CHƯƠNG 5 TÍNH TOÁN VÀ BỐ TRÍ CỐT THÉP
5. PHÂN TÍCH HỆ CHỊU LỰC
5.7. TÍNH COÁT THEÙP CHO KHUNG TRUẽC 3
5.7.1.Thieát keá daàm :
5.7.1.1.Nội lực và tổ hợp nội lực
Xem bảng phụ lục về nội lực và tổ hợp nội lực phục vụ cho việc tính toán được trình bày ở phần phụ lục.
Chọn tổ hợp nội lực bao để tính.
5.7.1.2. Lý thuyết tính toán cấu kiện chịu uốn tiết diện chữ nhật (cốt ủụn):
Trường hợp moment dương ở nhịp : ta tính thép theo tiết diện chữ T:
Điều kiện cấu tạo để đưa vào tính toán bề rộng cánh là : bc = b + 2.c
Trong đó c không được vượt quá giá trị bé nhất trong 3 giá trị sau : 1
2lo : lo là khoảng cách giữa 2 mép của dầm . 1
6l : l là nhịp tính toán của dầm . 6.hc :khi hc > 0.1 h thì có thể lấy là 9.hc
Xác định vị trí trục trung hòa : Mc = Rn.bc.hc.(ho – 0.5.hc)
Nếu M Mc trục trung hòa qua cánh, khi đó tính dầm theo tiết diện hình chữ nhật với kích thước (bc h)
Nếu M > Mc trục trung hòa đi qua sườn .
Tuy nhiên, để đơn giản (thuận tiện cho việc lập trình tính toán) và an toàn ta có thể bỏ qua phần tham gia chịu lực của bản sàn mà tính theo tiết diện chữ nhật.
Lý thuyết tính toán:
2 o n
m R bh
M
0
ho = h-a : Chiều cao từ trọng tâm cốt thép chịu kéo đến mép dầm (phía đối dieọn).
0=0,399 ( ứng với thép Ra=3650 KG/cm2, Bêtông mác 300)
hb hdc
c
c b
1 2 1
5 ,
0
m
o a
a R h
F M
Giá trị moment uốn M được lấy từ kết quả tính nội lực của Etabs v.9.7.0 ( lấy thành phần M33).
Tại một phần tử Frame(dầm ) ta sẽ tính toán cốt thép cho 3 tiết diện. Dùng tổ hợp Bao mômen Min hai đầu dầm để tính cốt thép gối và dùng tổ hợp Bao Max tại giữa dầm để tính cốt thép cho nhịp
Kiểm tra hàm lượng cốt thép: min max
Theo tiêu chuẩn TCXD 198:1997 quy định : Hàm lượng cốt thép tối đa
% 5 ,
max 2
. Hàm lượng cốt thép tối thiểu minnên lấy bằng 1,5 lần ( đối với động đất trung bình và mạnh) hàm lượng cốt thép tối thiểu đối với trường hợp không có động đất( min 0,05%)
Ta có :
0 max
0,55 130
100 2%
3650
n a
R R
a b
R R
0
max
% 075 , 0 05 , 0 5 ,
min 1
Tinh toán cốt đai (lấy thành phần V2):
- Dùng thép đai là thép AI, Rađ = 1800(kG/m2) - Dùng đai 2 nhánh n = 2.
- Đường kính đai : + h 800 ủai 6 + h >800 ủai 8
Kiểm tra điều kiện hạn chế về lực cắt : Q ko.Rn.b.ho trong đó ko =0.35 đối với bêtông mác 400 trở xuống .
Tính toán và kiểm tra điều kiện : Q 0.6.Rk.b.ho , nếu thỏa điều kiện này thì không cần tính toán cốt đai mà chỉ cần đặt theo cấu tạo , ngược lại nếu không thỏa thì phải tính toán cốt thép chịu lực cắt .
ẹieàu kieọn: Q < Qdb = 8Rkbh02qủ
Khoảng cách cốt đai: utt =
2 2
8 0
Q bh nf R
Rad d k
fđ : diện tích tiết diện một nhánh đai n : số nhánh đai
utt umax = Q
bh Rk 02 5 , 1 u uct Đoạn gần gối tựa :
+ Khi h 450mm : uct = min(h/2,150mm) + Khi h > 450mm : uct = min(h/3, 300 mm) Đoạn giữa dầm :
+ Khi h > 300m : uct = min(3h/4,500)
Tại những đoạn dầm gần gối tựa( nút khung) các yêu cầu kể trên đều phải tuân theo bất kể là Q lớn hơn hay nhỏ hơn k.Rk.b.h0 .
Tính toán cốt treo tại chỗ dầm phụ gác lên dầm chính:
b
Str=3b+2h1
ĐAI CHỊU LỰC P
hdc
Dieọn tớch coỏt treo : Ftreo = 1
a
P R
Trong đó :
Ra : cường độ tính toán về kéo của cốt thép .
P1 : lực tập trung truyền từ dầm phụ cho dầm chính . Soá coát treo caàn thieát : m =
.
tr d
F n f
n : số nhánh đai chọn làm cốt treo . fđ : diện tích 1 nhánh đai .
Khoảng cách đặt cốt treo : Str = 3bdp + 2h1 với h1 = hdc-hdp .
Lực P1 có thể tìm được nhờ vào độ chênh giá trị lực cắt tại điểm đặt lực tập trung (cũng là vị trí dầm phụ).
Tính coát treo:
Dùng lực tập trung lớn nhất mà dầm đà môi truyền vào dầm côngsol B7 : P1=6,38T. Dùng đai 8, 2 nhánh => n =2; fd = 0.503cm2. Diện tích cốt treo:
Ftreo=
3 1 6,38 10
1800 3,74
d
P x
R cm2
Soá coát treo caàn thieát:
m =
d treo
nf
F = 3,72 503 . 0 2
74 ,
3
x ủai.
Chọn 4 đai 8 a50
5.7.2 . Kết quả tính toán và bố trí thép
Xem chi tiết ở phụ lục tính toán và trên bản vẽ.
5.7.2 .a.Dầm côngsolL bean trái trục A : B7 (từ tầng 2 - > mái)D30x40 5.7. 2 .b.Dầm từ trục A->B : B20 (từ tầng 1 -> mái ) D30x60
5.7.2 .c.Dầm từ trục B->B1’ : B36 ( từ tầng 2->mái) D30x60
Vị Trí Tầng daàm
M daNm
b m
h
m As Theùp
chọn
As
chọn % Kiểm tra
Từ Trục A - B
B20 Nhịp 13337.05 30 60 0.0950 0.9500 11.10 4 20 12.57 0.76 Thỏa T 9 - 10 Gối -16408.5 30 60 0.1169 0.9377 13.83 3 25 14.73 0.89 Thỏa B20 Nhịp 13225.85 30 60 0.0942 0.9504 11.00 4 20 12.57 0.76 Thỏa T 6 - 7 - 8 Gối -21067.5 30 60 0.1501 0.9183 18.14 4 25 19.63 1.19 Thỏa B20 Nhịp 11415.24 30 60 0.0813 0.9575 9.42 3 9.43 0.57 Thỏa T 3 - 4 -5 Gối -22348.9 30 60 0.1592 0.9128 19.35 4 25 19.63 1.19 Thỏa B20 Nhịp 10451.34 30 60 0.0744 0.9613 8.59 3 9.43 0.57 Thỏa T T - 1 -2 Gối -21987.7 30 60 0.1566 0.9144 19.01 4 25 19.63 1.19 Thỏa
Từ Trục B - B1'
B36 Nhịp 2171.294 30 60 0.0155 0.9922 1.73 2 6.28 0.38 Thỏa T 9 - 10 Gối -8373.79 30 60 0.0596 0.9693 6.83 2 25 9.82 0.60 Thỏa B36 Nhịp 4231.189 30 60 0.0301 0.9847 3.4 2 6.28 0.38 Thỏa T 6 - 7 - 8 Gối -10414.3 30 60 0.0742 0.9614 8.56 2 25 9.82 0.60 Thỏa B36 Nhịp 5372.075 30 60 0.0383 0.9805 4.33 2 6.28 0.38 Thỏa T 3 - 4 -5 Gối -10084.8 30 60 0.0718 0.9627 8.28 2 25 9.82 0.60 Thỏa B36 Nhịp 5245.454 30 60 0.0374 0.9809 4.23 2 6.28 0.38 Thỏa Trệt - 1 -2 Gối -11113.8 30 60 0.0792 0.9587 9.16 2 25 9.82 0.60 Thỏa
Beân trái trục A
B7 Gối -10667.9 30 40 0.200 0.887 14.13 4 22 15.2 1.37 Thỏa T 9 - 10
B7 Gối -10760.9 30 40 0.202 0.886 14.27 4 22 15.2 1.37 Thỏa T 6 - 7 - 8
B7 Gối -9937.58 30 40 0.186 0.896 13.03 4 22 15.2 1.37 Thỏa T3 - 4 -5
B7 Gối -9181.9 30 40 0.172 0.905 11.92 3 22 11.4 1.03 Thỏa T 1 -2