SỐ LIỆU CHO TRƯỚCSTT L2m L1m Bm PtcdaN/m2 Htm 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.. Di
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
h s =
kL 1 37+8 α
Trong đó : α = L 1 /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
- Hoạt tải tính toán: p s = p c n = 220.1,2 = 264 (daN/m 2 )
- Tĩnh tải tính toán (chưa kể trọng lượng của bản sàn BTCT)
Trang 2Các lớp vật liệu Tiêu chuẩn n Tính toán
-Gạch ceramic dày 8 mm, γ0 =2200 daN/m
1.3,5
37+8.0,54=0 ,085 (m)
→ Chọn h s1= 9 (cm)
Vậy nếu kể cả tải trọng bản thân sàn BTCT thì
+ Tĩnh tải tính toán của ô sàn trong phòng
Trang 3+ Hoạt tải tính toán: p hl=p c n= 320.1,2 = 384 (daN/m 2 )
+ Tĩnh tải tính toán (chưa kể trọng lượng bản sàn BTCT)
Để dễ thi công và đơn giản hóa công tác ván khuôn
→ Chọn h s2= 9(cm)
Vậy nếu kể cả tải trọng bản thân sàn BTCT thì
+ Tĩnh tải tính toán của ô sàn hành lang
Trang 4+ 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, γ0= 2000 daN/m
⇒ Tĩnh tải trên sàn mái là: g0= 430,2 (daN/m 2 )
Vì vậy tải trọng phân bố tính toán trên sàn
1,1.3,5
37+8.0,54=0 ,93 (m)
Trang 5Ta chọn chiều dày ô sàn lớn và ô sàn bé trên mái
h s3=10 (cm).
Vậy nếu kể cả tải trọng bản thân sàn BTCT thì
+ Tĩnh tải tính toán của ô sàn mái
gm=g0+γ bt h s3 n= 430,2 + 2500.0, 1.1,1 = 705,2 (daN/m 2
)
+ Tổng tải trọng phân bố tính toán trên sàn mái
q m=p tt+g m=705 , 2+97 , 5=802 , 7 (daN/m 2 ).
4)Lựa chọn kích thước tiết diện các bộ phận
*) Kích thước tiết diện dầm
Trang 6Diện tích tiết diện cột tính theo công thức
(ở đây chỉ lấy sơ bộ chiều cao tường bằng chiều cao tầng nhà h t=H t )
+ Lực dọc do tải phân bố đều trên bản sàn mái
Trang 7=> Càng lên cao lực dọc càng giảm nên ta chọn kích thước tiết diện cột như sau:+ Cột trục A,D có kích thước
Trang 8II) SƠ ĐỒ TÍNH TOÁN KHUNG PHẲNG
b 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)
Trang 9+ Xác định chiều cao của cột tầng 1
Lựa chọn chiều sâu hon móng từ mặt đất tự nhiên (cốt-0,45) trở xuống;
Ta có sơ đồ kết cấu được thể hiện như hình vẽ
Sơ đồ kết cấu khung ngang
Trang 102.Hoạt tải đơn vị
+ Hoạt tải sàn trong nhà
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
+Việc tính toán tải trọng vào khung được thể hiện theo 2 cách:
-Cách 1: chưa quy đổi tải trọng-Cách 2: quy đổi tải trọng thành phân bố đều
1 Tĩnh tải tầng 2,3,4
(hình 4)
Tĩnh tải phân bố - daN/m
Trang 112 Do tải trọng từ sàn truyền vào dưới dạng hình thang với
Do trọng lượng tường xây trên dầm dọc cao
3,2 – 0,3 = 2,9(m) với hệ số giảm lỗ cửa 0,7
514.2,9.3,5.0,7
Do trọng lượng sàn truyền vào
Ght=383,86.(3,5-0,22).(3,5-0,22)/4Cộng và làm tròn
Do trọng lượng của sàn hành lang truyền vào
383,86.[(3,5-0,22)+(3,5-2,6)].(2,6-0,22)/4Cộng và làm tròn
Trang 12Tĩnh tải phân bố trên mái theo nhịp AB - daN/m
1
1
mg
Do tải trọng từ sàn truyền vào dưới dạng hình thang với
tung độ lớn nhất:
Ght=705,2.(3,5-0,22)=2313Cộng và làm tròn
2313
Tĩnh tải phân bố trên mái theo nhịp BC - daN/m
1
2
mg
Do tải trọng từ sàn truyền vào dưới dạng hình tam giác với
tung độ lớn nhất:
Ght=705,2.(2,6-0,22)=1678,4Cộng và làm tròn
1679
Tĩnh tải tập trung trên mái - daN
Trang 132 Do trọng lượng ô sàn lớn truyền vào
705,2.(3,5-0,22).(3,5-0,22)/4 = 1896,7
Do trọng lượng ô sàn nhỏ truyền vào
705.[(3,5-0,22)+(3,5-2,6)].(2,6-0,22)/4 = 1754Cộng tổng và làm tròn
4286
Ta có sơ đồ tĩnh tải tác dụng vào khung( biểu diễn theo cách 2)
(Hình 6)
II Xác định hoạt tải tác dụng vào khung
1 Trường hợp hoạt tải 1
Trang 16Hoạt tải 1 - Tầng mái
Trang 19Hoạt tải 2 - Tầng mái
Trang 20(Hình13) HT1 (Hình14) HT2
III Xác định tải trọng gió
Công trình xây dựng tại thành phố HCM, thuộc vùng gió II.A có áp lực gió đơn vị:
W0 = 95-12=83 (daN/m2)Công trình được xây dựng trong thành phố bị che chắn mạnh nên có dạng địa hình C
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:
Với qd là áp lực gió tác dụng lên khung (daN/m)
qh là áp lực gió tác dụng lên khung (daN/m)
Trang 21Tải trọng gió trên mái quy về lực tập trung đặt ở đầu cột Sd, Sh với k = 0,72Nhà có kiểu mái dốc 2 phía và có mặt biên chắn gió bao quanh các hệ sốkhí động trên mái như sau, do phần mái dốc rất thấp => ảnh hương là nhỏ => có thể coi như mái bằng
Sh=1,2.0,72.83.3,5 0,6.0,8 = 120 (daN)
Trang 22120 161
(Hình 16) GP
161 120
201
184
165
142 107
123
138
151
Trang 23IV 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)
Số liệu đầu vào
- Sơ đồ tính toán đối xứng :
+ dầm B3 và B1 tính toán giống nhau
+ cột C1 giống C4, cột C2 giống C3
Trang 24 Tính cốt thép cho nhịp AB (Momen dương)
Tính theo tiết diện chữ T có cánh nằm trong vùng nén với h ' f= 10 cm
Giả thiết a = 2,5 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
Có α m < αR= 0,439
→ ζ=0,5(1+ √ 1−2αm) =0,5(1 1 2.0,0126) = 0,994
Trang 25A S= M
R S ζh0=
6
90,97.10 280.0,994.575 569 mm2
Kiểm tra hàm lượng cốt thép :
μ= A S
b h0.100
0 0
=0,46 % > μmin
Tính cốt thép cho gối A và B (Momen âm)
Tính theo tiết diện chữ nhật b ¿ h=22 ¿ 60 cm
Kiểm tra hàm lượng cốt thép :
μ= A S
b h0.100
0 0
Kiểm tra hàm lượng cốt thép :
μ= A S
b h0.100
0 0
Trang 26Tính theo tiết diện chữ nhật b ¿ h=22 ¿ 30 cm.
Kiểm tra hàm lượng cốt thép :
μ= A S
b h0.100
0 0
=0,53 % > μmin
Tính cốt thép cho nhịp BC (momen dương)
Tương tự ta có As = 47 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 cm
Giả thiết a = 2,5 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
Ta có Mmax = 92,39 (kN.m) < 1016,12 (kN.m) → trục trung hòa đi qua cánh
Trang 27Kiểm tra hàm lượng cốt thép :
μ= A S
b h0.100
0 0
=0,47 % > μmin
Tính cốt thép cho gối A và B (Momen âm)
Tính theo tiết diện chữ nhật b ¿ h=22 ¿ 60 cm.Giả thiết a = 2,5 (cm)
Kiểm tra hàm lượng cốt thép :
μ= A S
b h0.100
0 0
Kiểm tra hàm lượng cốt thép :
μ= A S
b h0.100
0 0
=0,69 % > μmin
Trang 28 Tính cốt thép cho gối B,C (Momen âm)
Tính theo tiết diện chữ nhật b ¿ h=22 ¿ 30 cm
Kiểm tra hàm lượng cốt thép :
μ= A S
b h0.100
0 0
=0,45 % > μmin
Tính cốt thép cho nhịp BC (momen dương)
Tương tự ta có As = 50 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 = 2,5 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
Trang 29Kiểm tra hàm lượng cốt thép :
μ= A S
b h0.100
0 0
=0,51% > μmin
Tính cốt thép cho gối A và B (Momen âm)
Tính theo tiết diện chữ nhật b ¿ h=22 ¿ 60 cm
Tại gối B Mmax = 112,88 (KN.m)
→ ζ=0,5(1+ √ 1−2αm) =0,5(1 1 2.0,183) = 0,898
Trang 30A S= M
R S ζh0=
6
112,88 10 280.0,898.575 780 mm2
e.Tính toán cốt thép dọc cho tầng 4 , nhịp BC,phần tử 23
Tính cốt thép cho gối B,C (Momen âm)
Tính theo tiết diện chữ nhật b ¿ h=22 ¿ 30 cm
Tính cốt thép cho nhịp BC (momen dương)
Tương tự ta có As = 83 mm2, lượng thép này rất nhỏ nên ta sẽ bố trí theo yêu cầu về cấu tạo
f.Tính toán cốt thép dọc cho dầm tầng mái , nhịp AB , phần tử 20
Tính cốt thép cho nhịp AB (Momen dương)
Tính theo tiết diện chữ T có cánh nằm trong vùng nén với h ' f= 10 cm
Giả thiết a = 2,5 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 (3,5 – 0,22) = 1,64 (m)
Trang 31Kiểm tra hàm lượng cốt thép :
μ= A S
b h0.100
0 0
=0,45 % > μmin
Tính cốt thép cho gối A và B (Momen âm)
Tính theo tiết diện chữ nhật b ¿ h=22 ¿ 60 cm
Tại gối B Mmax = 70,25 (KN.m)
Trang 32g Tính toán cốt thép dọc cho tầng mái , nhịp BC,phần tử 24
Tính cốt thép cho gối B,C (Momen âm)
Tính theo tiết diện chữ nhật b ¿ h=22 ¿ 30 cm
Tính cốt thép cho nhịp BC (momen dương)
Tương tự ta có As = 71 mm2, lượng thép này rất nhỏ nên ta sẽ bố trí theo yêu
cầu về cấu tạo
Tính toán cốt thép dọc cho các phần tử dầm khác theo bảng
0.91
5 6.55 7.63 0.60%
Thỏa mãn Nhịp
AB 90.97
22x6 0
0.012 6
0.99
4 5.69 6.03 0.48%
Thỏa mãn Gối B 128.8
6
22x6 0
0.208 4
0.88
2 9.08 10.00 0.79%
Thỏa mãn
BC
Gối B 20.26 22x3
0
0.160 2
0.91
2 3.05 5.09 0.89%
Thỏa mãn Nhịp
BC 3.41
22x3 0
0.002 3
0.99
9 0.47 3.08 0.54%
Thỏa mãn Gối C 20.26 22x3
0
0.160 2
0.91
2 3.05 5.09 0.89%
Thỏa mãn
3 AB Gối A 89.34
22x6 0
0.144 5
0.92
2 6.02 7.63 0.60%
Thỏa mãn Nhịp 92.39 22x6 0.012 0.99 5.78 6.03 0.48% Thỏa
Trang 33AB 0 8 4 mãn Gối B 124.51 22x60 0.2014 0.886 8.72 10.00 0.79% Thỏamãn
BC
Gối B 18.39 22x3
0
0.145 5
0.92
1 2.74 5.09 0.89%
Thỏa mãn Nhịp
BC 3.61 22x30 0.0025 0.999 0.50 3.08 0.54% Thỏamãn Gối C 18.39 22x30 0.1455 0.921 2.74 5.09 0.89% Thỏamãn
0.94
3 4.39 6.03 0.48%
Thỏa mãn Nhịp
AB
102.5 0
22x6 0
0.014 2
0.99
3 6.41 7.16 0.57%
Thỏa mãn Gối B 112.88 22x60 0.1826 0.898 7.80 8.93 0.71% Thỏamãn
BC
Gối B 18.88 22x30 0.1494 0.919 2.82 4.02 0.70% ThỏamãnNhịp
BC 6.02
22x3 0
0.004 1
0.99
8 0.83 3.08 0.54%
Thỏa mãn Gối C 18.88 22x30 0.1494 0.919 2.82 4.02 0.70% Thỏamãn
Mái
AB
Gối A 32.89 22x60 0.0532 0.973 2.10 4.02 0.32% ThỏamãnNhịp
AB 89.67
22x6 0
0.012 5
0.99
4 5.60 6.03 0.48%
Thỏa mãn Gối B 70.25 22x60 0.1136 0.940 4.64 6.03 0.48% Thỏamãn
BC
Gối B 18.89 22x30 0.1494 0.919 2.82 4.02 0.70% ThỏamãnNhịp
BC 5.17
22x3 0
0.003 5
0.99
8 0.71 3.08 0.54%
Thỏa mãn Gối C 18.89 22x3
0
0.149 4
0.91
9 2.82 4.02 0.70%
Thỏa mãn
2 Tính toán cốt đai cho dầm.
a Tính toán cốt đai cho phần tử dầm 17 (tầng 2 nhịp AB):bxh=22x60 cm
+ Từ bảng tổ hợp nội lực ta chọn ra lực cắt nguy hiểm nhất cho dầm
Trang 34Qsw = qsw.C0 = 88,025.111,3 = 9797 daN
Qb = Qbmin = 0,6.Rbtb.h0= 0,6.7,5.22.57,5 = 5693 daN
Qu = Qsw + Qb = 9797 + 5693 = 15490daN > Q = 11241 daN
Thỏa mãn điều kiện
b.Tính toán cốt đai cho phần tử dầm 18,19,20
Do các phần tử dầm này có lực cắt nhở hơn và xấp xỉ lực cắt trong dầm 9 nên ta bốtrí cốt đai giống dầm 9
c.Tính toán cốt đai cho phần tử dầm 21 (tầng 2, nhịp BC):
Trang 35Qsw = qsw.C0 = 49,53 55=2724 daN
Qb = Qbmin = 0,6.Rbtb.h0= 0,6.7,5.22.27,5 = 2723 daN
Qu = Qsw + Qb = 2724+ 2723 = 5447 daN > Q = 1968 daN
Thỏa mãn điều kiện
d.Tính toán cốt đai cho phần tử dầm 22,23,24
Các phân tử dầm 22,23,24 có lực cắt nhỏ hơn dầm 21, dầm 21 đặt cốt đai bằng với cấu tạo, vậy nên lấy cốt đai ф6a200 đặt cho dầm 22,23,24
Trang 36a.Số liệu tính toán
Chiều dài tính toán l0 = 0,7H = 2,8 m
Giả thiết a = a’ = 2,5 cm → h0 = h – a = 40 – 2,5 = 37,5 cm
Za = h0 – a =37,5 – 2,5 = 35 cm
Độ mảnh λ=l0 /h= 280/40 = 7 < 8
→ Bỏ qua ảnh hưởng của uốn dọc
Lấy hệ số ảnh hưởng của uốn dọc η=1
Ký hiệu
cặp nội
lực
Đặcđiểmcủa cặp
nội lực
M(kN.m)
N(kN) e1 =
M N
Trang 37+ Xảy ra trường hợp: x> ξRho => nén lệch tâm bé
+ Xảy ra trường hợp: x> ξRho => nén lệch tâm bé
Trang 38+Cặp nội lực 3 đòi hỏi lượng thép bố trí lớn nhất vậy ta bố trí phần tử cột 2 theo
A s= A s ' = 1,66 (cm2).Chọn 2 φ 16 theo điều kiện cấu tạo
+ Các phần tử cột 2,13,14 được bố trí thép giống như phần cột 1
3.Tính toán cốt thép cho phần tử cột 5 : b x h = 22 x 50 cm
a.Số liệu tính toán
Chiều dài tính toán l0 = 0,7H = 2,8 m
Giả thiết a = a’ = 2,5 cm → h0 = h – a = 50 – 2,5 = 47,5 cm
Za = h0 – a =47,5 – 2,5 = 45 cm
Độ mảnh λ=l0 /h= 280/50 = 5,6 < 8
→ bỏ qua 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
Đặcđiểmcủa cặp
nội lực
M(kN.m)
N(kN) e1 =
M N
Trang 39+ xác định lại x
X 3 +a 2 x 2 +a 1 x+a 0 =0Với: a2=-(2+ξR)h0=-(2+0,65)47,5 = -125,88
+Cặp nội lực 2 đòi hỏi lượng thép bố trí lớn nhất vậy ta bố trí phần tử cột 5 theo
A s= A s ' = 6,72 (cm2).Chọn 3 φ 18 theo điều kiện cấu tạo có
As = 7,63(cm2) > 6,72 (cm2)
4.Tính toán cốt thép cho phần tử cột 3 : b x h = 22 x 30 cm
a.Số liệu tính toán
Chiều dài tính toán l0 = 0,7H = 2,24 m
Giả thiết a = a’ = 2,5 cm → h0 = h – a = 30 – 2,5 = 27,5 cm
Za = h0 – a =27,5 – 2,5 = 25 cm
Độ mảnh λ=l0 /h= 224/30 = 7,47 < 8
→ Bỏ qua ảnh hưởng của uốn dọc
Lấy hệ số ảnh hưởng của uốn dọc η=1
Ký hiệu
cặp nội
lực
Đặcđiểmcủa cặp
nội lực
M(kN.m)
N(kN) e1 =
M N
(cm)
Trang 40+Cặp nội lực 1 đòi hỏi lượng thép bố trí lớn nhất
+ Cột có bề rộng b>20cm nên cần bố trí 2 φ 16 theo điều kiện cấu tạo có
+ Khoảng cách giữa các cốt đai ”s”
-Trong đoạn nối chồng cốt thép dọc và đoạn ra cường thép (Giao giữa dầm với cột)
Trang 41Nút 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
l an=[ω an.R s
R b+Δλ an] d
Với các hệ số ω an , Δλ an được tra từ bảng
Cốt thép chịu kéo trong vùng chịu kéo của dầm :