Thiết kế kết cấu công trình

Chương 5 Thiết kế kết cấu công trình (Thiết kế theo TCVN [2]) Các cấu kiện chịu lực trong bên công trình gồm: - Hệ sàn: Trực tiếp chịu tải trọng sử dụng công trình. - Hệ dầm: Trực tiếp chịu tải trọng từ hệ sàn truyền vào. - Cột: Chịu phần lớn tải trọng đứng, truyền lên hệ kết cấu móng. i.thiết kế hệ sàn: Thiết kế một ô sàn điển hình của khu “Không gian siêu thị” và của ‘Gara chứa ôtô” I.1.Thiết kế sàn khu “Không gian siêu thị” (Giải pháp sàn sườn BTCT thường) Sàn có bề dày =14(mm) Tính toán theo tài liệu [9] Tính toán nội lực bản kích thước l1 x l2=6000 x 5100(mm) Tỉ số giữa hai cạnh < 2. Ô bản làm việc theo hai phương (Giá trị tĩnh tải(g), hoạt tải(p) của các ô sàn này đã trình bày tại chương 4) Vậy nên tải trọng để tính toán các ô sàn này như sau: G=(g+p) l1l2 = (0,5+ 0,48) . 6,0.5,1= 29,99 (T) G0=(g+p/2).l1.l2=(0,5+0,48/2).6,0.5,1= 22,64(T) P0= l1.l2.p/2= 6,0.5,1.0,48/2= 7,34(T) Ta có biểu thức tính toán nội lực của sàn như sau: M1 : Momen nhịp cạnh ngắn M1 = m1.Go+k1.Po M2 : Momen nhịp cạnh dài M2 = m2.Go+k2.Po M3 : Momen gối cạnh ngắn M3 = m3.G M4 : Momen gối cạnh dài M4 = m4.G Nội suy các giá trị mi, ki theo sơ đồ 9 tài liệu [9] Ta được :m1= 0,0202; m2= 0,0146; m3= 0,0465; m4= 0,0336 k1= 0,04833; k2= 0,02 Tính toán nội lực và thiết kế cốt thép cho ô bản này như sau -Sử dụng bê tông có cấp độ bền B25 Có Rb= 145(kG/cm2) Hệ số điều kiện làm việc Sử dụng thép AI có Rs= 2250(kG/cm2) Sử dụng phần mềm Excel để tính nội lực và tính thép cho ô sàn này ta sẽ tính được như sau: Giả thiết: a = 2,0 cm (môi trường ẩm cao) Tính = ; Do bản sàn tính nội lực theo sơ đồ khớp dẻo nên điều kiện hạn chế khi tính theo bài toán cốt đơn là: Bêtông ta lựa chọn có Rb= 14,5(MPa) < 15(MPa) nên = 0,3 và pl= 0,37 = 1 - ; As = ; m (%) = .100; Khi lượng thép tính ra có hàm lượng nhỏ hơn mmin thì lấy diện tích cốt thép: As = mmin.b.h0 Giá trị tính thép của sàn”Không gian siêu thị và phòng kĩ thuật” được trình bày sau khi tính toán xong cốt thép cho sàn ”Gara ôtô”. I.2.Thiết kế sàn khu “Gara ôtô” (Giải pháp sàn sườn BTCT thường): Có bề dày =14(mm) Đây là ô bản có hình dạng phức tạp việc tính toàn ô bản này được quy về việc tính ô bản hình chữ nhật có kích thước tương ứng. ô bản này có kích thước là: l1xl2= 4320x6000(mm) (Đã trình bày trong chương 4). Tính toán nội lực bản Tỉ số giữa hai cạnh < 2. Ô bản làm việc theo hai phương (Giá trị tĩnh tải(g), hoạt tải(p) của các ô sàn này đã trình bày tại chương 4) Vậy nên tải trọng để tính toán các ô sàn này như sau: G=(g+p) l1l2 = (0,4594+ 0,6).6,0.4,32= 27,46(T) G0=(g+p/2).l1.l2=(0,4594+0,6/2).6,0.4,32=19,68(T) P0= l1.l2.p/2= 6,0.4,32.0,6/2= 7,78(T) Ta có biểu thức tính toán nội lực của sàn như sau: M1 : Momen nhịp cạnh ngắn M1 = m1.Go+k1.Po M2 : Momen nhịp cạnh dài M2 = m2.Go+k2.Po M3 : Momen gối cạnh ngắn M3 = m3.G M4 : Momen gối cạnh dài M4 = m4.G Nội suy các giá trị mi, ki theo sơ đồ 9 tài liệu [9] Ta được m1= 0,021; m2= 0,0109; m3= 0,0473; m4= 0,0245 k1= 0,04833; k2= 0,02 Ta có biểu thức tính toán nội lực và cốt thép của sàn như sau: -Sử dụng bê tông có cấp độ bền B25 Có Rb= 145(kG/cm2) Hệ số điều kiện làm việc Sử dụng thép AI có Rs= 2250(kG/cm2) Sử dụng phần mềm Excel để tính nội lựcvà tính thép cho ô sàn này ta sẽ tính được như sau Giả thiết: a = 2,0 cm (môi trường ẩm cao) Tính = ; Do bản sàn tính nội lực theo sơ đồ khớp dẻo nên điều kiện hạn chế khi tính theo bài toán cốt đơn là: Bêtông ta lựa chọn có Rb= 14,5(MPa) < 15(MPa) nên = 0,3 và pl= 0,37 = 1 - ; As = ; m (%) = .100; Khi lượng thép tính ra có hàm lượng nhỏ hơn mmin thì lấy diện tích cốt thép: As = mmin.b.h0(mmin= 0,05(%))(TCVN [2]) Hàm lượng cốt thép tính được như trên nằm trong vùng hàm lượng cốt thép hợp lý mhợplý= (0,4- 0,8)%. Các hệ số và pl đều thoả mãn các điều kiện nêu trên. Như vậy là ta đã tính toán được cốt thép cho 2 loại sàn Chi tiết cốt thép của 2 sàn này được thể hiện trong bản vẽ KC- 04, KC- 05 ii.thiết kế hệ dầm Ta sẽ thiết kế hệ dầm cho một khung của công trình đó là hệ dầm của khung ngang. Khung này là khung dài nhất của công trình khung trục C. Do công trình có tính đối xứng theo phương ngang về mặt kết cấu và có tính đối xứng về mặt chịu lực. Vậy nên ta sẽ tiến hành thiết kế cốt thép cho một nửa số dầm(28 dầm) và một nửa số cột(28 cột) của khung này. Nội lực của hệ dầm này được tính toán thông qua việc chạy nội lực khung không gian của toàn công trình. Kết quả nội lực của khung này sau khi chạy bằng phần mềm SAP2000 như sau. Tổ hợp 1: TLBT+ tải đất+ tải nước+ tĩnh tải. Tổ hợp 2: TLBT+ tải đất+ tải nước+ tĩnh tải+ hoạt tải 1 Tổ hợp 3: TLBT+ tải đất+ tải nước+ tĩnh tải+ hoạt tải 2 Tổ hợp 4: TLBT+ tải đất+ tải nước+ tĩnh tải+ 0,9.(hoạt tải 1+ hoạt tải 2) Tổ hợp 5: BAO(tổ hợp 1+ tổ hợp 2+ tổ hợp 3+ tổ hợp 4) Trong đó TLBT: Đây là trọng lượng bản thân của toàn công trình(Không kể trọng lượng của sàn) Tải đất: Là tải áp lực đất tác dụng lên công trình. Tải này có được sau khi tính áp lực đất chủ động tác dụng lên công trình. Tải đất sẽ tác dụng vuông góc bề mặt của hệ tường trong đất, hệ cọc khoan nhồi và hệ thành giếng. Tải này được tính riêng với tải nước. Tải nước: Là tải áp lực nước tác dụng lên công trình. Tải này có được sau khi tính áp lực nước tác dụng lên công trình. Tải nước sẽ tác dụng vuông góc bề mặt của hệ tường, hệ cọc khoan nhồi và hệ thành giếng. Tải này được tính riêng với tải đất. Tĩnh tải: Bao gồm trọng lượng bản thân của các sàn(sàn mái, sàn đô thị, sàn nhà vệ sinh, sàn ôtô). Hoạt tải 1, Hoạt tải 2: Là hoạt tải tác dụng lên các sàn. Tải này được tra trong TCVN 2737- 1995.. Hai loại hoạt tải này được chất tải cách tầng cách nhịp. Hoạt tải TP: Là hoạt tải toàn phần: (Hoạt tải 1+ Hoạt tải 2). Hoạt tải này được chất trên toàn bộ mặt sàn. Mỗi sàn có một loại hoạt tải riêng Phần này đã được trình bày trong phần “tải trọng”. Đưa các giá trị tải trọng trên vào mô hình kết cấu trong phần mềm SAP2000 ta có được giá trị nội lực như sau: Bảng nội lực dầm trong 2 gara (Bao gồm 20 dầm) để tại phụ lục 1. Bảng nội lực dầm phía biên (Bao gồm 4 dầm) để tại phụ lục 2. Bảng nội lực dầm khu giữa (Bao gồm 4 dầm) để tại phụ lục 3. II.1.Tính toán cốt thép dọc cho dầm Việc tính toán cốt thép dọc cho dầm bao gồm 2 công việc là: Tính cốt thép cho đoạn giữa dầm và tính cốt thép cho đoạn đầu dầm. a,Tính cốt thép cho đoạn giữa dầm Tương ứng với tiết diện chịu mômen dương, bản cánh nằm trong vùng chịu nén nên cùng tham gia chịu lực với sườn, tiết diện tính toán là tiết diện chữ T. Xác định độ vươn của bản cánh Sf= 6.hf’= 6.140= 840(mm). Chiều rộng bản cánh đưa vào tính toán : = bd+ 2.Sf= 300+ 2.840= 1980(mm) Xác định vị trí trục trung hoà: Chọn chiều dày lớp bảo vệ: abv= 4(cm) Chiều cao làm việc của dầm: h0= h- a= 600- 40= 560(mm) Ta nhận thấy các giá trị mômen tính được ở trên luôn luôn nhỏ hơn Mf. Cho nên tại tiết diện ở giữa nhịp trục trung hoà đi qua cánh, tính cốt thép theo bài toán cấu kiện chịu uốn tiết diện chữ nhật (bf x hd) = (1980x600)mm b,Tính cốt thép cho đoạn đầu dầm Tương ứng với tiết diện chịu mômen âm, bản cánh nằm trong vùng chịu kéo nên xem như không tham gia chịu lực với sườn, tính cốt thép theo cấu kiện chịu uốn tiết diện chữ nhật (bdxhd) = (300x600)mm Thiết kế thép -Sử dụng bê tông có cấp độ bền B25 Có Rb= 14,5(MPa) Hệ số điều kiện làm việc Sử dụng thép AII có Rs= 280(MPa) Sử dụng phần mềm Excel để tính nội lực và tính thép cho ô sàn này ta sẽ tính được như sau Giả thiết chiều dày lớp bêtông bảo vệ: a = 4,0 cm Tính = ; Do bản sàn tính nội lực theo sơ đồ khớp dẻo nên điều kiện hạn chế khi tính theo bài toán cốt đơn là: Hệ số =0,418 được tra từ phụ lục 8 –tài liệu [4] Tính Tính Diện tích cốt thép Tính và phải đảm bảo Hàm lượng cốt thép hợp lý đối với dầm hợplý= (0,8- 1,5)% Dùng phần mềm Excel ta tính được thép của các dầm này như sau: Chi tiết cốt thép các dầm được trình bày trong các phụ lục: Cốt thép dầm trong 2(Bao gồm 20 dầm) gara để tại phụ lục 6. Cốt thép dầm phía biên(Bao gồm 4 dầm) để tại phụ lục 5. Cốt thép dầm khu giữa(Bao gồm 4 dầm) để tại phụ lục 4. Ta sẽ thiết kế thép cho 1 dầm(VD: dầm có số hiệu 41: Là dầm trong 2 gara). Cốt thép các dầm sau được thiết kế thông qua phần mềm Excel với các bước tuần tự như dầm này. Nội lực của dầm 41 như sau(Lầy từ phụ lục 1) Giá trị mômen dương lớn nhất: Mmax= 7,052(Tm) Giá trị mômen âm nhỏ nhất: Mmin= -11,637(Tm) Giá trị lực cắt lớn nhất: Qmax= 10,588(T) Giá trị lực cắt nhỏ nhất: Qmax= -7,820(T) Tính toán cốt thép dọc chịu mômen dương lớn nhất Mmax= 7,052(Tm). Dầm có tiết diện: bxh= 300x600(mm). Giả thiết a= 4(mm), chiều cao làm việc của dầm là: h0= h-a= 600- 40= 560(mm) Sử dụng bêtông cấp độ bền chịu nén B25, có Rb= 14,5(MPa) Sử dụng cốt thép AII, có Rs= Rsc= 280(MPa) Hệ số =0,418 được tra từ phụ lục 8 –tài liệu [4] Tính = = Tính toán cốt thép theo trường hợp đặt cốt thép đơn Tính Tính Diện tích cốt thép Hàm lượng cốt thép hợp lý đối với dầm hợplý= (0,8- 1,5)%(Trang 27- Tài liệu [13]) Ta chọn hợplý= 0,8% để tính thép cho dầm Diện tích cốt thép sẽ là: , Chọn thép là: 4d22 Việc tính cốt thép chịu mômen âm nhỏ nhất được thực hiện tương tự như trên, cho ta kết quả là: Diện tích cốt thép Hàm lượng cốt thép hợp lý đối với dầm hợplý= (0,8- 1,5)% Ta chọn hợplý= 0,8% để tính thép cho dầm Diện tích cốt thép sẽ là: , Chọn thép là: 4d22 Từ đó ta sẽ lập bảng tính Excel để tính toán cốt thép cho các dầm còn lại. Chi tiết cốt thép các dầm được trình bày tại phụ lục 4.5.6 II.2.Neo cắt uốn cốt thép (Dựa theo tài liệu [9]) Việc cắt uốn cốt thép được thực hiện tại những vị trí cho phép Đối với dầm: Đây là cấu kiện chịu uốn là chủ yếu, việc cắt cốt thép được thực hiện như sau: Đối với cốt thép chịu mômen dương: Ta nên cắt thép tại những vị trí có giá trị mômen nhỏ(Thường là tại vị trí đầu dầm). Tuy nhiên ta cũng không nên lợi dụng điều này mà làm cho cốt thép công trình trở nên vụn vặt, những vị trí nào có thể kéo dài được ta sẽ kéo dài(Ví dụ: Qua hai đoạn dầm có độ dài 25d Đối với cốt thép chịu mômen âm: Ta nên cắt thép tại những vị trí có giá trị mômen nhỏ (Thường là tại vị trí giữa dầm). Tuy nhiên trong đồ án này ta sẽ không cắt hoàn toàn số thanh thép tại đúng vị trí đó mà chỉ cắt những thanh thép nằm bên trong. Hai thanh thép bên ngoài ta sẽ giữ lại có tác dụng tạo khung cốt thép thuận lợi cho viêc neo buộc cốt đai(Hai thanh này có vai trò giống như hai thanh cốt giá). Còn tại vị trí dầm gối lên tường đoạn cắt thép tính từ mép tường trở ra là: l0/4.(Trong đó l0: Là nhịp tính toán của dầm). Tại vị trí dầm gối lên cột đạon cắt thép tính từ mép cột trở ra là: l0/4. Đoạn neo buộc cốt thép như sau: Trong vùng chịu nén là 30d, trong vúng chịu kéo là 20d. Việc cắt cũng như neo buộc cốt thép được lấy chẵn số(Bội số của 10), nhằm thuận lợi cho công tác thi công. II.3.Tính toán cốt thép ngang cho dầm(Cốt đai và cốt xiên) Trước hết ta phải khẳng định việc tính toán cốt đai và cốt xiên là để đảm bảo cho dầm đủ khả năng chịu cắt, ngoài ra cốt đai dùng để tạo khung cốt thép . Việc tính toán cốt ngang được thực hiện như sau: Kiểm tra khả năng chịu cắt của bêtông. Nếu bêtông đủ khả năng chịu lực cắt của dầm thì ta sẽ không phải tính toán cốt đai nữa mà chỉ bố trí theo cấu tạo. Vật liệu sử dụng để thiết kế dầm là: Bêtông cấp độ bền chịu nén B25, có: Rb= 14,5(MPa); Rbt=1,05(MPa), môđun đàn hồi E= 30.103(MPa) Cốt thép chịu lực AII, có: Rs= Rsc= 280(MPa); Cốt thép ngang AI, có: Rs= 225(MPa), Từ đó ta có điều kiện tính toán cốt đai là: =441(kN) = 44,1(T) So sánh Qb và Qmax ta nhận thấy Qmax = 40,127(T)< Qb= 44,1(T). Qmax: Là giá trị lực cắt lớn nhất(Về trị số) của dầm có số hiệu 2659. Giá trị của Qmax, là giá trị lực cắt lớn nhất của các dầm(Giá trị của Qmax được lấy từ bảng tổ hợp nội lực của các dầm, các phụ lục 1,2,3). Trong đồ án này số hiệu các cấu kiện hoàn toàn do phần mềm SAP mặc định. Và em lấy các số hiệu này làm tên các cấu kiện. Từ việc so sánh trên ta sẽ không phải tính toán cốt đai và cốt xiên chịu cắt. Mà lực cắt ở đây hoàn toàn do bêtông chịu. Cốt thép đai được đặt theo cấu tạo như sau: (Trang 105- Tài liệu [4]) -ở vùng gần gối tựa lấy bằng 1/4 nhịp khi có tải trọng phân bố đều và lấy bằng khoảng cách từ gối tựa đến lực tập trung gần nhất không nhỏ hơn 1/4 nhịp. Ta sẽ tính cho dầm có nhịp lớn nhất trong trường hợp này, là các dầm có nhịp . l= 6(m) Như vậy, l1= . -Khoảng cách cốt thép ngang phụ thuộc vào chiều cao tiết diện như sau: +Khi h> 450(mm)- không lớn hơn h/3 và không lớn hơn 500(mm) Dầm của trong công trình có tiết diện là: bxh= 300x600(mm). Vậy l2 -Trên các phần còn lại của nhịp , khi chiều cao tiết diện lớn hơn 300(mm)- không lớn hơn 3/4h và không lớn hơn 500(mm) Vậy l3 Tóm lại, ta tính được khoảng cách giữa các cốt đai tại đoạn đầu, cuối và giữa dầm như sau: Với đoạn đầu, cuối dầm: u1= minl2, chọn u1= 150(mm). Trong khoảng 1500(mm), đoạn đầu và cuối dầm. Với đoạn giữa dầm, u2= minl3, chọn u2= 300(mm). Trong khoảng giữa dầm là: 6000-2.1500= 3000(mm). Chi tiết việc đặt cốt đai, việc neo, việc cắt uốn cốt thép được trình bày tại các bản vẽ KC- 06, KC-07, KC-08. iii.thiết kế hệ cột Ta sẽ tiến hành tính toán hệ cột cho toàn bộ hệ cột thuộc mặt cắt ngang dài nhất nhà(Hệ cột khung C): bao gồm 56 cột tất cả ta sẽ tính toán cho 28 cột rồi bố trí thép cho 28 cột còn lại(ở phía bên kia đối xứng). Nội lực của từng cột có được sau khi chạy nội lực khung không gian này bằng phần mềm SAP2000. Với các loại tải trọng đã trình bày ở trên ta có được nội lực của các cột như sau(Trình bày trong phụ lục 7, phụ lục 8, phụ lục 9): III.1.Tính toán cốt thép cho cột III.1.1. Cơ sở tính toán: Bảng tổ hợp tính toán (Các bảng tổ hợp nội lực cột từ bảng và phần phụ lục). TCVN [2]: Tiêu chuẩn thiết kế bê tông cốt thép. Hồ sơ kiến trúc công trình. * Một số qui định đối với việc tính cột và bố trí cốt thép: - Cốt dọc: + Khi h, b > 40(cm) thì đường kính cốt thép 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 chịu lực). + Khoảng cách giữa các cốt đai: 15d2 (d2: đường kính bé nhất của cốt dọc) a < h/4 150(mm) Trong đoạn nối buộc cốt thép dọc, khoảng cách cốt đai không vượt quá 10d2. Để giữ ổn định, tốt nhất là cốt dọc được nằm ở góc của cốt đai. Tiêu chuẩn thiết kế yêu cầu cứ cách một cốt dọc phải có một cốt dọc nằm ở góc cốt đai. Chỉ khi cạnh của tiết diện không quá 40cm và trên mỗi cạnh có không quá bốn cốt dọc mới cho phép dùng một cốt đai bao quanh tất cả các cốt dọc. III.1.2- Quy trình tính toán Vì sơ đồ tính là mô hình khung không gian nên cột bị uốn lệch tâm xiên ,tồn tại mômen theo cả hai phương X và Y. Trong phạm vi đồ án, cột chịu nén lệch tâm xiên được thiết kế theo tài liệu của GS. Nguyễn Đình Cống biên soạn theo tiêu chuẩn BS 8110 có cải tiến theo TCVN 5574 - 1991 và cả TCVN 356- 2005. - Xét tiết diện có cạnh Cx,Cy - Cốt thép được đặt theo chu vi, phân bố đều hoặc mật độ cốt thép trên cạnh b có thể lớn hơn (cạnh b được giải thích ở bảng về mô hình tính) - Tiết diện chịu lực nén N, momen uốn Mx,My,độ lệch tâm ngẫu nhiên eax,eay.Sau khi xét uốn dọc theo 2 phương, tính được hệ số ,.Momen đã gia tăng :Mx1,My1. Mx1=.Mx; My1=.My - Tuỳ theo tương quan giữa 2 giá trị Mx,My với kích thước các cạnh mà đưa về 1 trong 2 mô hình tính toán h:=hc, b:=bc; h:=bc, b:=hc; - Chiều dày lớp bảo vệ : a; h0=h-a; Z=h-2a - Rb: Cường độ tính toán về nén của bê tông. - Rs: Cường độ tính toán về kéo của cốt thép. - Rsc; Cường độ tính toán về nén của cốt thép. - :hệ số tính toán giới hạn vùng nén. - Tiến hành tính toán theo trường hợp đặt cốt thép đối xứng: - Hệ số chuyển đổi mo: Khi thì ;Khi x1>ho thì mo=0,4. - Tính momen tương đương( đổi nén lệch tâm xiên ra lệch tâm phẳng): - Độ lệch tâm ; eo=ea + e1. Với ea là độ lệch tâm ngẫu nhiên. - Tính độ mảnh theo 2 phương ,;=max(,). Dựa vào độ lệch tâm eo và giá trị x1 để phân biệt các trường hợp tính toán 1) Trường hợp 1 Nén lệch tâm bé khi à tính toán gần đúng như nén đúng tâm Hệ số ảnh hưởng độ lệch tâm : Hệ số uốn dọc phụ thêm khi xét nén đúng tâm: Khi lấy; khi 14<<104 lấy theo công thức: Diện tích toàn bộ cốt thép dọc Ast: 2)Trường hợp 2 Khi ; đồng thời . Tính toán theo trường hợp lệch tâm bé. Chiều cao vùng nén x xác đình theo công thức sau: ; Diện tích toàn bộ cốt thép Ast tính theo công thức: ; quy định lấy k=0,4 3) Trường hợp 3 Khi ; đồng thời . Tính toàn theo trường hợp lệch tâm lớn với k=0,4 Cốt thép được đặt theo chu vi trong đó cốt thép đặt theo cạnh b có mật độ lớn hơn hoặc bằng mật độ theo cạnh h. Tính toán cụ thể các cấu kiện này như sau: III.1.3.Thiết kế cốt thép cho 4 cột nằm trên thành giếng Bao gồm 4 cột có số hiệu(903, 904, 915, 916), các số hiệu này được mặc định trong quá trình chạy nội lực khung không gian bằng phần mềm SAP Bảng tổ hợp nội lực của 4 cột này được trình bày trong phụ lục 7. Từ bảng tổ hợp nội lực này ta sẽ thiết kế cho cả 4 cột. Nội lực của 4 cột này thông qua 3 mặt cắt(Đầu, giữa, cuối) Kết quả tính thép của 4 cột này trình bày trong phụ lục 10 III.1.4.Thiết kế cốt thép cho 20 cột nằm trong lõi Bao gồm 20 cột có số hiệu(927-936; 987- 996), các số hiệu này được mặc định trong quá trình chạy nội lực khung không gian bằng phần mềm SAP Bảng tổ hợp nội lực của 20 cột này được trình bày trong phụ lục 9. Từ bảng tổ hợp nội lực này ta sẽ thiết kế cho cả 20 cột. Nội lực của 20 cột này thông qua 3 mặt cắt(Đầu, giữa, cuối). Kết quả tính thép của 20 cột này trình bày trong phụ lục 11. III.1.5.Thiết kế cốt thép cho 4 cột nằm tại khu giữa(Khu 4 tầng) Bao gồm 4 cột có số hiệu(2669, 2700, 2701, 2702), các số hiệu này được mặc định trong quá trình chạy nội lực khung không gian bằng phần mềm SAP Bảng tổ hợp nội lực của 4 cột này được trình bày trong phụ lục 8. Từ bảng tổ hợp nội lực này ta sẽ thiết kế cho cả 4 cột. Nội lực của 4 cột này thông qua 3 mặt cắt(Đầu, giữa, cuối). Kết quả tính thép của 4 cột này trình bày trong phụ lục 12. III.2.Tính thép dọc III.2.1.Tính thép cho cột có số hiệu 903 - Chọn một cặp nội lực để tính điển hình: Nmax = -125,035 (T) Mx = 1,847(T.m) My = 0,01(T.m) - Vật liệu thiết kế cột: Giống như vật liệu thiết kế dầm. - Chiều dài tính toán lox=loy=0,7. 4= 2,8(m) = 280(cm). Tiết diện bxh= 300x300(mm) ; ; =max(,)=32,4 > 28 , có xét đến ảnh hưởng của uốn dọc theo cả 2 phương: Có Ix Nth= = 645,73(T) = 1,24 Mx1=.Mx= 1,24.1,847= 2,29(T); My1=.My=1,24.0,01= 0,0124(T) ; Có trường hợp: . Tính theo phương x h= Cx= 0,3(m); b= Cy= 0,3(m) - Giả thiết a=40 mm; h0= 300- 40= 260mm; Z= 300-2.40= 220mm M1= Mx1=2,29(T.m); M2= My1= 0,0124(T.m) - Độ lệch tâm ngẫu nhiên ea =max( H / 600cm, 2cm) =2(cm). à . Với kết cấu siêu tĩnh ta có: eo= ea + e1= 20 + 18,35 =38,35(mm). Ta có: àTính toán theo trường hợp nén lệch tâm rất bé . Tính theo công thức: -Diện tích toàn bộ cốt thép yêu cầu: - Hàm lượng cốt thép là: àhợp lý - Ta bố trí 8d20 , As =25,14 cm2 - Hàm lượng cốt thép sau khi chọn là: àhợp lý III.2.2.Tính thép cho cột có số hiệu 927(Là cột trong lõi) - Chọn một cặp nội lực để tính điển hình: Nmax = -226,884 (T) Mx = 7,919(T.m) My = 0,01(T.m) - Chiều dài tính toán lox=loy= 0,7. 2,27= 1,59(m) = 159(cm). ; ; =max(,)=18,4 < 28 , không xét đến ảnh hưởng của uốn dọc Mx1=.Mx= 7,919(T); My1=.My= 0,01(T) ; Có trường hợp: . Tính theo phương x h= Cx= 0,6(m); b= Cy=0,3(m) - Giả thiết a=40 mm; h0= 560mm; Z= 540mm M1= Mx1=7,919(T.m); M2= My1= 0,01(T.m) - Độ lệch tâm ngẫu nhiên ea =max( H / 600cm, 2cm) =2(cm). à Với kết cấu siêu tĩnh ta có: eo= ea + e1= 20 + 34,94 =54,94(mm)= 5,494(cm). e= e0+ = 5,494+ = 31,494(cm) Ta có: Tính toán theo trường hợp nén lệch tâm rất bé . Tính theo công thức: -Diện tích toàn bộ cốt thép yêu cầu: - Hàm lượng cốt thép là: àhợp lý - Ta bố trí 8d20 , As =25,14 cm2 - Hàm lượng cốt thép sau khi chọn là: àhợp lý Việc thiết kế cốt thép cho các cột còn lại được trình bày trên bảng tính Excel, theo đúng như các bước đã trình bày cho việc tính toán cốt thép cho 2 cột trên. Chi tiết cốt thép các cột còn lại được trình bày như tại các phụ lục 10.11.12. Chi tiết cốt thép cột được trình bày trong bản vẽ KC- 06; KC- 07; KC- 08