Thiết kế khung trục 7

CHƯƠNG IV: TÍNH KHUNG PHẲNG ¾™˜¾ THIẾT KẾ KHUNG TRỤC 7 ¾™˜¾ IV.1. SƠ ĐỒ TÍNH HÌNH IV.1:SƠ ĐỒ TÍNH KHUNG TRỤC 7 IV.2. CHỌN KÍCH THƯỚC TIẾT DIỆN IV.2.1 Kích thước cột Chọn sơ bộ tiết diện cột: Tổng tải đứng = Tĩnh tải + Hoạt tải Tĩnh tải truyền vào khung gồm : + Tĩnh tải sàn. + Trọng lượng bản thân cột, dầm các tầng. + Trọng lượng vách ngăn lớp trang trí. Hoạt tải truyền vào khung gồm hoạt tải sàn. HÌNH IV.2: SƠ ĐỒ TRUYỀN TẢI TỪ SÀN VÀO KHUNG TRỤC 7 Chọn diện tích tiết diện sơ bộ theo tải đứng Với Fc’ : Diện tích tiết diện cột. q : Tổng tải trọng đứng. Ft : Diện tích truyền tải lên cột đang xét. n : Số tầng trên tiết diện cột đang xét. Rn : Cường độ chịu nén của bê tông. Mác 250, Rn = 110 kG/cm2. - Vì xét đến sự lệch tâm do tải trọng gió gây ra, lệch tâm của tiết diện cột và diện truyền tải bên trên cột, nên phải tăng tiết diện cột lên k lần. Fc = k.Fc’ Với k = 1.05¸1.5 ( hệ số k phụ thuộc vào mức độ lệch tâm của tải tác dụng vào cột, vị trí của cột trong mặt bằng công trình, cột biên hay cột giữa). - Do càng lên cao tải trọng càng giảm dần nên để kinh tế và mỹ quan cho công trình, ta sẽ thay đổi tiết diện cột dần khi lên các tầng trên. - Tiết diện cột thay đổi như sau: cột tầng 1¸3, cột tầng 4¸7, cột tầng 8¸10 - Lực tập trung tác dụng lên cột bao gồm: + Tĩnh tải và hoạt tải trên diện truyền tải của sàn (lấy với tải lớn nhất tại tiết diện truyền tải). + Trọng lượng bản thân cột, dầm, tường ở bên trên truyền xuống. - Trong việc chọn sơ bộ tiết diện cột, chúng ta chỉ việc chọn tiết diện theo công thức sơ bộ, trọng lượng bản thân cột, dầm xem như chưa biết, kết quả lực tập trung do tải lấy theo diện truyền tải của sàn. - Giá trị diện truyền tải qui về lực tập trung tại chân cột. Tải trọng chân cột khung trục 7 Cột trục B Diện truyền tải Ft (m2) Sàn sân thượng : 4´4 , qi = 901.2 kG/m Sàn tầng 9 : 4´4 , qi = 1043.5 kG/m Sàn tầng 1¸8 : 4´4 , qi = 804 kG/m Tổng tải do sàn truyền xuống tại chân cột Ps = S qi´Si Ps = 4´4´901.2+4´4´1043.5+4´4´8´804 = 134.03 T Cột trục C - Diện truyền tải Ft (m2) Sàn sân thượng : 4´8 , qi = 901.2 kG/m Sàn tầng 9 : 4´8 , qi = 1043.5 kG/m Sàn tầng 1¸8 : 4´8 , qi = 804 kG/m - Tổng tải do sàn truyền xuống tại chân cột Ps = S qi´Si Ps = 4´8´901.2+4´8´1043.5+4´8´8´804 = 268.05 T Cột trục D - Diện truyền tải Ft (m2) Sàn sân thượng : 4´6.5 , qi = 901.2 kG/m Sàn tầng 9 : 4´6.5 , qi = 1043.5 kG/m Sàn tầng 1¸8 : 4´6.5 , qi = 804 kG/m - Tổng tải do sàn truyền xuống tại chân cột Ps = S qi´Si Ps = 4´6.5´901.2+4´6.5´1043.5+4´6.5´8´804 = 217.8 T Cột trục E - Diện truyền tải Ft (m2) Sàn sân thượng : 2.5´4 , qi = 901.2 kG/m Sàn tầng 9 : 2.5´4 , qi = 1043.5 kG/m Sàn tầng 1¸8 : 2.5´4 , qi = 804 kG/m - Tổng tải do sàn truyền xuống tại chân cột Ps = S qi´Si Ps = 2.5´4´901.2+2.5´4´1043.5+2.5´4´8´804 = 83.76 T BẢNG CHỌN SƠ BỘ TIẾT DIỆN CẦN THIẾT CỦA CÁC CỘT Ký hiệu cột Cột tầng Ptt (T) K Fc (cm2) b (cm) h (cm) Fc (cm2) 7-B 10¸8 44 1.3 520 30 40 1200 7¸4 82.6 1.3 976 40 50 2000 3¸trệt 134.03 1.3 1584 40 60 2400 7-C 10¸8 87.96 1.3 1039 30 50 2000 7¸4 165.1 1.3 1951 40 60 1600 3¸trệt 268.05 1.3 3168 50 70 3000 7-D 10¸8 71.5 1.3 845 30 50 1200 7¸4 134.2 1.3 1568 40 60 2000 3¸trệt 217.8 1.3 2574 50 70 3000 7-E 10¸8 27.5 1.3 325 30 40 900 7¸4 51.6 1.3 610 40 50 1200 3¸trệt 83.76 1.3 990 40 60 1600 Kiểm tra kích thước tiết diện cột đã chọn Trên cơ sở nội lực đã tính toán được, kiểm tra kích thước tiết diện cột đã chọn và hàm lượng cốt thép cột. IV.2.2. Kích thước dầm Căn cứ vào nhịp dầm để chọn chiều cao tiết diện dầm: , Với m = 8¸12 , L : chiều dài dầm. + Nhịp L = 8m : h=(66.6¸100)cm. Þ Chọn tiết diện dầm b´h = (30´60). Do tính khung biên. + Nhịp L = 5m : h= (41.6¸62.5)cm. Þ Chọn tiết diện dầm b´h = (30´60). Do tính khung biên IV.3. TẢI TRỌNG ĐỨNG TÁC DỤNG VÀO KHUNG IV.3.1. Nguyên tắc truyền tải Nguyên tắc truyền tải : + Tải từ sàn (tĩnh tải và hoạt tải) truyền vào khung dưới dạng tải tam giác và hình thang. + Tải do dầm phụ truyền vào dầm chính của khung dưới dạng tải tập trung . + Tải do dầm tực giao truyền vào dầm dọc dưới dạng tải tập trung sau đó truyền vào khung. + Tải từ dầm chính truyền vào cột, sau cùng tải từ cột truyền xuống móng. IV.3.2. Tải trọng tác dụng lên sàn: (tĩnh tải và hoạt tải) Tĩnh tải Sàn tầng 1¸tầng 9 - Cấu tạo: STT LỚP a (cm) g(kG/m3) n g(kG/m2) 1 Gạch ceramic 1 2000 1.2 24 2 Vữa lót 3 1800 1.3 70.2 3 Bản BTCT 11 2500 1.1 302.5 4 Lớp vữa trát trần 2 1800 1.3 46.8 5 Lớp mastic và sơn 0.1 Tổng cộng 443.5 Sàn sân thượng Cấu tạo: STT LỚP a (cm) g(kG/m3) n g(kG/m2) 1 Gạch bông 1 2000 1.2 24 2 Vữa lót 3 1800 1.3 70.2 3 Lớp XM chống thấm 3 1800 1.3 70.2 4 Bản BTCT 12 2500 1.1 302.5 5 Lớp vữa trát trần 2 1800 1.3 46.8 6 Lớp mastic và sơn 0.1 Tổng cộng 541.2 Hoạt tải STT LOẠI SÀN Ptc (kG/m2) n Ptt (kG/m2) 1 Sàn làm việc (văn phòng) +WC 300 1.2 360 2 Sàn hành lang 400 1.2 480 3 Sàn gen lạnh 400 1.2 480 4 Sàn hội trường 500 12 600 5 Sàn sân thượng 300 1.3 360 Tải trọng toàn phần STT LOẠI SÀN G (kG/m2) P (kG/m2) q (kG/m2) 1 Sàn làm việc (văn phòng) +WC 443.5 360 804 2 Sàn hành lang 443.5 480 924 3 Sàn gen lạnh 443.5 480 924 4 Sàn hội trường 443.5 600 1043.5 5 Sàn sân thượng 541.2 360 901.2 IV.3.3. Tải trọng phân bố tác dụng lên khung trục 7 Tải trọng phân bố tác dụng lên khung trục 7 gồm: Tĩnh tải sàn . Hoạt tải sàn. Tải do trọng lượng bản thân dầm khung. Tải trọng tường xây lên dầm. Tầng 1¸8 Nhịp BC và CD - Tĩnh tải: + Do ô sàn số 1: g1 = 0.5gs = 0.5´2´443.5 = 443.5 kG/m = 0.4435 T/m + Do trọng lượng bản thân dầm: g2 = 0.3´0.6´1.1´2500 = 495 kG/m = 0.495 T/m + Do tường xây: g3 = 0.2´ 3.2´1.1´1800 = 1267 kG/m = 1.267 T/m Tổng tải trọng tác dụng lên nhịp BC và CD: q1= 0.4435 + 0.495 + 1.267 = 2.206 T/m - Hoạt tải: + Do ô số 1: p1 = 0.5ps = 0.5´2´360 = 360 kG/m = 0.36 T/m Nhịp DE - Tĩnh tải: + Do ô sàn số 2: g1 = gs.(1-2b2 + b3 ) = 443.5´2´(1-2´0.42+0.43) = 660 kG/m = 0.66T/m Trong đó b = + Do trọng lượng bản thân dầm: g2 = 0.3´0.6´1.1´2500 = 495 kG/m = 0.495 T/m + Do tường xây: g3 = 0.2´ 3.1´1.1´1800 = 1227.6 kG/m = 1.23 T/m Tổng tải trọng tác dụng lên nhịp DE: q2= 0.66 + 0.495 + 1.23 = 2.4 T/m - Hoạt tải: + Do ô số 2: p2 = ps.(1-2b2 + b3 ) = 360´2´(1-2´0.42+0.43) = 535.7 kG/m = 0.54 Tầng 9 Nhịp BC và CD - Tĩnh tải: + Do ô sàn số 1: g1 = 0.5gs = 0.5´2´443.5 = 443.5 kG/m = 0.4435 T/m + Do trọng lượng bản thân dầm: g2 = 0.3´0.6´1.1´2500 = 495 kG/m = 0.495 T/m + Do tường xây: g3 = 0.2´ 3.2´1.1´1800 = 1267 kG/m = 1.267 T/m Tổng tải trọng tác dụng lên nhịp BC và CD: q3= 0.4435 + 0.495 + 1.267 = 2.206 T/m - Hoạt tải: + Do ô số 1: p3 = 0.5ps = 0.5´2´600 = 600 kG/m = 0.6 T/m Nhịp DE - Tĩnh tải: + Do ô sàn số 2: g1 = gs.(1-2b2 + b3 ) = 443.5´2´(1-2´0.42+0.43) = 660 kG/m = 0.66T/m Trong đó b = + Do trọng lượng bản thân dầm: g2 = 0.3´0.6´1.1´2500 = 495 kG/m = 0.495 T/m + Do tường xây: g3 = 0.2´ 3.1´1.1´1800 = 1227.6 kG/m = 1.23 T/m Tổng tải trọng tác dụng lên nhịp DE: q4= 0.66 + 0.495 + 1.23 = 2.4 T/m - Hoạt tải: + Do ô số 2: p4 = ps.(1-2b2 + b3 ) = 600´2´(1-2´0.42+0.43) = 893 kG/m = 0.893 T/m Tầng sân thượng Nhịp BC và CD - Tĩnh tải: + Do ô sàn số 1: g1 = 0.5gs = 0.5´2´541.2 = 541.2 kG/m = 0.541 T/m + Do trọng lượng bản thân dầm: g2 = 0.3´0.6´1.1´2500 = 495 kG/m = 0.495 T/m Tổng tải trọng tác dụng lên nhịp BC và CD: q5= 0.541 + 0.495 = 1.04 T/m - Hoạt tải: + Do ô số 1: p5 = 0.5ps = 0.5´2´360 = 360 kG/m = 0.36 T/m Nhịp DE - Tĩnh tải: + Do ô sàn số 2: g1 = gs.(1-2b2 + b3 ) = 541.2´2´(1-2´0.42+0.43) = 805 kG/m = 0.805 T/m Trong đó b = + Do trọng lượng bản thân dầm: g2 = 0.3´0.6´1.1´2500 = 495 kG/m = 0.495 T/m Tổng tải trọng tác dụng lên nhịp DE: q6= 0.805 + 0.495 = 1.3 T/m - Hoạt tải: + Do ô số 2: p6 = ps.(1-2b2 + b3 ) = 360´2´(1-2´0.42+0.43) = 535.7 kG/m = 0.54 IV.3.4. Tải tập trung tác dụng lên dầm khung trục 7 - Để tìm lực tập trung tác dụng lên dầm khung trục 7 ta đi giải hệ dầm trực giao D1 và D2 để tìm phản lực và phản lực này chính là lực tập trung tác dụng lên dầm khung trục 7. - Vì hai dầm D1 và D2 có kích thước, tiết diện và tải trọng giống nhau nên phản lực giao giữa hai nút dầm này bằng không, nên ta tách riêng ra từng dầm và tính như dầm đơn giản có tải phân bố đều. Tải trọng tác dụng lên dầm D1 và D2 gồm: + Tĩnh tải do sàn qui về tải tương đương. + Tải do trọng lượng bản thân dầm. + Hoạt tải do sàn 1. Tầng 1¸8 : Nhịp BC và CD - Tĩnh tải: + Do ô sàn số 1: g1 = 0.5gs = 0.5´4´443.5 = 887 kG/m = 0.89 T/m + Do trọng lượng bản thân dầm: g2 = 0.3´0.5´1.1´2500 = 413 kG/m = 0.413 T/m Tổng tải trọng tác dụng lên nhịp BC và CD: q1= 0.89 + 0.413 = 1.3 T/m Vậy tính được phản lực là: R7 = 5.2 T - Hoạt tải: + Do ô số 1: p1 = 0.5ps = 0.5´4´360 = 720 kG/m = 0.72 T/m Vậy tính được phản lực là: R7 = 2.88 T - Sơ đồ tính phản lực dầm D1 TĨNH TẢI HOẠT TẢI Nhịp DE - Tĩnh tải: + Do ô sàn số 2: g1 = gs.(1-2b2 + b3 ) = 443.5´4´(1-2´0.42+0.43) = 1320 kG/m = 1.32T/m Trong đó b = + Do trọng lượng bản thân dầm: g2 = 0.3´0.5´1.1´2500 = 413 kG/m = 0.413 T/m Tổng tải trọng tác dụng lên nhịp DE: q2= 1.32 + 0.413 = 1.73 T/m - Hoạt tải: + Do ô số 2: p2 = ps.(1-2b2 + b3 ) = 360´4´(1-2´0.42+0.43) = 1071 kG/m = 1.07 T/m - Tính phản lực dầm phụ D1 + Tĩnh tải: Tính được : RB = 5.2 T , RC = 10.4T , RD = 9.53T , RE = 4.33T + Hoạtải: Tính được : RB = 2.88 T , RC = 5.76T , RD = 5.56T , RE = 2.68T 2. Tầng 9 : Nhịp BC và CD - Tĩnh tải: + Do ô sàn số 1: g1 = 0.5gs = 0.5´4´443.5 = 887 kG/m = 0.89 T/m + Do trọng lượng bản thân dầm: g2 = 0.3´0.5´1.1´2500 = 413 kG/m = 0.413 T/m Tổng tải trọng tác dụng lên nhịp BC và CD: q1= 0.89 + 0.413 = 1.3 T/m Vậy tính được phản lực là: R7 = 5.2 T - Hoạt tải: + Do ô số 1: p1 = 0.5ps = 0.5´4´600 = 1200 kG/m = 1.2 T/m Vậy tính được phản lực là: R7 = 4.8 T - Sơ đồ tính phản lực dầm D1 TĨNH TẢI HOẠT TẢI Nhịp DE - Tĩnh tải: + Do ô sàn số 2: g1 = gs.(1-2b2 + b3 ) = 443.5´4´(1-2´0.42+0.43) = 1320 kG/m = 1.32T/m Trong đó b = + Do trọng lượng bản thân dầm: g2 = 0.3´0.5´1.1´2500 = 413 kG/m = 0.413 T/m Tổng tải trọng tác dụng lên nhịp DE: q2= 1.32 + 0.413 = 1.73 T/m - Hoạt tải: + Do ô số 2: p2 = ps.(1-2b2 + b3 ) = 600´4´(1-2´0.42+0.43) = 1786 kG/m = 1.79 T/m - Tính phản lực dầm phụ D1 + Tĩnh tải: Tính được : RB = 5.2 T , RC = 10.4T , RD = 9.53T , RE = 4.33T + Hoạtải: Tính được : RB = 4.8 T , RC = 9.6T , RD = 9.3T , RE = 4.5T 3. Tầng sân thượng : Nhịp BC và CD - Tĩnh tải: + Do ô sàn số 1: g1 = 0.5gs = 0.5´4´541.2 = 1082 kG/m = 1.08 T/m + Do trọng lượng bản thân dầm: g2 = 0.3´0.5´1.1´2500 = 413 kG/m = 0.413 T/m Tổng tải trọng tác dụng lên nhịp BC và CD: q1= 1.08 + 0.413 = 1.49 T/m Vậy tính được phản lực là: R7 = 6.0 T - Hoạt tải: + Do ô số 1: p1 = 0.5ps = 0.5´4´360 = 720 kG/m = 0.72 T/m Vậy tính được phản lực là: R7 = 2.88 T - Sơ đồ tính phản lực dầm D1 TĨNH TẢI HOẠT TẢI Nhịp DE - Tĩnh tải: + Do ô sàn số 2: g1 = gs.(1-2b2 + b3 ) = 541.2´4´(1-2´0.42+0.43) = 1610 kG/m = 1.61T/m Trong đó b = + Do trọng lượng bản thân dầm: g2 = 0.3´0.5´1.1´2500 = 413 kG/m = 0.413 T/m Tổng tải trọng tác dụng lên nhịp DE: q2= 1.61 + 0.413 = 2.02 T/m - Hoạt tải: + Do ô số 2: p2 = ps.(1-2b2 + b3 ) = 360´4´(1-2´0.42+0.43) = 1071 kG/m = 1.07 T/m Vậy phản lực là: C = D = 2.68 T - Tính phản lực dầm phụ D1 + Tĩnh tải: Tính được : RB = 6.0 T , RC = 12T , RD = 11.05T , RE = 5.05T + Hoạtải: Tính được : RB = 2.88 T , RC = 5.76T , RD = 5.56T , RE = 2.68T IV.3.5. Tải tập trung tác dụng lên nút khung trục 7 1. Nút trục B Tầng 1¸8: - Tĩnh tải: + Do sàn : Gs = SB.gs = 2´2´443.5 = 1774 kG = 1.77 T + Do dầm : Gd = 0.3´(0.7-0.11)´1.1´2500´4 =1947 kG = 1.95 T + Do cột : Gc = 0.3´0.4´1.1´2500´3.8 = 1254 kG = 1.25 T + Do dầm phụ D1: Gdp = T Tổng tĩnh tải: GB = 1.77+1.95+1.25+2.6 = 7.57 T Hoạt tải: + Do hoạt tải sàn: PS = SB.pS = 2´2´360 = 1440 kG = 1.44 T + Do hoạt tải dầm phụ D1: Gdp = T Tổng hoạt tải: PB = 1.44+1.44 = 2.88 T Tầng 9: - Tĩnh tải: + Do sàn : Gs = SB.gs = 2´2´443.5 = 1774 kG = 1.77 T + Do dầm : Gd = 0.3´(0.7-0.11)´1.1´2500´4 =1947 kG = 1.95 T + Do cột : Gc = 0.3´0.4´1.1´2500´3.8 = 1254 kG = 1.25 T + Do dầm phụ D1: Gdp = T Tổng tĩnh tải: GB = 1.77+1.95+1.25+2.6 = 7.57 T Hoạt tải: + Do hoạt tải sàn: PS = SB.pS = 2´2´600 = 2400 kG = 2.4 T + Do hoạt tải dầm phụ D1: Gdp = T Tổng hoạt tải: PB = 2.4+2.4 = 4.8 T Tầng 10 : - Tĩnh tải: + Do sàn : Gs = SB.gs = 2´2´541.2 = 2164 kG = 2.16 T + Do dầm : Gd = 0.3´(0.7-0.11)´1.1´2500´4 =1947 kG = 1.95 T + Do dầm phụ D1: Gdp = T Tổng tĩnh tải: GB = 2.16+1.95+3 = 7.11 T Hoạt tải: + Do hoạt tải sàn: PS = SB.pS = 2´2´360 = 1440 kG =1.44 T + Do hoạt tải dầm phụ D1: Gdg = T Tổng hoạt tải: PB = 1.44+1.44 = 2.88 T 2 . Nút trục C Tầng 1¸8: - Tĩnh tải: + Do sàn : Gs = SB.gs = 2´2´2´443.5 = 3548 kG = 3.55 T + Do dầm : Gd = 0.3´(0.7-0.11)´1.1´2500´4 =1947 kG = 1.95 T + Do cột : Gc = 0.4´0.4´1.1´2500´3.8 = 1672 kG = 1.67 T + Do dầm phụ D1: Gdp = T Tổng tĩnh tải: GC = 3.55+1.95+1.67+5.2 = 12.37 T Hoạt tải: + Do hoạt tải sàn: PS = SB.pS = 2´2´2´360 = 2880 kG = 2.88 T + Do hoạt tải dầm phụ D1: Gdp = T Tổng hoạt tải: PC = 2.88+2.88 = 5.76 T Tầng 9: - Tĩnh tải: + Do sàn : Gs = SB.gs = 2´2´2´443.5 = 3548 kG = 3.55 T + Do dầm : Gd = 0.3´(0.7-0.11)´1.1´2500´4 =1947 kG = 1.95 T + Do cột : Gc = 0.4´0.4´1.1´2500´3.8 = 1672 kG = 1.67 T + Do dầm phụ D1: Gdp = T Tổng tĩnh tải: GC = 3.55+1.95+1.67+5.2 = 12.37 T Hoạt tải: + Do hoạt tải sàn: PS = SB.pS = 2´2´2´600 = 4800 kG = 4.8 T + Do hoạt tải dầm phụ D1: Gdp = T Tổng hoạt tải: PC = 4.8+4.8 = 9.6 T Tầng 10 : - Tĩnh tải: + Do sàn : Gs = SB.gs = 2´2´2´541.2 = 4329 kG = 4.33 T + Do dầm : Gd = 0.3´(0.7-0.11)´1.1´2500´4 =1947 kG = 1.95 T + Do dầm phụ D1: Gdp = T Tổng tĩnh tải: GC = 4.33+1.95+6 = 12.28 T Hoạt tải: + Do hoạt tải sàn: PS = SB.pS = 2´2´2´360 = 2880 kG =2.88 T + Do hoạt tải dầm phụ D1: Gdp = T Tổng hoạt tải: PC = 2.88+2.88 = 5.76 T 3. Nút trục D Tầng 1¸8: - Tĩnh tải: + Do sàn : Gs = SD.gs = 2´2´2´443.5 = 3548 kG = 3.55 T + Do dầm : Gd = 0.3´(0.7-0.11)´1.1´2500´4 =1947 kG = 1.95 T + Do cột : Gc = 0.4´0.4´1.1´2500´3.8 = 1672 kG = 1.67 T + Do dầm phụ D1: Gdp = T Tổng tĩnh tải: GD = 3.55+1.95+1.67+4.77 = 11.94 T Hoạt tải: + Do hoạt tải sàn: PS = SB.pS = 2´2´2´360 = 2880 kG = 2.88 T + Do hoạt tải dầm phụ D1: Gdp = T Tổng hoạt tải: PD = 2.88+2.78 = 5.66 T Tầng 9: - Tĩnh tải: + Do sàn : Gs = SB.gs = 2´2´2´443.5 = 3548 kG = 3.55 T + Do dầm : Gd = 0.3´(0.7-0.11)´1.1´2500´4 =1947 kG = 1.95 T + Do cột : Gc = 0.4´0.4´1.1´2500´3.8 = 1672 kG = 1.67 T + Do dầm phụ D1: Gdp = T Tổng tĩnh tải: GD = 3.55+1.95+1.67+4.77 = 11.94 T Hoạt tải: + Do hoạt tải sàn: PS = SB.pS = 2´2´2´600 = 4800 kG = 4.8 T + Do hoạt tải dầm phụ D1: Gdp = T Tổng hoạt tải: PD = 4.8+4.65 = 9.45 T Tầng 10 : - Tĩnh tải: + Do sàn : Gs = SB.gs = 2´2´2´541.2 = 4329 kG = 4.33 T + Do dầm : Gd = 0.3´(0.7-0.11)´1.1´2500´4 =1947 kG = 1.95 T + Do dầm phụ D1: Gdp = T Tổng tĩnh tải: GD = 4.33+1.95+7.6 = 13.9 T Hoạt tải: + Do hoạt tải sàn: PS = SB.pS = 2´2´2´360 = 2880 kG =2.88 T + Do hoạt tải dầm phụ D1: Gdp = T Tổng hoạt tải: PD = 2.88+2.78 = 5.66 T Nút trục E Tầng 1¸8: - Tĩnh tải: + Do sàn : Gs = SE.gs = 2´2´443.5 = 1774 kG = 1.77 T + Do dầm : Gd = 0.3´(0.7-0.11)´1.1´2500´4 =1947 kG = 1.95 T + Do cột : Gc = 0.3´0.4´1.1´2500´3.8 = 1254 kG = 1.25 T + Do dầm phụ D1: Gdp = T Tổng tĩnh tải: GE = 1.77+1.95+1.25+2.17 = 7.14 T Hoạt tải: + Do hoạt tải sàn: PS = SE.pS = 2´2´360 = 1440 kG = 1.44 T + Do hoạt tải dầm phụ D1: Gdg = T Tổng hoạt tải: PE = 1.44+1.34 = 2.78 T Tầng 9: - Tĩnh tải: + Do sàn : Gs = SE.gs = 2´2´443.5 = 1774 kG = 1.77 T + Do dầm : Gd = 0.3´(0.7-0.11)´1.1´2500´4 =1947 kG = 1.95 T + Do cột : Gc = 0.3´0.4´1.1´2500´3.8 = 1254 kG = 1.25 T + Do dầm phụ D1 : Gdp = T Tổng tĩnh tải: GE = 1.77+1.95+4.91+1.25+2.17 = 7.14 T Hoạt tải: + Do hoạt tải sàn: PS = SB.pS = 2´2´600 = 2400 kG = 2.4 T + Do hoạt tải dầm phụ D1: Gdp = T Tổng hoạt tải: PE = 2.4+2.25 = 4.65 T Tầng 10 : - Tĩnh tải: + Do sàn : Gs = SE.gs = 2´2´541.2 = 2164 kG = 2.16 T + Do dầm : Gd = 0.3´(0.7-0.11)´1.1´2500´4 =1947 kG = 1.95 T + Do dầm phụD1: Gdp = T Tổng tĩnh tải: GB = 2.16+1.95+2.52 = 6.63 T Hoạt tải: + Do hoạt tải sàn: PS = SB.pS = 2´2´360 = 1440 kG =1.44 T + Do hoạt tải dầm phụD1: Gdp = T Tổng hoạt tải: PB = 1.44+134 = 2.78 T IV.4. TẢI TRỌNG NGANG TÁC DỤNG VÀO KHUNG TRỤC 7 Công trình không có tầng hầm, tải trọng ngang tác dụng vào khung trục 7 chủ yếu do tải trọng gió. Vì chiều cao nhà dưới 40m nên chỉ tính giá trị tiêu chuẩn thành phần tĩnh của áp lực gió, bỏ qua thành phần động của áp lực gió. Giá trị tiêu chuẩn của thành phần áp lực gió Wj ở độ cao Zj so với móc chuẩn xác định theo công thức: Gió đẩy : w0.n.k(zj).C.B Gió đẩy : w0.n.k(zj).C’.B Trong đó: W0 : Giá trị áp lực gió tiêu chuẩn. Công trình xây dựng ở TP.HCM thuộc vùng II-A. Tra bảng 4, TCVN 2737-1995, ta được : W0 = 83 kG/m2 =0.083 T/m2. K(zj): Hệ số tính đến sự thay đổi áp lực gió độ cao, địa hình. [ Theo 1]. C = 0.8 : Hệ số khí động phía đóùn gió. [Theo 1] C = -0.6: Hệ số khí động phía khuất gió. [Theo 1]. n = 1.3: Hệ số độ tin cậy của tải trọng gió. B = 4m : Bề rộng đón gió của khung đang xét. BẢNG KẾT QUẢ TÍNH TOÁN VÀ TẦNG Zi (m) K ( Zj ) (T/m) (T/m) Trệt 0.0 0.0 0.0 0.0 1 5.0 1.07 0.370 0.277 2 8.8 1.15 0.397 0.298 3 12.6 1.21 0.417 0.313 4 16.4 1.25 0.432 0.324 5 20.2 1.29 0.445 0.334 6 24 1.32 0.456 0.342 7 27.8 1.35 0.466 0.350 8 31.6 1.38 0.476 0.357 9 35.4 1.40 0.483 0.363 10 39.9 1.43 0.494 0.370 BẢNG TỔNG HỢP CÁC TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN KHUNG TRỤC 7 TẢI PHÂN BỐ ĐỀU TRÊN PHẦN TỬ TẢI TẬP TRUNG TRÊN PHẦN TỬ TẦNG TĨNH TẢI (T/m) HOẠT TẢI (T/m) TĨNH TẢI (T) HOẠT TẢI (T) NHỊP BC - CD NHỊP DE NHỊP BC-CD NHỊP DE NHỊP BC-CD NHỊP BC-CD 1¸8 2.21 2.4 0.36 0.54 5.2 2.88 9 2.21 2.4 0.6 0.893 5.2 4.8 10 1.04 1.3 0.36 0.54 6.0 2.88 BẢNG TỔNG HỢP TẢI TẬP TRUNG TẠI NÚT TẦNG TĨNH TẢI HOẠT TẢI NÚT B NÚT C NÚT D NÚT E NÚT B NÚT C NÚT D NÚT E 1¸8 7.57 12.37 11.94 7.14 2.88 5.76 5.66 2.78 9 7.57 12.37 11.94 7.14 4.8 9.6 9.45 4.65 10 7.11 12.28 13.9 6.63 2.88 5.76 5.66 2.78 IV.5. CÁC TRƯỜNG HỢP TẢI TÁC DỤNG VÀO KHUNG - TỔ HỢP NỘI LỰC IV.5.1. Các trường hợp tải Tĩnh tải. (TT) Hoạt tải tầng chẵn (HTTC). Hoạt tải tầng lẻ (HTTL). Hoạt tải cách nhịp 1 (HTCN1). Hoạt tải cách nhịp 2 (HTCN2). Hoạt tải liền nhịp (HTLN) Gió trái (GT). Gió phải (GP). IV.5.2. Sơ đồ chất tải SƠ ĐỒ SỐ THỨ TỰ PHẦN TỬ TĨNH TẢI (TT) HOẠT TẢI TẦNG CHẴN (HTTC) HOẠT TẢI TẦNG LẺ (HTTL) HOẠT TẢI CÁCH NHỊP 1 (HTCN1) HOẠT TẢI CÁCH NHỊP 2 (HTCN2) HOẠT TẢI LIỀN NHỊP (HTLN) GIÓ TRÁI (GT) GIÓ PHẢI (GP) IV.5.3. Biểu đồ nội lực của các trường hợp tải Xem phụ lục thuyết minh BIỂU ĐỒ BAO MOMEN CÁC TRƯỜNG HỢP TẢI BIỂU ĐỒ BAO LỰC CẮT CÁC TRƯỜNG HỢP TẢI BIỂU ĐỒ BAO LỰC DỌC CÁC TRƯỜNG HỢP TẢI IV.5.4. Tổ hợp nội lực 1. Mục đích của việc tổ hợp nội lực Xác định nội lực nguy hiểm nhất do tải ttrọng ngoài gây ra tại tiết diện khảo sát với tiết diện đã chọn. Từ nội lực tính và bố trí cốt thép. 2. Nguyên tắc tổ hợp nội lực Từ giá trị nội lực trong SAP200, ta dùng phần mềm RCD để tổ để tính diện tích cốt thép cho khung trục 7. Các giá trị của tổ hợp nội lực và diện tích cốt thép tính được ở phần phụ lục. 3. Các trường hợp tổ hợp tải trọng Có hai loại tổ hợp: + Tổ hợp chính (tổ hợp cơ bản): Gồm tĩnh tải và một hoạt tải; hệ số tổ hợp chung cho tĩnh tải và hoạt tải là 1. + Tổ hợp phụ: Gồm tĩnh tải và nhiều hoạt tải, hệ số tổ hợp tĩnh tải là 1 và các hoạt tải là 0.9. CÁC TRƯỜNG HỢP TỔ HỢP TẢI TRỌNG 1. TH1 = TT+HTTC 2. TH2 = TT+HTTL 3. TH3 = TT+HTCN1 4. TH4 = TT+HTCN2 5. TH5 = TT+HTLN 6. TH6 = TT+GT 7. TH7 = TT+GP 8. TH8 = TT+HTTC+HTTL 9. TH9 = TT+0.9(HTTC+GT) 10. TH10 = TT+0.9(HTTL+GT) 11. TH11 = TT+0.9(HTCN1+GT) 12. TH12 = TT+0.9(HTCN2+GT) 13.TH13 = TT+0.9(HTLN+GT) 14. TH14 = TT+0.9(HTTC+HTTL+GT) 15. TH15 = TT+0.9(HTTC+GP) 16. TH16 = TT+0.9(HTTL+GP) 17. TH17 = TT+0.9(HTCN1+GP) 18. TH18 = TT+0.9(HTCN2+GP) 19. TH19 = TT+0.9(HTLN+GP) 20. TH20 = TT+0.9(HTTC+HTTL+GP) Kết quả nội lực được trình bày trong phụ lục thuyết minh IV.6. TÍNH TOÁN VÀ BỐ TRÍ CỐT THÉP IV.6.1. Cốt dọc Cốt thép cột : Tầng Cột Tiết diện (cm) Fa = Fa, (cm2) Chọn thép Fa chọn (cm2) Thép cả tiết diện m % 1 7B 40´60 26.931 5f28 30.788 10f28 1.37 7C 50´70 42.738 6f30 42.412 12f30 1.29 7D 50´70 37.629 6f28 36.945 12f28 1.12 7E 40´60 21.746 6f22 22.808 12f22 1.02 2 7B 40´60 19.711 5f25 24.544 10f25 1.10 7C 50´70 24.375 6f25 29.452 12f25 0.89 7D 50´70 17.569 6f22 22.808 12f22 0.69 7E 40´60 6.862 3f18 7.634 6f18 0.34 3 7B 40´60 12.479 5f20 15.708 10f20 0.70 7C 50´70 14.159 6f25 29.452 12f25 0.89 7D 50´70 11.276 6f22 22.808 12f22 0.69 7E 40´60 1.120 3f16 6.032 6f16 0.27 4 7B 40´50 15.777 5f20 15.708 10f20 0.85 7C 40´60 28.318 6f25 29.452 12f25 1.31 7D 40´60 25.132 6f22 22.808 12f22 1.02 7E 40´50 4.006 3f16 6.032 6f16 0.33 5 7B 40´50 11.733 5f20 15.708 10f20 0.72 7C 40´60 18.114 6f20 18.880 12f20 0.84 7D 40´60 17.114 6f20 18.850 12f20 0.84 7E 40´50 1.840 3f16 6.032 6f16 0.33 6 7B 40´50 7.146 3f22 11.40 6f20 0.61 7C 40´60 7.862 3f20 9.425 6f20 0.42 7D 40´60 8.868 3f20 9.425 6f20 0.42 7E 40´50 1.840 3f16 6.032 6f16 0.33 7 7B 40´50 7.415 3f22 11.40 6f22 0.61 7C 40´60 1.120 3f20 9.425 6f20 0.42 7D 40´60 3.628 3f20 9.425 6f20 0.42 7E 40´50 1.840 3f16 6.302 6f16 0.33 8 7B 30´40 9.284 3f22 11.40 6f22 0.61 7C 30´50 5.454 3f20 9.425 6f20 0.68 7D 30´50 9.738 3f20 9.425 6f20 0.68 7E 30´40 1.080 3f16 6.032 6f16 0.56 9 7B 30´40 11.066 3f22 11.40 6f22 0.61 7C 30´50 1.380 3f16 6.032 6f16 0.44 7D 30´50 5.478 3f16 6.032 6f16 0.44 7E 30´40 1.080 3f16 6.032 6f16 0.56 10 7B 30´40 12.494 3f22 11.404 6f16 0.61 7C 30´50 1.380 3f16 6.032 6f16 0.44 7D 30´50 4.193 3f16 6.032 6f16 0.44 7E 30´40 1.080 3f16 6.032 6f16 0.56 Cốt thép dầm : Tầng Nhịp Gối Tiết diện (cm) Fa (cm2) Chọn thép Fa chọn (cm2) m % 1 BC 30´60 12.707 3f25 14.726 0.74 CD 30´60 12.134 3f25 14.726 0.74 DE 30´60 9.542 3f22 11.404 0.57 B 30´60 28.268 6f25 29.452 1.48 C 30´60 38.108 6f25+2f28 41.767 2.11 D 30´60 35.198 6f25+2f22 37.055 1.87 E 30´60 24.754 5f25 24.544 1.24 2 BC 30´60 12.432 3f25 14.726 0.74 CD 30´60 12.102 3f25 14.726 0.74 DE 30´60 8.733 3f22 11.404 0.57 B 30´60 29.089 6f25 29.452 1.48 C 30´60 33.329 6f25+2f22 37.055 1.87 D 30´60 33.770 6f25+2f20 35.736 1.80 E 30´60 22.997 5f25 24.544 1.24 3 BC 30´60 12.683 3f25 14.726 0.74 CD 30´60 12.222 3f25 14.726 0.74 DE 30´60 7.559 3f20 9.425 0.47 B 30´60 27.660 6f25 29.452 1.48 C 30´60 31.288 6f25+2f20 35.736 1.80 D 30´60 31.475 6f25+2f20 35.736 1.80 E 30´60 20.279 5f25 24.544 1.24 4 BC 30´60 13.009 3f25 14.726 0.74 CD 30´60 12.464 3f25 14.726 0.74 DE 30´60 6.280 3f20 9.425 0.47 B 30´60 26.213 6f25 29.452 1.48 C 30´60 28.721 5f25+2f20 30.827 1.55 D 30´60 28.975 5f25+2f20 30.827 1.55 E 30´60 17.663 4f25 19.635 0.99 5 BC 30´60 13.025 3f25 14.726 0.74 CD 30´60 12.521 3f25 14.726 0.74 DE 30´60 5.692 3f18 7.634 0.38 B 30´60 25.950 5f25 24.544 1.24 C 30´60 26.532 4f25+2f22 27.238 1.37 D 30´60 27.081 4f25+2f22 27.238 1.37 E 30´60 16.128 4f25 19.635 0.99 6 BC 30´60 13.001 3f25 14.726 0.74 CD 30´60 12.570 3f25 14.726 0.74 DE 30´60 5.147 3f18 7.634 0.38 B 30´60 25.725 5f25 24.544 1.24 C 30´60 24.749 5f25 24.544 1.24 D 30´60 25.567 5f25 24.544 1.24 E 30´60 14.938 3f25 14.726 0.74 7 BC 30´60 13.542 3f25 14.726 0.74 CD 30´60 12.829 3f25 14.726 0.74 DE 30´60 4.083 3f16 6.032 0.30 B 30´60 22.642 5f25 24.544 1.24 C 30´60 24.107 5f25 24.544 1.24 D 30´60 23.201 5f25 24.544 1.24 E 30´60 12.094 3f25 14.726 0.74 8 BC 30´60 14.583 4f22 15.205 0.77 CD 30´60 13.254 4f22 15.205 0.77 DE 30´60 2.961 3f16 6.032 0.30 B 30´60 18.182 5f22 19.007 0.96 C 30´60 22.722 4f22+2f25 25.023 1.26 D 30´60 20.684 6f22 22.81 1.15 E 30´60 8.666 3f22 11.404 0.57 9 BC 30´60 17.449 4f25 19.365 0.99 CD 30´60 15.876 5f22 19.007 0.96 DE 30´60 3.481 3f16 6.032 0.30 B 30´60 18.571 5f22 19.007 0.96 C 30´60 24.879 4f22+2f25 25.023 1.26 D 30´60 21.106 6f22 22.81 1.15 E 30´60 7.232 2f22 7.603 0.38 10 BC 30´60 13.691 4f22 15.205 0.77 CD 30´60 12.013 4f20 12.566 0.63 DE 30´60 2.253 3f16 6.032 0.30 B 30´60 8.263 4f18 10.18 0.60 C 30´60 15.626 2f18+4f20 17.656 0.89 D 30´60 12.06 2f18+3f20 14.51 0.73 E 30´60 3.048 2f18 5.089 0.26 IV.6.2. Tính cốt đai cốt xiên Tính cốt đai cho dầm : Dùng thép đai AI, Rađ = 1800 kG/cm2 Dùng đai f8, n=2 (đai 2 nhánh) Lấy giá trị lớn nhất của lực cắt Qmax từ giá trị tổ hợp nội lực để tính toán, sau đó bố trí cho toàn bộ dầm. Qmax = 20.01 T utt = Rađ .n.fđ . cm umax = cm Đoạn gần gối tựa : Uct ≤ = cm và 30 cm Đoạn giữa nhịp: Uct ≤ cm và 50 cm Chọn cốt đai để bố trí như sau: f8a150 (1/4 nhịp đoạn gần gối) và f8a250 (1/2 đoạn giữa nhịp). Kiểm tra điều kiện đặt cốt xiên kG/cm Q<Qđb = = = 28274 kG = 28.3 T Vậy không cần đặt cốt xiên . Tính cốt đai cho cột : Cốt đai được chọn là f8, Ra = 2300 kG/cm2 Khoảng cách giữa các cốt đai không vượt quá 15 lần đường kính bé nhất của cốt dọc chịu nén : fmin = 16mm a = 16´15 = 240 mm Þ chọn f8a200. - Trong vùng nối cốt thép dọc khoảng cách giữa các cốt đai không vượt quá 10 lần đường kính bé nhất của cốt dọc chịu nén : fmin = 16mm a = 16´10 =160 mm Þ Chọn f8a100 IV.6.3. Tính toán cốt treo Tại vị trí dầm phụ kê lên dầm chính, phải có cốt đai hay cốt xiên cho dầm chính, gọi là cốt treo. Ta dùng cốt đai để làm cốt treo. Gọi P là lực tập trung trên dầm chính tại vị trí dầm phụ gối lên dầm chính. Diện tích cốt treo cần thiết là: Các tiết diện dầm chính như nhau và các tiết diện dầm phụ như nhau, nên để đơn giản ta chọn giá trị lớn nhất của phản lực các gối để tính cốt treo sau đó bố trí chung cho toàn bộ các dầm. Số cốt treo cần thiết là : Số cốt treo phải đặt trong khoảng : Str = bdp + 2h1=30+2´10 = 50 cm Tính cốt treo tại vị trí dầm phụ (30´50) gối lên dầm chính (30´60)cm: h1 = 60-50=10 cm. Dùng thép AI, Rađ = 1800 kG/cm2 . Dùng đai f8, fđ = 0.503cm2 , n=2 Nội lực tính toán được lấy từ Sap 2000: phản lực nút tại vị trí gối giữa hai đầu dầm là bước nhảy của biểu đồ lực cắt tại nút đó . Chọn giá trị lớn nhất để tính toán, sau đó bố trí cho toàn bộ khung . cm2 thanh - Đặt mỗi bên mép dầm phụ 5 đai, khoảng cách giữa các đai là 5cm. IV.7. TÍNH TOÁN VÀ KIỂM TRA ĐỘ VÕNG Theo TCVN 557-1991, độ võng giới hạn của dầm có nhịp L > 7.5 m là: Fgh = (1/250).L Khung trục 7: Lmax = 8m, thì fgh = (1/250)´800 = 3.2 cm . Tải trọng dùng để tính toán là tải tiêu chuẩn Khi qui định độ võng gới hạn, không phải do yêu cầu về công nghệ sản xuất và cấu tạo mà chỉ do yêu cầu về thẩm mỹ nên để tính toán độ võng f chỉ lấy các tải trọng tác dụng dài hạn . Trong phần mềm sap 2000 cho phép xuất trực tiếp giá trị chuyển vị của các nút và phần tử, từ đó kiểm tra độ võng của các dầm ta dùng các giá trị này để kiểm tra độ võng theo tiêu chuẩn trên . Đối với dầm khung trục 7: giá trị chuyển vị lớn nhất đối với các trường hợp tổ hợp tải là fmax = 0.0171 m =1.71 cm < 3.2 cm. IV.8. BỐ TRÍ CỐT THÉP TRÊN BẢN VẼ