Các giải pháp thiết kế kiến trúc của công trình

PHẦN 1 KIẾN TRÓC (10%) Thầy hướng dẫn : Nguyễn Quang Tiến Sinh viên thực hiện: Nguyễn Minh Tuấn Líp : K44XDA Mã số sinh viên : 26444HN NHIỆM VÔ: GIỚI THIỆU VỀ CÔNG TRÌNH CÁC GIẢI PHÁP THIẾT KẾ KIẾN TRÚC CỦA CÔNG TRÌNH CÁC GIẢI PHÁP KỸ THUẬT TưƠNG ỨNG CỦA CÔNG TRÌNH GIẢI PHÁP KẾT CẤU CỦA CÔNG TRÌNH CÁC BẢN VẼ KÈM THEO: KT 01: MẶT BẰNG TẦNG 1; MẶT ĐỨNG TRỤC 1-15,A-D; MẶT ĐỨNG SAU. KT 02: MẶT BẰNG TẦNG 2-5; MẶT BẰNG MÁI; CHI TIẾT SI NÔ. KT 03: MẶT ĐỨNG TRỤC 15-1, MẶT CẮT A-A, B-B; CHI TIẾT TAM CẤP. I. KHÁI QUÁT NHIỆM VỤ KIẾN TRÚC. Thái Nguyên là một tỉnh có trung tâm chính trị - kinh tế - văn hóa khá phát triển, trong những năm gần đây với sự phát triển của nền kinh tế thị trường cùng với sự gia tăng dân số đô thị, khối lượng xây dựng nhà ở, công trình phúc lợi công cộng, cơ sở hạ tầng ... cũng tăng lên khá nhanh. Tỉnh Thái nguyên ngày càng phát triển với các ngành công nghiệp, tiểu thủ công nghiệp và dịch vụ thương mại đã góp phần quan trọng trong việc gia tăng giá trị tổng sản phẩm của tỉnh. Thu nhập bình quân trên đầu người tăng, đời sống nhân dân được nâng cao. Trong công cuộc đổi mới của toàn xã hội, nhu cầu xây dựng cơ sở hạ tầng cho lực lượng vò trang trong toàn quân nói chung và Trường Quân sự Quân khu 1 nói riêng là sự cần thiết và cấp bách. Xét nhu cầu và khả năng ngân sách Nhà nước đầu tư cho Quốc phòng, Chủ đầu tư quyết định xây dựng một căn nhà 5 tầng, có 15 phòng học, kết hợp 5 phòng nghỉ của giáo viên để đáp ứng phần nào nhu cầu sử dụng. 1. Tên công trình: Giảng đường Trường Quân sự Quân khu 1 2. Nhiệm vụ và chức năng: Giảng đường Trường Quân sự QK1 được xây dùng trong nội thành Thành phố Thái Nguyên, theo tổng quy hoạch phát triển chung của Trường. Công trình đã góp phần giải quyết được những nhu cầu học tập và giảng dạy của nhà trường. 2. Chủ đầu t: Trừơng Quân sự Quân khu 1 3. Địa điểm xây dựng và vị trí giới hạn: - Địa điểm xây dựng: Thành phố Thái Nguyên - Tỉnh Thái Nguyên. Vị trí xây dựng nằm trong khuôn viên của trường tại thành phố. - Hình dạng và diện tích khu đất: Khu đất xây dựng công trình có hình chữ nhật, với diện tích 1.200m2. - Vị trí giới hạn: + Phía Nam (mặt trớc của nhà): Sân Trường + Phía Bắc (mặt sau của nhà): Giáp khu dân cư thấp tầng + Phía Tây (trục dọc): Nhà khách. + Phía Đông (trục dọc): Giáp khu đất chưa xây dựng - Quy mô, công suất và cấp công trình: Công trình bao gồm 5 tầng sử dụng, gồm 1 khối nhà hình chữ nhật: + Chiều cao công trình là 23,7m, chiều rộng là 13,5m chia thành 2 nhịp, chiều dài là 54,45m đợc chia thành 14 bớc cột. + Diện tích xây dựng mỗi tầng: 620m2 + Tổng diện tích sàn xây dựng: 3103m2 + Tầng 1: Chiều cao tầng 4,5m. + Tầng 2,3,4,5: Chiều cao tầng 3,9m, được sử dụng làm các phòng học cho các học viên của trường. + Tầng mái: Mái lợp tôn chống nóng, trên đó đặt bể nớc mái, xung quanh có xây tường chắn mái. - Cấp công trình: Công trình cấp 3. - Các đặc điểm khác có liên quan đến điều kiện tổ chức thi công: Công trình đợc xây dùng trong khuôn viên của trường, phục vụ cho việc đào tạo, huấn luyện lực lợng vò trang Quân khu 1 (6 tỉnh phí Bắc: Thái Nguyên, Bắc Kạn, Cao Bằng, Lạng Sơn, Bắc ninh, Bắc Giang) nên được sù quan tâm của Bộ Quốc phòng, Bộ tư lệnh Quân khu 1, ban giám hiệu nhà tường. Hiện nay mọi thủ tục pháp lý đã được hoàn tất. Ngoài ra khu đất xây dựng bằng phẳng rộng rãi nên tạo điều kiện thuận lợi cho việc thi công công trình. II. CÁC GIẢI PHÁP THIẾT KẾ KIẾN TRÚC CỦA CÔNG TRÌNH. 1. Giải pháp mặt bằng. - Tầng 1 có chiều cao 4,5 m đợc bố trí 3 phòng học (2 phòng học có diện tích 113m2, 1phòng học có diện tích 151m2), một phòng nghỉ giáo viên diện tích 36m2. Ngoài ra các tầng còn được bố trí 1 khu vệ sinh diện tích 43,7m2 và được chia thành hai ngăn cho nam và nữ, 1 cầu thang ở giữa nhà, một hành lang để thuận tiện cho giao thông trong nhà. Ngoài ra ở tầng này còn bố trí một sảnh ở giữa nhà. - Tầng 2,3,4,5 có chiều cao 3,9m, mỗi tầng bố trí 3 phòng học, một phòng nghỉ giáo viên, một khu vệ sinh giống như ở tầng 1. - Tầng mái: mái lợp tôn liên doanh chống nóng, đồng thời tạo dáng kiến trúc cho công trình, xung quanh có xây tường chắn mái sê nô. Từ việc bố trí trên ta thấy là hợp lý đối với một công trình phục vụ cho việc giảng dạy và học tập của đội ngũ cán bộ, học viên trong Nhà trờng. 2. Giải pháp cấu tạo và mặt cắt. a. Giải pháp về mặt cắt: Các số liệu về công trình. - Cao độ cốt tự nhiên: -0,45 - Chiều cao tầng 1: 4,5m - Chiều cao tầng trung gian: 3,9m - Chiều cao mái: 3,6m - Tổng chiều cao nhà: 23,7m b. Giải pháp về cấu tạo các lớp sàn: Vật liệu hoàn thiện trong nhà. - Các phòng học, hành lang: + Sàn lát gạch Ceramic liên doanh 400x400. + Tờng trát vữa xi măng, bả matit và sơn 3 nớc màu chỉ định. + Trần trát vữa xi măng, bả matit và sơn 3 nớc màu trắng - Các phòng vệ sinh: + Sàn lát gạch Ceramic liên doanh chống trơn 200x200 + Èp gạch men 200x250, cao 2.1m, phần còn lại trát vữa xi măng, sơn màu trắng. + Sàn láng vữa xi măng mác 75 - Cầu thang: + Xây bậc gạch đặc mác 75 trên bản BTCT, trát vữa xi măng. + Tờng xây gạch trát vữa xi măng, bả matit và sơn 3 nớc màu chỉ định. + Trần trát vữa xi măng, bả matit và sơn 3 nớc màu trắng + Tay vịn thang bằng gỗ . + Lan can hoa sắt bằng thép 14x14, sơn dầu 3 nước theo màu chỉ định. - Vật liệu hoàn thiện ngoài nhà: + Mái: Mái bằng tạo độ dốc 5%. + Cửa sổ: Dùng cửa gỗ panô kính. + Cửa đi: Dùng cửa gỗ panô kính có chip sắt. + Tờng: trát vữa ximăng, lăn sơn 3 nớc màu theo chỉ định. * Cụ thể cấu tạo các lớp sàn nh sau: Mái - Mái tôn liên doanh màu đỏ sẫm - Xà gồ thép U80x40x3.5 - Giằng tường thu hồi mác 150# - Tường 110 thu hồi - Ngâm láng chống thấm theo quy phạm - Sàn BTCT mác 200#, dày 100 - Trát trần vữa XM mác 75#, dày 20 - Bả ma tít, lăn sơn 3 nớc. Sàn - Nền lát gạch liên doanh 400x400 - Vữa XM mác 75#, dày 30 - Sàn BTCT mác 200#, dày 100 - Trát trần vữa XM mác 75#, dày 20 - Bả ma tít, lăn sơn 3 nớc. Nền - Nền lát gạch liên doanh 400x400 - Vữa XM mác 75#, dày 30 - BTGV mác 50#, dày 50 - Đất pha cát tôn nền, tới Èm đầm chặt - Lớp đất tự nhiên, đầm chặt K = 0,96. 3. Giải pháp thiết kế mặt đứng, hình khối không gian của công trình. Mặt đứng của công trình đợc thiết kế với hình khối phong phú, kết hợp với sự thay đổi hình khối và màu sắc tạo nên sự cảm thụ độc đáo, sử dụng một số phương pháp treo mảng, cửa hành lang có kiến trúc hiện đại để giảm sự ảnh hưởng của môi trường nắng, gió đến công trình. Kiến trúc phù hợp với chức năng công trình và với kiến trúc tổng thể của Nhà trờng, góp phần tạo thành quần thể kiến trúc. Công trình gồm 5 tầng, đồng thời kết hợp với các hệ thống kỹ thuật như: Cấp thoát nước, điện, chống sét, điều hòa thông gió, phòng cháy chữa cháy và các công trình phù trợ đó là sân, vườn, cây cảnh. Giải pháp mặt đứng hợp lý, cân đối cân bằng thể hiện sự vững chắc, mạnh mẽ, nghiêm trang hợp lý với chức năng công trình. Giải pháp mặt bằng với kết cấu lựa chọn dễ dàng bố trí không gian giảng dạy và học tập, thích ứng với các mô đun tổ hợp thiết bị nội thất và các loại vật liệu hoàn thiện sẵn có tại địa phương. Toàn khối công trình sử dụng những đường nét đơn giản, mạch lạc, ngang bằng. Hệ thống lan can đứng, cân đối giữa hàng cột hiên, hòa nhập cùng sự thay đổi hình khối không gian giữa mảng tường và cửa sổ hành lang, khối rỗng hành lang tạo nên sự thay đổi về hình thức kiến trúc phong phú. Công trình đợc thiết kế đồng dạng ở các mặt, tạo góc nhìn hợp lý từ các phía và qui mô phù hợp chức năng sử dụng, góp phần tham gia vào kiến trúc chung của nhà trường. 4. Giải pháp công năng. Phía trước Giảng đường là khoảng sân có các bồn cây cảnh, mở ra một không gian thoáng mát và rộng rãi đa lại cảm giác thoải mái cho người sử dụng. Phía bên phải của lối ra vào là sát với khu tập thể lực của cán bộ, học viên nhà trường. Phía sau bố trí các công trình phụ trợ như bể nớc, bể phốt, máy bơm nớc bố trí dới gầm cầu thang tầng 1, nơi này thuận tiện cho công việc phục vụ nước sinh hoạt cũng như phục vụ công tác PCCC. Trên cơ sở mặt bằng công trình, phòng nghỉ của giáo viên đợc bố trí ở giữa các phòng học tạo nên sự hợp lý của công trình. III. CÁC GIẢI PHÁP KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH. 1. Các tiêu chuẩn kỹ thuật áp dụng: - Tiêu chuẩn thiết kế trờng đại học TCVN 3981-1985 - Tiêu chuẩn tải trọng và tác động TCVN 2737-1995 - Tiêu chuẩn thiết kế bê tông cốt thép TCVN 5574-91 - Tiêu chuẩn thiết kế móng công trình 20TCN-21-86 và TCXD 4578 - Quy phạm thiết kế chống sét cho các công trình kiến trúc QPXD 46-71. - Chiếu sáng tự nhiên theo tiêu chuẩn TCXD 29-66 - Chiếu sáng nhân tạo theo tiêu chuẩn TC 16-64 - Tiêu chuẩn PCCC cho nhà và công trình TCVN 2622-78. 2. Giải pháp kết cấu. Đây là công trình thuộc nhóm C, công trình cấp 3, phương án thiết móng được thiết kế dựa trên cơ sở tài liệu khảo sát địa chất dự kiến là móng băng giao thoa kết hợp với móng trụ BTCT đối với móng cột hiên. Phần thân được thiết kế cột BTCT, dầm sàn BTCT toàn khối kết hợp với xây tường chèn. Tường xây gạch tuynel M75, vữa XMCV M50, sử dụng các loại vật liệu sản xuất, khai thác tại địa phương. Tường, dầm, trần được trát vữa XMC M50 dày 1,5cm sau đó được sơn bằng sơn kháng kiềm bên ngoài để chống rêu mốc. Toàn bộ cửa sổ và cửa đi làm bằng gỗ pa nô kính trắng dày 5mm. Mái đuơc lợp chống nóng bằng tôn AUSTNAM màu đỏ, đợc đỡ bằng xà gồ thép đúc U 80 x 40 x 0,45. Nền nhà đợc sử dụng gạch Ceramic 30 x 30. Sân đợc đệm BTGV vữa M25 và lát gạch TERÊJÔ chống trơn. Toàn bộ thiết bị điện, nước sử dụng vật liên doanh trong nớc. 3. Hệ thống thông gió, chiếu sáng. - Thông hơi thoáng gió là một yêu cầu quan trọng đối với công trình, nhằm bảo đảm sức khoẻ cho con người. Nhất là khi học tập căng thẳng nên cần phải thông thoáng. Công trình nhờ mặt bằng hình chữ nhật, bốn mặt đợc tiếp xúc với thiên nhiên nên được đảm bảo thông gió tự nhiên, mặt ngoài của mỗi tầng đều là hệ thống cửa sổ gỗ panô kính, bố trí rèm chắn nắng, kết hợp với tường 220 đảm bảo cách nhiệt cho công trình. - Công trình có hệ thống quạt trần, để điều tiết nhiệt độ và khí hậu đảm bảo yêu cầu thông thoáng cho học tập và giảng dạy. - Tại các phòng vệ sinh có hệ thống quạt thông gió. 4. Hệ thống giao thông nội bộ. - Phương tiện giao thông theo phơng đứng của toàn công trình: 1 thang bộ được bố trí ở giữa giúp cho việc lên xuống thuận tiện cho mọi người trong quá trình hoạt động cũng như khi có sự cố xảy ra. - Theo phương ngang là các hệ thống hành lang chạy dọc trước nhà, các hành lang này tương đối rộng rãi nối các phòng với nhau và nối với cầu thang bộ. Toàn bộ công trình có một sảnh chung tầng 1. 5. Hệ thống cấp thoát nớc. - Cấp nước: Nguồn nước cung cấp cho công trình được lấy từ hệ thống cấp nước của Nhà trường, đưa lên téc nước mái và từ téc nớc mái cấp cho các vị trí sử dụng. - Thoát nước: Vì hệ thống thoát nớc bao gồm cả thoát nước mưa và nước thải nên ống thu nước từ sênô được bố trí ở ngoài công trình nhằm bảo đảm thoát nước kịp thời và thoát ra theo hệ thống thoát nước của thành phố. 6. Hệ thống điện. - Dùng nguồn điện được cung cấp từ thành phố, công trình có trạm biến chung với hệ thống biến áp của trường - Trang thiết bị điện trong công trình đợc lắp đặt đầy đủ trong các phòng, phù hợp với chức năng sử dụng, đảm bảo yêu cầu kỹ thuật, an toàn khi vận hành. Trạm điện được đặt ngoài công trình, đảm bảo yêu cầu về chống cháy. dây dẫn điện trong phòng được đặt ngầm trong tường, có lớp vỏ cách điện an toàn. Dây dẫn theo phương đứng được đặt trong các hộp kỹ thuật. 7. Hệ thống chống sét. - Hệ thống chống sét công trình lấy theo quy định trong "Quy phạm thiết kế chống sét cho các công trình kiến trúc" QPXD 46-84. Phần thu sét được làm bằng các kim thu sản xuất bằng thép đầu có mạ thiếc, sau đó dẫn sét xuống an toàn và hiệu quả bằng dây thoát sét sản xuất bằng thép có đường kính từ 10-12mm. Tản nhanh năng lượng sét vào đất bằng hệ thống nối đất bao gồm: cọc đóng xuống đất có L = 2,5m, bằng thép góc hoặc ống kim loại tròn, dây tản sét trong đất được làm thép D16mm. 8. Giải pháp phòng cháy và chữa cháy. Giải pháp phòng cháy, chữa cháy phải tuân theo tiêu chuẩn phòng cháy chữa cháy cho nhà cao tầng của Việt Nam hiện hành. Hệ thống phòng cháy chữa cháy phải được trang bị các thiết bị sau: Hệ thống vòi và hộp chữa cháy; Hộp đựng ống mềm và vòi phun nước được bố trí ở các vị trí thích hợp của từng tầng; Các hộp vòi chữa cháy đảm bảo chữa cháy cho toàn công trình khi có cháy xảy ra. Máy bơm nước chữa cháy được đặt ở tầng kĩ thuật. Bơm chữa cháy được lắp đặt để cung cấp nước chữa cháy cho hệ thống hộp vòi chữa cháy. Bơm chữa cháy đặt cùng bơm sinh hoạt trong phòng bơm, bố trí 1 bơm động cơ điện và một bơm động cơ xăng. Bể chứa nước chữa cháy dùng kết hợp bể nớc sinh hoạt ở bên ngoài, phải luôn đảm bảo dự trữ nớc cứu hoả theo yêu cầu. Hệ thống chống cháy tự động bằng hoá chất. Hệ thống báo cháy gồm: đầu báo khói, hệ thống báo động. Bố trí 2 họng chờ nối với xe chữa cháy bên ngoài công trình . Các hành lang cầu thang đảm bảo lu lượng người lớn khi có hỏa hoạn, 1 thang bé bố trí ngay giữa nhà có kích thước phù hợp với tiêu chuẩn kiến trúc và thoát hiểm khi có hoả hoạn hay các sự cố khác. Các bể chứa nước trong công trình đủ cung cấp nước cứu hoả trong 2 giê. Khi phát hiện có cháy, phòng bảo vệ và quản lý sẽ nhận được tín hiệu và kịp thời kiểm soát khống chế hoả hoạn cho công trình PHẦN II: KẾT CẤU (KHỐI LƯỢNG 45%) Thầy hướng dẫn : Nguyễn Quang Tiến Sinh viên thực hiện: Nguyễn Minh Tuấn Líp : K44XDA Mã số sinh viên : 26444HN I. NHIỆM VỤ THIẾT KẾ: - Thiết kế khung trục 4. - Thiết kế sàn tầng 3 - Thiết kế cầu thang bé tầng điển hình. - Thiết kế móng các cột trục 4. A. PHÂN TÍCH - LỰA CHỌN GIẢI PHÁP KẾT CẤU CÔNG TRÌNH: I. GIẢI PHÁP VỀ HỆ KẾT CẤU CHỊU LỰC: 1. Các dạng kết cấu cơ bản: 1.1. Kết cấu khung chịu lực: Bao gồm hệ thống cột và dầm vừa chịu tải trọng đứng vừa chịu tải trọng ngang. Loại kết cấu này có ưu điểm là có không gian lớn, bố trí mặt bằng linh hoạt, có thể đáp ứng đầy đủ yêu cầu sử dụng của công trình, tuy nhiên độ cứng ngang nhỏ, khả năng chống lại tác động của tải trọng ngang kém, hệ dầm thường có chiều cao lớn nên ảnh hưởng đến công năng sử dụng và tăng chiều cao nhà. Các công trình sử dụng kết cấu khung thường là những công trình có chiều cao không lớn, với khung BTCT không quá 20 tầng, với khung thép cũng không quá 30 tầng. 1.2. Kết cấu vách cứng: Là hệ thống các vách vừa chịu tải trọng đứng vừa chịu tải trọng ngang. Loại kết cấu này có độ cứng ngang lớn, khả năng chống lại tải trọng ngang lớn, khả năng chịu động đất tốt. Nhưng do khoảng cách của tường nhỏ, không gian của mặt bằng công trình nhỏ, việc sử dụng bị hạn chế, kết cấu vách cứng còn có trọng lượng lớn, độ cứng kết cấu lớn nên tải trọng động đất tác động lên công trình cũng lớn và đây là đặc điểm bất lợi cho công trình chịu tác động của động đất. Loại kết cấu này được sử dụng nhiều trong công trình nhà ở, công sở, khách sạn. 1.3. Kết cấu tường chịu lực: Trong hệ kết cấu này thì các cấu kiện thẳng đứng chịu lực của nhà là các tường phẳng. Tải trọng ngang truyền đến các tấm tường thông qua các bản sàn được xem là cứng tuyệt đối. Trong mặt phẳng của chúng các vách cứng (chính là tấm tường) làm việc như thanh công xôn có chiều cao tiết diện lớn.Với hệ kết cấu này thì khoảng không bên trong công trình còn phải phân chia thích hợp đảm bảo yêu cầu về kết cấu. Hệ kết cấu này có thể cấu tạo cho nhà khá cao tầng, tuy nhiên theo điều kiện kiến trúc của công trình khó có thể bố trí vị trí các tường cứng cho hợp. 2. Các dạng kết cấu hỗn hợp: 2.1. Kết cấu khung - giằng: là hệ kết cấu kết hợp giữa khung và vách cứng, lấy ưu điểm của loại này bổ sung cho nhược điểm của loại kia, công trình vừa có không gian sử dụng tương đối lớn, vừa có khả năng chống lực bên tốt. Vách cứng trong kết cấu này có thể bố trí đứng riêng, cũng có thể lợi dụng tường thang máy, thang bộ, được sử dụng rộng rãi trong các loại công trình. 2.2. Kết cấu sơ đồ giằng: Sơ đồ này tính toán khi khung chỉ chịu phần tải trọng thẳng đứng tương ứng với diện tích truyền tải đến nó còn tải trọng ngang và một phần tải trọng đứng do các kết cấu chịu tải cơ bản khác như lõi, tường chịu lực. Trong sơ đồ này thì tất cả các nút khung đều có cấu tạo khớp hoặc các cột chỉ chịu nén. 3. Giải pháp về vật liệu: Hiện nay ở Việt Nam, vật liệu dùng cho kết cấu nhà cao tầng thường sử dụng là bêtông cốt thép và thép (bêtông cốt cứng). - Công trình bằng thép với thiết kế dạng bêtông cốt cứng đã bắt đầu đươc xây dựng ở nước ta. Đặc điểm chính của kết cấu thép là cường độ vật liệu lớn dẫn đến kích thước tiết diện nhỏ mà vẫn đảm bảo khả năng chịu lực. Kết cấu thép có tính đàn hồi cao, khả năng chịu biến dạng lớn nên rất thích hợp cho việc thiết kế các công trình cao tầng chịu tải trọng ngang lớn. Tuy nhiên nếu dùng kết cấu thép cho nhà cao tầng thì việc đảm bảo thi công tốt các mối nối là rất khó khăn, mặt khác giá thành công trình bằng thép thường cao mà chi phí cho việc bảo quản cấu kiện khi công trình đi vào sử dụng là rất tốn kém, đặc biệt với môi trường khí hậu Việt Nam, và công trình bằng thép kém bền với nhiệt độ, khi xảy ra hoả hoạn hoặc cháy nổ thì công trình bằng thép rất dễ chảy dẻo dẫn đến sụp đổ do không còn độ cứng để chống đỡ cả công trình. Kết cấu nhà cao tầng bằng thép chỉ thực sự phát huy hiệu quả khi cần không gian sử dụng lớn, chiều cao nhà lớn (nhà siêu cao tầng), hoặc đối với các kết cấu nhịp lớn như nhà thi đấu, mái sân vận động, nhà hát, viện bảo tàng (nhóm các công trình công cộng). - Bêtông cốt thép là loại vật liệu được sử dụng chính cho các công trình xây dựng trên thế giới. Kết cấu bêtông cốt thép khắc phục được một số nhược điểm của kết cấu thép như thi công đơn giản hơn, vật liệu rẻ hơn, bền với môi trường và nhiệt độ, ngoài ra nó tận dụng được tính chịu nén rất tốt của bêtông và tính chịu kéo của cốt thép nhờ tính chất làm việc chung giữa chúng. Tuy nhiên vật liệu bêtông cốt thép sẽ đòi hỏi kích thước cấu kiện lớn, tải trọng bản thân của công trình tăng nhanh theo chiều cao khiến cho việc lựa chọn các giải pháp kết cấu để xử lý là phức tạp. Do đó kết cấu bêtông cốt thép thường phù hợp với các công trình dưới 30 tầng. 4. Phân tích lựa chọn phương án kết cấu phần thân: Trên cơ sở đề xuất các phương án về hệ kết cấu chịu lực chính và vật liệu như trên, với quy mô của công trình gồm 5 tầng thân, tổng chiều cao khoảng 20,4 m, phương án kết cấu tổng thể của công trình được lựa chon như sau: - Về hệ kết cấu chịu lực: Tận dụng ưu thế và khả năng thi công, chọn giải pháp kết cấu là hệ khung chịu lực với sơ đồ kết cấu khung. Trong đó khung chịu tất cả tải trọng ngang tác dụng vào công trình và phần tải trọng đứng tương ứng với diện chịu tải của nó. Hệ thống khung bao gồm các hàng cột và hệ thống dầm sàn tăng độ ổn định cho hệ kết cấu. - Về vât liệu: Trên thực tế các công trình xây dựng của nước ta hiện nay vẫn sử dụng bêtông cốt thép là loại vật liệu chính. Chúng ta đã có nhiều kinh nghiệm thiết kế và thi công với loại vật liệu này, đảm bảo chất lượng công trình cũng như các yêu cầu kỹ, mỹ thuật khác. Em dự kiến chon vật liệu bêtông cốt thép sử dụng cho toàn bộ công trình như sau: + Bêtông dùng cho các cấu kiện mác 250 (Rn = 110 kG/cm2). + Cốt thép D < 12 nhóm AI: Ra = 2300kG/cm2; Rađ =1800 kG/cm2; + Cốt thép D > 12 nhóm AII: Ra = Rsc = 2800 kG/cm2 . + Cốt thép D >=18 nhóm AIII: Ra = 3600kG/cm2. 5. Giải pháp móng cho công trình: Vì công trình là nhà thấp tầng (5 tầng) nên tải trọng đứng truyền xuống móng nhân theo số tầng là khá lớn. Mặt khác vì chiều cao công trình khoảng 23,7m nên tải trọng ngang (gió, động đất) tác dụng là lớn, đòi hỏi móng có độ ổn định cao. Do đó phương án móng sâu là hợp lý nhất để chịu được tải trọng từ công trình truyền xuống. - Móng cọc đóng: Ưu điểm là kiểm soát được chất lượng cọc từ khâu chế tạo đến khâu thi công nhanh. Nhưng hạn chế của nó là tiết diện nhỏ, khó xuyên qua ổ cát, thi công gây ồn và rung ảnh huởng đến công trình thi công bên cạnh đặc biệt là khu vực thành phố. Hệ móng cọc đóng không dùng được cho các công trình có tải trọng quá lớn do độ sâu các cọc không đảm bảo khả năng chịu lực cho công trình, còn nếu đóng qua nhiều cọc thì không đảm bảo yêu cầu về cấu tạo. - Móng cọc Ðp: Loại cọc này chất lượng cao, độ tin cậy cao, thi công êm dịu. Hạn chế của nó là khó xuyên qua lớp cát chặt dày, tiết diện cọc và chiều dài cọc bị hạn chế. Điều này dẫn đến khả năng chịu tải của cọc chưa cao. * Từ phân tích ở trên, với công trình này xây trong nội thành TP Thái Nguyên việc sử dụng cọc Ðp sẽ đem lại sự hợp lý về khả năng chịu tải, hiệu quả kinh tế và đảm bảo khả năng thi công. II. Lựa chọn phương án kết cấu sàn: Lựa chọn giải pháp sàn sườn toàn khối, không bố trí dầm phụ, chỉ có các dầm qua cột. Đây là loại sàn dùng phổ biến nhất hiện nay, thích hợn cho công tác bê tông toàn khối toàn công trình. - Ưu điểm: Lý thuyết tính toán và kinh nghiệm tính toán khá hoàn thiện, thi công đơn giản, được sử dụng phổ biến ở nước ta với công nghệ thi công phong phú nên thuận tiện cho việc lựa chọn phương tiện thi công. Chất lượng đảm bảo do đã có nhiều kinh nghiệm thiết kế và thi công trước đây. - Nhược điểm: Chiều cao dầm và độ võng của bản sàn rất lớn khi vượt khẩu độ lớn, hệ dầm phụ bố trí nhỏ lẻ với những công trình không có hệ thống cột giữa, dẫn đến chiều cao thông thuỷ mỗi tầng thấp hoặc phải nâng cao chiều cao tầng không có lợi cho kết cấu khi chịu tải trọng ngang. Không gian kiến trúc bố trí nhỏ lẻ, khó tận dụng. Quá trình thi công chi phí thời gian và vật liệu lớn cho công tác lắp dựng ván khuôn. III. Lập các mặt bằng kết cấu, đặt tên cho các cấu kiện, lựa chọn sơ bộ kích thước các cấu kiện. 1. Lập các mặt bằng kết cấu và đặt tên cho các cấu kiện Việc đặt tên cho các cấu kiện trên mặt bằng kết cấu dựa trên cơ sở là vị trí cấu kiện và đặc điểm làm việc của cấu kiện. Những cấu kiện nằm ở cùng tầng, có vị trí và đặc điểm làm việc giống nhau thì có tên giống nhau. 2. Lựa chọn sơ bộ kích thước các cấu kiện: a. Chiều dày sàn: - Chiều dày sàn phụ thuộc vào: + Kích thước ô bản điển hình: l1 x l2 = 4,2 x 9m => =2,14 Þ Ô bản làm việc theo một phương, bản thuộc loại bản kê 2 cạnh. Chiều dày bản xác định sơ bộ theo công thức: hb= l. D: (0,8 ¸1,4) là hệ số phụ thuộc tải trọng, với công trình là giảng đường tải trọng bình thường, lấy D = 0,8. m: (30¸35) là hệ số với ô bản loại dầm, chọn m = 35 l: là chiều dài cạnh ngắn, l = 4,2 Þ hb = 0,8 x 420/35 = 9,6 cm Þ Sơ bộ chọn hb = 10 cm. + Với các ô bản khác nhỏ hơn ta chọn hb = 10cm chung cho toàn sàn để tạo điều kiện cho thi công được dễ dàng. b. Tiết diện dầm: - Chiều cao dầm thường được lựa chọn theo nhịp với tỷ lệ: Tiết diện dầm khung phụ thuộc chủ yếu vào nhịp, độ lớn của tải trọng đứng, tải trọng ngang, số lượng nhịp và cả chiều cao tầng, chiều cao nhà. - Theo công thức kinh nghiệm thì chiều cao tiết diện dầm: hd = trong đó: L: là nhịp dầm m: hệ số, m = 8-15 k là hệ số tải trọng k= 1,0-1,3. Chọn k = 1 - Chiều rộng dầm thường được lấy bd = (0,3 – 0,5) hd. * Các dầm đỡ cầu thang nhịp 3,6m chọn: bxh = 22x30cm * Mặt bằng kết cấu các tầng: Dầm chính: - Dầm D1 Có nhịp là L= 2,400mm hd =(1/8-1/15)L = (16-30)cm, ta chọn tiết diện: bxh = 22x30cm. - Dầm D2 Có nhịp là l =9m hd =(1/8-1/15)L =(60-112)cm, ta chọn tiết diện: bxh = 22x70cm. - Dầm D3 Có nhịp là 4,200mm hd =(1/8-1/15)L = (28-52,5)cm, ta chọn tiết diện: bxh = 22x30cm. - Dầm dọc phụ D4: Có nhịp l =5.400mm: hd =(1/8-1/15)L =(36-67,5)cm, ta chọn tiết diện: bxh=22x65cm. b. Tiết diện cột: - Diện tích sơ bộ của cột có thể xác định theo công thức : Trong đó: F: Diện tích tiết diện cột K: Hệ số kể đến ảnh hưởng mô men (1,2 – 1,5) Rn: Cường độ chịu nén tính toán của bêtông (BT M250 có Rn = 1100 T/m2) N: Lực nén tác dụng lên cột Sơ bộ xác định bằng , với n là số tầng, n: Số tầng của công trình (n = 5) S: Diện tích phạm vi truyền tải của cột q: Tải trọng sơ bộ tác dụng lên 1m2 sàn (q = 1-1,4 T/m2) Một số bảng tính đơn vị dùng để chọn sơ bộ tiết diện cột Tính tĩnh tải sàn các tầng Các lớp sàn Chiều dày lớp g(kG/m3 TT tiêu chuẩn (kG/m2) Hệ sè vượt tảI n TT tính toán (kG/m2) -Lớp gạch lát sàn Ceramic. 10 2000 20 1.1 22 -Bản sàn bêtông chịu lực. 100 2500 250 1.1 275 - Lớp vữa lót trát(hai lớp) 35 2000 70 1.3 91 - Tổng tĩnh tải: 340 388 Tường xây 110 lan can cao 1m Các líp Chiều dày lớp g (kG/m3) TT tiêu chuẩn Hệ sè vợt tải TT tính toán - 2 lớp trát 30 2000 60 1.3 78 - Gạch xây 110 1800 198 1.1 218 * Tải tuờng phân bố trên 1m dài 258 296 * Tải tuờng có hoa sắt (tính đến hệ sè 0.75) 194 222 Tường xây 220 dưới dầm 22x70cm cao 3,2m Các líp Chiều dày lớp g (kG/m3) TT tiêu chuẩn Hệ sè vợt tải TT tính toán - 2 lớp trát 30 2000 174 1.3 226 - Gạch xây 220 1800 1148 1.1 1263 * Tải tuờng phân bố trên 1m dài 1322 1489 Tường xây 220 dưới dầm 22x30cm cao 3,6m Các líp Chiều dày lớp g(kG/m3) TT tiêu chuẩn Hệ sè vợt tải TT tính toán - 2 lớp trát 30 2000 198 1.3 257 - Gạch xây 220 1800 1307 1.1 1437 * Tải tuờng phân bố trên 1m dài 1505 1695 * Tải tuờng có cửa (tính đến hệ số cửa 0.75): 1129 1271 * Xét cột C1: N = Nsan+Ntd+Ntk+Ndd+Ndk = 5*((0,388*1,31*4,2+0,222*4,2+0+1,1*2,5*0,22*(0,3-0,1)*(4,2+1,31)) = 13,97 (T) Diện tích tiết diện cột: F = Chọn tiết diện cột 220x220 (mm) có F = 484cm2 chung cho tất cả cột có diện truyền tải như trên. * Xét cột C2 : N = Nsan+Ntd+Ntk+Ndd+Ndk =5.((0,388.5,6.3,6+1,1.2,5.0,22.(0,3-0,1).(4,2+1,31)+1,1.2,5.0,22.(0,7-0,1).9/2+1,271.4,2+1,489.9/2)) = 97,97 (T) Diện tích tiết diện cột: F = Chọn tiết diện cột 220x500 (mm) có F =1100cm2 chung cho cột tầng 1,2 còn tầng 3, 4, 5 trên cùng do lực dọc nhỏ hơn nhiều ta giảm tiết diện cột còn 220x450mm * Xét cột C3: N = Nsan+Ntd+Ntk+Ndd+Ndk = 5.((0,388.5.4,2+1,1.2,5.0,22.(0,3-0,1).4,2+1,1.2,5.0,22.(0,7-0,1).9/2+1,271.4,2+1,489.9/2)) = 92,9 T Diện tích tiết diện cột: F = Chọn tiết diện cột 220x500 (mm) có F = 1100cm2 chung cho cột tầng 1,2 còn tầng 3, 4, 5 trên cùng do lực dọc nhỏ hơn nhiều ta giảm tiết diện cột còn 220x450mm. Vậy ta có mặt bằng kết cấu sau: IV. LỰA CHỌN VÀ LẬP SƠ ĐỒ TÍNH CHO CÁC CẤU KIỆN CHỊU LỰC: 1. Lựa chọn sơ đồ tính: Do công trình có mặt bằng hình chữ nhật, nên chịu lực theo mét phương. Sơ đồ tính hợp lý là tính theo hệ khung phẳng, trong đó trục khung theo phương đứng lấy trùng với trục cột; trục khung theo phương ngang lấy theo trục dầm. Trong trường hợp 2 dầm cạnh nhau có chiều cao khác nhau thì trục khung lấy theo trục dầm gây nguy hiểm hơn cho kết cấu, tức là lấy cho chiều dài tính toán của cột kề dưới lớn hơn; và tương tự đối với cột cũng lấy nh­ thế. Trục của tường thường lệch so với trục của dầm và trục của dầm biên thường lệch so với trục cột. Tải trọng từ tường truyền xuống dầm sau đó truyền xuống cột, ngoài thành phần tải trọng tập trung đúng tâm còn gây ra thành phần mômen xoắn cho dầm và mômen uốn cho cột. Tuy nhiên do độ cứng của nút khung rất lớn nên có thể bỏ qua tác dụng của mômen lệch tâm lên dầm và xem ảnh hưởng chỉ là cục bộ lên cột. 2. Cơ sở tính toán kết cấu: - Giải pháp kiến trúc đã lập. - Tiêu chuẩn về tải trọng và tác động 2737-2005. - Tiêu chuẩn thiết kế cấu kiện bêtông cốt thÐp TCXDVN 5574-1991. - Nhà cao tầng-Thiết kế cấu tạo bêtông cốt thép toàn khối. - Tiêu chuẩn thiết kế móng 20TCN-21-86 cà TCXD 4578. - Phần mềm SAP 2000 Version 8.0 3. Sơ đồ tính khung: B. XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG TÁC DỤNG: I. CƠ SỞ XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN CÔNG TRÌNH: - Tải trọng tác động lên công trình xác định theo tiêu chuẩn TCVN 2737-95 - Tĩnh tải: Giải pháp kiến trúc đã lập, cấu tạo các lớp vật liệu - Hoạt tải sử dụng căn cứ vào tiêu chuẩn TCVN 2737-95 - Hoạt tải gió tính cho tải trọng gió tĩnh TCVN 2737-95 II. XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG ĐƠN VỊ: 1.1. Tĩnh tải: Tĩnh tải bao gồm trọng lượng bản thân các kết cấu như cột, dầm, sàn và tải trọng do tường, vách kính đặt trên công trình. Tĩnh tải bản thân phụ thuộc vào cấu tạo các lớp sàn. Cấu tạo các lớp sàn phòng làm việc, phòng ở và phòng vệ sinh như hình vẽ sau. Trọng lượng phân bố đều các lớp sàn cho trong bảng sau. 1.2. Tĩnh tải sàn: Cấu tạo các loại sàn: * N (sàn tầng 1) - Gạch lát 200x200 dày 10mm - Vữa lót dày 20mm - Bêtông gạch vỡ #50 dày 100mm - Lớp cát tôn nền tưới nước đầm kĩ - Lớp đất tự nhiên. * S1 (sàn phòng các tầng, ban công) - Gạch lát 400x400dày 10mm - Vữa lót dày 20mm - Sàn BTCT dày 100mm - Vữa trát trần dày 15mm * S2(sàn vệ sinh) - Gạch ceramic chống trơn 200x200 dày 10mm - Vữa lót dày 20mm - Lớp màng chống thấm dày 5mm - Bản BTCT dày 100mm - Vữa trát trần dày 15mm * M (sàn mái) - Mái tôn liên doanh màu đỏ thẫm - Xà gồ thép U80x40x3.5 - Giằng tường thu hồi 150# - Tường thu hồi dày 110mm - Sàn BTCT dày 100mm - Vữa trát trần dày 15mm * ST1 (sàn thang) - Lát gạch Ceramic - Vữa ximăng M75# dày30mm - Bậc gạch M75 150x300 - Bản BTCT dày 100mm - Vữa trát trần 15 mm * ST2 (chiếu nghỉ) - Lát gạch Ceramic - Vữa ximăng M75# dày 30mm - Bản BTCT dày 100mm - Vữa trát trần 15 mm * Trọng lượng bản thân sàn ở: gi = nigihI Bảng 2.1: Tính tĩnh tải sàn các tầng Các lớp sàn Chiều dày lớp g(kG/m3 TT tiêu chuẩn (kG/m2) Hệ sè vượt tảI n TT tính toán (kG/m2) -Lớp gạch lát sàn Ceramic. 10 2000 20 1.1 22 -Bản sàn bêtông chịu lực. 100 2500 250 1.1 275 - Lớp vữa lót trát(hai lớp) 35 2000 70 1.3 91 - Tổng tĩnh tải: 340 388 Sàn vệ sinh trên đó có xây các tường ngăn chia các ô VS nên khi phần này ta tính toán dồn về theo m2 sàn Bảng 2.2: Tính tĩnh tải sàn vệ sinh Các lớp sàn Chiều dày lớp g(kG/m3 TT tiêu chuẩn (kG/m2) Hệ sè vượt tảI n TT tính toán (kG/m2) - Lớp gạch ceramic chống trơn. 10 2000 20 1.1 22 - Lớp màng chống thấm. 5 2000 10 1.1 11 - Bản sàn bêtông chịu lực 100 2500 250 1.1 275 - Lớp vữa lót trát. 35 2000 70 1.3 91 TảI trọng do tờng ngăn 110 có tổng chiều dài 6m cao 2,4m 710*6/(9*5,4/2) = 194 - Tổng tĩnh tải: 350 593 Bảng 2.3: Tính tĩnh tải sàn mái (M) (phần bê tông) Tải trọng đơn vị của mái: do mái xây tường thu hồi và lợp tôn nên không cần đổ bê tông chống thấm , bê tông tạo dốc mái gồm 2 thành phần: Tĩnh tải do sàn bê tông cốt thép: Các lớp sàn Chiều dày lớp g(kG/m3 TT tiêu chuẩn (kG/m2) Hệ sè vượt tảI n TT tính toán (kG/m2) - Bản sàn bêtông chịu lực. 100 2500 250 1.1 275 - Lớp màng chống thấm. 5 2000 10 1.1 11 - Lớp vữa lót trát. 30 2000 60 1.3 78 - Tổng tĩnh tải: 320 364 Tĩnh tải mái tôn và hệ xà gồ: Các lớp sàn Chiều dày lớp g(kG/m3 TT tiêu chuẩn (kG/m2) Hệ sè vượt tảI n TT tính toán (kG/m2) - Tôn màudày 0.47mm. 0.47 7850 3.7 1.05 3.9 -Trọng lợng bản thân xà gồ. 30 1.05 32 - Tổng tĩnh tải: 34 35 Riêng tải trọng tường chắn mái được tính ở phần tải trọng tường tác dụng lên khung 1.2.1. Trọng lượng tường. Trọng lượng tường trên ô sàn nào được qui về tải trọng trung bình trên 1m2 ô sàn đó, tường nào ở trên dầm thì được qui về tải trọng trên 1m dài dầm. Tường xây 220 dưới dầm 22x70cm cao 3,2m Các líp Chiều dày lớp (mm) g (Kg/m3) TT tiêu chuẩn (KG/m) Hệ sè vợt tải TT tính toán (KG/m) - 2 lớp trát 30 2000 174 1.3 226 - Gạch xây 220 1800 1148 1.1 1263 Tải tuờng phân bố trên 1m dài 1322 1489 Tường xây 220 dưới dầm 22x30cm cao 3,6m Các líp Chiều dày lớp (mm) g (Kg/m3) TT tiêu chuẩn (KG/m) Hệ sè vợt tải TT tính toán (KG/m) - 2 lớp trát 30 2000 198 1.3 257 - Gạch xây 220 1800 1307 1.1 1437 Tải tường phân bố trên 1m dài 1505 1695 Tải tuờng có cửa (tính đến hệ số cửa 0.75): 1129 1271 Tường xây 110 lan can cao 1m Các líp Chiều dày lớp (mm) g (Kg/m3) TT tiêu chuẩn (KG/m) Hệ sè vợt tải TT tính toán (KG/m) - 2 lớp trát 30 2000 60 1.3 78 - Gạch xây 110 1800 198 1.1 218 Tải tuờng phân bố trên 1m dài 258 296 Tải tuờng có hoa sắt (tính đến hệ số 0.75): 194 222 Tường thu hồi cao 3,6m dày 110 Các líp Chiều dày lớp (mm) g (Kg/m3) TT tiêu chuẩn (KG/m) Hệ sè vợt tải TT tính toán (KG/m) - 2 lớp trát 30 2000 144 1.3 187 - Gạch xây 110 1800 475 1.1 523 - Tải tờng phân bố trên 1m dài 619 710 Tường thu hồi cao 0,15m dày 110 Các líp Chiều dày lớp (mm) g (Kg/m3) TT tiêu chuẩn (KG/m) Hệ sè vợt tải TT tính toán (KG/m) - 2 lớp trát 30 2000 9 1.3 12 - Gạch xây 110 1800 30 1.1 33 - Tải tờng phân bố trên 1m dài 39 44 Tường chắn mái cao 0,4 m dày 110 Các líp Chiều dày lớp (mm) g (Kg/m3) TT tiêu chuẩn (KG/m) Hệ sè vợt tải TT tính toán (KG/m) - 2 lớp trát 30 2000 24 1.3 31 - Gạch xây 110 1800 79 1.1 87 - Tải tờng phân bố trên 1m dài 103 118 1.2.2. Trọng lượng dầm cột. Dầm tiết diện 22x30cm Các líp Chiều dày lớp (mm) g (Kg/m3) TT tiêu chuẩn (KG/m) Hệ sè vợt tải TT tính toán (KG/m) - 2 lớp trát 30 2000 18 1.3 23 - Bê tông 220 2500 165 1.1 182 - Tải phân bố trên 1m dài dầm 183 205 Dầm tiết diện 22x70cm Các líp Chiều dày lớp (mm) g (Kg/m3) TT tiêu chuẩn (KG/m) Hệ sè vợt tải TT tính toán (KG/m) - 2 lớp trát 30 2000 42 1.3 55 - Bê tông 220 2500 385 1.1 424 - Tải phân bố trên 1m dài dầm 427 478 1.3. Hoạt tải người và thiết bị. Tải trọng hoạt tải người và thiết bị trên sàn các tầng được lấy theo bảng mẫu của tiêu chuẩn TCVN: 2737-95 Bảng tính hoạt tải Phòng các chức năng TT tiêu chuẩn Hệ số vượt tải TT tính toán - Phòng học 200 1.2 180 - Hành lang, cầu thang 300 1.2 360 - Phòng vệ sinh 150 1.2 180 - Mái không có người sử dụng 75 1.3 98 Tải trọng gió(được dồn thẳng vào khung ở mục sau) III. DỒN TẢI TRỌNG VỀ KHUNG PHẲNG TRỤC 4 Theo yêu cầu kiến trúc, các trục dầm được bố trí lệch so với tâm cột, vì vậy để chia tải về các dầm thuộc khung trục 4, ta lấy trục chia là trục kiến trúc ( trục tường ). Theo phương tính toán của khung độ lệch tâm này sẽ không ảnh hưởng đáng kể đến sơ đồ kết cấu và tải trọng. Tải trọng bản thân của dầm và cột sẽ được phần mềm tự động nhập khi tính toán Tĩnh tải: Tính toán tải trọng phân bố vào khung: Nhịp AB: g1= gdAB= 205KG/m g2= gdAB+gs1= 205+388.2,4=1020KG/m Nhịp BC : ` g3= = gdBC+gtBC +gs2=478+1489 +388.4,2=3363KG/m Tính toán tải trọng tập trung : G1= Gsan1+Gdd+Gtlc+GCộtVới Gsan =gs.Fi, Fi là diện tích tải sàn = G2= Gsan+Gdd +Gtd+GCột = = (với tầng 1,2) = (với tầng 3,4) G3= Gdd +Gtd+GCột =(với tầng 1,2) Và =(với tầng 3,4) Vậy ta có sơ đồ chất tĩnh tải tầng điển hình như sau : Tính toán tải trọng phân bố : Nhịp AB: gdAB= 205KG/m g1= gdAB+gsm=205+364.2,4=969KG/m Nhịp BC: gdBC= 478KG/m g2= gdBC+gsm=478+364.4,2=1788KG/m Tải trọng do tôn và xà gồ được truyền lên tường thu hồi sau đó dồn vào khung : gt1=gtth+gxg,mt=44+35.4,2=170KG/m gt2=gtth+gxg,mt=710+35.4,2= 836KG/m Tính toán tải trọng tập trung tường tầng mái: G1 =Gs+Gdd+Gtm = G2 =Gs+Gdd = G3 =Gs+Gdd+Gtm = M= G.e = 118.4,2.0,71+364.0,71.4,2.0,71/2 = 928KGM Vậy ta có sơ đồ chất tĩnh tải tầng mái như sau : b) Hoạt tải Hoạt tải trên sàn được chất lệch tầng lệch nhịnh theo 2 trường hợp sau : Với tầng điển hình : Tính toán tải trọng phân bố: Nhịp AB: ps1= 2qhl.0,5.ln=2.360.0,5.2,4 = 756KG/m Nhịp BC: ps2= 2qs.0,5.ln=2.240.0,5.4,2 = 864KG/m Tính toán tải trọng tập trung: P1= ps.Fi = Vậy ta có sơ đồ sau : Với tầng mái:  Tính toán tải trọng phân bố: Nhịp AB: pm1= 2qhl.0,5.ln=2.98.0,5.2,4 = 206KG/m Nhịp BC: pm2= 2qs.0,5.ln=2.98.0,5.4,2 = 352KG/m Tính toán tải trọng tập trung: Pm1= ps.Fi = Pm0= phl.Fi= M= 250.0,71/2=89KGm Vậy ta có sơ đồ sau : Ta có sơ đồ chất hoạt tải vào khung như sau : c. Tải trọng ngang (Giã) : Tải trọng gió được xác định theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN.2737-95. Vì công trình có chiều cao bé (H = 23,7m (tính từ cốt mặt đất)< 40,0m), do đó công trình không tính toán đến thành phần gió động.Ta chỉ xét thành phần tĩnh của tải gió. Theo TCVN 2737-1995, giá trị tiêu chuẩn thành phần tĩnh của tải trọng gió ở độ cao Z so với mốc chuẩn xác định theo công thức: Trong đó: giá trị của áp lực gió lấy theo bản đồ phân vùng phụ lục D và điều 6.4 hệ số tính đến sự thay đổi của áp lực gió theo độ cao lấy theo bảng 5. hệ số khí động lấy theo bảng 6. Trong trường hợp của công trình này, có: - Do xây dựng ở TP TháI Nguyên, nên vùng áp lực gió là IIB, . - Hệ số k thay đổi theo độ cao - Do công trình có mặt đứng thẳng và đơn giản, nên lấy . Gió đẩy khung trục 4 Cao độ các tầng. Chiều cao tầng. Bề rộng đón gió Cốt cao độ Hệ sè k. Tải phân bố(KG/m) - Tầng một 4.50 4.20 4.50 0.88 337 - Tầng hai 3.90 4.20 8.40 0.92 352 - Tầng ba 3.90 4.20 12.30 1.00 383 - Tầng bốn 3.90 4.20 16.20 1.04 398 - Tầng mái 3.90 4.20 20.10 1.10 421 Gió hót khung trục 4 Các tầng. Chiều cao tầng. Bề rộng đón gió Cốt cao độ Hệ sè k. Tải phân bố(KG/m) - Tầng một 4.50 4.20 4.50 0.88 253 - Tầng hai 3.90 4.20 8.40 0.92 264 - Tầng ba 3.90 4.20 12.30 1.00 287 - Tầng bốn 3.90 4.20 16.20 1.04 299 - Tầng một 3.90 4.20 20.10 1.10 316 Riêng phần tải gió tường chắn mái được quy thành 1 lực tập trung đặt tại cốt mặt sàn mái.Giá trị tính toán tải trọng gió được quy về phân bố đều tại mức sàn: Wd=c.W0.B.h=0,8.95.4,2.3,6=1149kG. Wh=c.W0.B.h=0,6.95.4,2.3,6=862 kG. Ta có sơ đồ chất tải trọng gió nh­ sau: C. XÁC ĐỊNH NỘI LỰC KHUNG TRỤC 4: I. CHỌN PHƯƠNG ÁN TÍNH TOÁN NỘI LỰC KHUNG: 1. Chọn phương án và khai báo: Sơ đồ tính của công trình là sơ đồ khung phẳng ngàm tại mặt đài móng. Tiết diện cột và dầm lấy đúng nh­ kích thước sơ bộ. Trục dầm lấy gần đúng nằm ngang ở mức sàn. Trục cột giữa trùng trục nhà ở vị trí các cột để đảm bảo tính chính xác so với mô hình chia tải. Chiều dài tính toán của dầm lấy bằng khoảng cách các trục cột tương ứng, chiều dài tính toán các phần tử cột các tầng trên lấy bằng khoảng cách các sàn. Tĩnh tải phụ thêm và hoạt tải được khai báo phân bố đều lên các mức sàn. Tải trọng gió tĩnh được khai báo là tải trọng phân bố đều gán lên các cột biên Cụ thể ta nhập các trường tải trọng cho công trình như sau: - Tĩnh tải - Hoạt tải 1 - Hoạt tải 2 - Gió trái (giotrai) - Gió phải (giophai) Chương trình Sap chạy cho ta kết quả nội lực các cấu kiện của công trình. 2. Kiểm tra kết quả tính toán: Trong quá trình giải lực bằng chương trình Sap2000, có thể có những sai lệch về kết quả do nhiều nguyên nhân: lỗi chương trình; do vào sai số liệu; do quan niệm sai về sơ đồ kết cấu: tải trọng...Để có cơ sở khẳng định về sự đúng đắn hoặc đáng tin cậy của kết quả tính toán bằng máy, ta tiến hành một số tính toán so sánh kiểm tra như sau. Một số kiểm tra kết quả tính toán từ chương trình SAP2000 Sau khi có kết quả nội lực từ chương trình Sap 2000. Chóng ta cần phải đánh giá được sự hợp lý của kết quả đó trước khi dùng để tính toán. Sự đánh giá dựa trên những kiến thức về cơ học kết cấu và mang tính sơ bộ, tổng quát, không tính toán một cách cụ thể cho từng phần tử cấu kiện. - Về mặt định tính: Dựa vào dạng chất tải và dạng biểu đồ momen xem từ chương trình Sap, cách kiểm tra như sau: + Đối với các trường hợp tải trọng đứng (tĩnh tải và hoạt tải) thì biểu đồ momen có dạng gần như đối xứng (công trình gần đối xứng). + Đối với tải trọng ngang (gió, động đất), biểu đồ momen trong khung phải âm ở phần dưới và dương ở phần trên của cột, dương ở đầu thanh và âm ở cuối thanh của các thanh ngang theo hướng tác dụng của tải trọng ngang. - Về mặt định lượng: + Tổng lực dọc trong các chân cột tầng 1 phải bằng tổng các tải trọng đứng trên nhà: + Tổng lực cắt ở chân cột trong 1 tầng nào đó bằng tổng các lực ngang tính từ mức tầng đó trở lên. + Nếu dầm chịu tải trọng phân bố đều thì khoảng cách từ đường nối tung độ momen âm đến tung độ momen dương ở giữa nhịp có giá trị bằng . Sau khi kiểm tra nội lực theo các bước trên ta thấy đều thỏa mãn, do đó kết quả nội lực tính được là đúng. Vậy ta tiến hành các bước tiếp theo: tổ hợp nội lực, tính thép cho các cấu kiện của công trình. II. THỐNG KÊ NỘI LỰC VÀ TỔ HỢP NỘI LỰC: b. Kết quả nội lực: Nội lực cột được xuất ra 2 tiết diện còn dầm thì xuất ra tại 3 tiết diện TABLE: Element Forces - Frames Frame Station OutputCase CaseType P V2 M3 Text m Text Text Kgf Kgf Kgf-m C1 3.9 TINHTAI LinStatic -23022.1 -34 -56.73 C1 5.85 TINHTAI LinStatic -22477.6 -34 96.26 C1 0 HOATTAI1 LinStatic -3315.8 -16.62 -25.59 C1 5.85 HOATTAI1 LinStatic -3315.8 -16.62 49.2 C1 0 HOATTAI2 LinStatic -3013.71 6.66 7.71 C1 5.85 HOATTAI2 LinStatic -3013.71 6.66 -22.24 C1 0 GIOTRAI LinStatic 7103.95 585.39 1386.26 C1 5.85 GIOTRAI LinStatic 7103.95 585.39 -1248.01 C1 0 GIOPHAI LinStatic -7110.01 -585.29 -1385.94 C1 5.85 GIOPHAI LinStatic -7110.01 -585.29 1247.87 C2 0 TINHTAI LinStatic -18895.09 -143.21 -223.8 C2 3.9 TINHTAI LinStatic -18459.49 -143.21 291.77 C2 0 HOATTAI1 LinStatic -1817.02 -14.03 -49.1 C2 3.9 HOATTAI1 LinStatic -1817.02 -14.03 1.42 C2 0 HOATTAI2 LinStatic -3181.98 -21.53 -10.86 C2 3.9 HOATTAI2 LinStatic -3181.98 -21.53 66.63 C2 0 GIOTRAI LinStatic 4623.84 643.91 1165.18 C2 3.9 GIOTRAI LinStatic 4623.84 643.91 -1152.9 C2 0 GIOPHAI LinStatic -4628.18 -643.96 -1165.47 C2 3.9 GIOPHAI LinStatic -4628.18 -643.96 1152.8 C3 0 TINHTAI LinStatic -14391.07 -218.41 -377.27 C3 3.9 TINHTAI LinStatic -13955.47 -218.41 409 C3 0 HOATTAI1 LinStatic -1968.49 -24.79 -14.56 C3 3.9 HOATTAI1 LinStatic -1968.49 -24.79 74.67 C3 0 HOATTAI2 LinStatic -1613.71 -22.1 -68.11 C3 3.9 HOATTAI2 LinStatic -1613.71 -22.1 11.44 C3 0 GIOTRAI LinStatic 2557.84 539.09 959.03 C3 3.9 GIOTRAI LinStatic 2557.84 539.09 -981.7 C3 0 GIOPHAI LinStatic -2563.34 -538.93 -958.67 C3 3.9 GIOPHAI LinStatic -2563.34 -538.93 981.46 C4 0 TINHTAI LinStatic -9755.66 -261.48 -455.21 C4 3.9 TINHTAI LinStatic -9320.06 -261.48 486.13 C4 0 HOATTAI1 LinStatic -377.54 -28.04 -78.48 C4 3.9 HOATTAI1 LinStatic -377.54 -28.04 22.48 C4 0 HOATTAI2 LinStatic -1773.08 -23.89 -13.77 C4 3.9 HOATTAI2 LinStatic -1773.08 -23.89 72.21 C4 0 GIOTRAI LinStatic 1067.04 343.42 593.93 C4 3.9 GIOTRAI LinStatic 1067.04 343.42 -642.66 C4 0 GIOPHAI LinStatic -1073.15 -343.06 -593.17 C4 3.9 GIOPHAI LinStatic -1073.15 -343.06 641.85 C5 0 TINHTAI LinStatic -4887.95 -317.82 -549.89 C5 3.9 TINHTAI LinStatic -4452.35 -317.82 594.25 C5 0 HOATTAI1 LinStatic -518.39 -22.18 -14.78 C5 3.9 HOATTAI1 LinStatic -518.39 -22.18 65.08 C5 0 HOATTAI2 LinStatic -188.26 -34.53 -84.23 C5 3.9 HOATTAI2 LinStatic -188.26 -34.53 40.08 C5 0 GIOTRAI LinStatic 226.98 149.44 249.76 C5 3.9 GIOTRAI LinStatic 226.98 149.44 -288.23 C5 0 GIOPHAI LinStatic -235.61 -149.82 -249.75 C5 3.9 GIOPHAI LinStatic -235.61 -149.82 289.61 C6 0 TINHTAI LinStatic -109779.61 -1662.28 -2517.65 C6 5.85 TINHTAI LinStatic -108542.11 -1662.28 4962.6 C6 0 HOATTAI1 LinStatic -10278.07 99.61 137.99 C6 5.85 HOATTAI1 LinStatic -10278.07 99.61 -310.27 C6 0 HOATTAI2 LinStatic -11432.48 -449.23 -687.94 C6 5.85 HOATTAI2 LinStatic -11432.48 -449.23 1333.57 C6 0 GIOTRAI LinStatic 4368.98 6119.48 14732.74 C6 5.85 GIOTRAI LinStatic 4368.98 4898.78 -10424.55 C6 0 GIOPHAI LinStatic -4361.24 -5983.5 -14601.17 C6 5.85 GIOPHAI LinStatic -4361.24 -5067 10537.4 C7 0 TINHTAI LinStatic -85143.29 -4632.32 -8501.68 C7 3.9 TINHTAI LinStatic -84153.29 -4632.32 8174.69 C7 0 HOATTAI1 LinStatic -8769.78 -558.26 -469.14 C7 3.9 HOATTAI1 LinStatic -8769.78 -558.26 1540.59 C7 0 HOATTAI2 LinStatic -7851.04 -416.26 -1332.19 C7 3.9 HOATTAI2 LinStatic -7851.04 -416.26 166.34 C7 0 GIOTRAI LinStatic 2753.36 5253.15 8353.17 C7 3.9 GIOTRAI LinStatic 2753.36 4075.95 -8439.2 C7 0 GIOPHAI LinStatic -2747.68 -5101.89 -8252.77 C7 3.9 GIOPHAI LinStatic -2747.68 -4219.89 8526.42 C8 0 TINHTAI LinStatic -61342.49 -3540.37 -6136.05 C8 3.9 TINHTAI LinStatic -60451.49 -3540.37 6609.28 C8 0 HOATTAI1 LinStatic -5210.59 -338.36 -1048 C8 3.9 HOATTAI1 LinStatic -5210.59 -338.36 170.09 C8 0 HOATTAI2 LinStatic -6423.28 -399.93 -242.94 C8 3.9 HOATTAI2 LinStatic -6423.28 -399.93 1196.81 C8 0 GIOTRAI LinStatic 1629.39 4111.81 6309.32 C8 3.9 GIOTRAI LinStatic 1629.39 2830.21 -6186.33 C8 0 GIOPHAI LinStatic -1622.33 -3952.99 -6216.94 C8 3.9 GIOPHAI LinStatic -1622.33 -2991.79 6283.96 C9 0 TINHTAI LinStatic -37908.49 -3761.16 -6823.38 C9 3.9 TINHTAI LinStatic -37017.49 -3761.16 6716.79 C9 0 HOATTAI1 LinStatic -3812.5 -396.78 -237.95 C9 3.9 HOATTAI1 LinStatic -3812.5 -396.78 1190.46 C9 0 HOATTAI2 LinStatic -2854.75 -425.26 -1228.19 C9 3.9 HOATTAI2 LinStatic -2854.75 -425.26 302.74 C9 0 GIOTRAI LinStatic 822.27 3030.29 4349.08 C9 3.9 GIOTRAI LinStatic 822.27 1698.29 -4162.36 C9 0 GIOPHAI LinStatic -814.38 -2866.58 -4252.52 C9 3.9 GIOPHAI LinStatic -814.38 -1869.38 4272.2 C10 0 TINHTAI LinStatic -14759.24 -4105.89 -7094.84 C10 3.9 TINHTAI LinStatic -13868.24 -4105.89 7686.37 C10 0 HOATTAI1 LinStatic -268.02 -450.68 -1247.72 C10 3.9 HOATTAI1 LinStatic -268.02 -450.68 374.72 C10 0 HOATTAI2 LinStatic -1450.69 -197.75 -30.45 C10 3.9 HOATTAI2 LinStatic -1450.69 -197.75 681.46 C10 0 GIOTRAI LinStatic 254.6 1891.85 2223.03 C10 3.9 GIOTRAI LinStatic 254.6 484.25 -2053.96 C10 0 GIOPHAI LinStatic -243.84 -1697.58 -2100.64 C10 3.9 GIOPHAI LinStatic -243.84 -642.78 2112.01 C11 0 TINHTAI LinStatic -100701.18 1696.28 2466.01 C11 5.85 TINHTAI LinStatic -99463.98 1696.28 -5167.23 C11 0 HOATTAI1 LinStatic -6982.84 -82.99 -123.52 C11 5.85 HOATTAI1 LinStatic -6982.84 -82.99 249.95 C11 0 HOATTAI2 LinStatic -8072.85 442.57 625.91 C11 5.85 HOATTAI2 LinStatic -8072.85 442.57 -1365.65 C11 0 GIOTRAI LinStatic -11472.92 5674.93 14143.77 C11 5.85 GIOTRAI LinStatic -11472.92 4758.43 -9606.24 C11 0 GIOPHAI LinStatic 11471.24 -5811.01 -14275.22 C11 5.85 GIOPHAI LinStatic 11471.24 -4590.31 9493.96 C12 0 TINHTAI LinStatic -78771.86 4775.54 8833.32 C12 3.9 TINHTAI LinStatic -77781.86 4775.54 -8358.61 C12 0 HOATTAI1 LinStatic -6989.2 572.29 460.93 C12 3.9 HOATTAI1 LinStatic -6989.2 572.29 -1599.31 C12 0 HOATTAI2 LinStatic -4728.74 437.79 1395.7 C12 3.9 HOATTAI2 LinStatic -4728.74 437.79 -180.33 C12 0 GIOTRAI LinStatic -7377.2 4345.54 6786.84 C12 3.9 GIOTRAI LinStatic -7377.2 3463.54 -7269.51 C12 0 GIOPHAI LinStatic 7375.86 -4496.75 -6887.71 C12 3.9 GIOPHAI LinStatic 7375.86 -3319.55 7181.64 C13 0 TINHTAI LinStatic -56987.9 3758.78 6547.62 C13 3.9 TINHTAI LinStatic -56096.9 3758.78 -6983.97 C13 0 HOATTAI1 LinStatic -3639.63 363.14 1117.19 C13 3.9 HOATTAI1 LinStatic -3639.63 363.14 -190.13 C13 0 HOATTAI2 LinStatic -4724.05 422.03 248.27 C13 3.9 HOATTAI2 LinStatic -4724.05 422.03 -1271.02 C13 0 GIOTRAI LinStatic -4187.23 3532.49 5443.42 C13 3.9 GIOTRAI LinStatic -4187.23 2571.29 -5543.39 C13 0 GIOPHAI LinStatic 4185.67 -3691.49 -5536.06 C13 3.9 GIOPHAI LinStatic 4185.67 -2409.89 5446.41 C14 0 TINHTAI LinStatic -35354.57 4022.64 7323.39 C14 3.9 TINHTAI LinStatic -34463.57 4022.64 -7158.11 C14 0 HOATTAI1 LinStatic -3627.96 424.82 259.42 C14 3.9 HOATTAI1 LinStatic -3627.96 424.82 -1269.94 C14 0 HOATTAI2 LinStatic -1375.94 449.14 1297.41 C14 3.9 HOATTAI2 LinStatic -1375.94 449.14 -319.51 C14 0 GIOTRAI LinStatic -1889.31 2566.9 3655.03 C14 3.9 GIOTRAI LinStatic -1889.31 1569.7 -3790.83 C14 0 GIOPHAI LinStatic 1887.53 -2730.96 -3752.29 C14 3.9 GIOPHAI LinStatic 1887.53 -1398.96 3681.57 C15 0 TINHTAI LinStatic -13668.77 4423.71 7589.93 C15 3.9 TINHTAI LinStatic -12777.77 4423.71 -8335.43 C15 0 HOATTAI1 LinStatic -274.31 472.86 1325.61 C15 3.9 HOATTAI1 LinStatic -274.31 472.86 -376.69 C15 0 HOATTAI2 LinStatic -1364.09 232.29 73.56 C15 3.9 HOATTAI2 LinStatic -1364.09 232.29 -762.67 C15 0 GIOTRAI LinStatic -481.58 1570.11 1821.56 C15 3.9 GIOTRAI LinStatic -481.58 515.31 -1932.19 C15 0 GIOPHAI LinStatic 479.45 -1764 -1941.29 C15 3.9 GIOPHAI LinStatic 479.45 -356.4 1875.42 TABLE: Element Forces - Frames Frame Station OutputCase CaseType P V2 M3 Text m Text Text Kgf Kgf Kgf-m D1 0 TINHTAI LinStatic 109.22 -444.52 -320.06 D1 1.27 TINHTAI LinStatic 109.22 426.28 -224.65 D1 2.54 TINHTAI LinStatic 109.22 1297.08 -1274.93 D1 0 HOATTAI1 LinStatic -2.59 -421.79 -98.3 D1 1.27 HOATTAI1 LinStatic -2.59 1.57 216.05 D1 2.54 HOATTAI1 LinStatic -2.59 424.93 -101.82 D1 0 HOATTAI2 LinStatic 28.18 168.28 11.38 D1 1.27 HOATTAI2 LinStatic 28.18 168.28 -177.09 D1 2.54 HOATTAI2 LinStatic 28.18 168.28 -365.57 D1 0 GIOTRAI LinStatic -58.52 2480.11 2413.19 D1 1.27 GIOTRAI LinStatic -58.52 2480.11 -364.54 D1 2.54 GIOTRAI LinStatic -58.52 2480.11 -3142.26 D1 0 GIOPHAI LinStatic 58.67 -2481.83 -2413.34 D1 1.27 GIOPHAI LinStatic 58.67 -2481.83 366.31 D1 2.54 GIOPHAI LinStatic 58.67 -2481.83 3145.96 D2 0 TINHTAI LinStatic 3079.26 -13492.74 -14739.21 D2 4.36 TINHTAI LinStatic 3079.26 -94.46 13526.18 D2 8.72 TINHTAI LinStatic 3079.26 13303.82 -14000.55 D2 0 HOATTAI1 LinStatic 655.28 -6.36 -260.69 D2 4.36 HOATTAI1 LinStatic 655.28 -6.36 -235.83 D2 8.72 HOATTAI1 LinStatic 655.28 -6.36 -210.98 D2 0 HOATTAI2 LinStatic -4.78 -2635.16 -3031.33 D2 4.36 HOATTAI2 LinStatic -4.78 -34.52 3241.56 D2 8.72 HOATTAI2 LinStatic -4.78 2566.12 -2761.35 D2 0 GIOTRAI LinStatic -412.89 4095.72 15635.47 D2 4.36 GIOTRAI LinStatic -412.89 4095.72 -378.81 D2 8.72 GIOTRAI LinStatic -412.89 4095.72 -16393.08 D2 0 GIOPHAI LinStatic 93.56 -4095.38 -15644.21 D2 4.36 GIOPHAI LinStatic 93.56 -4095.38 368.73 D2 8.72 GIOPHAI LinStatic 93.56 -4095.38 16381.67 D3 0 TINHTAI LinStatic 75.19 -930.42 -669.03 D3 1.27 TINHTAI LinStatic 75.19 -59.62 -29.42 D3 2.54 TINHTAI LinStatic 75.19 811.18 -535.49 D3 0 HOATTAI1 LinStatic 10.75 151.47 -15.97 D3 1.27 HOATTAI1 LinStatic 10.75 151.47 -185.62 D3 2.54 HOATTAI1 LinStatic 10.75 151.47 -355.27 D3 0 HOATTAI2 LinStatic 0.57 -491.27 -134.74 D3 1.27 HOATTAI2 LinStatic 0.57 -67.91 257.43 D3 2.54 HOATTAI2 LinStatic 0.57 355.45 17.38 D3 0 GIOTRAI LinStatic 104.82 2066 2111.93 D3 1.27 GIOTRAI LinStatic 104.82 2066 -201.99 D3 2.54 GIOTRAI LinStatic 104.82 2066 -2515.91 D3 0 GIOPHAI LinStatic -105.04 -2064.84 -2111.47 D3 1.27 GIOPHAI LinStatic -105.04 -2064.84 201.15 D3 2.54 GIOPHAI LinStatic -105.04 -2064.84 2513.77 D4 0 TINHTAI LinStatic -1016.76 -13390.61 -14846.23 D4 4.36 TINHTAI LinStatic -1016.76 7.67 13019.82 D4 8.72 TINHTAI LinStatic -1016.76 13405.95 -14906.24 D4 0 HOATTAI1 LinStatic -209.15 -2629.71 -2943.86 D4 4.36 HOATTAI1 LinStatic -209.15 -29.07 3307.72 D4 8.72 HOATTAI1 LinStatic -209.15 2571.57 -2716.5 D4 0 HOATTAI2 LinStatic -15.76 4.69 -391.9 D4 4.36 HOATTAI2 LinStatic -15.76 4.69 -410.25 D4 8.72 HOATTAI2 LinStatic -15.76 4.69 -428.6 D4 0 GIOTRAI LinStatic 68.95 3189.97 12232.61 D4 4.36 GIOTRAI LinStatic 68.95 3189.97 -240.16 D4 8.72 GIOTRAI LinStatic 68.95 3189.97 -12712.93 D4 0 GIOPHAI LinStatic -371.93 -3190.19 -12229.6 D4 4.36 GIOPHAI LinStatic -371.93 -3190.19 244.05 D4 8.72 GIOPHAI LinStatic -371.93 -3190.19 12717.7 D5 0 TINHTAI LinStatic 43.08 -1061.81 -864.21 D5 1.27 TINHTAI LinStatic 43.08 -191.01 -77.43 D5 2.54 TINHTAI LinStatic 43.08 679.79 -436.34 D5 0 HOATTAI1 LinStatic 3.26 -513.95 -153.15 D5 1.27 HOATTAI1 LinStatic 3.26 -90.59 264.43 D5 2.54 HOATTAI1 LinStatic 3.26 332.77 49.78 D5 0 HOATTAI2 LinStatic 1.79 159.36 -25.21 D5 1.27 HOATTAI2 LinStatic 1.79 159.36 -203.7 D5 2.54 HOATTAI2 LinStatic 1.79 159.36 -382.18 D5 0 GIOTRAI LinStatic 195.67 1490.8 1575.33 D5 1.27 GIOTRAI LinStatic 195.67 1490.8 -94.37 D5 2.54 GIOTRAI LinStatic 195.67 1490.8 -1764.07 D5 0 GIOPHAI LinStatic -195.86 -1490.19 -1574.63 D5 1.27 GIOPHAI LinStatic -195.86 -1490.19 94.39 D5 2.54 GIOPHAI LinStatic -195.86 -1490.19 1763.41 D6 0 TINHTAI LinStatic 263.86 -13342.22 -13868.99 D6 4.36 TINHTAI LinStatic 263.86 56.06 13807.88 D6 8.72 TINHTAI LinStatic 263.86 13454.34 -14307.36 D6 0 HOATTAI1 LinStatic 61.68 11.67 -358.26 D6 4.36 HOATTAI1 LinStatic 61.68 11.67 -403.91 D6 8.72 HOATTAI1 LinStatic 61.68 11.67 -449.55 D6 0 HOATTAI2 LinStatic 27.12 -2631.17 -2807.18 D6 4.36 HOATTAI2 LinStatic 27.12 -30.53 3450.1 D6 8.72 HOATTAI2 LinStatic 27.12 2570.11 -2568.42 D6 0 GIOTRAI LinStatic -4.4 2297.92 8771.34 D6 4.36 GIOTRAI LinStatic -4.4 2297.92 -213.54 D6 8.72 GIOTRAI LinStatic -4.4 2297.92 -9198.42 D6 0 GIOPHAI LinStatic -321.08 -2298.14 -8772.77 D6 4.36 GIOPHAI LinStatic -321.08 -2298.14 212.97 D6 8.72 GIOPHAI LinStatic -321.08 -2298.14 9198.7 D7 0 TINHTAI LinStatic 56.33 -1294.11 -1036.02 D7 1.27 TINHTAI LinStatic 56.33 -423.31 10.93 D7 2.54 TINHTAI LinStatic 56.33 447.49 -87.8 D7 0 HOATTAI1 LinStatic -5.86 140.85 -37.26 D7 1.27 HOATTAI1 LinStatic -5.86 140.85 -195.01 D7 2.54 HOATTAI1 LinStatic -5.86 140.85 -352.76 D7 0 HOATTAI2 LinStatic 10.65 -507.82 -156.44 D7 1.27 HOATTAI2 LinStatic 10.65 -84.46 254.26 D7 2.54 HOATTAI2 LinStatic 10.65 338.9 32.75 D7 0 GIOTRAI LinStatic 193.98 840.06 892.43 D7 1.27 GIOTRAI LinStatic 193.98 840.06 -48.44 D7 2.54 GIOTRAI LinStatic 193.98 840.06 -989.31 D7 0 GIOPHAI LinStatic -193.24 -837.54 -891.6 D7 1.27 GIOPHAI LinStatic -193.24 -837.54 46.44 D7 2.54 GIOPHAI LinStatic -193.24 -837.54 984.48 D8 0 TINHTAI LinStatic 401.07 -13289.76 -13899.43 D8 4.36 TINHTAI LinStatic 401.07 108.52 13572.33 D8 8.72 TINHTAI LinStatic 401.07 13506.8 -14748.04 D8 0 HOATTAI1 LinStatic 48.04 -2625.63 -2790.93 D8 4.36 HOATTAI1 LinStatic 48.04 -24.99 3444.66 D8 8.72 HOATTAI1 LinStatic 48.04 2575.65 -2595.55 D8 0 HOATTAI2 LinStatic -216.86 11.84 -300.45 D8 4.36 HOATTAI2 LinStatic -216.86 11.84 -346.76 D8 8.72 HOATTAI2 LinStatic -216.86 11.84 -393.07 D8 0 GIOTRAI LinStatic 0.41 1407.73 5396.08 D8 4.36 GIOTRAI LinStatic 0.41 1407.73 -108.16 D8 8.72 GIOTRAI LinStatic 0.41 1407.73 -5612.39 D8 0 GIOPHAI LinStatic -365.04 -1408.08 -5388.36 D8 4.36 GIOPHAI LinStatic -365.04 -1408.08 117.25 D8 8.72 GIOPHAI LinStatic -365.04 -1408.08 5622.86 D9 0 TINHTAI LinStatic -317.82 -978.35 -594.25 D9 1.27 TINHTAI LinStatic -317.82 74.45 -4.45 D9 2.54 TINHTAI LinStatic -317.82 1167.57 -776.08 D9 0 HOATTAI1 LinStatic -22.18 -228.39 -65.08 D9 1.27 HOATTAI1 LinStatic -22.18 -113.03 147.65 D9 2.54 HOATTAI1 LinStatic -22.18 2.33 188.1 D9 0 HOATTAI2 LinStatic -34.53 61.74 -40.08 D9 1.27 HOATTAI2 LinStatic -34.53 61.74 -109.24 D9 2.54 HOATTAI2 LinStatic -34.53 61.74 -178.39 D9 0 GIOTRAI LinStatic 149.44 226.98 288.23 D9 1.27 GIOTRAI LinStatic 149.44 226.98 34.01 D9 2.54 GIOTRAI LinStatic 149.44 226.98 -220.2 D9 0 GIOPHAI LinStatic -149.82 -235.61 -289.61 D9 1.27 GIOPHAI LinStatic -149.82 -235.61 -25.73 D9 2.54 GIOPHAI LinStatic -149.82 -235.61 238.16 D10 0 TINHTAI LinStatic -4423.71 -9694.66 -8462.45 D10 4.36 TINHTAI LinStatic -4423.71 62.61 12505.93 D10 8.72 TINHTAI LinStatic -4423.71 9346.77 -8335.43 D10 0 HOATTAI1 LinStatic -472.86 24.31 -186.61 D10 4.36 HOATTAI1 LinStatic -472.86 24.31 -281.65 D10 8.72 HOATTAI1 LinStatic -472.86 24.31 -376.69 D10 0 HOATTAI2 LinStatic -232.29 -1071.95 -859.85 D10 4.36 HOATTAI2 LinStatic -232.29 -12.43 1689.36 D10 8.72 HOATTAI2 LinStatic -232.29 1047.09 -762.67 D10 0 GIOTRAI LinStatic -23.31 481.58 1833.76 D10 4.36 GIOTRAI LinStatic -23.31 481.58 -49.22 D10 8.72 GIOTRAI LinStatic -23.31 481.58 -1932.19 D10 0 GIOPHAI LinStatic -300.6 -479.45 -1873.86 D10 4.36 GIOPHAI LinStatic -300.6 -479.45 0.78 D10 8.72 GIOPHAI LinStatic -300.6 -479.45 1875.42 2. Tổ hợp nội lực: a. Cơ sở cho việc tổ hợp nội lực: - Tổ hợp nội lực nhằm tạo ra các cặp nội lực nguy hiểm có thể xuất hiện trong quá trình làm việc của kết cấu. Từ đó dùng để thiết kế thép cho các cấu kiện. Sau khi có kết quả nội lực ta tiến hành tổ hợp nội lực: Tổ hợp nội lực cần tìm ra những cặp nội lực nguy hiểm nhất có thể xuất hiện nhất ở mỗi tiết diện. Tìm ra 2 tổ hợp: Tổ hợp cơ bản I; Tổ hợp cơ bản II: - Tổ hợp cơ bản I: Gồm Tĩnh tải + một hoạt tải sử dụng. - Tổ hợp cơ bản II: Tĩnh tải + 0.9x(tổng các hoạt tải gây ra cùng dấu). Không được có hai tải trọng gió. Đối với cột: Nội lực cột được xuất ra theo hai mặt cắt I-I (chân cột) và II-II (đỉnh cột). Tổ hợp nội lực tiến hành theo phương X, tìm ra các cặp nội lực nguy hiểm : + Mmax,Ntư + Mmin,Ntư + Mtu,Nmax Đối với dầm: Nội lực dầm được xuất ra theo các mặt cắt đầu dầm, vị trí giữa dầm nơI đặt các lực tập trung và cuối dầm.Tổ hợp nội lực tiến hành theo một phương nằm trong mặt phẳng uốn của dầm, tìm ra các cặp nội lực nguy hiểm: + Mmax,Qtư + Mmin,Qtu + Mtu,Qmax - Khi tổ hợp nội lực cần theo các nguyên tắc sau:Tải trong thường xuyên luôn được kể đến trong mọi trường hợp, không kể dấu thế nào. - Không kể đồng thời hai tải trọng gió, động đất trong cùng một tổ hợp. Trong bảng tổ hợp nội lực có một số ô để trắng vĩ dụ như: Mxmax,Ntư, Mytư là do cặp này không xuất hiên. Sau khi có kết quả tổ hợp ta tiến hành chọn cặp nội lực để tính toán cho các tiết diện của cột và dầm: Đối với cột chọn các cặp nội lực sau: (|Mmax|,Ntư, Qtư) (Mtư,Nmax, Qtư) (Mtư,Ntư, Qmax) e0 max( với e0=M/N) Đối với dầm chọn các cặp nội lực sau: Tại tiết diện chịu mômen dương ( giữa nhịp) chọn M+ max, Qtư Tại tiết diện chịu mômen âm (hai đầu gối) chọn M-max BẢNG TỔ HỢP NỘI LỰC CỘT PHẦN TỬ CỘT MẶT CẮT NỘI LỰC TRƯỜNG HỢP TẢI TRỌNG TỔ HỢP CƠ BẢN 1 TỔ HỢP CƠ BẢN 2 TINHTAI HOATTAI1 HOATTAI2 GIOTRAI GIOPHAI MMAX M MIN M TU M MAX M MIN M TU N TU N TU N MAX N TU N TU N MAX 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 C1 I/I 4,7 4,8 4,8 4,6,7 4,5,8 4,5,6,8 M(TM) -56.73 -25.59 7.71 1386.26 -1385.94 1329.53 -1442.67 -1442.67 1197.843 -1327.107 -1320.168 N(T) -23022.1 -3315.8 -3013.71 7103.95 -7110.01 -15918.2 -30132.1 -30132.11 -19340.88 -32405.33 -35117.668 II/II 4,8 4,7 4,8 4,5,8 4,6,7 4,5,6,8 M(TM) 96.26 49.2 -22.24 -1248.01 1247.87 1344.13 -1151.75 1344.13 1263.923 -1046.965 1243.907 N(T) -22477.6 -3315.8 -3013.71 7103.95 -7110.01 -29587.6 -15373.7 -29587.61 -31860.83 -18796.38 -34573.168 C3 I/I 4,7 4,8 4,5,6 4,7 4,5,6,8 4,5,6,8 M(TM) -377.27 -14.56 -68.11 959.03 -958.67 581.76 -1335.94 -459.94 581.76 -1314.476 -1314.476 N(T) -14391.07 -1968.49 -1613.71 2557.84 -2563.34 -11833.2 -16954.4 -17973.27 -11833.23 -19922.06 -19922.056 II/II 4,8 4,7 4,5,6 4,5,6,8 4,5,6,8 M(TM) 409 74.67 11.44 -981.7 981.46 1390.46 -572.7 495.11 1369.813 1369.813 N(T) -13955.47 -1968.49 -1613.71 2557.84 -2563.34 -16518.8 -11397.6 -17537.67 -19486.46 -19486.456 C6 I/I 4,7 4,8 4,5,6 4,7 4,6,8 4,5,6,8 M(TM) -2517.65 137.99 -687.94 14732.74 -14601.17 12215.09 -17118.8 -3067.6 12215.09 -16277.85 -16153.958 N(T) -109779.61 -10278.07 -11432.48 4368.98 -4361.24 -105411 -114141 -131490.2 -105410.6 -123994 -133244.221 II/II 4,8 4,7 4,5,6 4,6,8 4,5,6,8 M(TM) 4962.6 -310.27 1333.57 -10424.55 10537.4 15500 -5461.95 5985.9 15646.47 15367.23 N(T) -108542.11 -10278.07 -11432.48 4368.98 -4361.24 -112903 -104173 -130252.7 -122756.5 -132006.721 C8 I/I 4,7 4,8 4,5,6 4,7 4,5,6,8 4,5,6,8 M(TM) -6136.05 -1048 -242.94 6309.32 -6216.94 173.27 -12353 -7426.99 173.27 -12893.14 -12893.142 N(T) -61342.49 -5210.59 -6423.28 1629.39 -1622.33 -59713.1 -62964.8 -72976.36 -59713.1 -73273.07 -73273.07 II/II 4,8 4,5,6 4,5,6,8 4,5,6,8 M(TM) 6609.28 170.09 1196.81 -6186.33 6283.96 12892.94 7976.18 13494.78 13494.784 N(T) -60451.49 -5210.59 -6423.28 1629.39 -1622.33 -62073.8 -72085.36 -72382.07 -72382.07 C11 I/I 4,7 4,8 4,5,6 4,7 4,5,8 4,5,6,7 M(TM) 2466.01 -123.52 625.91 14143.77 -14275.22 16609.78 -11809.2 2968.4 16609.78 -10492.86 -10492.856 N(T) -100701.18 -6982.84 -8072.85 -11472.92 11471.24 -112174 -89229.9 -115756.9 -112174.1 -96661.62 -124576.929 II/II 4,8 4,7 4,5,6 4,5,8 4,5,6,7 M(TM) -5167.23 249.95 -1365.65 -9606.24 9493.96 4326.73 -14773.5 -6282.93 3602.289 3602.289 N(T) -99463.98 -6982.84 -8072.85 -11472.92 11471.24 -87992.4 -110937 -114519.4 -95424.12 -123339.429 C13 I/I 4,7 4,5,6 4,5,6,7 4,5,6,7 M(TM) 6547.62 1117.19 248.27 5443.42 -5536.06 11991.04 7913.08 12675.61 12675.612 N(T) -56987.9 -3639.63 -4724.05 -4187.23 4185.67 -61175.1 -65351.58 -68283.72 -68283.719 II/II 4,7 4,5,6 4,5,6,7 4,5,6,7 M(TM) -6983.97 -190.13 -1271.02 -5543.39 5446.41 -12527.4 -8445.12 -13288.06 -13288.056 N(T) -56096.9 -3639.63 -4724.05 -4187.23 4185.67 -60284.1 -64460.58 -67392.72 -67392.719 BẢNG TỔ HỢP NỘI LỰC CHO DẦM PHẦN TỬ DẦM MẶT CẮT NỘI LỰC TRƯỜNG HỢP TẢI TRỌNG TỔ HỢP CƠ BẢN 1 TỔ HỢP CƠ BẢN 2 TINHTAI HOATTAI1 HOATTAI2 GIOTRAI GIOPHAI MMAX M MIN M TU M MAX M MIN M TU Q TU Q TU Q MAX Q TU Q TU Q MAX 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 D1 I-I 4,7 4,8 4,8 4,5,8 4,5,8 M(KGM) -320.06 -98.3 11.38 2413.19 -2413.34 2093.13 -2733.4 -2733.4 -2580.536 -2580.536 Q(KG) -444.52 -421.79 168.28 2480.11 -2481.83 2035.59 -2926.35 -2926.35 -3057.778 -3057.778 II-II 4,8 4,7 4,7 4,5,8 4,6,7 4,5,6,7 M(KGM) -224.65 216.05 -177.09 -364.54 366.31 141.66 -589.19 -589.19 299.474 -712.117 -517.672 Q(KG) 426.28 1.57 168.28 2480.11 -2481.83 -2055.55 2906.39 2906.39 -1805.954 2809.831 2811.244 III-III 4,8 4,7 4,7 4,5,6,7 4,5,6,7 M(KGM) -1274.93 -101.82 -365.57 -3142.26 3145.96 1871.03 -4417.19 -4417.19 -4523.915 -4523.915 Q(KG) 1297.08 424.93 168.28 2480.11 -2481.83 -1184.75 3777.19 3777.19 4063.068 4063.068 D2 I-I 4,7 4,8 4,8 4,5,6,8 4,5,6,8 M(KGM) -14739.21 -260.69 -3031.33 15635.47 -15644.21 896.26 -30383.42 -30383.42 -31781.817 -31781.817 Q(KG) -13492.74 -6.36 -2635.16 4095.72 -4095.38 -9397.02 -17588.12 -17588.12 -19555.95 -19555.95 II-II 4,6 4,8 4,6,8 4,5,6,8 M(KGM) 13526.18 -235.83 3241.56 -378.81 368.73 16767.74 13894.91 16775.441 16563.194 Q(KG) -94.46 -6.36 -34.52 4095.72 -4095.38 -128.98 -4189.84 -3811.37 -3817.094 III-III 4,8 4,7 4,7 4,5,6,7 4,6,7 M(KGM) -14000.55 -210.98 -2761.35 -16393.08 16381.67 2381.12 -30393.93 -30393.93 -31429.419 -31239.537 Q(KG) 13303.82 -6.36 2566.12 4095.72 -4095.38 9208.44 17399.54 17399.54 19293.752 19299.476 D5 I-I 4,7 4,8 4,8 4,5,6,8 4,5,8 M(KGM) -864.21 -153.15 -25.21 1575.33 -1574.63 711.12 -2438.84 -2438.84 -2441.901 -2419.212 Q(KG) -1061.81 -513.95 159.36 1490.8 -1490.19 428.99 -2552 -2552 -2722.112 -2865.536 II-II 4,5 4,6 4,8 4,5,8 4,6,7 4,5,8 M(KGM) -77.43 264.43 -203.7 -94.37 94.39 187 -281.13 16.96 245.508 -345.693 245.508 Q(KG) -191.01 -90.59 159.36 1490.8 -1490.19 -281.6 -31.65 -1681.2 -1613.712 1294.134 -1613.712 III-III 4,8 4,7 4,7 4,6,7 4,5,6,7 M(KGM) -436.34 49.78 -382.18 -1764.07 1763.41 1327.07 -2200.41 -2200.41 -2367.965 -2323.163 Q(KG) 679.79 332.77 159.36 1490.8 -1490.19 -810.4 2170.59 2170.59 2164.934 2464.427 D6 I-I 4,8 4,6 4,5,6,8 4,6,8 M(KGM) -13868.99 -358.26 -2807.18 8771.34 -8772.77 -22641.76 -16676.17 -24613.379 -24290.945 Q(KG) -13342.22 11.67 -2631.17 2297.92 -2298.14 -15640.36 -15973.39 -17768.096 -17778.599 II-II 4,6 4,7 4,6,8 4,5,7 M(KGM) 13807.88 -403.91 3450.1 -213.54 212.97 17257.98 13594.34 17104.643 13252.175 Q(KG) 56.06 11.67 -30.53 2297.92 -2298.14 25.53 2353.98 -2039.743 2134.691 III-III 4,7 4,5,6 4,5,6,7 4,5,6,7 M(KGM) -14307.36 -449.55 -2568.42 -9198.42 9198.7 -23505.78 -17325.33 -25302.111 -25302.111 Q(KG) 13454.34 11.67 2570.11 2297.92 -2298.14 15752.26 16036.12 17846.07 17846.07 D9 I-I 4,8 4,8 4,5,6,8 4,5,8 M(KGM) -594.25 -65.08 -40.08 288.23 -289.61 -883.86 -883.86 -949.543 -913.471 Q(KG) -978.35 -228.39 61.74 226.98 -235.61 -1213.96 -1213.96 -1340.384 -1395.95 II-II 4,5 4,6 4,7 4,5,7 4,6,8 4,6,7 M(KGM) -4.45 147.65 -109.24 34.01 -25.73 143.2 -113.99 29.56 159.044 -125.923 -72.157 Q(KG) 74.45 -113.03 61.74 226.98 -235.61 -38.58 136.19 301.43 177.005 -82.033 334.298 III-III 4,7 4,7 4,6,7 4,5,6,7 M(KGM) -776.08 188.1 -178.39 -220.2 238.16 -996.28 -996.28 -1134.811 -965.521 Q(KG) 1167.57 2.33 61.74 226.98 -235.61 1394.55 1394.55 1427.418 1429.515 D10 I-I 4,8 4,6 4,5,6,8 4,6,8 M(KGM) -8462.45 -186.61 -859.85 1833.76 -1873.86 -10336.31 -9322.3 -11090.738 -10922.789 Q(KG) -9694.66 24.31 -1071.95 481.58 -479.45 -10174.11 -10766.61 -11069.041 -11090.92 II-II 4,6 4,7 4,6,8 4,5,7 M(KGM) 12505.93 -281.65 1689.36 -49.22 0.78 14195.29 12456.71 14027.056 12208.147 Q(KG) 62.61 24.31 -12.43 481.58 -479.45 50.18 544.19 -380.082 517.911 III-III 4,7 4,5,6 4,5,6,7 4,5,6,7 M(KGM) -8335.43 -376.69 -762.67 -1932.19 1875.42 -10267.62 -9474.79 -11099.825 -11099.825 Q(KG) 9346.77 24.31 1047.09 481.58 -479.45 9828.35 10418.17 10744.452 10744.452 D. THIẾT KẾ THÉP KHUNG TRỤC 4: I. THIẾT KẾ THÉP CỘT KHUNG TRỤC 4: 1. Cơ sở tính toán: * Cơ sở tính toán: - Bảng tổ hợp nội lực. - TCVN 5574 - 1994 : Tiêu chuẩn thiết kế bê tông cốt thép. - Hồ sơ kiến trúc công trình. * Một sè qui định đối với việc tính cột và bố trí cốt thép: - Tổng hàm lượng thép hợp lý mt = 1%-2%. - Cốt dọc : + Khi h, b > 40 cm thì d > 16 mm. + Khoảng cách giữa 2 cốt thép t > 30 mm. + Khi h > 60 cm thì đặt cốt cấu tạo d = 12-14 mm. - Cốt đai : + d > 0.25d1 (d1 : đường kính lớn nhất của cốt dọc). + Khoảng cách giữa các cốt đai 15d2 (d2: đường kính bé nhất của cốt dọc) a < h/4 150 mm * Số liệu vật liệu : - Bê tông cột mác 250# có : Rn = 1100 kG/cm2; Rk = 8,8 kG/cm2 ; - Cốt thép dọc AII có : Ra = Ra’ = 2800 kG/cm2; - Cốt thép đai AI có Ra = 2150 kG/cm2; - Các giá trị khác : Eb = 2.4 ´ 105 kG/cm2; Ea = 2.1 ´ 106 kG/cm2; ao = 0.62. - Chiều dày lớp bảo vệ ao = 2,0 cm. Với (h là cạnh của phương chiụ lực) thì bỏ qua ảnh hưởng của uốn dọc (h = 1). Với (h là cạnh của phương chiụ lực) cần xét đến ảnh hưởng của uốn dọc, tính hệ số làn tăng độ lệch tâm. Trong đó: Nth-lực dọc tới hạn xác định theo công thức sau đây ở đây: Jb- mômen quán tính của tiết diện bêtông Ja- mômen quán tính của tiết diện cốt thép lấy đối với trục đi qua trọng tâm tiết diện. Khi chưa biết Fa và Fa’ thì có thể giả thiết trước hàm lượng cốt thép và tính Kdh-hệ số xét đến ảnh hưởng của tải trọng tác dụng dài hạn Khi Mdh,có chiều tác dụng ngược lại với M thì nó mang dấu âm và nếu tính ra Kdh<1 thì lấy Kdh=1. S-hệ số xét đến ảnh hưởng của độ lệch tâm tính theo công thức Khi eo/h5 thì lấy S=0,122. Khoảng cách từ điêmt đặt lực N đến trọn tâm cốt thép Fa là e= Cần dựa vào dấu của mômen mà quy định cốt thép phía chịu kéo là Fa, phía chịu nén la Fa’, sau đó tiến hành tính toán cốt thép theo lệch tâm lớn hoặc lệch tâm bé.Trong các bài toán(trừ các bài toán tính cốt thép không đối xứng)trước hết cần xác định chiều cao vùng nén x.Nếu x tính theo lệch tâm lớn.Nếu x tính theo lệch tâm bé. Đối với bài toán tính cả Fa và Fa’ không đối xứng thì không thể tính ngay ra được x.Lúc nà phảI tính độ lệch tâm giới hạn eogh theo eogh = và so sánh.Nếu thì tính cốt thép theo trường hợp lệch tâm lớn.Nếu thì tính theo trường hợp lệch tâm bé. ở đây ta tính thép cho tất cả các cặp nội lực nguy hiểm, sau đó chọn giá trị lớn nhất. * Tính thép không đối xứng: Tính eogh = - Nếu , tính theo lệch tâm lớn. Trước tiên tính Fa’ Tính ,nếu thì tính tiếp Fa Trong đó lấy nh­ sau: khi b cạnh ngắn tiết diện khi khi - Nếu (kể cả trường hợp F’a<0) thì lấy và tính theo bài toán đã biết trước Fa’ tìm Fa: Từ các công thức nén lệch tâm lớn, tính A: Từ A tra bảng phụ lục ra α,tính x= α.ho + Nếu x =2a’ tính Fa theo công thức sau: + Nếu x > aoho, lúc đó Fa’ đã cho là chưa đủ,cần phải tính lại Fa’ rồi mới tính Fa lại. + Nếu x < 2a’,tính Fa theo công thức sau: Công thức này áp dụng cho cả trường hợp A có giá trị âm,trong đó: e=; e’=e-ho+a’; - Nếu , tính theo lệch tâm bé.Lúc này cần xác định x theo các công thức thực nghiệm sau + Khi eo £ 0.2ho, tính x = eo (*) + Khi 0.2ho £ eo £ eogh, tính x = (**) =>Tính Fa’ theo công thức sau: Ta tính Fa: + Nếu x tính theo công thức (*)(**) nhỏ hơn 0,9ho thì Fa lấy thep cấu tạo bằng + Nếu x tính theo công thức (*)(**) lớn hơn 0,9ho thì lấyvà Fa tính theo công thức * Tính thép đối xứng: Tính - Nếu 2a’ < x < aoho, tính : - Nếu x < 2a’, lấy x = 2a’ và tính : với e’ = e – ho + a’ - Nếu x > aoho, tính thêm : eogh = 0.4(1.25h - aoho) So sánh eo và eogh, xét 2 trường hợp sau : + Khi eo > eogh, lấy x = aoho, tính + Khi eo £ eogh, xét 2 trường hợp : - Khi eo £ 0.2ho, tính x = eo - Khi 0.2ho £ eo £ eogh, tính x = Trong cả hai trường hợp, sau khi tính x thì tính thép theo công thức : 2. Tính thép cột trục 4: 2.1. Tầng1 (Phần tử C6): Các cặp nội lực nguy hiểm dùng tính toán: Tên Cột Nội lực (kGm, kG) Thành phần dài hạn của nội lưc (kGm, kG) C6 /M/ max 17118.82 Mdh -2517.65 Ntư -114140.9 Ndh -109780 Mtư -16153.66 Mdh -2517.65 Nmax -133244.2 Ndh -109780 e0max M -17118.82 Mdh -2517.65 N -114140.9 Ndh -109780 + Tiết diện cột : b ´ h = 22x50 cm; + Chiều dài cột l=4,5m=>ltt=0,7.l=315m; + Chọn a=3cm=>Chiều cao làm việc tiết diện ho = h – a = 50 -3 = 47cm. Để cho thi công được đơn giản ta sẽ tính cốt thép đối xứng. a. Tính cốt thép với cặp 1: * Tính toán cho cặp thứ 2: N=-133244kG; M=-16153kGm; Ndh=-109780kG; Mdh=-2518kGm; - Độ lệch tâm ban đầu eo1 = M / N = (16153/133244).100 =12,12cm - Độ lệch tâm ngẫu nhiên e'0 > Chọn e0’ = 2cm - Độ lệch tâm tính toán: e0 = e01 + e0’ = 12,12 +2 = 14,12cm - Vì tỉ số nên không cần xét đến ảnh hưởng của uốn dọc - Chiều cao vùng nén : (cm) - Với x =55,06cm > aoho = 0.58 ´ 47= 27,26cm. Tính toán theo trường hợp lệch tâm bé Tính: eogh = 0.4(1.25h - aoho) =0,4.(1,25.50-27,26)=13,34cm - Vì eo =14,12cm> eogh =13,34cm. Vậy x=aoho = 27,26cm. =>Tính cốt thép : Hàm lượng trên cả tiết diện mt = 2Fa / bho = 3% => hợp lý. Chọn thép 5Æ25 (Fa = 24,54cm2) b. Tính cốt thép với cặp 2,3: Tính toán hoàn toàn tương tự có Fa2=20,2cm2<23,33cm2. Vậy cốt thép bố trí nh­ trên là hợp lý. (Các phần tử cột còn lại được lập thành bảng tính trình bày trong Exel). c. Cấu tạo cốt đai cho cột: - Cốt đai trong cột có tác dụng giữ ổn định cho cốt dọc chịu nén, giữ vị trí của cốt dọc khi đổ bêtông. Cốt đai cũng có tác dụng chịu lực cắt, phân bố ứng suất, chịu các lực và tác dụng chưa tính đến. - Cốt đai trong cột thường được đặt theo các quy định về cấu tạo: + f ³ 0,25.dmax. + u £ 15.dmin. Trong đoạn nối buộc cốt thép u £ 10.dmin + Yêu cầu: cách một cốt dọc phải có một cốt dọc nằm ở góc cốt đai. - Ta dự định sử dụng cốt dọc có đường kính lên tới f25 nên trong tất cả các tầng dùng cốt đai f6. Bước đai trong khu vực giữa cột là 200, đoạn nối là a100. BẢNG TÍNH TOÁN CỐT THÉP CỘT Tên Cột Nội lực (kGm, kG) Thành phần dài hạn của nội lưc (kGm, kG) b (cm) h (cm) e01 (cm) e0 (cm) Kdh S Nth (kG) h e (cm) e0gh (cm) x (cm) Trường hợp tính Tính lại X cho TH lệch tâm bé Fa=Fa' (cm2) Fa=Fa' chọn Fa C1 /M/ max 1442.67 Mdh -56.73 22 22 4.79 6.79 1.49 0.37 122399.29 1.33 17.00 6.29 12.45 lệch tâm bé 11.02 3.53 3.93 2ứ16 4.02 Ntư -30132.11 Ndh -23022.1 Mtư -1320.168 Mdh -56.73 22 22 3.76 5.26 1.46 0.42 136875.62 1.35 15.07 6.29 14.51 lệch tâm bé 11.02 3.93 Nmax -35117.67 Ndh -23022.1 e0max M 1329.53 Mdh -56.73 22 22 8.35 9.85 1.73 0.30 97894.86 1.19 19.77 6.29 6.58 lệch tâm lớn 11.02 1.49 N -15918.15 Ndh -23022.1 C3 /M/ max 1335.94 Mdh -377.27 22 22 7.88 9.38 1.57 0.31 140620.49 1.14 18.67 6.29 7.01 lệch tâm lớn 11.02 1.24 1.24 2ứ16 4.02 Ntư -16954.41 Ndh -14391.07 Mtư -1314.476 Mdh -377.27 22 22 6.60 8.10 1.53 0.33 150612.73 1.15 17.33 6.29 8.23 lệch tâm lớn 11.02 1.13 Nmax -19922.06 Ndh -14391.07 e0max M -1335.94 Mdh -377.27 22 22 7.88 9.38 1.57 0.31 140620.49 1.14 18.67 6.29 7.01 lệch tâm lớn 11.02 1.24 N -16954.41 Ndh -14391.07 C6 /M/ max 17118.82 Mdh -2517.65 22 50 15.00 17.00 1.63 0.35 1586000.82 1.08 40.32 13.34 47.17 lệch tâm bé 27.26 20.20 23.33 5ứ25 24,54 Ntư -114140.9 Ndh -109779.61 Mtư -16153.66 Mdh -2517.65 22 50 12.12 14.12 1.59 0.39 1702608.89 1.08 37.32 13.34 55.06 lệch tâm bé 27.26 23.33 Nmax -133244.2 Ndh -109779.61 e0max M -17118.82 Mdh -2517.65 22 50 15.00 17.00 1.63 0.35 1586000.82 1.08 40.32 13.34 47.17 lệch tâm bé 27.26 20.20 N -114140.9 Ndh -109779.61 C8 /M/ max 12893.142 Mdh -6136.05 22 45 17.60 19.60 1.67 0.31 1636020.58 1.05 40.01 12.08 30.28 lệch tâm bé 24.36 11.15 11.15 3ứ25 14,72 Ntư -73273.07 Ndh -61342.49 Mtư -12893.14 Mdh -6136.05 22 45 17.60 19.60 1.67 0.31 1636020.58 1.05 40.01 12.08 30.28 lệch tâm bé 24.36 11.15 Nmax -73273.07 Ndh -61342.49 e0max M -12352.99 Mdh -6136.05 22 45 19.62 21.62 1.73 0.29 1562591.55 1.04 42.03 12.08 26.02 lệch tâm bé 24.36 8.44 N -62964.82 Ndh -61342.49 C11 /M/ max 16609.78 Mdh 2466.01 22 50 14.81 16.81 1.60 0.35 1609910.70 1.07 40.07 13.34 46.35 lệch tâm bé 27.26 19.30 19.30 5ứ22 19.00 Ntư -112174.1 Ndh -100701.18 Mtư -10492.86 Mdh 2466.01 22 50 8.42 10.42 1.65 0.46 1829888.89 1.07 33.18 13.34 51.48 lệch tâm bé 31.15 14.86 Nmax -124576.9 Ndh -100701.18 e0max M 16609.78 Mdh 2466.01 22 50 14.81 16.81 1.60 0.35 1609910.70 1.07 40.07 13.34 46.35 lệch tâm bé 27.26 19.30 N -112174.1 Ndh -100701.18 C13 /M/ max 12675.612 Mdh 6547.62 22 45 18.56 20.56 1.68 0.30 1608307.46 1.04 40.97 12.08 28.22 lệch tâm bé 24.36 9.88 9.88 3ứ22 11.40 Ntư -68283.72 Ndh -56987.9 Mtư 12675.612 Mdh 6547.62 22 45 18.56 20.56 1.68 0.30 1608307.46 1.04 40.97 12.08 28.22 lệch tâm bé 24.36 9.88 Nmax -68283.72 Ndh -56987.9 e0max M 11991.04 Mdh 6547.62 22 45 19.60 21.60 1.74 0.29 1561403.11 1.04 41.98 12.08 25.28 lệch tâm bé 24.36 7.70 N -61175.13 Ndh -56987.9 II. THIẾT KẾ CỐT THÉP CHO DẦM KHUNG TRỤC 4: 1. Cơ sở tính toán: 1.1. Tính toán cốt dọc: a. Thông số thiết kế: - Cường độ tính toán của vật liệu: + Bêtông mác 250 có Rn = 110 kG/cm2, Rk = 8,8 kG/cm2. + Cốt thép nhóm AII có Ra = 2800 kG/cm2 , Rad = 1800 kG/cm2. + Tra ra hệ số ao và Ao theo bảng có: ao = 0,58 ; Ao = 0,412 - Nội lực tính toán thép : dùng mômen cực đại ở giữa nhịp, trên từng gối tựa làm giá trị tính toán. Dầm đổ toàn khối với bản nên xem một phần bản tham gia chịu lực với dầm như là cánh của tiết diện chữ T. Tuỳ theo mômen là dương hay âm mà có kể hay không kể cánh vào trong tính toán. Việc kể bản vào tiết diện bêtông chịu nén sẽ giúp tiết kiệm thép khi tính dầm chịu mômen dương. b. Tiết diện chịu mô men âm: - Cánh nằm trong vùng kéo nên bỏ qua, chiều cao làm việc ho = h - a, với a là khoảng cách từ trọng tâm lớp cốt thép đến mép chịu kéo của tiết diện. - Tính hệ số: - Nếu A £ Ao (tức a £ ao) thì từ A tra bảng ra g. Diện tích cốt thép được tính theo công thức: - Chọn thép và kiểm tra hàm lượng cốt thép: m = Fa/bho , điều kiện m ³ m min = 0,05%. - Kích thước tiết diện hợp lý khi hàm lượng cốt thép 0,5% £ m £ 2,5%. - Nếu A ³ Ao thì trong trường hợp không thể tăng kích thước tiết diện thì phải tính toán đặt cốt thép vào vùng nén để giảm A (tính cốt kép). c. Với tiết diện chịu mômen dương: - Do bản sàn đổ liền khối với dầm nên nó sẽ cùng tham gia chịu lực với sườn khi nằm trong vùng nén. Vì vậy khi tính toán với mô men dương ta phải tính theo tiết diện chữ T. Bề rộng cánh đưa vào tính toán : bc = b + 2.c1 - Sàn nằm trong vùng chịu nén, tham gia chịu lực với sườn, tính toàn theo tiết diện chữ T chiều rộng cánh đưa vào tính toán là bc với điều kiện: mỗi bên mép bụng dầm không được lớn hơn 1/6 nhịp dầm và bc không lớn hơn: Với cánh có dạng chữ T (trong trường hợp tính các cấu kiện dầm khung trục I) thì c1 lấy giá trị bé nhất trong cá giá trị sau: + Trường hợp hc 0,1h: 6hc + Trường hợp 0,05h hc < 0,1h: 3hc + Trường hợp hc < 0,05h: cánh không kể đến trong tính toán. + Với dầm cao h=30cm: hc = 10 cm > 0,1h = 3cm c1=6hc = 60cm => chiều rộng cánh đưa vào tính toán là bc=22+2x60 =142cm + Với dầm cao h=70cm: hc = 10 cm > 0,1h = 7cm c1=6hc = 60cm => chiều rộng cánh đưa vào tính toán là bc=22+2x60 =142cm - Xác định vị trí trục trung hoà bằng cách tính Mc Mc = Rn. bc. hc. ( ho – 0,5 hc ) - Trường hợp 1: Nếu M £ Mc trục trung hoà đi qua cánh, lúc này tính toán nh­ tiết diện chữ nhật bc x h - Trường hợp 2: Nếu M > Mc trục trung hoà đi qua sườn, lúc này tính toán nh­ tiết diện chữ nhật b x h. + Tính hệ số: + Từ A tra ra g , xác định Fa theo công thức: 1.2. Tính toán cốt đai: - Trước hết kiểm tra điều kiện hạn chế về lực cắt, đảm bảo bêtông không bị phá hoại trên tiết diện nghiêng theo ứng suất nén chính: Q £ ko. Rn. b.ho + Trong đó ko = 0,35 với bêtông mác dưới 400. - Kiểm tra điều kiện khả năng chịu cắt của bêtông: Q £ k1. Rk. b. ho +Trong đó k1 = 0,6 đối với dầm Nếu điều kiện này thoả mãn thì không cần tính toán chỉ cần đặt cốt đai, cốt xiên theo cấu tạo, nếu không thì cần tính toán cốt đai chịu cắt. - Tính toán cốt đai khi không đặt cốt xiên: + Lực cốt đai phải chịu: + Chọn đường kính cốt đai có diện tích tiết diện là fd, số nhánh của cốt đai là n. Khoảng cách tính toán của cốt đai: Khoảng cách cực đại của cốt đai: Khoảng cách cấu tạo của cốt đai: + Đầu dầm uct £ ( h/2 ; 150 cm ) khi h £ 45 cm + Giữa dầm uct £ ( 3h/4 ; 50 cm ) khi h > 30 cm Khoảng cách giữa các cốt đai chọn: ud £ ( utt , umax , uct ) 2. Thiết kế thép cho cấu kiện : Tính toán dầm D2(22x70cm,nhịp dầm 9m,phần tử D2) khung trục 4, tầng 1. 2.1. Thông số tính toán: a. Kích thước hình học: - Tiết diện dầm: h = 70 cm , b = 22 cm - Nhịp dầm: L = 900 cm b. Nội lực: - Nội lực dầm được xuất ra và tổ hợp ở 3 tiết diện. Trên cơ sở bảng tổ hợp nội lực, ta chọn cặp nội lực nguy hiểm nhất tại từng tiết diện để tính toán thép. Tên dầm Vị tríTiết diện(m) M- (KGm) M+ (KGm) Q (kG) D2 I -I -31781.817 -  19555.95 II- II - 16775.441 4189.84 III-III -31429.419  - 19299.476 c. Vật liệu: - Bêtông mác 250, có Rn = 110 kG/cm2, Rk = 8,8 kG/cm2. - Cốt thép nhóm AII, có Ra= 2800 kG/cm2, cốt đai AI có Rađ = 1800kG/cm2. - Tra bảng có : ao = 0,58 và Ao = 0,412 2.2. Thiết kế cốt dọc: a. Tiết diện chịu Momen dương (Tiết diện II-II): M+ = 16775kGm - Sàn nằm trong vùng chịu nén, tham gia chịu lực với sườn, tính toàn theo tiết diện chữ T chiều rộng cánh đưa vào tính toán là bc: bc = 142cm (đã tính toán ở phần trên) Giả thiết a = 3 cm, ho = 70 – 3 = 67 (cm) - Xác định vị trí trục trung hoà bằng cách tính Mc Mc = Rn. bc. hc. ( ho - 0,5 hc )/100 = 110.142.10.(67 - 0,5.10) Mc = 89815 (KGm)) > M = 16775(kGm) Trục trung hoà đi qua cánh, tính toán nh­ tiết diện chữ nhật bc x h.=142x70 - Tính hệ số: - Tra bảng ra g = 0.916 == 9,77(cm2) - Chọn thép 2f 25 có Fa = 9,82 (cm2) b. Tiết diện chịu Momen âm (Tiết diện III-III): M- = 31781kGm - Giả thiết a = 4 cm, từ đó ho = 70 - 4 = 66 (cm) - Tính hệ số: - Tra bảng ra g = 0,82 = = 21,1 (cm2) - Chọn thép sơ bộ 3f22+2f25 (bố trí thành 2 lớp), có Fa = 21,21 cm2 - Hàm lượng cốt thép và kích thước tiết diện là khá hợp lý khi hàm lượng cốt thép 0,5% £ m £ 2,5%. c. Tiết diện chịu Momen âm (Tiết diện I-I): M- = 31429 kGm Tương tù ta tính đuọc Fa=20,8cm2. Chọn thép sơ bộ 3f22+2f25(bố trí thành 2 lớp), có Fa = 21,21 cm2 2.3. Thiết kế cốt đai: - Nội lực thiết kế: Qmax = -19556 kG - Kiểm tra điều kiện 1 Q £ ko. Rn. b.ho = 0,35.110.22.66 = 55902(kG) Thoả mãn, đảm bảo điều kiện bêtông không bị Ðp vỡ bởi ứng suất nén chính. - Kiểm tra điều kiện 2 : Q £ k1. Rk. b. ho = 0,6.8,8.22.66 =7666(kG) Điều kiện 2 không thoả mãn. Ta phải tính toán cốt đai cho dầm. - Chọn đai f8 thép AI, fd = 0,503 cm2, Rad = 1800 kG/cm2, nd = 2 Ta có: (cm) Theo umax : (cm) - Theo cấu tạo: do h > 45 (cm) nên uct £ ( h/3 = 23,3) Chọn 200 (mm) - Theo cấu tạo nút khung nhà: Vậy ta chọn khoảng cách các cốt đai nh­ sau: + Hai đầu dầm (khoảng1/4 nhịp dầm) dùng Æ8 a150mm. + Phần còn lại dùng Æ8 a200mm. (Các phần tử dầm còn lại được lập thành bảng tính trình bày trong phụ lục). * Bố trí cốt thép: BẢNG TÍNH CỐT THÉP DỌC KHUNG TRỤC 4 Tên dầm Vị tríTiết diện(m) M- (KGm) M+ (KGm) b(cm) h (cm) a (cm) h0 (cm) Thép chịu momen âm Thép chịu momen dương A g Fa Fa chọn m% A g Fa tính Fa chọn m% D1 I -I -2733.4 2093.13 22 30 4 26 0.17 0.91 4.14 2f22 7.6 1.33 0.128 0.931 3.09 2f16 4.02 0.70 II- II -712.117 299.474 22 30 3 27 0.04 0.98 0.96 2f22 7.6 1.28 0.017 0.991 0.40 2f16 4.02 0.68 III-III -4523.615 1871.03 22 30 4 26 0.28 0.83 7.45 2f22 7.6 1.33 0.114 0.939 2.74 2f16 4.02 0.70 D2 I -I -31781.817 896.26 22 70 4 66 0.30 0.82 21.10 3f22+2F25 21.21 1.46 0.009 0.996 0.49 2f25 9.82 0.68 II- II 0 16775.441 22 70 3 67 Thép CT 0.00 0.154 0.916 9.77 2f25 9.82 0.67 III-III -31429.419 2381.12 22 70 4 66 0.30 0.82 20.80 3f22+2F25 21.21 1.46 0.023 0.989 1.30 2f25 9.82 0.68 D5 I -I -2441.901 711.12 22 30 4 26 0.15 0.92 3.65 2f16 4.02 0.70 0.043 0.978 1.00 2f16 4.02 0.70 II- II -345.693 245.508 22 30 3 27 0.02 0.99 0.46 2f16 4.02 0.68 0.014 0.993 0.33 2f16 4.02 0.68 III-III -2367.965 1327.07 22 30 4 26 0.14 0.92 3.53 2f16 4.02 0.70 0.081 0.958 1.90 2f16 4.02 0.70 D6 I -I -24613.379 0 22 70 4 66 0.23 0.87 15.40 5f22 15.7 1.08 Thép CT 2f25 9.82 0.68 II- II 0 17257.98 22 70 3 67 Thép CT 0.00 0.159 0.913 10.08 2f25 9.82 0.67 III-III -25302.111 0 22 70 4 66 0.24 0.86 15.91 5f22 15.7 1.08 Thép CT 2f25 9.82 0.68 D9 I -I -949.543 0 22 30 4 26 0.06 0.97 1.34 2f16 4.02 0.70 Thép CT 2f16 4.02 0.70 II- II -125.923 159.044 22 30 3 27 0.01 1.00 0.17 2f16 4.02 0.68 0.009 0.995 0.21 2f16 4.02 0.68 III-III -1134.811 0 22 30 4 26 0.07 0.96 1.62 2f16 4.02 0.70 Thép CT 2f16 4.02 0.70 D10 I -I -11090.738 0 22 70 4 66 0.11 0.94 6.28 2f22 7.6 0.43 Thép CT 2f25 9.82 0.68 II- II 0 14195.29 22 70 3 67 Thép CT 0.00 0.131 0.930 8.14 2f25 9.82 0.67 III-III -11099.825 0 22 70 4 66 0.11 0.94 6.28 2f22 7.6 0.43 Thép CT 2f25 9.82 0.68 BẢNG TÍNH CỐT THÉP ĐAI Tên dầm Vị tríTiết diện(m) Q (kG) b(cm) h (cm) Cốt đai chịu cắt Điều kiện hạn chế Kiểm tra điều kiện Số nhánh cốt đai (n) fđ (cm2) f8 qđ utt (cm) umax (cm) uct (cm) u (cm) uc (cm) 0.35*Rn*b*h0 0.6*Rk*b*h0 D1 I -I 3057.78 22 30 22022 3020.16 tính toán 2 0.503 8.93 202.8 64.2 15.0 15.0 15 II- II 2906.39 22 30 22022 3020.16 cấu tạo 2 0.503 8.07 224.4 67.5 15.0 15.0 15 III-III 4063.07 22 30 22022 3020.16 tính toán 2 0.503 15.77 114.8 48.3 15.0 15.0 15 D2 I -I 19556 22 70 55902 7666.56 tính toán 2 0.503 56.69 31.9 64.7 23.3 23.3 15 II- II 4189.84 22 70 56749 7782.72 cấu tạo 2 0.503 2.52 717.2 311.1 23.3 23.3 20 III-III 19299.5 22 70 55902 7666.56 tính toán 2 0.503 55.21 32.8 65.5 23.3 23.3 15 D5 I -I 2865.54 22 30 22022 3020.16 cấu tạo 2 0.503 7.84 230.9 68.5 15.0 15.0 15 II- II 1681.2 22 30 22869 3136.32 cấu tạo 2 0.503 2.50 723.4 125.9 15.0 15.0 15 III-III 2464.43 22 30 22022 3020.16 cấu tạo 2 0.503 5.80 312.2 79.7 15.0 15.0 15 D6 I -I 17778.6 22 70 55902 7666.56 tính toán 2 0.503 46.85 38.7 71.2 23.3 23.3 15 II- II 2353.98 22 70 56749 7782.72 cấu tạo 2 0.503 0.80 2272.0 553.8 23.3 23.3 20 III-III 17846.1 22 70 55902 7666.56 tính toán 2 0.503 47.21 38.4 70.9 23.3 23.3 15 D9 I -I 1395.95 22 30 22022 3020.16 cấu tạo 2 0.503 1.86 972.9 140.6 15.0 15.0 15 II- II 334.298 22 30 22869 3136.32 cấu tạo 2 0.503 0.10 18294.7 633.3 15.0 15.0 15 III-III 1429.52 22 30 22022 3020.16 cấu tạo 2 0.503 1.95 927.8 137.3 15.0 15.0 15 D10 I -I 11090.9 22 70 55902 7666.56 tính toán 2 0.503 18.23 99.3 114.1 23.3 23.3 15 II- II 544.19 22 70 56749 7782.72 cấu tạo 2 0.503 0.04 42512.3 2395.5 23.3 23.3 20 III-III 10744.5 22 70 55902 7666.56 tính toán 2 0.503 17.11 105.8 117.7 23.3 23.3 15 C. THIẾT KẾ SÀN TẦNG 3: 1. Số liệu tính toán: Sàn tầng của công trình là sàn bê tông cốt thép toàn khối liên tục, các sàn được kê lên các dầm đổ toàn khối cùng sàn. Xét tỷ số kích thước ta có thể suy ra dạng sàn là loại gì và phương pháp tính toán của sàn đó. Số liệu tính toán của vật liệu; - Bê tông mác 250 có: + Rn = 110 kG/cm2 + Rk = 8,8 kG/cm2. - Thép nhóm AI có: + Ra = 2100 kG/cm2 + Rađ = 1800 kG/cm2. - Tra hệ số ao và Ao theo bảng ta có: ao = 0,58 , Ao = 0,412 BẢNG THỐNG KÊ TẢI TRỌNG Sè TT Loại sàn Tĩnh tải (KG/ m2) Hoạt tải (KG/ m2) Tổng tải trọng (KG/ m2) 1 Sàn hành lang (Ô1) 388 360 748 2 Sàn phòng học (Ô2) 388 240 628 3 Sàn WC (Ô3) 593 195 788 CÁC LOẠI Ô BẢN TRONG SÀN ĐIỂN HÌNH Sè TT Ký hiệu Lt1 (m) Lt2 (m) Lt2/ Lt1 (m) Kết luận 1 Ô1 2,1 3,6 1,71 Bản kê bốn cạnh (sơ đồ khớp dẻo) 2 Ô2 3,6 8,1 2,25 Bản kê loại dầm (sơ đồ đàn hồi) 3 Ô3 2,7 8,1 3,00 Bản kê loại dầm (sơ đồ đàn hồi) 2. Tính sàn hành lang (Ô1: KT 2,1x3,6m): a. Tải trọng: Tải trọng toàn phần: qb = 388 + 360 = 748 (KG/m2) b. Sơ đồ tính: Mặt bằng ô sàn nh­ hình vẽ: c. Xác định nội lực: Xét tỉ số 2 cạnh l2/l1 = 4,2/2,4 = 1,71 tính theo sơ đồ bản kê 4 cạnh Nhịp tính toán: + Kích thước ô bản: a x b = 3,6 x 2,1 m + loi: là khoảng cách nội giữa 2 mép gối tựa (khoảng cách thông thuỷ) l01=4,2-0,22=3,98m;l02=2,4-0,22=2.18m + hb = 10cm: bề dày của bản + Kích thước tính toán: l1 = lo1 = 3,938m; l2 = lo2 = 2,18m Xác định nội lực: Tính thép theo sơ đồ ngàm 4 cạch theo sơ đồ khớp dẻo: Cắt 1 dải bản 1 m theo hướng l1, l2 (tiết diện b =100cm; h = 10cm) Để đơn giản cho thi công ta chọn phương án bố trí thép đều theo hai phương. Khi đó phương trình xác định mô men có dạng: (tính theo sơ đồ khớp dẻo dựa vào phương trình tổng quát rót ra từ điều kiện cân bằng công khả dĩ của ngoại lực và nội lực) = (2M1 + MA1 + MB1)lt2 + (2M2 + MA2 + MB2)lt1 Trong phương trình trên có 6 mômen làm Èn số. Lấy M1 làm Èn số chính và quy định tỷ số : q = ; Ai = ; Bi = Khi đó ta sẽ tính được M1, sau đó dùng các tỷ số đã quy định để tính toán mômen. Với r = l2/l1 = 3,98/2,18 = 1,79, tra bảng ta có: q = 0,312; ; Thay vào phương trình: Vậy: M1 = 0,304 (Tm) M2 = 0,0943 (Tm) MA1 = MB1 = 1 x M1 = 0,304 (Tm) MA2 = MB2 = 0,512 x M1 = 0,156 (Tm) d. Tính toán cốt thép: Xét tiết diện có b = 100 cm. Tính với tiết diện chữ nhật bxh = 100x10cm đặt cốt đơn. - Mô men dương (theo phương nhịp ngắn) M = M1 = 0,304 T.m Chọn ao = 1,5cm Þ ho = 10 - 1,5 = 8,5 cm Ta có : = 0,038 (cm2) => > Nhằm đảm bảo độ cứng cho sàn, đảm bảo sự truyền lực ngang tốt, chọn cốt thép f6 có fa = 0,283 cm2 Khoảng cách giữa các cốt thép: ; chọn a = 15cm, trong 1m dài có 7 thanh > Vậy ta chọn f6a150 thỏa mãn yêu cầu chịu lực của bản sàn hành lang. - Mô men dương: M = M2 = 0,0943 T.m Chọn ao = 2cm Þ ho = 8 cm Ta có: = 0,0134 (cm2) => Nhằm đảm bảo độ cứng cho sàn, đảm bảo sự truyền lực ngang tốt, chọn cốt thép Æ6 có fa = 0,283 (cm2) Khoảng cách giữa các cốt thép: ; chọn a = 20cm, trong 1m dài có 5 thanh > Vậy ta chọn Æ6 a200 thỏa mãn yêu cầu chịu lực của bản sàn hành lang. - Mô men âm : M = MA1 = MB1 = 0,304 T.m ; Chọn ao = 1,5cm Þ ho = 10-1,5=8,5 cm Ta có : = 0,0383 (cm2) => > Nhằm đảm bảo độ cứng cho sàn, đảm bảo sự truyền lực ngang tốt, chọn cốt thép Æ6 có fa = 0,283 (cm2) Khoảng cách giữa các cốt thép: ; chọn a = 20cm, trong 1m dài có 5 thanh > Vậy ta chọn Æ6 a200 thỏa mãn yêu cầu chịu lực của bản sàn hành lang Mô men âm : M = MA2 = MB2 = 0,156 T.m ; Chọn ao = 1,5cm Þ ho = 10-1,5 = 8,5 cm Ta có: = 0,0196 (cm2) => > Nhằm đảm bảo độ cứng cho sàn, đảm bảo sự truyền lực ngang tốt, chọn cốt thép Æ6 có fa = 0,283 (cm2) Khoảng cách giữa các cốt thép: ; chọn a = 20cm, trong 1m dài có 5 thanh > Vậy ta chọn Æ6 a200 thỏa mãn yêu cầu chịu lực của bản sàn hành lang và thỏa mãn yêu cầu cấu tạo của thép sàn. Do PP < 3 gb (360 < 388*3 = 1164, v = 0,25) Chiều dài móc vuông là 8 cm, cốt thép phân bố ở phía dước chọn Æ6 a250. 3. Tính sàn phòng học (Ô2: KT 9x4,2m): a. Tải trọng, số liệu tính toán: - Tải trọng trên bản: qb= 388 + 240 = 628 (KG/m2) - Khoảng cách giữa hai mép dầm và đây cũng là nhịp tính toán của ô sàn. l02 = l2 - bd = 4,2- 0,22 = 3,98 m b. Sơ đồ tính: Mặt bằng ô sàn nh­ hình vẽ: c. Xác định nội lực: - Xét tỷ số 2 cạnh ô bản = = 2,25 > 2 - Do đó xem bản làm việc theo 1 phương, tính toán với bản kê 2 cạnh Cắt 1 dải bề rộng 1m để tính toán nh­ dầm theo phương cạnh ngắn. Ta có sơ đồ tính nh­ hình vẽ: - Mômen âm ở gối: Mg = = = -589,2 KGm. - Mômen dương lớn nhất : Mnh = = = 294,6 KGm . d. Tính thép cho ô sàn: - Giả thiết lớp bảo vệ 1 cm, dự định dùng thép f8 làm cốt chịu lực nên chiều cao làm việc của bản sàn là: ho = 10 - 1- 0,4 = 8,6 cm . * Tính thép âm tại gối: Mg = 642 KGm . Ta có A = = = 0,077. Þ g = 0.5[ 1+ ] = 0.96. ÞFa = = = 3,47 cm2 . Chọn f8 a150 có Fa = 3,52 cm2 . - Hàm lượng thép m = = = 0,41% > mmin = 0,05 % * Cốt thép mũ f8 được lấy bằng 1/4 lngắn = 3380/4 = 845mm (lấy 85 cm, móc vuông lấy 8cm) * Cốt thép cấu tạo đặt f6 a250. * Tính thép dương lớn nhất: Mnh = 442KGm < 642 KG.m nên chọn f8 a150 * Cốt thép theo phương cạnh dài bố trí f8 a250 4. Tính thép sàn vệ sinh: (Ô3 KT: 9x2,7m) a. Tải trọng: Tải trọng trên bản: qb = 593 + 195 = 788 (KG/m2) b. Sơ đồ tính: c. Xác định nội lực: Xét tỉ số 2 cạnh l2/l1 = 9/2,7=3,2> 2 => tính theo sơ đồ bản loại dầm Nhịp tính toán: l01 = 2,7 - 0,22 = 2,48m + hb=10cm: bề dày của bản + Kính thước tính toán: l1 = lo1 = 2,48m Tính nội lực: - Cắt dải bản rộng b = 1m song song với phương cạnh ngắn coi như một dầm để tính toán + Mômen dương: M1(T.m) + Mômen âm: M1 (T.m) d. Tính thép: - Mô men dương: M = 0,2 T.m; Chọn ao = 1,5cm Þ ho = 10 - 1,5 = 8,5 cm Ta có: = 0,0268 < Ad = 0,3 => (cm2) Chọn cốt thép Æ6 a200 có Fa = 1,4 (cm2) thỏa mãn yêu cầu chịu lực. Mô men âm: M = 0,4 T.m; Chọn ao = 1,5cm Þ ho = 10-1,5 = 8,5 cm Ta có : = 0,0537 (cm2) => > mmin = 0,05 % . Chọn cốt thép Æ8 a200 có Fa = 2,515 (cm2) => * Cốt thép mũ f8 được lấy bằng 1/4 lngắn = 2480/4 = 620mm (móc vuông lấy 8cm) * Cốt thép cấu tạo đặt f6 a250 có Fa = 1,132cm2. D. TÍNH TOÁN CẦU THANG BÉ: 1. Số liệu tính toán: - Vật liệu: + Bê tông mác 250, có: Rn = 110 kG/ cm2 , Rk = 8,3 kG/ cm2 + Thép: AI = 2100 kG/ cm2, AII = 2800 kG/ cm2 - Thành phần tính: Bản thang, cốn thang, chiếu nghỉ, dầm chiếu nghỉ, dầm chiếu tới. 2. Lựa chọn kích thước tiết diện: Công trình gồm một cầu thang là phương tiện giao thông theo chiều đứng gồm hai vế, mỗi vế gồm 12 bậc thang, có một chiếu nghỉ ở độ cao 1,8 m so với mặt sàn, chiều cao mỗi tầng là 3,6 m. Mặt bằng kết cấu cầu thang: Cầu thang được cấu tạo từ BTCT toàn khối. Các bộ phận liên kết ngàm đàn hồi với nhau. Để đơn giản tính toán ta coi chúng là liên kết khớp. Sau đó đặt thép âm theo cấu tạo tại các vị trí liên kết để hạn chế bề rộng khe nứt, từ đó ta có sơ đồ tính các bộ phận cầu thang là sơ đồ tĩnh định. a. Lựa chọn chiều dày bản thang: Chiều dày bản thang và chiếu nghỉ được chọn sơ bộ theo công thức : h= + Với bản loại dầm m = 30-35, chọn m = 30 + l = 1050mm là nhịp của bản( theo phương chịu lực). + D = 0,8-1,4 phụ thuộc vào tải trọng. Chọn D =1,2 Vậy, hb = = 66 mm = 6,6 (cm) Chọn hb = 7 (cm) b. Kích thước cốn thang: - Chiều cao cốn thang được chọn sơ bộ theo công thức: h = ()l. Với lc = 3500 mm là chiều dài cốn thang Ta có: h =().3500 =(437,5291,66) (mm) => Chọn h = 300 (mm) - Bề rộng cốn thang lấy: b = 100 (mm) Vậy tiết diện cốn thang là: b x h = 100 x 300 (mm) c. Kích thước dầm chiếu nghỉ và dầm chiếu tới: - Chiều cao dầm sơ bộ chọn theo công thức: h = ()l Với l = 3600(mm) là chiều dài dầm. Ta có: h =().3600 = (450300) (mm) => Chọn h = 300 (mm) - Bề rộng dầm lấy: b = 200 (mm) Vậy tiết diện dầm là b x h = 200 x 300 (mm) 2. Cấu tạo sàn chiếu nghỉ và bản thang: Sàn chiếu nghỉ Bản thang 3. Tải trong tác dụng lên bản thang và chiếu nghỉ: a.Tĩnh tải : ¨ Chiếu nghỉ: Sè TT Tên các lớp d (m) g (kG/m3) Hệ sè n gcn (kG/m2) 1 Líp Granito 0,015 2000 1,1 33 2 Lớp vữa lót 0,015 1800 1,3 35,1 3 Bản BTCT 0,07 2500 1,1 192,5 4 Lớp vữa trát bụng 0,015 1800 1,3 35,1 Cộng 295,7 ¨ Bản thang: (Gọi m là số bậc thang trong 1m dài có: m= 1/0,3 = 3,33 bậc). + Trọng lượng lớp granito dày 15mm, g = 2000 (kG/m3) g1 = FG x gG .m.n= 2000x0,015 (0,3 + 0,12 )1,1 x 1/3 = 46,2 kG/m2 + Trọng lượng lớp vữa lót dày 15mm, g = 1800 (kG/m3), n = 1,3 g2 = 1800x0,015 (0,3 + 0,12 )1,3 x 1/3 = 49,14 (kG/m2) + Trọng lượng bậc gạch cao 12mm, g = 1800 (kG/m3), n = 1,1 g3 = g (b xhb/2).m.n = 1800x (0,3 + 0,12/2 )1,1 x 1/3 = 118,8 (kG/m2) + Trọng lượng bản thân bê tông dày 70mm, g = 2500 (kG/m3), n = 1,3 g4 = n.g.b.hb = 2500x 1,1 x 0,07 = 192,5 (kG/m2) + Trọng lượng lớp trát bụng dày 15mm, g = 1800 (kG/m3),n = 1,3 g5 = n.g.hv = 1800x 1,3 x 0,15 = 35,1 (kG/m2) + Tổng tĩnh tải g = g1 +g2+g3+g4+g5 = 46,2 + 49,14 + 118,8+192,5 +35,1 = 441,74 (kG/m3) b. Hoạt tải: Theo TCVN 2737 –1995, thì hoạt tải tiêu chuẩn tác dụng lên cầu thang là: Ptc = 300 (kG/m2), Lấy hệ số vượt tải n = 1,2 => Hoạt tải tính toán của cầu thang là: Ptt = Ptc x 1,2 = 300 x 1,2 = 360 (kG/m = 2) - Tổng tải trong tác dung lên bản thang là: qbt = 441,74 + 360 = 801,74 (kG/m2) - Tổng tải trọng tác dụng lên chiếu nghỉ là: qcn =295,7 + 360 = 655,7 (kG/m2) 4. Tính toán các bộ phận của cầu thang: Ta sẽ tính toán các cấu kiện cầu thang với các số liệu sau: + Chọn mác BT 250# có: Rn = 110 (kG/cm2); Rk= 8,8 (kG/cm2) + Thép sàn chiếu nghỉ, bản thang, thép đai dùng thép AI có: Ra = 2100 (kG/cm2) Rađ = 1800 (kG/cm2) + Thép chịu lực ở dầm chiếu nghỉ, cốn thang dùng thép AII có: Ra = 2800 (kG/cm2) Ta có: A = 0,412, = 0,58. a. Tính bản thang: Bản thang hợp với phương ngang góc nghiêng có: cosa = = = 0,889 - Tải trọng tác dụng lên bản thang là: pbt = 801,74 (kG/m2) - Thành phần tải trọng theo phương vuông góc với bản: qbt = pbt .cosa = 801,74 x 0,889 = 712,747 (kG/m2) - Bản thang dày h = 7 (cm), Chọn a = 1,5 (cm)ho = h–a = 7–1,5 = 5,5(cm) Bản thang có: Tính theo bản loại dầm. - Nhịp tính toán: l1 = 1650-+hb = 1650-=1560 (mm) = 1,56 (m) l2 == 3,937 (m) Để tính toán ta cắt một dải bản rộng b =1(m) theo phương cạnh ngắn và tính nh­ dầm đơn giản gối lên cốn thang và tường. Sơ đồ tính: - Mômen uốn lớn nhất Mmax tại vị trí giữa bản: 213,4 (kG.m) - Xác định hệ số: Suy ra: = 0,972 - Diện tích cốt thép cần thiết trong 1(m): 1,735 (cm2) Chọn thép f 6 có Fa = 0,283 (cm2): Xác định khoảng cách: a = (fa.100)/Fa = 0,283.100/1,735 = 16,3 (cm) Chọn thép f 6 a150, có Fa = 1,981 (kG/ cm2) Hàm lượng cốt thép: 0,0277 = 2,77% mmin = 0,1% < m = 0,315% <mmax = 2,77% Thép theo phương dọc đặt theo cấu tạo f6 a200. Để tránh cho bê tông gần gối tựa (miền trên) bị phá hoại, ta đặt cốt thép theo cấu tạo tại miền trên, sử dụng f6 a200, có chiều dài: ln = (1/5 – 1/6 )l1 = (1/5 – 1/6 ).1430 = (240– 286) (mm) Chọn ln = 280 (mm). b. Tính cốn thang: - Cốn thang làm việc nh­ dầm liên kết khớp ở 2 đầu. nhịp tính toán là khoảng cách giữa 2 trục dầm chiếu nghỉ và dầm chiếu tới. - Chiều dài tính toán cốn thang: - Tải trọng tính toán: + Do bản thang truyền sang bao gồm cả tĩnh tải và hoạt tải dưới dạng phân bố đều: g1= 1/2 x 801,74 x 1,56 = 625,375 (kG/m) + Do trọng lượng bản thân cốn thang, tiết diện 10 x 30 (cm) g2 = 2500 x 1,1 x 0,10 x 0,30 = 82,5 (kG/m) + Do trọng lượng lớp vữa trát quanh cốn dày 1,5 cm: g3 = 2 x 0.015 x (0.1+ 0.3) x 1800 x1.3 = 28,08 (kG/m) + Do trọng lượng của lan can, tay vịn bằng sắt: g4 = 50 ( kG/m) Tổng tải trọng phân bố đều tác dụng lên cốn thang: q = g1 + g2 + g3 +g4 = 625,357 + 82,5 + 28,08 + 50 q = 785,937 (kG/m) - Thành phần tải trọng phân bố đều vuông góc với cốn thang gây uốn cho cốn thang là: q1ttct = q. cosa = 785,937 x 0,889 = 698,698 (kG/m) - Thành phần tải trọng phân bố đều dọc theo cốn thang là: q2ttct = q.sina = 785,937 x 0,484 = 380,49 (kG/m) Thành phần q2ttct = q sina gây lực nén cho cốn thang có giá trị nhỏ tính toán thực tế có thể bỏ qua lực nén này. Sơ đồ tính toán cốn thang là dầm đơn giản gối lên dầm chiếu nghỉ và dầm chiếu tới(dầm sàn). Sơ đồ tính toán cốn thang: - Mômen lớn nhất tại vị trí giữa nhịp là: 1353,72 (kG.m) - Lực cắt lớn nhất tại vị trí gối tựa: 1375,38 (kG) - Chiều cao làm việc của cốn thang: Chiều cao làm việc của cốn thang là: h = 30 (cm) => Chọn a0 =3 (cm) => h0 = h - a0 = 30 - 3 = 27 (cm) ¨ Tính cốt thép dọc: 0,169 < A0 = 0,412 Suy ra: = 0,907 1,971 (cm2) Chọn 1f16, có Fa = 2,011 (cm2) Thép gối: F’a = 30%xFa = 0,603 (cm2) Chọn 1f12, F’a = 1,131 (cm2) Kiểm tra lại hàm lượng cốt thép trong cốn thang: Bê tông mác 250# o = 0,58 mmax 2,278% mmin = 0,15% << mmax = 2,278% ¨ Tính cốt thép đai: - Kiểm tra điều kiện hạn chế: K0.Rn.b.h0 = 0,35x110x10x27 = 1380 (kG) > Qmax = 1375,38 (kG) Tiết diện chọn hợp lý - Kiểm tra điều kiện chịu cắt: K1.Rk.b.h0 = 0,6x10x10x27 = 1628 (Kg) > Qmax =1375,38 (kG) Không cần tính cốt đai vì bê tông đã đủ khả năng chịu cắt, nên chỉ đặt cốt đai theo cấu tạo. Uct = Chọn cốt đai f 6 a 150, số nhánh n =1(đai này được tận dụng bằng thép bản thang kéo lên) c. Tính sàn chiếu nghỉ: - Sàn chiếu nghỉ gối lên dầm chiếu nghỉ và tường - Tổng các tải trọng tác dụng lên chiếu nghỉ là: q = 655,7 (kG/m2) - Xét tỷ số giữa các cạnh ô bản: Tính theo bản loại dầm.