Tính toán thép vách - TÍNH VÁCH QUA KHUNG TRỤC C V- 123docz.net

CHƯƠNG 5: THIẾT KẾ KẾT CẤU KHUNG

5.8. TÍNH VÁCH QUA KHUNG TRỤC C VÀ TRỤC 3

5.8.2. Tính toán thép vách

Bước 1: Giả thiết chiều dài B của vùng biên chịu moment. Xét vách chịu lực dọc trục N và momen uốn trong mặt phẳng My, momen này tương đương với 1 cặp ngẫu lực đặt ở hai vùng biên của vách.

Bước 2: Xác định lực kéo hoặc nén trong vùng biên.

, 0.5 0.5

l r b

l r

N M

P F

F L B B

  

   

37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.99

83 Trong đó:

F : Diện tích mặt cắt vách F b : Diện tích vùng biên

Bước 3: Tính diện tích cốt thép chịu kéo, nén.

Tính toán cốt thép cho vùng biên như cột chịu kéo - nén đúng tâm. Khả năng chịu lực của cột chịu kéo - nén đúng tâm được xác định theo công thức:

Trong đó:

R b , R s : Cường độ tính toán chịu nén của BT và của cốt thép F b , F a : diện tích tiết diện BT vùng biên và của cốt thép dọc

: hệ số giảm khả năng chịu lực do uốn dọc (hệ số uốn dọc).

Xác định theo công thức thực nghiệm, chỉ dùng được khi: .

: độ mảnh của vách l o : chiều dài tính toán của vách

i min : bán kính quán tính của tiết diện theo phương mảnh => i min = 0.288 b Khi : bỏ qua ảnh hưởng của uốn dọc, lấy =1.Thiên về an toàn lấy =0.9 Từ công thức trên ta suy ra diện tích cốt thép chịu nén :

Khi N < 0 (vùng biên chịu kéo), do giả thiết ban đầu: ứng lực kéo do cốt thép chịu nên diện tích cốt thép chịu kéo được tính theo công thức sau:

Bước 4: Kiểm tra hàm lượng cốt thép. Nếu không thỏa mãn thì phải tăng kích thước B của vùng biên lên rồi tính lại từ bước 1. Chiều dài B của vùng biên có giá trị lớn nhất là L/2, nếu vượt quá giá trị này cần tăng bề dày tường.

Khi tính ra F a < 0: đặt cốt thép chịu nén theo cấu tạo. Theo TCVN 198-1997. Thép cấu tạo cho vách cứng trong vùng động đất trung bình.

Cốt thép đứng: hàm lượng

Cốt thép ngang: hàm lượng nhưng không chọn ít hơn 1/3 hàm lượng của cốt thép dọc.

0 ( n b a a )

N   R F  R F

  1

 14    104

1.028 0.0000288 2 0.0016

     

0 min

  i



  14  

én

n b n

N R F

F R

 



éo k a

F N

 R

(%) 5 . 3 (%)

6 .

0   

(%) 4 .

 0



84 Bước 5: Kiểm tra phần tường còn lại như cấu kiện chịu nén đúng tâm. Trường hợp bê tông đã đủ khả năng chịu lực thì cốt thép chịu nén trong vùng này được đặt theo cấu tạo.

Bước 6: Tính cốt thép ngang

- Tại tiết diện bất kỳ của vách, phải gia gia cường thép đai ở hai đầu vách. Do ứng suất cục bộ (ứng suất tiếp và ứng suất pháp theo phương nằm trong mặt phẳng) thường phát sinh tại hai đầu của vách (vị trí truyền lực sẽ lớn nhất, sau đó lan tỏa).

- Tính toán cốt đai cho vách tương tự như tính toán cốt đai cho dầm.

- Kiểm tra điều kiện hạn chế:

Bê tông không bị phá hoại do ứng suất nén chính:

Q max < Q o = k o .R bt .b.h o (1).

Khả năng chịu cắt của bêtông:

Q max < Q 1 = k 1 .R sc .b.h o (2) (với k 1 = 0,8).

Nếu thoả cả hai điều kiện (1) và (2) thì chỉ cần đặt cốt đai theo cấu tạo.

Điều kiện chiều dài bước đai:

Bước 7: Bố trí cốt thép cho vách cứng

Khoảng cách giữa các thanh cốt thép dọc và ngang không được lớn hơn trị số nhỏ nhất trong hai trị số sau:

1.5

s b

s cm

 

  

Bố trí cốt thép cần phải tuân thủ theo “TCVN 198:1997” như sau:

- Phải đặt hai lớp lưới thép. Đường kính cốt thép chọn không nhỏ hơn 10 mm và không hơn 0.1b.

- Hàm lượng cốt thép đứng chọn (đối với động đất trung bình mạnh)

- Cốt thép nằm ngang chọn không ít hơn 1/3 lượng cốt thép dọc với hàm lượng 0.4%

( đối với động đất trung bình và mạnh ).Ta dùng đai 8, 2 nhánh.

- Cần có biện pháp tăng cường tiết diện ở khu vực biên các vách cứng.

- Tại các góc liên kết các vách cứng với nhau phải bố trí các đai liên kết.

Do môment có thể đổi chiều nên cốt thép vùng biên A s = max (A s nen , A s keo ); cốt thép vùng giữa A s ’

5.8.2.2. Kết quả tính toán

. 2

. . . 8 .

. Q

h b F R

n R u

u  tt  sw d bt

Q h b u R

u  max  1 . 5 . bt . . 2

ct 20 u  u  cm

(%) 5 . 3 (%)

6 .

0   



85 Story Pier P (kN) M 2

(kN.m) M 3

(kN.m) H (m)

Lp (cm) As_left

= As_right

(cm²)

μ_left = μ_right

B_mid

(cm) Ghi chú Chọn As

Biên As Biên Chọn As giữa As giữa STORY18 P1 134.71 -57.16 1280.37 3.5 750 5.11 0.11 450 Keo ỉ18a100 76.3 ỉ14a200 69.24 STORY17 P1 177.44 -156.02 3086.11 3.5 750 13.12 0.29 450 Keo ỉ18a100 76.3 ỉ14a200 69.24 STORY16 P1 -67.12 -118.8 3524.52 3.5 750 15.73 0.35 450 Keo ỉ18a100 76.3 ỉ14a200 69.24 STORY15 P1 -713.75 -99.41 3432.48 3.5 750 11.76 0.26 450 Keo ỉ18a100 76.3 ỉ14a200 69.24 STORY14 P1 -1248 557.76 2631.37 3.5 750 5.18 0.12 450 Keo ỉ18a100 76.3 ỉ14a200 69.24 STORY13 P1 -2074.78 29.43 2545.94 3.5 750 0.26 0.01 450 Keo ỉ18a100 76.3 ỉ14a200 69.24 STORY12 P1 -6494.05 154.57 -5636.71 3.5 750 -119.61 -2.66 450 Nen ỉ18a100 76.3 ỉ14a200 69.24 STORY11 P1 -10069.2 456.1 -2119.3 3.5 750 -115.78 -2.57 450 Nen ỉ18a100 76.3 ỉ14a200 69.24 STORY10 P1 -11390.7 441.44 -2054.93 3.5 750 -108.24 -2.41 450 Nen ỉ18a100 76.3 ỉ14a200 69.24 STORY9 P1 -1777.2 133.96 2711.52 3.5 750 2.64 0.06 450 Keo ỉ18a100 76.3 ỉ14a200 69.24 STORY8 P1 -1855.36 117.55 3880.72 3.5 750 4.12 0.27 450 Keo ỉ18a100 76.3 ỉ14a200 69.24 STORY7 P1 -432.21 106.01 4969.95 3.5 750 6.89 0.55 450 Keo ỉ18a100 76.3 ỉ14a200 69.24 STORY6 P1 -4419.96 -47.22 6207.35 3.5 750 10.09 0.8 450 Keo ỉ18a100 76.3 ỉ14a200 69.24 STORY5 P1 -3730.82 -36.92 7557.99 3.5 750 15.16 1.23 450 Keo ỉ18a100 76.3 ỉ14a200 69.24 STORY4 P1 -2837.91 -26.16 8555.96 3.5 750 18.31 1.74 450 Keo ỉ18a100 76.3 ỉ14a200 69.24 STORY3 P1 -1746.13 -11.71 9578.38 3.5 750 22.23 2.38 450 Keo ỉ18a100 76.3 ỉ14a200 69.24 STORY2 P1 -505.3 -11.03 10550.44 3.5 750 24.86 3.24 450 Keo ỉ18a100 76.3 ỉ14a200 69.24 STORY1 P1 -27219.9 -174.32 -12117 3.5 750 28.27 4.54 450 Nen ỉ18a100 76.3 ỉ14a200 69.24 STORY17 P2 156.36 0.02 -201.33 3.5 200 1.44 0.08 180 Keo ỉ16a200 12.06 ỉ16a200 24.11 STORY16 P2 171.25 0.01 -211.56 3.5 200 1.48 0.08 180 Keo ỉ16a200 12.06 ỉ16a200 24.11 STORY15 P2 181.48 0.01 -212.54 3.5 200 1.43 0.08 180 Keo ỉ16a200 12.06 ỉ16a200 24.11 STORY14 P2 187.79 0.01 -205.41 3.5 200 1.32 0.07 180 Keo ỉ16a200 12.06 ỉ16a200 24.11

86 STORY12 P2 162.09 1.39 201.84 3.5 200 1.42 0.08 180 Keo ỉ16a200 12.06 ỉ16a200 24.11 STORY11 P2 160.43 1.41 208.09 3.5 200 1.5 0.08 180 Keo ỉ16a200 12.06 ỉ16a200 24.11 STORY10 P2 129.21 0.67 192.66 3.5 200 1.49 0.08 180 Keo ỉ16a200 12.06 ỉ16a200 24.11 STORY9 P2 128.19 0.62 194.76 3.5 200 1.52 0.08 180 Keo ỉ16a200 12.06 ỉ16a200 24.11 STORY8 P2 124.16 0.61 191.07 3.5 200 1.5 0.08 180 Keo ỉ16a200 12.06 ỉ16a200 24.11 STORY7 P2 131.68 1.83 198.39 3.5 200 1.54 0.09 180 Keo ỉ16a200 12.06 ỉ16a200 24.11 STORY6 P2 165.17 0.03 255.39 3.5 200 2.01 0.11 180 Keo ỉ16a200 12.06 ỉ16a200 24.11 STORY5 P2 126.2 0.06 334.19 3.5 200 3.12 0.17 180 Keo ỉ16a200 12.06 ỉ16a200 24.11 STORY4 P2 134.87 0.08 460.1 3.5 200 4.51 0.25 180 Keo ỉ16a200 12.06 ỉ16a200 24.11 STORY3 P2 255.87 0.13 784.28 3.5 200 7.55 0.42 180 Keo ỉ18a100 25.43 ỉ16a200 24.11 STORY2 P2 75.53 0.52 1371.25 3.5 200 15.24 0.85 180 Keo ỉ18a100 25.43 ỉ16a200 24.11 STORY1 P2 -116.6 0.84 1733.21 3.5 200 19.15 1.06 180 Keo ỉ18a100 25.43 ỉ16a200 24.11 STORY17 P3 -93.79 -0.01 -205.07 3.5 200 1.83 0.1 180 Keo ỉ16a200 12.06 ỉ16a200 24.11 STORY16 P3 -109.79 -0.02 -214.38 3.5 200 1.85 0.1 180 Keo ỉ16a200 12.06 ỉ16a200 24.11 STORY15 P3 -125.03 -0.02 -214.54 3.5 200 1.76 0.1 180 Keo ỉ16a200 12.06 ỉ16a200 24.11 STORY14 P3 -139.87 -0.03 -206.62 3.5 200 1.59 0.09 180 Keo ỉ16a200 12.06 ỉ16a200 24.11 STORY13 P3 102.43 0.45 176.4 3.5 200 1.45 0.08 180 Keo ỉ16a200 12.06 ỉ16a200 24.11

STORY12 P3 110.33 0.5 184.45 3.5 200 1.5 0.08 180 Keo ỉ16a200 12.06 ỉ16a200 24.11

STORY11 P3 118.14 0.56 191.02 3.5 200 1.53 0.09 180 Keo ỉ16a200 12.06 ỉ16a200 24.11

STORY10 P3 127.8 0.66 195.5 3.5 200 1.53 0.09 180 Keo ỉ16a200 12.06 ỉ16a200 24.11

STORY9 P3 138.4 0.62 197.25 3.5 200 1.49 0.08 180 Keo ỉ16a200 12.06 ỉ16a200 24.11 STORY8 P3 149.57 0.63 193.17 3.5 200 1.39 0.08 180 Keo ỉ16a200 12.06 ỉ16a200 24.11 STORY7 P3 159.07 0.63 185.12 3.5 200 1.24 0.07 180 Keo ỉ16a200 12.06 ỉ16a200 24.11 STORY6 P3 197.11 2.81 216.82 3.5 200 1.4 0.08 180 Keo ỉ16a200 12.06 ỉ16a200 24.11

STORY5 P3 -302.63 0 356.01 3.5 200 2.41 0.13 180 Keo ỉ16a200 12.06 ỉ16a200 24.11

STORY4 P3 -278.25 0.04 526.05 3.5 200 4.48 0.25 180 Keo ỉ16a200 12.06 ỉ16a200 24.11 STORY3 P3 -256.17 0.1 776.25 3.5 200 7.46 0.41 180 Keo ỉ18a100 25.43 ỉ16a200 24.11 STORY2 P3 -70.3 0.5 1375.82 3.5 200 15.32 0.85 180 Keo ỉ18a100 25.43 ỉ16a200 24.11 STORY1 P3 123.74 0.82 1735.69 3.5 200 19.14 1.06 180 Keo ỉ18a100 25.43 ỉ16a200 24.11 STORY17 P4 -1212.3 -104.4 649.49 3.5 200 3.95 0.31 126 Keo ỉ16a200 12.06 ỉ16a200 24.11 STORY16 P4 -133.6 0.89 -262.7 3.5 200 3.55 0.28 126 Keo ỉ16a200 12.06 ỉ16a200 24.11 STORY15 P4 -143.37 0.46 -283.19 3.5 200 3.83 0.3 126 Keo ỉ16a200 12.06 ỉ16a200 24.11 STORY14 P4 -152.45 -0.01 -298.87 3.5 200 4.04 0.32 126 Keo ỉ16a200 12.06 ỉ16a200 24.11 STORY13 P4 -160.7 -0.51 -309.14 3.5 200 4.16 0.33 126 Keo ỉ16a200 12.06 ỉ16a200 24.11 STORY12 P4 -167.39 -1.05 -313.23 3.5 200 4.19 0.33 126 Keo ỉ16a200 12.06 ỉ16a200 24.11 STORY11 P4 10.82 1.28 275.96 3.5 200 4.44 0.35 126 Keo ỉ16a200 12.06 ỉ16a200 24.11 STORY10 P4 -2.98 1.15 283.38 3.5 200 4.61 0.37 126 Keo ỉ16a200 12.06 ỉ16a200 24.11 STORY9 P4 -9.27 1.38 317.77 3.5 200 5.13 0.41 126 Keo ỉ16a200 12.06 ỉ16a200 24.11 STORY8 P4 -10.2 1.51 351.99 3.5 200 5.68 0.45 126 Keo ỉ16a200 12.06 ỉ16a200 24.11

STORY7 P4 -6.15 1.64 387.48 3.5 200 6.29 0.5 126 Keo ỉ16a200 12.06 ỉ16a200 24.11

STORY6 P4 11.38 1.49 440.15 3.5 200 7.12 0.56 126 Keo ỉ16a200 12.06 ỉ16a200 24.11

STORY5 P4 10.04 1.2 450.37 3.5 200 7.29 0.58 126 Keo ỉ16a200 12.06 ỉ16a200 24.11

STORY4 P4 32.56 1.07 491.23 3.5 200 7.83 0.62 126 Keo ỉ16a200 12.06 ỉ16a200 24.11 STORY3 P4 101.52 1.49 571.12 3.5 200 8.76 0.7 126 Keo ỉ18a100 25.43 ỉ16a200 24.11 STORY2 P4 405.74 0.15 751.2 3.5 200 10.03 0.8 126 Keo ỉ18a100 25.43 ỉ16a200 24.11 STORY1 P4 692.13 -0.85 1028.08 3.5 200 12.97 1.03 126 Keo ỉ18a100 25.43 ỉ16a200 24.11 STORY17 P5 -287.31 -1.76 -208.28 3.5 200 1.82 0.14 126 Keo ỉ16a200 12.06 ỉ16a200 24.11 STORY16 P5 -344.68 -1.92 -231.58 3.5 200 1.89 0.15 126 Keo ỉ16a200 12.06 ỉ16a200 24.11 STORY15 P5 -404.08 -2.04 -250.58 3.5 200 1.87 0.15 126 Keo ỉ16a200 12.06 ỉ16a200 24.11

88 STORY13 P5 -529.48 -2.16 -274 3.5 200 1.57 0.12 126 Keo ỉ16a200 12.06 ỉ16a200 24.11 STORY12 P5 -594.2 -2.11 -277.39 3.5 200 1.27 0.1 126 Keo ỉ16a200 12.06 ỉ16a200 24.11 STORY11 P5 -656.56 -1.99 -274.14 3.5 200 0.87 0.07 126 Keo ỉ16a200 12.06 ỉ16a200 24.11 STORY10 P5 -53.27 -0.76 68.56 3.5 200 0.83 0.07 126 Keo ỉ16a200 12.06 ỉ16a200 24.11 STORY9 P5 -42.14 -1.28 68.96 3.5 200 0.89 0.07 126 Keo ỉ16a200 12.06 ỉ16a200 24.11 STORY8 P5 -24.96 -1.65 68.94 3.5 200 0.99 0.08 126 Keo ỉ16a200 12.06 ỉ16a200 24.11 STORY7 P5 -2.26 -1.98 69.24 3.5 200 1.12 0.09 126 Keo ỉ16a200 12.06 ỉ16a200 24.11 STORY6 P5 -878.99 7.76 395.59 3.5 200 1.63 0.13 126 Keo ỉ16a200 12.06 ỉ16a200 24.11 STORY5 P5 -941.19 8.12 406.78 3.5 200 1.48 0.12 126 Keo ỉ16a200 12.06 ỉ16a200 24.11

STORY4 P5 -976 8.18 449.96 3.5 200 1.99 0.16 126 Keo ỉ16a200 12.06 ỉ16a200 24.11

STORY3 P5 -960.62 8.37 531.43 3.5 200 3.4 0.27 126 Keo ỉ18a100 25.43 ỉ16a200 24.11 STORY2 P5 -717.18 6.11 722.32 3.5 200 7.85 0.62 126 Keo ỉ18a100 25.43 ỉ16a200 24.11 STORY1 P5 -456.63 6.33 1016.15 3.5 200 14.07 1.12 126 Keo ỉ18a100 25.43 ỉ16a200 24.11