

1.4 TẢI TRỌNG TÁC DỤNG 9

1.4.1 Tĩnh tải 9

1.4.2 Hoạt tải 11

1.5 XÁC ĐỊNH NỘI LỰC 12

1.5.1 Bản làm việc 1 phương 12

1.5.2 Bản làm việc 2 phương 13

1.6 TÍNH CỐT THÉP 15

1.7 KIỂM TRA KHẢ NĂNG CHỊU CẮT 21

1.7.1 Tính độ võng sàn: 21

CHƯƠNG 2 THIẾT KẾ KHUNG TRỤC 2 22

2.1 SỐ LIỆU TÍNH TOÁN 22

2.1.1 Vật liệu thiết kế 22

2.2 XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG TÁC DỤNG: 22

2.2.1 Tĩnh tải: 22

2.2.2 Hoạt tải: 30

2.2.3 Tổ hợp tải trọng 34

2.2.4 Tải trọng gió: 37

2.3 KẾT QUẢ NỘI LỰC 39

2.4 TỔ HỢP NỘI LỰC CỘT LỚN NHẤT 40

2.5 TỔ HỢP NỘI LỰC DẦM LỚN NHẤT: 41

Trang 2

2.6 TÍNH TOÁN VÀ BỐ TRÍ THÉP CỘT KHUNG TRỤC 2 42

2.6.1 Lí thuyết tính toán 42

2.6.2 Tính toán cụ thể cột trục A tầng 4: 44

2.6.3 Tính toán cốt đai cột: 49

2.7 TÍNH TOÁN VÀ BỐ TRÍ THÉP DẦM CHO KHUNG TRỤC 2 49

2.7.1 Tính toán cốt thép dọc chịu lực 49

2.7.2 Tính toán cốt thép đai cho dầm 53

2.7.3 Tính toán cốt treo gia cường tại vị trí dầm phụ truyền lên dầm chính 54

MỤC LỤC HÌN

Trang 3

Hình 1-1: Mặt bằng kiến trúc tầng điển hình 4

Hình 1-2: Mặt bằng đánh tên sàn 5

Hình 1-3: Sơ đồ tính bản dầm làm việc 1 phương 7

Hình 1-4: Sơ đồ tính bản dầm làm việc 2 phương 7

Hình 1-5: Mặt cắt cấu tạo các loại sàn 8

Hình 2-1: Tải trọng tường 22

Hình 2-2: Sơ đồ truyền tải từ sàn lên dầm trục 2 25

Hình 2-3: Các trường hợp tĩnh tải từ sàn lên dầm trục 2 28

Hình 2-4: Các trường hợp hoạt tải từ sàn lên dầm trục 2 32

Hình 2-5: Hoạt tải 1 34

Hình 2-11: Tải gió trái 37

Hình 2-12: Tải gió phải 37

Hình 2-13: Biểu đồ bao monen 38

Hình 2-14: Biểu đồ lực cắt 39

Hình 2-15: Hàm lượng thép nhỏ nhất theo độ mảnh 45

Hình 2-16: Biểu đồ lực cắt lớn nhất 52

Hình 2-17: Cấu tạo thép đai gia cường 53

Hình 2-18: Giá trị lực cắt tại vị trí dầm phụ gác lên dầm chính 54

Trang 4

MỤC LỤC BẢN

Bảng 1-1: Chiều dày các ô bản sàn 5

Bảng 1-2: Kích thước tiết diện sơ bộ dầm chính 6

Bảng 1-3: Kích thước tiết diện sơ bộ dầm phụ 6

Bảng 1-4: Phân loại ô sàn 6

Bảng 1-5: Tĩnh tải sàn thông thường 8

Bảng 1-6: Tải trọng tường tác dụng lên sàn 9

Bảng 1-7: Tải trọng tường tác dụng lên sàn 9

Bảng 1-8: Hoạt tải tiêu chuẩn và tính toán 10

Bảng 1-9: Tổng tải tác dụng lên các ô sàn 10

Bảng 1-10: Kết quả tính toán nội lực các ô sàn 1 phương 11

Bảng 2-1: Tải trọng do tường truyền lên dầm 21

Bảng 2-2: Sơ bộ tiết diện cột biên 23

Bảng 2-3: Sơ bộ tiết diện cột giữa 23

Bảng 2-4: Kích thước tiết diện sơ bộ dầm chính 23

Bảng 2-5: Tổng tải tác dụng lên các ô sàn 24

Bảng 2-6: Hoạt tải tiêu chuẩn và tính toán 29

Bảng 2-7: Tổ hợp tải trọng 33

Bảng 2-8: Tải trọng gió 37

Bảng 2-9: Nội lực cột 39

Bảng 2-10: Nội lực dầm 40

Bảng 2-11: Nội lực cột 43

Bảng 2-12: Tính thép cột 47

Bảng 2-13: Tính thép dầm 50

1.1 SỐ LIỆU TÍNH TOÁN

1.1.1 Vật liệu

Bê tông cấp độ bền B25: Rb  14.5 MPa ;R   bt  1.05  MPa ;  Eb  30 1  0 MPa.3 Thép CI    10 :  Rs  Rsc  225 MPa ,R   sw  17 5 MP  a ;  Es  21  104MP a

CHƯƠNG 1 THIẾT KẾ KẾT CẤU SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH (TẦNG 2÷9)

Trang 5

L h 50



Trong đó: L1 là chiều dài cạnh dài ô sàn.

Kết quả sơ bộ chiều dày các ô sàn được thể hiện ở bảng 2.1.

Hình 1-2: Mặt bằng đánh tên sàn

Trang 6

1.2.2 Sơ bộ tiết diện dầm

Hệ kết cấu khung nhiều nhịp, kích thước tiết diện dầm được chọn sơ bộ theo các công thức sau:

Trong đó : L là chiều dài nhịp dầm.

Kết quả sơ bộ kích thước tiết diện dầm được thể hiện ở bảng 1.2 và 1.3

Bảng 1-2: Kích thước tiết diện sơ bộ dầm chính

Tên dầm

chính

Chiều dài L (mm)

(mm)

b chọn (mm)

Trang 7

Bảng 1-3: Kích thước tiết diện sơ bộ dầm phụ

Tên dầm

chính

Chiều dài L (mm)

(mm)

b chọn (mm)

- Bản làm việc một phương khi L2 > 2L1

- Bản làm việc hai phương khi L2 ≤ 2L1

Trong đó: L1 , L2 lần lượt là chiều dài cạnh ngắn và cạnh dài ô bản.

h 3

h  nên bản sàn liên kết ngàm với các dầm xung quanh.

Trang 8

Xét bản theo cạnh ngắn bề rộng b = 1m, xem bản như dầm có tiết diện bxhs với hai

đầu ngàm.

Hình 1-3: Sơ đồ tính bản dầm làm việc 1 phương

b) Bản làm việc hai phương

Khi L2 ≤ 2L1 thì bản được xem là bản kê 4 cạnh Lúc này bản làm việc theo hai

phương Ô S1, S2, S7 có

d s

h 3

h  nên bản sàn liên kết ngàm với các dầm xung quanh, chọn sơ đồ số 9 (4 đầu ngàm) để tính toán.

Các kiểu cấu tạo sàn tiêu biểu:

Sàn thông thường: phòng khách, phòng ngủ, phòng ăn + bếp, ban công, hành lang.

Hình 1-5: Mặt cắt cấu tạo các loại sàn

Tính trọng lượng bản thân các lớp cấu tạo sàn:

Trang 9

+ i: trọng lượng riên của lớp thứ i

+ i: chiều dày của lớp thứ i

Bảng 1-5: Tĩnh tải sàn thông thường

Tĩnh tải sàn do tường truyền vào sàn được quy về phân bố đều trên toàn bộ ô sàn

Được xác định theo công thức: tt t t t t  2

+ ht: chiều cao tường (m), ht = Htầng - hsàn

+ lt : chiều dài tường (m)

+ t: trọng lượng riêng của tường xây (daN/m3)

Bảng 1-6: Tải trọng tường tác dụng lên sàn

(mm)

L2 (mm)

(kN/m 3 )

lt (m)

ht (m)

bt (m)

Trang 10

Giá trị hoạt tải được chọn dựa theo chức năng sử dụng của các loại phòng Hệ số

độ tin cậy n, được xác định theo bảng 3 TCVN 2737- 1995.

+ Khi ptc < 2(kN/m2): n = 1.3

+ Khi ptc ≥ 2(kN/m2): n = 1.2

Bảng 1-8: Hoạt tải tiêu chuẩn và tính toán

Trang 11

Ô sàn Công năng (daN/mptc 2) (daN/mptt 2)

Trang 13

Xét ô bản theo mỗi phương với bề rộng b =1m, giải với tải phân bố đều tìm

Tra bảng các hệ số: i1 , i2, iI, iII phụ thuộc vào tỷ lệ L2/L1 tra Phụ lục 17

trang 398 sách “Kết cấu bê tông cốt thép – Phần cấu kiện cơ bản” – GS.TS Phan Quang Minh.

Bảng 1-11: Kết quả tính toán nội lực các ô sàn 2 phương

Ô sàn Sơ đồ tính

Kích thước Tỷ số

Trang 15

1.6 TÍNH CỐT THÉP

Cắt 1 dải rộng 1m theo cạnh mỗi phương sau đó tính toán thép bản sàn như cấu kiện chịu uốn có tiết diện bxhs với b = 1m, hs =140mm và bố trí thép đều cho ô bản.

Căn cứ vào cấp độ bền của bê tông B25 và hai loại thép CI và CIII, xác định được các thông số R, R:

2 Theo phương cạnh dài ở nhịp ta có:

8 a=15+8+ =27(mm)

2 Theo phương cạnh ngắn ở gối ta có:

10 a=15+ =20(mm)

2 Theo phương cạnh dài ở gối ta có:

10 a=15+10+ =30(mm)

2 Hàm lượng thép:

min 0.05%

 

Trang 16

R b b max

Kiểm tra điều kiện:

Nếu m  R: tính cốt kép Ngược lại, tính cốt đơn.

=> Thỏa điều kiện.

Tính toán tương tự đối với thép gối và nhịp theo 2 phương của các ô bản sàn.

Bảng 1-12: Kết quả tính toán nội lực các ô sàn 1 phương

Trang 17

S3 9 Mnh = 2.17 0.012 0.012 0.88 8 250 2.01 0.18 - Thỏa 8@250

Mg = -4.34 0.024 0.025 1.76 8 250 2.01 0.18 - Thỏa 8@250S6 9 Mnh = 2.34 0.013 0.013 0.94 8 250 2.01 0.18 - Thỏa 8@250

Mg = -4.67 0.026 0.026 1.90 8 250 2.01 0.18 - Thỏa 8@250S7 9 Mnh = 0.93 0.005 0.005 0.37 8 250 2.01 0.18 - Thỏa 8@250

Mg = -1.86 0.010 0.010 0.75 8 250 2.01 0.18 - Thỏa 8@250S8 9 Mnh = 1.95 0.011 0.011 0.79 8 250 2.01 0.18 - Thỏa 8@250

Mg = -3.91 0.022 0.022 1.58 8 250 2.01 0.18 - Thỏa 8@250S12 9 Mnh = 2.31 0.013 0.013 0.93 8 250 2.01 0.18 - Thỏa 8@250

Mg = -4.62 0.026 0.026 1.87 8 250 2.01 0.18 - Thỏa 8@250S14 9 Mnh = 1.55 0.009 0.009 0.62 8 250 2.01 0.18 - Thỏa 8@250

Mg = -3.10 0.017 0.017 1.25 8 250 2.01 0.18 - Thỏa 8@250S17 9 Mnh = 0.93 0.005 0.005 0.37 8 250 2.01 0.18 - Thỏa 8@250

Trang 19

1.7 KIỂM TRA KHẢ NĂNG CHỊU CẮT

1.7.1 Tính độ võng sàn:

Từ mặt bằng kết cấu ta thấy ô sàn S2 (5x6m)có nhịp tính toán và tải trọng truyền xuống lớn nhất tương ứng ta kiểm tra độ võng của ô sàn S2 làm điển hình cho toàn bộ các ô sàn Tiết diện tính toán hình chữ nhật có b = 1m.

Công thức kiểm tra độ võng:

Trong đó:

J E

l q f

384

.

5 4 1 1

Trang 20

1.1 SỐ LIỆU TÍNH TOÁN

1.1.1 Vật liệu thiết kế

Bê tông B25: Rb  14.5 MPa ;R   bt  1.05  MPa ;  Eb  30 1  0 MPa.3

Thép CI: Rs  Rsc  225 MPa ,R   sw  17 5 MPa   ; Es  210  10 M3 Pa

Thép CIII: Rs  Rsc  365 MPa ,R   sw  29 0 MPa   ; Es  200  10 M3 Pa

1.2 XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG TÁC DỤNG:

1.2.1 Tĩnh tải:

 Tải trọng do tường xây trên dầm:

Được xác định theo công thức :

+ ht : chiều cao tường (m), ht = Htầng – hdầm

+ lt : chiều dài tường (m)

+ t : trọng lượng riêng của tường xây (daN/m3)

Trang 21

+ Rb=14.5Mpa: Cường độ chịu nén tính toán của bê tông B25.

+ N: tổng tải trọng đứng tác dụng vào cột theo các tầng

Trang 22

2 bien

S   7 3.35 23.45(m ) 

2 giua

S   7 7.35 51.45(m )  Xem cột có diện chịu tải lớn nhất thì chọn cho các cột còn lại.

Bảng 2-15: Sơ bộ tiết diện cột biên

Bảng 2-17: Kích thước tiết diện sơ bộ dầm chính

Trang 24

Hình 2-7: Sơ đồ truyền tải từ sàn lên dầm trục 2

 Tải trọng tác dụng lên dầm đoạn trục A-B:

Trang 25

15.5 6.7 51 kN 2

1

13.9 2.9 20.2 kN 2

 Tải trọng tác trung tác dụng giữa trục B-C:

Tải s3, s7 truyền lên dầm phụ trục 1-2

Trang 26

 Tải trọng phân bố trên trục B-C:

Tải s4 truyền lên dầm phụ trục B-C:

s

Trang 27

Tải s15 truyền lên dầm chính phụ trục 2-3

Trang 28

Ô sàn Công năng ptc

(daN/m2)

ptt(daN/m2)

Trang 29

5.9 6.7 19.7 kN 2

1

6.3 2.9 6 kN 2

 Hoạt tải tác trung tác dụng giữa trục B-C:

Tải s3, s7 truyền lên dầm phụ trục 1-2

Trang 30

 Tải trọng phân bố trên trục B-C:

Tải s4 truyền lên dầm phụ trục B-C:

 Hoạt tải tác dụng lên trục C

Tải s8 truyền lên dầm phụ trục 1-2

s

Trang 31

Tải s15 truyền lên dầm chính phụ trục 2-3

s

Hình 2-9: Các trường hợp hoạt tải từ sàn lên dầm trục 2

Trang 33

Hình 2-10: Hoạt tải 1 Hình 2-11: Hoạt tải 2

Trang 34

Hình 2-12: Hoạt tải 3 Hình 2-13: Hoạt tải 4

c = +0.8 đối với phái đón gió;

c = -0.6 đối với phía khuất gió.

+ n: hệ số độ tin cậy (hệ số vượt tải) lấy theo tuổi thọ công trình Công trình tồn tại trên

50 năm, lấy n = 1.2.

Trang 35

Chọn phương pháp nhập thành phần tĩnh của tải trọng gió dưới dạng lực tập trung tại tâm sàn theo 2 phương:

1 0

(m)

W0

(kN/m2) kj đónc hútc n (m)Lxj Q(kN)xj đón Q(kN)xj hútMái 3.3 32 0.95 0.91 0.80 0.6 1.20 7.00 5.8 4.3Tầng 9 3.3 28.7 0.95 0.88 0.80 0.6 1.20 7.00 5.6 4.2Tầng 8 3.3 25.4 0.95 0.85 0.80 0.6 1.20 7.00 5.4 4.1Tầng 7 3.3 22.1 0.95 0.82 0.80 0.6 1.20 7.00 5.2 3.9Tầng 6 3.3 18.8 0.95 0.79 0.80 0.6 1.20 7.00 5.0 3.8Tầng 5 3.3 15.5 0.95 0.75 0.80 0.6 1.20 7.00 4.8 3.6Tầng 4 3.3 12.2 0.95 0.70 0.80 0.6 1.20 7.00 4.4 3.3Tầng 3 3.3 8.9 0.95 0.63 0.80 0.6 1.20 7.00 4.0 3.0Tầng 2 5.6 5.6 0.95 0.55 0.80 0.6 1.20 7.00 3.5 2.7Tầng 1 0 0 0.95 0.00 0.80 0.6 1.20 7.00 0.0 0.0

Hình 2-16: Tải gió trái Hình 2-17: Tải gió phải

Trang 36

1.3 KẾT QUẢ NỘI LỰC

Hình 2-18: Biểu đồ bao monen

Trang 38

BAO Min -30.33 -137.55

BAO Min -30.33 -12.54

Trang 39

1.6 TÍNH TOÁN VÀ BỐ TRÍ THÉP CỘT KHUNG TRỤC 2

1.6.1 Lí thuyết tính toán

Bước 1: Kiểm tra điều kiện tính toán của cột lệch tâm xiên

y x

C

Với Cx, Cy lần lượt là cạnh của tiết diện cột.

Bước 2: Tính toán độ ảnh hưởng uốn dọc theo hai phương

Chiều dài tính toán: lox  x l

Độ lệch tâm ngẫu nhiên:

ox x ax

M e

N



Độ lệch tâm tính toán: eox  max e ;e  ax 1x

Độ mảnh theo hai phương:

ox x

x

l 0.288C

 

Tính hệ số ảnh hưởng của uốn dọc

Nếu  x 28   x 1 (bỏ qua ảnh hưởng của uốn dọc)

Nếu

x cr

1 28

N 1 N

    

 (kể đến ảnh hưởng của uốn dọc)

C C I

12



Momen tăng lên do uốn dọc: M'x   N ex ox

Bước 3: Tính toán tiết diện thép yêu cầu

Tính toán tương tự bài toán lệch tâm phẳng đặt thép đối xứng

Tính 1 b b

N x

R b





Trang 40

Khi x1  ho thì

1 o

  

và x1 R oh  tính theo trường hợp nén lệch tâm bé

Xác định lại chiều cao vùng nén x:

e h

Trang 41

b o st

sc a

x

Ne R bx h

2 A

  

và x1R oh  tính theo trường hợp nén lệch tâm lớn

Diện tích toàn bộ cốt thép được tính như sau:

Bước 4: Kiểm tra hàm lượng thép

Thỏa yêu cầu về kết cấu:

tt s

o

A 2

 Tính toán thép dọc

Trang 42

Bước 1:Kiểm tra điều kiện tính toán gần đúng cột lệch tâm xiên

x y

Bước 2: Tính toán độ ảnh hưởng của uốn dọc theo 2 phương

Chiều dài tính toán: lox  xl 0.7 5600 3920(m m)  

Độ lệch tâm ngẫu nhiên:

Trang 43

Bước 3: Tính toán diện tích thép yêu cầu

Tính

3 1

b b e

Bước 5: Kiểm tra hàm lượng thép

Thỏa yêu cầu kết cấu:   0 tt max

  không thiết kế chống động đất

Trang 45

Bảng 2-25: Tính thép cột

Ast (chọn) (kN) (kNm) (m) (m) (m) (m) (m) (cm2) (cây) (mm) (cm2)

C60x40 COMB8 BAO -2497.18 -2497.18 -128.9813 136.0632 5.6 0.7 3.920 0.50 0.50 0.05 5.6 0.7 3.920 0.40 0.40 0.05 6.79 5.30 3 3 20 20 9.42 9.42 C80x60 BAO -5486.23 333.14 5.6 0.7 3.920 0.50 0.50 0.05 18.63 6 20 18.85

COMB1 -5486.23 -332.48 5.6 0.7 3.920 0.40 0.40 0.05 71.43 12 28 73.89

COMB8 -1552.95 -85.63 3.3 0.7 2.310 0.40 0.40 0.05 6.79 3 20 9.42 C50x60 COMB9 BAO -3405.69 -3405.69 126.8331 -120.15 3.3 0.7 2.310 0.50 0.50 0.05 3.3 0.7 2.310 0.40 0.40 0.05 9.94 8.95 4 3 20 20 12.57 9.42

Trang 46

1.6.3 Tính toán cốt đai cột

Tính toán:

Bước 1: Chọn trước đường kính thép đai và số nhánh đai:

doc max dai

Bước 2: Tính khoảng cách đai tính toán chịu cắt trong cột (có thế bỏ qua vì thường bố trí

theo cấu tạo lớn hơn nhiều thép tính toán).

Bước 3: Khoảng cách cốt đai theo cấu tạo:

Khi Rsc  400MPa;act  min(12d ;400)min = min(240; 400) = 240mm

Bước 4: Bố trí cốt đai theo chiều dài cột

 Trong khoảng L1 (tại vị trí đầu cột và đoạn nối thép):

Bố trí đai dày ở đầu cột và vị trí nối thép - bố trí cốt thép đai Ø 8a100, thiết kế nối thép sole và sử dụng nối buộc đoạn chồng 30d.

 Trong khoảng giữa L2: Bố trí theo cấu tạo, bố trí đai Ø8a200

Trang 47

=> Thỏa điều kiện.

Tính toán tương tự đối với các dầm còn lại.

Trang 48

BAO MIN -391.28 40 70 4 66 0.155 0.915 17.74 2 Ø 25 + 2 Ø 25 19.63 0.74BAO MAX 192.06 40 70 4 66 0.076 0.960 8.30 2 Ø 20 + 1 Ø 20 9.42 0.36BAO MIN -342.83 40 70 4 66 0.136 0.927 15.36 2 Ø 25 + 2 Ø 20 16.10 0.61

Trang 49

10 54

Định dạng
Số trang	52
Dung lượng	1,76 MB