Thiết kế khung trục 2 theo sơ đồ khung không gian

CHƯƠNG IV : THIẾT KẾ KHUNG TRỤC 2 THEO SƠ ĐỒ KHUNG KHÔNG GIAN I - CHỌN SƠ BỘ KÍCH THƯỚC TIẾT DIỆN 1.Sơ bộ chọn kích thước tiết diện dầm: MẶT BẰNG BỐ TRÍ DẦM Bảng chọn sơ bộ kích thươc tiết diện dầm. Kí hiệu dầm Nhịp dầm hd Chọn tiết diện (cm) (cm) D1 650 54.2 30x60 D2 400 33.3 30x50 D3 650 54.2 25x50 D4 285 23.8 20x35 D5 450 37.5 30x50 D6 550 45.8 30x50 2.Sơ bộ chọn tiết diện cột. MẶT BẰNG BỐ TRÍ CỘT - Xem cột như cấu kiện chịu nén lệch tâm - Xác định sơ bộ kích thước cột -Công thức tính sơ bộ tiết diện cột: F = (cm2) trong đó: k: Hệ số hiệu chỉnh + Cột giữa nhà : k = 1.0 ÷ 1.1 + Cột biên : k = 1.1÷ 1.2 + Cột góc : k = 1.2÷ 1.3 N: Lực nén dọc trục tại tiết diện chân cột + S: diện truyền tải của cột + qi: tải trọng tính toán được qui đổi trên 1m2 tầng nhà Bao gồm: tải trọng sàn Trọng lượng tường xây Trọng lượng dầm, cột, vách Đối với chung cư chọn: qi = 1200 KG/m2 Rn: Cường độ chịu nén của bê tông SƠ BỘ CHỌN TIẾT DIỆN CỘT NHƯ SAU Tầng Cột qi(kG/m2) SSi(m2) k N =qi.SSi(kG) F=kN/Rn(cm2) Tiếtdiệnchọn 7-8-9-10 C1 1200 42.24 1.3 50688 599.04 30x30 3-4-5-6 1200 84.48 1.3 101376 1198.08 30x30 Hầm-1-2 1200 116.2 1.3 139392 1647.36 40x40 7-8-9-10 C2 1200 84.48 1.1 101376 1013.76 30x30 3-4-5-6 1200 169 1.1 202752 2027.52 40x40 Hầm-1-2 1200 232.3 1.1 278784 2787.84 50x50 7-8-9-10 C3 1200 169 1 202800 1843.64 45x45 3-4-5-6 1200 338 1 405600 3687.27 60x60 Hầm-1-2 1200 464.8 1 557700 5070 70x70 7-8-9-10 C4 1200 104.7 1.1 125664 1256.64 40x40 3-4-5-6 1200 209.4 1.1 251328 2513.28 50x50 Hầm-1-2 1200 288 1.1 345576 3455.76 60x60 II – XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN CÔNG TRÌNH 1.Tĩnh tải: a.Trọng lượng bản thân BTCT của kết cấu. Do dùng phần mềm ETABS nên phần trọng luợng bản thân BTCT của kết cấu này do máy tự tính.Hệ số tin cậy n=1.1 b.Trọng lượng của các lớp cấu tạo. STT CẤU TẠO SÀN S1 , S2 d(cm) g(kG/m3) gtt(KG/m2) n gi(KG/m2) 1 Gạch bông 2 1800 36 1.2 43.2 2 Lớp vữa lót 2 1600 32 1.3 41.6 3 Lớp vữa trát trần. 2 1600 32 1.3 41.6 Trần treo 100 1.2 120 Tổng cộng 246 b.Trọng lượng tường xây trên dầm. Trọng lượng tường xây dược tính theo công thức: gttt=ht*gttc*n*n’ Trong đó: ht : chiều cao tường ht=3m gttc : trọng luợng tiêu chuẩn tường. + đối với tuờng 200 mm gttc=330 KG/m2 + đối với tuờng 100 mm gttc=180 KG/m2 n : hệ số tin cậy n=1.3 n’ : hệ số kể đến lỗ cửa nếu có. Tường ht(m) gttc(KG/m2) n n' gttt(KG/m) 200 3 330 1.1 1 1089 200 có cửa 3 330 1.1 0.7 762 100 3 180 1.1 1 594 100 có cửa 3 180 1.1 0.7 416 Bảng kết quả tính toán trọng luợng tường xây trên dầm c.Trọng lượng tường xây trên ô sàn. Ta qui đổi thành trọng lượng phân bố điều trên 1m2 sàn. g t =*n’ Trong đó: At : diện tích tường ht : chiều cao tường n : hệ số tin cậy n=1.1 n’ : hệ số có kể đến lỗ cửa n’=0.7 g t : trọng lượng qui đổi trên 1 m2 sàn gt : trọng lượng riêng của tường gt =1800Kg/m3 AS : diện tích của sàn. Ô sàn As(m2) At(m2) ht(m) n n' gt(KG/m3) gt(KG/m2) S1 42.25 2.21 3 1.1 0.7 1800 217 S2 35.75 1.13 3 1.1 0.7 1800 131 S9 6.5 0.3 3 1.1 0.7 1800 192 Bảng qui đổi tải tường lên diện tích ô sàn d.Tải trọng hồ nước mái: Tải trọng hồ nước mái được qui về lực tập trung tác dụng tại đầu cột : N=42.24 T 2.Hoạt tải. a.Hoạt tải sử dụng: Tải trọng tiêu chuẩn phân bố đều trên sàn lấy theo TCVN 2737 –1 995 ptt = ptcx np trong đó: - ptc: tải trọng tiêu chuẩn lấy theo bảng 3 TCVN 2737 – 1995; phụ thuộc vào công năng cụ thể các phòng - np: hệ số độ tin cậy Do khi số tầng nhà càng tăng lên, xác suất xuất hiện đồng thời tải trọng sử dụng ở tất cả các tầng giảm, nên khi thiết kế các kết cấu thẳng đứng của nhà cao tầng sử dụng hệ số giảm tải. Trong TCVN 2737 : 1995 theo mục 4.3.4 trang 15 có qui định như sau: Đối với các phòng nêu ở các mục 1,2,3,4,5 bảng 3 (TCVN 2737-1995), nhân với hệ số (khi A>A1 = 9 m2) Đối với các phòng nêu ở mục 6,7,8,9,10,12,14 bảng 3 (TCVN 2737-1995), nhân với hệ số (khi A > A2 =36 m2) trong đó: A: diện tích chịu tải(m2) Hệ số độ tin cậy: Kết quả tính tĩnh tải và hoạt tải sàn theo các bước như trên được cho trong bảng sau: Ô sàn Công năng Diện tích(m2) Hệ số Hoạt tải n Hoạt tải giảm tiêu chuẩn tính toán tải (KG/m2) (KG/m2) S1 phòng ngủphòng ăn,toiletphòng khách. 42.25 0.677 150 1.3 132 S2 phòng ngủBan công 35.75 1.000 200 1.3 260 S3 phòng khách 16.43 0.844 150 1.3 165 S4 hành lang 26 1.000 300 1.2 360 S5 hành lang 22 1.000 300 1.2 360 S6 hành lang 18 1.000 300 1.2 360 S7 phòng khách 18.53 0.818 150 1.3 160 S8 Bếp 8.55 1.016 150 1.3 198 S9 Ban công 6.5 1.000 200 1.3 260 S10 phòng kháchBếp 22.1 0.783 150 1.3 153 S11 hành lang 5.89 1.000 300 1.2 360 - Hoạt tải phân bố trên sàn sân thượng: 97.5 KG/m2 -Hoạt tải phân bố trên sàn tầng 1 : 360 KG/m2 b.Họat tải do gió: Theo TCVN 2737 – 1995, giá trị tiêu chuẩn thành phần tĩnh của áp lực gió Wj ở độ cao zj so với mốc chuẩn được xác định theo công thức: Wj = W0. k(zj) . c Trong đó: W0 – áp lực gió tiêu chuẩn lấy theo Bảng 4 TCVN-2737-1995. Công trình xây dựng tại Thành Phố Hồ Chí Minh, thuộc vùng áp lực gió II-A, có giá trị áp lực gió tiêu chuẩn W0 = 95 daN/m2. Là vùng ảnh hưởng bão yếu, W0 được phép giảm đi 12 kG/m2 à áp lực gió tiêu chuẩn W0 = 83 daN/m2; k(zj) – hệ số tính đến sự thay đổi áp lực gió theo độ cao và dạng địa hình. Công trình thuộc dạng địa hình C, giá trị k(zj) được lấy theo Bảng 5 TCVN-2737-1995. c – hệ số khí động lấy theo Bảng 6 TCVN-2737-1995 Phía đón gió cđ = 0.8; Phía hút gió ch = 0.6; Hệ số độ tin cậy của tải trọng gió lấy bằng 1.2. Bảng tính toán các giá trị thành phần gió tĩnh Tầng zj(m) k(zj) W0(KG/m2) Phía khuất gió Phía đón gió cd Wtc(T/m2) Wtt(T/m2) ch Wtc(T/m2) Wtt(T/m2) 12 34.8 1.399 83 0.8 0.093 0.111 0.6 0.070 0.084 11 31.8 1.382 83 0.8 0.092 0.110 0.6 0.069 0.083 10 28.8 1.363 83 0.8 0.090 0.109 0.6 0.068 0.081 9 25.8 1.342 83 0.8 0.089 0.107 0.6 0.067 0.080 8 22.8 1.319 83 0.8 0.088 0.105 0.6 0.066 0.079 7 19.8 1.293 83 0.8 0.086 0.103 0.6 0.064 0.077 6 16.8 1.264 83 0.8 0.084 0.101 0.6 0.063 0.076 5 13.8 1.229 83 0.8 0.082 0.098 0.6 0.061 0.073 4 10.8 1.188 83 0.8 0.079 0.095 0.6 0.059 0.071 3 7.8 1.135 83 0.8 0.075 0.090 0.6 0.057 0.068 2 4.8 1.060 83 0.8 0.070 0.084 0.6 0.053 0.063 1 0 0.000 83 0.8 0.000 0.000 0.6 0.000 0.000 III – TÍNH TOÁN NỘI LỰC. 1.Các trường hợp tải trọng tác dụng lên công trình. a.Cac trường hợp tải TT : Gồm TTBANTHAN + TTVUA + TTTUONG HT : Gồm hoạt tải chất đầy các tầng. GIOX+ : Gió theo phương X GIOX- : Gió ngược phương X GIOY+ : Gió theo phương Y GIOY- : Gió ngược phương Y b.Cấu trúc tổ hợp. TỔ HỢP CẤU TRÚC TH1 TT + HT TH2 TT + GIOX+ TH3 TT + GIOX- TH4 TT + GIOY+ TH5 TT + GIOY- TH6 TT + 0.9HT + 0.9GIOX+ TH7 TT + 0.9HT + 0.9GIOX- TH8 TT + 0.9HT + 0.9GIOY+ TH9 TT + 0.9HT + 0.9GIOY- 2.Tính toán và giải nội lực. Dùng phần mềm ETABS để tính toán và giải nội lực.Theo mô hình khung không gian. IV – TÍNH THÉP KHUNG TRỤC 2. 1.Tính toán thép dầm khung trục 2. a.Tính toán cốt thép dọc cho dầm khung trục 2. - Từ kết quả nội lực từ ETABS ta chọn ra nội lực lớn nhất ứng với vùng moment âm và moment dương của dầm để tính toán và bố trí cốt thép. - Phần tiết diện chịu momen dương (nhịp), cánh nằm trong vùng nén, tham gia chịu lực với sườn. Chiều rộng cánh được xác định như sau: b’c = bd + 2C1 trong đó: bd – bề rộng dầm tính toán. C1 – phần nhô ra của cánh, lấy không vượt giá trị bé nhất trong các giá trị 1/6 nhịp dầm và 9h’c (ở đây h’c = hs ) Xác định vị trí trục trung hòa bằng cách xác định Mc: Mc = Rnb’ch’c(h0 – 0.5h'c) - Nếu M ≤ Mc, trục trung hòa đi qua cánh => tính toán với tiết diện chữ nhật b’cxh. - Nếu M > Mc, trục trung hòa đi qua sườn => tính toán với tiết diện chữ T. Kiểm tra hàm lượng cốt thép μ min ≤ μ ≤ μ max. - Phần tiết diện chịu momen âm (gối), cánh nằm trong vùng kéo, xem như không tham gia chịu lực với sườn, tính toán cốt thép theo tiết diện chữ nhật bdxh. Các công thức tính toán như sau: Kiểm tra hàm lượng cốt thép μ min ≤ μ ≤ μ max. Lưu đồ tính toán cốt thép dầm theo tiết diện chữ T như sau: Tiết diện chữ nhật b’cxh Tăng tiết diện Tăng Mác BT Chọn và bố trí thép Thoả Không thoả Không thoả Thoả Dùng phần mềm bảng tính Excell để tính toán thép tại nhịp và gối của dầm.Kết quả tính toán thép được thể hiện trong bảng sau: Bảng tính cốt thép nhịp dầm trục 2 Nhịp TẦNG M(T.m) b(cm) h(cm) a(cm) h0(cm) hc(cm) b'c(cm) Mc(T.m) A α Fa(cm2) chọn thép Fa(cm2) µ% AB 10 10.406 25 50 6 44 15 225 136 0.02 0.02 8.86 2Φ20+2Φ18 11.37 1.3 9 12.952 30 50 6 44 15 230 139 0.03 0.03 11.05 0.8 8 12.947 30 50 6 44 15 230 139 0.03 0.03 11.05 7 13.035 30 50 6 44 15 230 139 0.03 0.03 11.12 6 11.864 30 50 6 44 15 230 139 0.02 0.02 10.11 4Φ18 10.18 0.7 5 11.201 30 50 6 44 15 230 139 0.02 0.02 9.54 4 11.28 30 50 6 44 15 230 139 0.02 0.02 9.61 3 11.342 30 50 6 44 15 230 139 0.02 0.02 9.66 2 10.621 30 50 6 44 15 230 139 0.02 0.02 9.04 1 10.339 30 50 6 44 15 230 139 0.02 0.02 8.80 Hầm 11.41 30 50 6 44 15 230 139 0.02 0.02 9.72 BC 10 6.417 25 50 6 44 15 225 136 0.01 0.01 5.44 4Φ18 10.18 1.1 9 9.188 30 50 6 44 15 230 139 0.02 0.02 7.81 0.7 8 9.154 30 50 6 44 15 230 139 0.02 0.02 7.78 7 9.085 30 50 6 44 15 230 139 0.02 0.02 7.72 6 9.114 30 50 6 44 15 230 139 0.02 0.02 7.74 5 9.152 30 50 6 44 15 230 139 0.02 0.02 7.78 4 9.116 30 50 6 44 15 230 139 0.02 0.02 7.75 3 9.098 30 50 6 44 15 230 139 0.02 0.02 7.73 2 9.088 30 50 6 44 15 230 139 0.02 0.02 7.72 1 9.048 30 50 6 44 15 230 139 0.02 0.02 7.69 Hầm 8.744 30 50 6 44 15 230 139 0.02 0.02 7.43 CD 10 7.522 25 50 6 44 15 225 136 0.02 0.02 6.38 4Φ18 10.18 1.1 9 10.249 30 50 6 44 15 230 139 0.02 0.02 8.72 0.7 8 10.2 30 50 6 44 15 230 139 0.02 0.02 8.68 7 10.198 30 50 6 44 15 230 139 0.02 0.02 8.68 6 9.952 30 50 6 44 15 230 139 0.02 0.02 8.46 5 9.844 30 50 6 44 15 230 139 0.02 0.02 8.37 4 9.8 30 50 6 44 15 230 139 0.02 0.02 8.33 3 9.735 30 50 6 44 15 230 139 0.02 0.02 8.28 2 9.555 30 50 6 44 15 230 139 0.02 0.02 8.12 1 9.449 30 50 6 44 15 230 139 0.02 0.02 8.03 Hầm 9.334 30 50 6 44 15 230 139 0.02 0.02 7.93 DE 10 2.57 25 50 6 44 15 225 136 0.01 0.01 2.17 2Φ18 5.09 1.1 9 1.81 25 40 6 34 15 225 98 0.01 0.01 1.98 8 1.8 25 40 6 34 15 225 98 0.01 0.01 1.97 7 1.88 25 40 6 34 15 225 98 0.01 0.01 2.05 6 1 25 40 6 34 15 225 98 0.00 0.00 1.09 5 0.229 25 40 6 34 15 225 98 0.00 0.00 0.25 4 0.817 25 40 6 34 15 225 98 0.00 0.00 0.89 3 0.191 25 40 6 34 15 225 98 0.00 0.00 0.21 2 0.494 25 40 6 34 15 225 98 0.00 0.00 0.54 1 0.501 25 40 6 34 15 225 98 0.00 0.00 0.55 Hầm 1.198 25 40 6 34 15 225 98 0.00 0.00 1.31 Bảng tính thép gối phải dầm nhịp AB khung truc 2 Tầng M(T.m) b(cm) h(cm) a(cm) h0(cm) A α Fa(cm2) chọn thép Fa(cm2) µ% 10 0.98 25 50 6 44 0.018 0.019 0.83 2Φ18 5.09 0.5 9 5.55 30 50 6 44 0.087 0.091 4.89 2Φ18 5.09 0.4 8 5.52 30 50 6 44 0.086 0.090 4.86 2Φ18 5.09 0.4 7 5.31 30 50 6 44 0.083 0.087 4.67 2Φ18 5.09 0.4 6 8.27 30 50 6 44 0.129 0.139 7.48 3Φ18 7.63 0.6 5 10.74 30 50 6 44 0.168 0.185 9.96 4Φ18 10.18 0.8 4 10.68 30 50 6 44 0.167 0.184 9.90 4Φ18 10.18 0.8 3 10.63 30 50 6 44 0.166 0.183 9.85 4Φ18 10.18 0.8 2 12.59 30 50 6 44 0.197 0.222 11.92 2Φ22+2Φ18 12.69 1.0 1 13.20 30 50 6 44 0.207 0.234 12.59 2Φ22+2Φ18 12.69 1.0 Hầm 10.82 30 50 6 44 0.169 0.187 10.05 4Φ18 10.18 0.8 Bảng tính thép gối trái dầm nhịp AB khung truc 2 Tầng M(T.m) b(cm) h(cm) a(cm) h0(cm) A α Fa(cm2) chọn thép Fa(cm2) µ% 10 13.18 25 50 6 44 0.247 0.289 12.97 2Φ18+2Φ22 12.7 1.2 9 19.00 30 50 6 44 0.297 0.363 19.54 4Φ22+2Φ18 20.29 1.5 8 19.21 30 50 6 44 0.301 0.369 19.82 4Φ22+2Φ18 20.29 1.5 7 19.39 30 50 6 44 0.303 0.373 20.06 4Φ22+2Φ18 20.29 1.5 6 18.24 30 50 6 44 0.285 0.345 18.55 4Φ22+2Φ18 20.29 1.5 5 18.06 30 50 6 44 0.283 0.341 18.32 4Φ22+2Φ18 20.29 1.5 4 18.02 30 50 6 44 0.282 0.340 18.28 4Φ22+2Φ18 20.29 1.5 3 17.87 30 50 6 44 0.280 0.336 18.08 4Φ22+2Φ18 20.29 1.5 2 16.18 30 50 6 44 0.253 0.298 16.00 4Φ20+2Φ18 17.65 1.3 1 15.83 30 50 6 44 0.248 0.290 15.58 4Φ20+2Φ18 17.65 1.3 Hầm 15.83 30 50 6 44 0.248 0.290 15.58 4Φ20+2Φ18 17.65 1.3 Bảng tính thép gối trái dầm nhịp BC khung truc 2 Tầng M(T.m) b(cm) h(cm) a(cm) h0(cm) A α Fa(cm2) chọn thép Fa(cm2) µ% 10 8.93 25 50 6 44 0.168 0.185 8.28 2Φ18+1Φ20 8.23 0.7 9 15.08 30 50 6 44 0.236 0.273 14.70 6Φ18 15.27 1.2 8 15.08 30 50 6 44 0.236 0.273 14.70 6Φ18 15.27 1.2 7 15.12 30 50 6 44 0.237 0.274 14.75 6Φ18 15.27 1.2 6 15.12 30 50 6 44 0.237 0.274 14.75 6Φ18 15.27 1.2 5 15.71 30 50 6 44 0.246 0.287 15.44 6Φ18 15.27 1.2 4 15.64 30 50 6 44 0.245 0.285 15.35 6Φ18 15.27 1.2 3 15.52 30 50 6 44 0.243 0.283 15.22 6Φ18 15.27 1.2 2 14.83 30 50 6 44 0.232 0.268 14.41 6Φ18 15.27 1.2 1 14.64 30 50 6 44 0.229 0.264 14.19 6Φ18 15.27 1.2 Hầm 13.35 30 50 6 44 0.209 0.237 12.75 6Φ18 15.27 1.2 Bảng tính thép gối trái dầm nhịp CD khung truc 2 Tầng M(T.m) b(cm) h(cm) a(cm) h0(cm) A α Fa(cm2) chọn thép Fa(cm2) µ% 10 12.15 25 50 6 44 0.228 0.263 11.78 2Φ18+2Φ20 11.38 1.0 9 18.53 30 50 6 44 0.290 0.352 18.92 4Φ22+2Φ18 20.29 1.5 8 17.98 30 50 6 44 0.281 0.339 18.22 4Φ22+2Φ18 20.29 1.5 7 17.20 30 50 6 44 0.269 0.321 17.25 4Φ20+2Φ18 17.66 1.3 6 18.05 30 50 6 44 0.282 0.340 18.31 4Φ22+2Φ18 20.29 1.5 5 18.92 30 50 6 44 0.296 0.361 19.43 4Φ22+2Φ18 20.29 1.5 4 18.22 30 50 6 44 0.285 0.344 18.52 4Φ22+2Φ18 20.29 1.5 3 17.49 30 50 6 44 0.274 0.327 17.60 4Φ20+2Φ18 17.66 1.3 2 16.52 30 50 6 44 0.259 0.305 16.41 2Φ20+4Φ18 16.46 1.2 1 15.85 30 50 6 44 0.248 0.290 15.61 2Φ20+4Φ18 16.46 1.2 Hầm 13.73 30 50 6 44 0.215 0.245 13.17 6Φ18 15.27 1.2 b.Tính toán cốt thép đai cho dầm khung trục 2. - Chọn giá trị lực cắt lớn nhất trong dầm từ kết quả tổ hợp nội lực để tính toán cốt đai. Tính toán cốt đai cho dầm theo lưu đồ sau : Không thỏa Thỏa Không thỏa Thỏa Q, b, h, a, a’, Rn, Rk, Rađ, n, fđ Không thỏa Bố trí đai theo cấu tạo Tăng b, h Tăng M# BT Chọn lại n, fđ Xác định uCT Lựa chọn Bố trí cốt đai dầm Thỏa Với lưu đồ trên ta có : BêTông Mac 250 Rn=110 kG/cm2 Rk=8.8 kG/cm2 Thép AI Ra=2100 kG/cm2 Chọn số nhánh đai n=2 fad=0.503 cm2 Dùng phần mềm bảng tính Excell để tính toán thép đai cho dầm.Kết quả tính toán thép được thể hiện trong bảng sau: Bảng tính toán cốt thép đai cho dầm khung trục 2 Nhịp Tầng Qmax(T) b(cm) h(cm) a=a'(cm) h0(cm) 0.6Rkbh0(T) 0.35Rnbho(T) utt(cm) umax(cm) uchọn(mm) AB 10 10.72 25 50 6 44 5.81 42.35 63 60 150 9 15.46 30 50 6 44 6.97 50.82 36 50 150 8 15.52 30 50 6 44 6.97 50.82 36 49 150 7 15.6 30 50 6 44 6.97 50.82 35 49 150 6 15.27 30 50 6 44 6.97 50.82 37 50 150 5 15.03 30 50 6 44 6.97 50.82 38 51 150 4 15.03 30 50 6 44 6.97 50.82 38 51 150 3 14.99 30 50 6 44 6.97 50.82 38 51 150 2 14.39 30 50 6 44 6.97 50.82 42 53 150 1 14.15 30 50 6 44 6.97 50.82 43 54 150 Hầm 14.16 30 50 6 44 6.97 50.82 43 54 150 BC 10 9.08 25 50 6 44 5.81 42.35 87 70 150 9 13.62 30 50 6 44 6.97 50.82 47 56 150 8 13.64 30 50 6 44 6.97 50.82 46 56 150 7 13.7 30 50 6 44 6.97 50.82 46 56 150 6 13.81 30 50 6 44 6.97 50.82 45 56 150 5 13.99 30 50 6 44 6.97 50.82 44 55 150 4 13.94 30 50 6 44 6.97 50.82 44 55 150 3 13.87 30 50 6 44 6.97 50.82 45 55 150 2 13.75 30 50 6 44 6.97 50.82 46 56 150 1 13.64 30 50 6 44 6.97 50.82 46 56 150 Hầm 12.5 30 50 6 44 6.97 50.82 55 61 150 CD 10 9.89 25 50 6 44 5.81 42.35 74 65 150 9 15.45 30 50 6 44 6.97 50.82 36 50 150 8 15.26 30 50 6 44 6.97 50.82 37 50 150 7 15.01 30 50 6 44 6.97 50.82 38 51 150 6 15.55 30 50 6 44 6.97 50.82 36 49 150 5 15.81 30 50 6 44 6.97 50.82 35 48 150 4 15.58 30 50 6 44 6.97 50.82 36 49 150 3 15.33 30 50 6 44 6.97 50.82 37 50 150 2 15.15 30 50 6 44 6.97 50.82 38 51 150 1 14.89 30 50 6 44 6.97 50.82 39 51 150 Hầm 13.43 30 50 6 44 6.97 50.82 48 57 150 DE 10 2.46 25 50 6 44 5.81 42.35 1190 260 150 9 3.94 30 50 6 44 6.97 50.82 556 195 150 8 3.97 30 50 6 44 6.97 50.82 548 193 150 7 4.01 30 50 6 44 6.97 50.82 537 191 150 6 4.29 30 50 6 44 6.97 50.82 469 179 150 5 4.49 30 50 6 44 6.97 50.82 428 171 150 4 4.5 30 50 6 44 6.97 50.82 427 170 150 3 4.51 30 50 6 44 6.97 50.82 425 170 150 2 4.47 30 50 6 44 6.97 50.82 432 172 150 1 4.35 30 50 6 44 6.97 50.82 456 176 150 Hầm 5.33 30 50 6 44 6.97 50.82 304 144 150 2.Tính toán cốt thép cho cột khung trục 2. a.Tình tự tính toán: - Trong khung không gian, thực tế cột làm việc như cấu kiện chịu nén lệch tâm xiên. Tuy nhiên, bài toán tính toán cốt thép cho cấu kiện chịu nén lệch tâm xiên khá phức tạp. Trong phạm vi đồ án này sẽ tính toán cốt thép cho cột theo trường hợp cột chịu nén lệch tâm phẳng theo mỗi phương. - Cột khung trục 2 được tính toán theo trường hợp cấu kiện chịu nén lệch tâm (bố trí thép đối xứng trên mỗi phương). Trình tự tính toán như sau: Tính độ mảnh của cột: λ = l0/h; Xác định độ lệch tâm do lực e01 = M/N, độ lệch tâm ngẫu nhiên e0nn, từ đó tính được độ lệch tâm tính toán e0 = e01 + e0nn; Tính chiều cao vùng nén x: x = N/(Rnb); Giả thiết a = 5 cm, tính h0. - Trường hợp lệch tâm lớn x < α0h0: Giả thiết hàm lượng cốt thép dọc μ, tính hệ số uốn dọc η. Nếu λ < 8 thì η = 1, không cần xét đến hiện tượng từ biến và uốn dọc. Nếu x ≥ 2a’, tính diện tích cốt thép đối xứng (với N = Rnbx): Nếu x < 2a’, tạm thời bỏ qua cốt thép nén, tính: Lấy x = 2a’, tính: Lấy Fa = Fa’ = min (Fa1, Fa2). - Trường hợp lệch tâm bé x > α0h0: Giả thiết hàm lượng cốt thép dọc μ, tính hệ số uốn dọc η. Tính lại chiều cao vùng nén x: Nếu e0 > 0.2h0: x = 1.8(e0gh – e0) + α0h0 Nếu e0 < 0.2h0: Tính diện tích cốt thép chịu nén nhiều: Nếu e0 < 0.15h0 thì tích diện tích cốt thép chịu nén ít Fa: Nếu e0 ≥ 0.15h0 thì tích diện tích cốt thép chịu kéo Fa theo giá trị tối thiểu Fa = μ minbho.( μ min = 0.05%) Lấy Fa = Fa’ = max (Fa, Fa’). Sau khi tính được Fa, Fa’ cần tính lại hàm lượng cốt thép và so sánh với giá trị giả thiết ban đầu. Nếu sai biệt không quá 5% thì chấp nhận kết quả tính, nếu không thỏa phải giả thiết lại μ và lặp lại các bước tính toán cho đến khi sai biệt giá trị μ giữa 2 lần tính không quá 5%. Giá trị diện tích cốt thép chọn phải thoả điều kiện: μ min ≤ μ ≤ μ max. (với μ max = ; μ = ; μ min =0.05%). Trình tự giải bài toán cột chịu nén lệch tâm được thể hiện trong lưu đồ sau: Không thỏa Không thỏa Chọn và bố trí thép Giả thiết m Tính h Giả thiết m Tính h Giả thiết m Tính h Thỏa Thỏa Giả thiết lại m Không thỏa Không thỏa Giả thiết lại m Không thỏa Lệch tâm bé Thỏa Không thỏa Thỏa Lệch tâm lớn Thỏa thỏa Trong lưu đồ trên: e – khoảng cách từ điểm đặt của lực dọc lệch tâm đến trọng tâm của cốt thép chịu kéo, e = ηe0 + 0.5h – a; e’ – khoảng cách từ điểm đặt của lực dọc lệch tâm đến trọng tâm của cốt thép chịu nén, e’= ηe0 - 0.5h + a’; Độ lệch tâm tính toán: e0 = e01 + e0nn; Độ lệch tâm do lực: e01 = M/N; Độ lệch tâm ngẫu nhiên e0nn không nhỏ hơn h/25 và 2 cm đối với cột và tấm có chiều dày từ 25 cm trở lên. b.Kết quả tính thép khung trục 2: P.tử M.cắt Tải P(t) M3(t.m) M2(t.m) V2(t) V3(t) l(m) b(cm) h(cm) aX(cm) aY(cm) mgtX(%) mgtY(%) FaX(cm2) mX(%) Dm(%) FaY(cm2) mY(%) Dm(%) C9_STORY11 0 COMB9 -17.55 -0.724 -4.9 -0.93 -3.29 2.1 40 40 4 4 0.4 0.4 2.88 0.4 OK! 2.88 0.4 OK! C9_STORY10 0 COMB9 -52.5 -0.809 -4.838 -1.07 -3.24 2.1 40 40 4 4 0.4 0.4 2.88 0.4 OK! 2.88 0.4 OK! C9_STORY9 0 COMB9 -87.49 -0.677 -4.909 -1.01 -3.27 2.1 40 40 4 4 0.4 0.4 2.88 0.4 OK! 2.88 0.4 OK! C9_STORY8 0 COMB9 -122.58 -0.442 -4.034 -0.85 -2.85 2.1 40 40 4 4 0.8 0.8 5.76 0.8 OK! 5.76 0.8 OK! C9_STORY7 0 COMB9 -159.39 -0.905 -8.987 -1.91 -6.33 2.1 45 45 4 4 0.8 0.8 7.38 0.8 OK! 7.38 0.8 OK! C9_STORY6 0 COMB5 -180.97 -0.485 -7.996 -1.74 -5.57 2.1 45 45 4 4 0.8 0.8 7.38 0.8 OK! 7.38 0.8 OK! C9_STORY5 0 COMB9 -234.57 -0.625 -8.947 -1.67 -5.9 2.1 45 45 4 4 0.79 1.69 7.27 0.79 OK! 15.58 1.69 OK! C9_STORY4 0 COMB9 -272.33 -0.655 -7.164 -1.53 -5.11 2.1 45 45 4 4 1.63 2.34 15.04 1.63 OK! 21.56 2.34 OK! C9_STORY3 0 COMB9 -311.16 -1.399 -12.554 -2.93 -8.61 2.1 50 50 4 4 1.15 2 13.18 1.15 OK! 23 2 OK! C9_STORY2 0 COMB9 -351.03 -0.03 -10.485 -0.86 -3.99 3.36 50 50 4 4 1.74 2.55 20.06 1.74 OK! 29.29 2.55 OK! C9_STORY1 3 COMB9 -385.08 -0.246 6.858 1.09 -4.26 2.52 50 50 4 4 2.36 2.87 27.14 2.36 OK! 32.98 2.87 OK! P.tử M.cắt Tải P(t) M3(t.m) M2(t.m) V2(t) V3(t) l(m) b(cm) h(cm) aX(cm) aY(cm) mgtX(%) mgtY(%) FaX(cm2) mX(%) Dm(%) FaY(cm2) mY(%) Dm(%) C43_STORY11 0 COMB1 -84.97 2.695 2.521 3.44 3.15 2.1 45 45 4 4 0.4 0.4 3.69 0.4 OK! 3.69 0.4 OK! C43_STORY10 0 COMB1 -149.05 2.525 2.297 3.07 2.75 2.1 45 45 4 4 0.8 0.8 7.38 0.8 OK! 7.38 0.8 OK! C43_STORY9 0 COMB6 -210.69 5.14 2.766 3.39 3.03 2.1 45 45 4 4 0.75 0.49 6.88 0.75 OK! 4.5 0.49 OK! C43_STORY8 0 COMB6 -274.09 3.853 1.96 2.87 2.53 2.1 45 45 4 4 2.02 1.81 18.62 2.02 OK! 16.72 1.81 OK! C43_STORY7 0 COMB3 -313.1 -1.786 1.266 4.75 4.28 2.1 60 60 4 4 0.8 0.8 13.44 0.8 OK! 13.44 0.8 OK! C43_STORY6 0 COMB6 -399.18 5.909 2.539 4.03 3.59 2.1 60 60 4 4 0.68 0.54 11.39 0.68 OK! 9 0.54 OK! C43_STORY5 0 COMB6 -461.17 6.251 2.708 4.26 3.75 2.1 60 60 4 4 1.44 1.29 24.19 1.44 OK! 21.66 1.29 OK! C43_STORY4 0 COMB6 -523.09 5.058 1.941 3.71 3.22 2.1 60 60 4 4 2.13 2 35.86 2.13 OK! 33.62 2 OK! C43_STORY3 0 COMB6 -584.76 6.437 1.292 4.32 3.52 2.1 70 70 4 4 0.95 0.81 21.87 0.95 OK! 18.8 0.81 OK! C43_STORY2 0 COMB8 -648.8 1.36 5.561 1.92 1.96 3.36 70 70 4 4 1.38 1.48 31.77 1.38 OK! 34.29 1.48 OK! C43_STORY1 0 COMB7 -714.99 -6.148 -0.773 2.82 2.54 2.52 70 70 4 4 2.08 1.94 48 2.08 OK! 44.79 1.94 OK! P.tử M.cắt Tải P(t) M3(t.m) M2(t.m) V2(t) V3(t) l(m) b(cm) h(cm) aX(cm) aY(cm) mgtX(%) mgtY(%) FaX(cm2) mX(%) Dm(%) FaY(cm2) mY(%) Dm(%) C43_STORY11 0 COMB1 -84.97 2.695 2.521 3.44 3.15 2.1 45 45 4 4 0.4 0.4 3.69 0.4 OK! 3.69 0.4 OK! C43_STORY10 0 COMB1 -149.05 2.525 2.297 3.07 2.75 2.1 45 45 4 4 0.8 0.8 7.38 0.8 OK! 7.38 0.8 OK! C43_STORY9 0 COMB6 -210.69 5.14 2.766 3.39 3.03 2.1 45 45 4 4 0.75 0.49 6.88 0.75 OK! 4.5 0.49 OK! C43_STORY8 0 COMB6 -274.09 3.853 1.96 2.87 2.53 2.1 45 45 4 4 2.02 1.81 18.62 2.02 OK! 16.72 1.81 OK! C43_STORY7 0 COMB3 -313.1 -1.786 1.266 4.75 4.28 2.1 60 60 4 4 0.8 0.8 13.44 0.8 OK! 13.44 0.8 OK! C43_STORY6 0 COMB6 -399.18 5.909 2.539 4.03 3.59 2.1 60 60 4 4 0.68 0.54 11.39 0.68 OK! 9 0.54 OK! C43_STORY5 0 COMB6 -461.17 6.251 2.708 4.26 3.75 2.1 60 60 4 4 1.44 1.29 24.19 1.44 OK! 21.66 1.29 OK! C43_STORY4 0 COMB6 -523.09 5.058 1.941 3.71 3.22 2.1 60 60 4 4 2.13 2 35.86 2.13 OK! 33.62 2 OK! C43_STORY3 0 COMB6 -584.76 6.437 1.292 4.32 3.52 2.1 70 70 4 4 0.95 0.81 21.87 0.95 OK! 18.8 0.81 OK! C43_STORY2 0 COMB8 -648.8 1.36 5.561 1.92 1.96 3.36 70 70 4 4 1.38 1.48 31.77 1.38 OK! 34.29 1.48 OK! C43_STORY1 0 COMB7 -714.99 -6.148 -0.773 2.82 2.54 2.52 70 70 4 4 2.08 1.94 48 2.08 OK! 44.79 1.94 OK! P.tử M.cắt Tải P(t) M3(t.m) M2(t.m) V2(t) V3(t) l(m) b(cm) h(cm) aX(cm) aY(cm) mgtX(%) mgtY(%) FaX(cm2) mX(%) Dm(%) FaY(cm2) mY(%) Dm(%) C59_STORY11 0 COMB8 -27.26 1.551 12.148 3.72 8.48 2.1 40 40 4 4 0.4 1.34 2.88 0.4 OK! 9.64 1.34 OK! C59_STORY10 0 COMB8 -72.52 1.437 11.311 3.57 7.56 2.1 40 40 4 4 0.4 0.68 2.88 0.4 OK! 4.9 0.68 OK! C59_STORY9 0 COMB8 -117.53 1.389 11.664 3.7 7.76 2.1 40 40 4 4 0.8 1.5 5.76 0.8 OK! 10.8 1.5 OK! C59_STORY8 0 COMB8 -162.39 0.814 8.446 3.13 6.25 2.1 40 40 4 4 0.4 1.49 2.88 0.4 OK! 10.76 1.49 OK! C59_STORY7 0 COMB7 -211.53 -3.519 11.251 5.18 11.02 2.1 50 50 4 4 0.8 0.8 9.2 0.8 OK! 9.2 0.8 OK! C59_STORY6 0 COMB8 -253.04 0.459 13.641 4.35 9.04 2.1 50 50 4 4 0.4 1.06 4.6 0.4 OK! 12.18 1.06 OK! C59_STORY5 0 COMB8 -298.07 0.234 14.086 4.31 9.38 2.1 50 50 4 4 0.83 1.89 9.5 0.83 OK! 21.72 1.89 OK! C59_STORY4 0 COMB8 -343.02 -0.126 11.275 3.79 7.99 2.1 50 50 4 4 1.61 2.47 18.53 1.61 OK! 28.36 2.47 OK! C59_STORY3 0 COMB8 -388.51 -1.836 15.551 -4.28 10.39 2.1 60 60 4 4 0.4 0.96 6.72 0.4 OK! 16.09 0.96 OK! C59_STORY2 0 COMB8 -436.21 2.111 11.547 2.46 4.58 3.36 60 60 4 4 0.96 1.36 16.16 0.96 OK! 22.9 1.36 OK! C59_STORY1 0 COMB8 -487.81 1.57 8.477 4.08 4.47 2.52 60 60 4 4 1.56 1.85 26.22 1.56 OK! 31.15 1.85 OK! Bảng kết quả chọn thép cho cột khung trục 2 Cột Tầng phần tử b(cm) h(cm) N(T) MX(T.m) My(T.m) Fax(cm2) µx(%) Fay(cm2) µy(%) chọn thépFax Faxchọn(cm2) chọn thépFay Faychọn(cm2) A2 10 C9 40 40 -17.55 -0.724 -4.9 2.88 0.4 2.88 0.4 2Φ18 5.09 2Φ18 5.09 9 C9 40 40 -52.5 -0.809 -4.838 2.88 0.4 2.88 0.4 2Φ18 5.09 2Φ18 5.09 8 C9 40 40 -87.49 -0.677 -4.909 2.88 0.4 2.88 0.4 4Φ18 10.18 4Φ18 10.18 7 C9 40 40 -122.6 -0.442 -4.034 5.76 0.8 5.76 0.8 4Φ18 10.18 4Φ18 10.18 6 C9 45 45 -159.4 -0.905 -8.987 7.38 0.8 7.38 0.8 4Φ18 10.18 4Φ18 10.18 5 C9 45 45 -181 -0.485 -7.996 7.38 0.8 7.38 0.8 4Φ18 10.18 4Φ18 10.18 4 C9 45 45 -234.6 -0.625 -8.947 7.27 0.79 15.58 1.69 4Φ22 15.204 4Φ22 15.204 3 C9 45 45 -272.3 -0.655 -7.164 15.04 1.63 21.56 2.34 4Φ22 15.204 6Φ22 22.806 2 C9 50 50 -311.2 -1.399 -12.55 13.18 1.15 23 2 4Φ22 15.204 6Φ22 22.806 1 C9 50 50 -351 -0.03 -10.49 20.06 1.74 29.29 2.55 4Φ25 19.636 6Φ25 29.454 Hầm C9 50 50 -385.1 -0.246 6.858 27.14 2.36 32.98 2.87 3Φ28+2Φ25 28.292 7Φ25 34.363 B2 10 C43 45 45 -84.97 2.695 2.521 3.69 0.4 3.69 0.4 2Φ18 5.09 2Φ18 5.09 9 C43 45 45 -149.1 2.525 2.297 7.38 0.8 7.38 0.8 4Φ18 10.18 4Φ18 10.18 8 C43 45 45 -210.7 5.14 2.766 6.88 0.75 4.5 0.49 4Φ18 10.18 4Φ18 10.18 7 C43 45 45 -274.1 3.853 1.96 18.62 2.02 16.72 1.81 4Φ25 19.636 4Φ25 19.636 6 C43 60 60 -313.1 -1.786 1.266 13.44 0.8 13.44 0.8 4Φ25 19.636 4Φ25 19.636 5 C43 60 60 -399.2 5.909 2.539 11.39 0.68 9 0.54 4Φ25 19.636 4Φ25 19.636 4 C43 60 60 -461.2 6.251 2.708 24.19 1.44 21.66 1.29 6Φ28 36.948 6Φ28 36.948 3 C43 60 60 -523.1 5.058 1.941 35.86 2.13 33.62 2 6Φ28 36.948 6Φ28 36.948 2 C43 70 70 -584.8 6.437 1.292 21.87 0.95 18.8 0.81 6Φ28 36.948 6Φ28 36.948 1 C43 70 70 -648.8 1.36 5.561 31.77 1.38 34.29 1.48 8Φ28 49.264 8Φ28 49.264 Hầm C43 70 70 -715 -6.148 -0.773 48 2.08 44.79 1.94 8Φ28 49.264 8Φ28 49.264 C2 10 C44 45 45 -79.43 4.645 3.118 3.69 0.4 3.69 0.4 2Φ22 7.602 2Φ22 7.602 9 C44 45 45 -138.4 4.044 2.561 7.38 0.8 7.38 0.8 2Φ22 7.602 2Φ22 7.602 8 C44 45 45 -182.6 0.175 0.241 7.38 0.8 7.38 0.8 4Φ22 15.024 4Φ22 15.024 7 C44 45 45 -253.1 5.044 1.901 15.49 1.68 12.35 1.34 4Φ22 15.024 4Φ22 15.024 6 C44 60 60 -317.4 4.339 2.82 13.44 0.8 13.44 0.8 4Φ22 15.024 4Φ22 15.024 5 C44 60 60 -370.4 7.58 2.858 6.77 0.4 6.72 0.4 4Φ22 15.024 4Φ22 15.024 4 C44 60 60 -429.2 7.563 2.501 18.64 1.11 15.03 0.89 6Φ22 29.454 6Φ22 29.454 3 C44 60 60 -488.6 6.047 1.907 29.57 1.76 26.62 1.58 6Φ22 29.454 6Φ22 29.454 2 C44 70 70 -548.7 7.028 1.625 14.94 0.65 11.72 0.51 8Φ25 39.272 8Φ25 39.272 1 C44 70 70 -611.5 6.222 1.258 27.15 1.18 24.19 1.05 8Φ25 39.272 8Φ25 39.272 Hầm C44 70 70 -678.9 -6.338 -1.725 40.81 1.77 38.05 1.65 8Φ25 39.272 8Φ25 39.272 D2 10 C59 40 40 -27.26 1.551 12.148 2.88 0.4 9.64 1.34 4Φ20 12.568 4Φ20 12.568 9 C59 40 40 -72.52 1.437 11.311 2.88 0.4 4.9 0.68 4Φ20 12.568 4Φ20 12.568 8 C59 40 40 -117.5 1.389 11.664 5.76 0.8 10.8 1.5 4Φ20 12.568 4Φ20 12.568 7 C59 40 40 -162.4 0.814 8.446 2.88 0.4 10.76 1.49 4Φ20 12.568 4Φ20 12.568 6 C59 50 50 -211.5 -3.519 11.251 9.2 0.8 9.2 0.8 4Φ20 12.568 4Φ20 12.568 5 C59 50 50 -253 0.459 13.641 4.6 0.4 12.18 1.06 4Φ20 12.568 4Φ20 12.568 4 C59 50 50 -298.1 0.234 14.086 9.5 0.83 21.72 1.89 2Φ20+2Φ28 18.6 5Φ28 30.79 3 C59 50 50 -343 -0.126 11.275 18.53 1.61 28.36 2.47 2Φ20+2Φ28 18.6 5Φ28 30.79 2 C59 60 60 -388.5 -1.836 15.551 6.72 0.4 16.09 0.96 2Φ20+2Φ28 18.6 5Φ28 30.79 1 C59 60 60 -436.2 2.111 11.547 16.16 0.96 22.9 1.36 5Φ28 30.79 5Φ28 30.79 Hầm C59 60 60 -487.8 1.57 8.477 26.22 1.56 31.15 1.85 5Φ28 30.79 5Φ28 30.79 CHI TIẾT KẾT CẤU KHUNG TRỤC 2 ĐƯỢC TRÌNH BÀY TRONG BẢN VẼ KC-4/10 , KC-5/10 , KC6/1