Lý thuyết tính toán cột nén lệch tâm theo 2 phương

CHƯƠNG 5 TÍNH TOÁN VÀ BỐ TRÍ CỐT THÉP

5. PHÂN TÍCH HỆ CHỊU LỰC

5.8.2. Lý thuyết tính toán cột nén lệch tâm theo 2 phương

Do TCVN chưa có qui đinh về tính toán cột chịu nén theo 2 phương nên ta quan niệm tính toán cho từng phương riêng (sẽ an toàn hơn). Trình tự thiết kế cho cột chịu nén lệch tâm 1 phương đặt thép đối xứng.

e1x = Mx

N ; e1y = My N

Mf

a. Tính độ lệch tâm ban đầu: e0 e01eng Độ lệch tâm do nội lực: e01 M

 N Độ lệch tâm ngẫu nhiên eng h

 25 (do sai soỏ thi coõng) nhửng luoõn luoõn  2cm

b. Tính hế số uốn dọc:

th

1 1 N

N

 



 Lực nén tới hạn: th 2 b b a a

0 dh

6,4 S

N E J E J

I K

 

   

 

 S là hệ số kể tới độ lệch tâm Khi eo < 0,05h laáy S = 0,84 Khi 0,05h < eo < 5h laáy S =

0

S 0,11 0,1 e

h



 Khi eo > 5h laáy S = 0,122

 Kdh là hệ số kế tới tính chất dài hạn của tải trọng:

dh dh

dh

M N h K 1 2

M Nh 2



 



+ Nếu không tách riêng Mdh, Ndh thì lấy Kdh = 2

+ Nếu Mdh ngược dấu với M thì Mdh mang dấu âm. Nếu Kdh < 1 phải lấy Kdh = 1

+ Mdh, Ndh là mômen và lực dọc do tải trọng dài hạn gây ra.

+ Môdun đàn hồi của thép Ea = 2,1 x 106 kG/cm2 Mụmen quỏn tớnh của thộp: Ja = àtbh0(o,5h –a )2 Giả thiết àt = 0,8 – 1,2% (hàm lượng thộp tổng cộng) c. Tính độ lệch tâm tính toán:

0

e e h a

   2

0

e' e h a '

  2

d. Xác định trường hợp lệch tâm:

n

x N

 R .b

 Nếu x < 0h0 thì lệch tâm lớn

 Neỏu x 0h0 thỡ leọch taõm beự.

e. Tính cốt thép dọc:

* Trường hợp lệch tâm lớn (x < 0h0) - Neáu x > 2a’

L1

 

 

0

a a

a 0

N e h 0,5x F F'

R' h a '

 

 

 - Neáu x 2a’

 

a a

a 0

F F' Ne'

R' h a'

 



- Kiểm tra lại hàm lượng àmin  à  àmax (àmin = 0,4%; àmax = 3,5%)

a a

a

F F'

% 100%

b.h

  

Va à  àt ( là hàm lượng tổng cộng).

- Nếu à khỏc nhiều với àt giả thiết thỡ dựng à tớnh lại Nth và  (à chổ neõn laỏy 0,25%)

* Trường hợp lệch tâm bé (x > 0h0) + neáu e0  0,2h0 thì

0 0

0

x ' h 1,8 0,5h 1,4 e h

 

     

 

+ neáu e0 > 0,2h0 thì

 0gh 0 0 0

x '1,8 e  e   h

 

0gh 0 0

e 0,4 1,25h  h

 

 

n 0

a a

a 0

Ne R bx' h 0,5x' F F'

R h a '

 

 

 - Kiểm tra lại à

Ưùng với mỗi phương ta tính toán được thép cho cột ( đặt thép đối xứng). Với giả thuyết ban đầu gt  0.8(%)

Vậy: x ax

y ay

0.8(%) F 0.8(%) F

  



  



. Cấu tạo thép cột.

Tính toán cốt đai cột (như tính toán cốt đai cho dầm).

 Cốt đai cột được đặt theo cấu tạo theo qui phạm TCXD 198 :1997 – Nhà cao tầng – Thiết kế cấu tạo bêtông cốt thép toàn khối .

 Chọn cốt đai trong cột :   10

 Bố trí cốt đai cho cột thỏa : Uủai  Utt

Uủai  Umax

Uđai  Uctạo

Trong khoảng L1 :

L1=max[hc; 1/6Lw ; 450mm] thì : Uctạo  6 dọc

Uctạo  100 mm

Trong các khoảng còn lại : Uctạo  b cạnh ngắn của cọt

Uctạo  12 dọc

Trong các nút khung phải dùng đai kín cho cả dầm và cột .

*Nhận xét tính toán : Khung truùc 3 goàm:

: C3 ( truùc A ) ; C8 (truùc B ) ; C11 (truùc B1’) ; C14 (truùc B2’ ); C17 (truùc C ) ; C22 (truùc D).

Do công trình mang tính đối xứng( cả về kiến trúc và tải trọng) nên ta chỉ cần tính cho cột C4 và 2 dầm B10, B80.( kết quả nội lực được xuất từ Etabs v9.0.4 cho thấy nội lực gần bằng nhau).

Khi tính toán cột chịu nén lệch tâm cho từng phương riêng biệt ta thấy kết quả thép theo phương Y và X ta lấy giá trị Max một bên để bố trí cốt thép và nhận thấy cốt thép theo hai phương không chêch lệch bao nhiêu so với phương X -> nên ở đây để tiện cho việc tính toán và bố trí em chỉ chọn thép theo phương Y và phương X được bố trí bằng phương Y.

Dùng Etabs xuất ra kết quả nội lực tại hai vị trí đầu cột và cuối cột trong phạm vi một tầng tương ứng với 27 tổ hợp cụ thể ta đã trình bày ở phần 1.

Như vậy tại một tiết diện ta có kết quả nội lực M,N,Q tương ứng với 27 trường hợp tổ hợp nội lực, trong 27 cặp nội lực này ta sẽ chọn ra 3->4 tổ hợp nội lực :

Cặp 1 : có độ lệch tâm phương X ex = M3

N lớn nhất Cặp 2 : có độ lệch tâm phương Y ey = M2

N lớn nhất Cặp 3 : có M,N cùng lớn nhất

Kết quả tính toán xem phụ lục tính cột

GVHDC : Th.S NGUYỄN VIỆT TUẤN 74 SVTH : VÕ XUÂN QUANG

GVHDTC : Th.S NGUYỄN VIỆT TUẤN LỚP : 06DXD1 – MSSV : 106104121

Bảng tính và bố trí thép cột:

KẾT QUẢ BỐ TRÍ THÉP CỘT TRỤC A,B,B1’ KHUNGTRỤC 3

CỘT TẦNG Tiết dieọn

Faxt Fayt BOÁ TRÍ THEÙP COÁT ẹAI

(cm2) (cm2) Theùp

đặt Faxc

x(%)

Theùp

đặt Fayc

y(%) Hai đầu Đoạn giữa

phửụng

Y (cm2)

phửụng

X (cm2)

TRUẽC A

H-T-1 800x80

0 85.95 71.11 736 75.18 1.170 936 96.66 1.414 8a100 8a200 234 650x65

0 59.62 56.32 636 64.44 1.421 636 64.44 1.504 8a100 8a200 567 500x50

0 35.87 35.84 436 42.96 1.558 436 42.96 1.560 8a100 8a200 89 300x30

0 12.86 9.2 322 11.40 1.180 422 15.20 1.648 8a100 8a200

TRUẽC B

H-T-1 850x85

0 66.91 66.20 736 75.18 0.961 736 75.18 0.972 8a100 8a200 234 700x70

0 52.86 48.35 536 53.70 1.046 636 64.44 1.144 8a100 8a200 567 500x50

0 54.89 28.67 336 32.22 1.246 636 64.44 2.386 8a100 8a200 89 300x30

0 15.26 9.05 322 11.40 1.161 422 19.01 1.957 8a100 8a200 TRUẽC

C H-T-1 500x50

0 19.53 19.29 622 22.81 0.839 622 22.81 0.849 8a100 8a200

GVHDC : Th.S NGUYỄN VIỆT TUẤN 75 SVTH : VÕ XUÂN QUANG

GVHDTC : Th.S NGUYỄN VIỆT TUẤN LỚP : 06DXD1 – MSSV : 106104121

234 400x40

0 15.80 14.55 522 15.20 1.010 422 19.01 1.097 8a100 8a200 567 300x30

0 11.69 8.14 322 11.40 1.043 322 15.20 1.498 8a100 8a200 89 300x30

0 6.78 2.95 322 11.40 0.5 322 11.40 0.870 8a100 8a200

GVHDC : Th.S NGUYỄN VIỆT TUẤN 76 SVTH : VÕ XUÂN QUANG

GVHDTC : Th.S NGUYỄN VIỆT TUẤN LỚP : 06DXD1 – MSSV : 106104121

GVHDC : Th.S NGUYỄN VIỆT TUẤN 75 SVTH :VÕ XUÂN QUANG GVHDTC : Th.S NGUYỄN VIỆT TUẤN LỚP : 06DXD1 MSSV : 1061041212