Tìm hiểu tính khung không gian

CHƯƠNG 5 TÍNH KHUNG KHÔNG GIAN 5.1 SƠ ĐỒ KHUNG: Căn cứ vào tình hình địa chất công trình và giải pháp móng cho công trình, xem khung ngàm tại mặt móng. Bài toán được giải quyết theo mô hình không gian, dùng phương pháp phần tử hữu hạn để xác định nội lực trong hệ chịu lực nhà, cụ thể là dùng phần mềm ETABS để tính. Toàn bộ hệ thống cột khung và dầm khung được mô hình hoá thành những phần tử thanh (frame). Hệ thống sàn truyền tải trọng vào dầm khung theo diện truyền tải, ngoài ra còn có các lực tập trung. Sơ đồ hệ chịu lực của công trình Tiết diện dầm : Chọn dầm có tiết diện 20x40cm cho tất cả các loại dầm. Tiết diện cột : Tầng 1,2,3,4 5,6,7,8 9,10,11,12 Kích thước (cm) 40x40 30x30 30x20 5.2 TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN CÔNG TRÌNH: Tương tự chương 4 5.3 TÍNH TOÁN NỘI LỰC: Tính toán nội lực khung vách ta dùng phần mềm Etabs version 9.04 để mô hình khung không gian và giải bài toán đàn hồi tuyến tính theo phương pháp phần tử hũu hạn. Dưới đây là một số bước cần chú ý trong quá trình khai báo trên phần mềm. Khai báo các trường hợp tải trọng tác dụng vào công trình 1. TINHTAI : gồm TLBT + hoàn thiện + tường; 2. HOATTAI1 : hoạt tải chất đầy các tầng chẵn; 3. HOATTAI2 : hoạt tải chất đầy các tầng lẽ; 4. GIOX : tải trọng gió tác dụng theo phương X; 5. GIOY : tải trọng gió tác dụng theo phương Y; 6. GIOXX : tải trọng gió tác dụng theo phương -X; 7. GIOYY : tải trọng gió tác dụng theo phương -Y; 5.3.2 Các tổ hợp tải trọng chính Số thứ tự cấu trúc tổ hợp và các hệ số tương ứng ứng với từng trường hợp tải được trình bày trong bảng sau: Số hiệu Hệ số của trường hợp tải cấu trúc Tĩnh tải Hoạt tải 1 Hoạt tải 2 Gió X Gió Y Gió XX Gió YY 1 1 1 2 1 1 3 1 1 1 4 1 1 5 1 1 6 1 1 7 1 1 8 1 0.9 0.9 9 1 0.9 0.9 10 1 0.9 0.9 11 1 0.9 0.9 12 1 0.9 0.9 13 1 0.9 0.9 14 1 0.9 0.9 15 1 0.9 0.9 Bao ENVE(combo1,combo2…combo15) Ghi chú: Đối với dầm có thêm tổ hợp bao, cột thì không cần tổ hợp bao. Kết quả tổ hợp được trình bày trong cuốn phụ lục. 5.3.3 Phân tích và giải khung Sau khi đã khai báo đầy đủ các trường hợp đặt tải… ta tiến hành phân tích và giải bài toán. Kết quả nội lực của khung trục 4 do phần mềm xuất ra được trình bày trong cuốn phụ lục. Có nội lực của từng trường hợp đặt tải ta tiến hành đi tổ hợp nội lực (các số liệu được xử lý, tổ hợp trên Excel), cấu trúc các tổ hợp được trình bày cụ thể trong bảng sau: 5.4 TÍNH TOÁN CỐT THÉP Nhiệm vụ tính toán là tính khung trục 4 và dầm dọc trục B Tên cấu kiện Phần tử trong etab C26 C42 C86 Cột khung trục 4 C87 C52 C33 Dầm khung trục 4 B88; B89; B90; B91; B92; B93; B94) Dầm khung trục B B178; B36; B37; B179; B104; B180; B181; B182; B126; B137; B66; B67; B86) 5.5 TÍNH TOÁN CỐT THÉP CHO KHUNG TRỤC 4 5.6.1 Tính toán cốt thép cột Cột là cấu kiện chịu nén lệch tâm xiên, do sự tính toán cốât thép của cấu kiện lệch tâm xiên rất phức tạp, nên trong chương này để đơn giản quá trình tính toán thiên về an toàn ta tình cốt thép cột theo cấu kiện chịu lệch tâm phẳng theo cả hai phương. Tính thép cho cột 4 tầng 1 lần, chọn nội lực lớn nhất trong 4 tầng đó tính thép rồi bố trí cho cả 4 tầng. Tính toán cốt thép dọc Đối với cột, ta chỉ lấy kết quả nội lực ở tiết diện hai đầu cột. Do khung tính toán là khung không gian nên ta tính toán cốt thép cột theo cả hai phương X và Y. Ở mỗi phương ta chọn ra 3 cặp nội lực sau ứng với từng cột: Nmax, Mtư; M+max , Ntư; M-max , Ntư. Dùng 3 cặp nội lực trên để tính toán cốt thép, sau đó chọn ra diện tích thép tính toán lớn nhất trong 3 cặp để đi chọn và bố trí cốt thép cho tiết diện. Đặc điểm tính toán là cứ 4 tầng ta tính thép một lần, lấy nội lực lớn nhất ở tầng dưới (trong 4 tầng đó) tính thép và bố trí cho cả 4 tầng. Độ mảnh của cột ở các tầng được tính theo công thức sau: trong đó: h- chiều cao tiết diện cột; lo- chiều dài tính toán, lo = 0.7H (sơ đồ tính của cột 2 đầu ngàm); H- Chiều cao tầng; Độ mảnh của cột đều nhỏ hơn 8 nên ta không xét đến ảnh hưởng của uốn dọc do đó =1. Tính toán cốt thép đối xứng cho cột theo lưu đồ sau: trong sơ đồ hình 6.2: e – khoảng cách từ điểm đặt của lực dọc đến trọng tâm của cốt thép chịu kéo. e = eo + 0.5h – a; e’ – khoảng cách từ điểm đặt lực dọc lệch tâm đến trọng tâm của cốt thép chịu nén. e’ = Độ lệch tâm tính toán: eo = eo1+eon; Độ lệch tâm: eo1 = M/N (cm); eon- Độ lệch tâm ngẩu nhiên không nhỏ hơn h/25 và 2cm đối với cột và tấm có chiều dày từ 25cm trở lên. x = Fa=Fa’ = Khôngthỏa Lệch tâm ít Thỏa lệch tâm nhiều Fa= x≤ eo>0.2.ho x = 1.8(eogh-eo) + x = h-(1.8+- 1.4)eo Fa’= x ≥ 0.9ho Fa = Fa = Fa’ = max(Fa,Fa’) Chọn và bố trí thép x2a’ A1= Fa1= Fa2 = Fa=Fa’=max(Fa1, Fa2) Thỏa Không thỏa Thỏa Thỏa Không thỏa Hình 6.2: Lưu đồ tính toán cốt thép đối xứng cho cột Tĩnh tải tầng điển hình: Hoạt tải 1 Hoạt tải 2 Tải trọng tường tác dụng lên khung trục 4: Biểu đồ bao moment của dầm trục 4: Biểu đồ bao lực cắt của dầm trục 4: Sơ đồ chuyển vị của khung trục 4: