Tính toán khung ngang

CHƯƠNG IV : TÍNH TOÁN KHUNG NGANG Khung ngang là một kết cấu trong hệ thống kết cấu không gian của bài toán . Để đơn giản tính toán , trong trường hợp này ta giải theo kết cấu khung phẳng và chọn khung trục 6 làm khung trục điển hình. 4.1. Xác định kích thước sơ bộ khung trục 6 4.1.1. Sơ đồ khung phẳng trục 6 4.1.2. Xác định kích thước các bộ phận kết cấu khung ngang * Kích thước dầm : Ta có : Trong đó : L = 4700mm Þ Þ Chọn hd = 400mm Ta có : Trong đó : hd = 400mm Þ Þ Chọn bd = 200mm. Vậy dầm có tiết diện : 200x400 mm * Kich thước cột : Sơ bộ kích thước cột : b b a a Cột giữa Cột biên Trong đó : K = , Chọn K = 1 Rn : cường độ chĩu nén tính toán của bêtông Khi n1 = 3. Cột biên : N1 = 4.2x3.75x867.6x3 = 40994.1 KG Chọn Fc = 25x30 = 750cm2 Cột giữa : N1 = 4.2x4.7x867.6x3 = 51379.3 KG Chọn Fc = 25x30 = 750cm2 Khi n2 = 6. Cột biên : N2 = 4.2x3.75x867.6x3 + N1 = 81988.2 KG Chọn Fc = 25x35 = 875cm2 Cột giữa : N2 = 2N1 = 1027586KG Chọn Fc = 25x40 = 1000 cm2 Khi n3 = 9. - Cột biên : N3 = 3N1 = 3x40994.1 = 122982.3KG Fc = 1118.01 cm2 Chọn b = 35 cm, h = 40cm Fc = 1400 cm2 - Cột giữa : N3 = 3N1 = 3x51379.3 = 154137.9KG Fc = 1401.24 cm2 Chọn b = 40 cm, h = 45cm Fc = 1800 cm2 Bảng tổng hợp kích thước cột : Số thứ tự tầng Cột giữa Cột biên b (mm) h (mm) b (mm) h (mm) 1-3 400 450 350 400 4-6 350 400 300 350 7-9 300 350 250 300 Sau khi tính nội lực và tính thép cột thì tiết diện trên chưa phù hợp. Vì vậy chọn lại tiết diện cột như sau : Số thứ tự tầng Cột giữa Cột biên b (mm) h (mm) b (mm) h (mm) 1-3 250 500 250 400 4-6 250 400 250 350 7-9 250 300 250 300 4.2. Tính nội lực trong khung trục 6 : 4.2.1. Tính với tĩnh tải : Đoạn AB . 0.2 1.6T 4.2T 1.4 A B * Lực phân bố : - Trọng lượng bản thân dầm : q = 1.1x0.2x0.4x2500 = 220KG/m * Lực tập trung do đà môi (tại trục F’). qBC = 387.6x1.4/2 = 271.32 KG/m * Trọng lượng bản thân : q = 1.1x0.2x0.2x2500 = 110KG/m P = (271.32+110)*4.2/2*2 = 1601.5 KG qS = PK : qs = 627.6 KG/m2 PN : qs = 627.6 KG/m2 HL : qs = 867.6 KG/m2 BC : qs = 667.6 KG/m2 Trục F qBC = 271.32 KG/m qBT = 1.1x0.2x0.4x2500 = 220KG/m qBC = 5/8x387.6x4.2/2 = 508.7 KG/m Lực tập trung tại điểm B : P = (271.32+220+508.7)*4.2/2*2 = 4.2T Đoạn BC : 1.33 4.2T 5.2T 4.7 B C Lực phân bố lên đoạn BC : + Trọng lượng ban thân : qBT = 1.1x0.2x0.4x2500 = 220KG/m + Tải trọng sàn do S2 truyền vào : Vậy lực phân bố trên đoạn BC : Q = (220+553.5x2) = 1327 KG/m - Lực tập trung tại điểm C : Trọng lượng bản thân : Đoạn CD : 1.55 5.2T 4.78T 4.7 C D * Lực phân bố trên đoạn CD : + Trọng lượng bản thân qBT = 1.1x0.2x0.4x2500 = 220KG/m + Tải trọng sàn do S3 truyền vào : Vậy lực phân bố trên đoạn CD : q = (220+553.5x2) = 1547 KG/m * Lực tập trung tại điểm D : Trọng lượng bản thân : Đoạn DE 0.83 4.78T 4.78T 2.5 D E * Lực phân bố trên đoạn DE : Trọng lượng bản thân dầm : qBT = 220KG/m Tải trọng do sàn S4 truyền vào : Vậy lực phân bố trên đoạn DE q = (220+302.8x2) = 825.6 KG/m * Lực tập trung tại điểm E : Tương tự tại điểm D : P = 4.78T Đoạn EF : Tương tự đoạn CD Đoạn FG : Tương tự đoạn BC Đoạn GH : Tương tự đoạn AB SƠ ĐỒ KHUNG TÍNH VƠI TĨNH TẢI (SÀN TẦNG) Tính với hoạt tải : Đoạn AB : 0.83T 2.15T 1.4 A B - Lực phân bố : không có - Lực tập trung do đà môi tại A : qBC = 280*1.4/2 = 196 KG/m P = 196x4.2/2x2 = 823KG = 0.83T Lực tập trung tại B : qBC = 196 KG/m qs2 = 5/8x240x4.2/2 = 315KG/m P = (196+315)*4.2/2x2 = 2146.2 KG = 2.15T Đoạn BC : 2.15T 0.7 2.65T 4.7 B C - Lực phân bố : + Tải do sàn S2 truyền vào : qs2 = 0.68*240*4.2/2 = 342.7 KG/m Vậy lực phân bố trên đoạn BC : Q = 342.7x2 = 685.4 KG/m = 0.69T - Lực tập trung tại C : + Tải trọng do sàn S2, S3 truyền lên dầm trục E : qs2 = = 5/8x240x4.2/2 = 315 KG/m qs3 = = 5/8x240x4.2/2 = 315 KG/m P = (315+315)*4.2/2*2 = 2646 KG = 2.65T * Đoạn CD : 2.65T 0.7 3.46T 4.7 C D - Lực phân bố : + Tải do sàn S3 truyền vào : qs3 = 0.68*240*4.2/2 = 342.7 KG/m Vậy lực phân bố trên đoạn BC : Q = 342.7x2 = 685.4 KG/m = 0.7T - Lực tập trung tại D : + Tải trọng do sàn S3, S4 truyền lên dầm trục D : qs3 = = 5/8x240x4.2/2 = 315 KG/m qs4 = = 0.847x480x2.5/2 = 508.2 KG/m P = (315+508.2)*4.2/2*2 = 3457 KG = 3.46T Đoạn DE : 3.46T 0.75 4.7 D E - Lực phân bố : + Tải do sàn S4 truyền vào : qs4 = 5/8x480x2.5/2 = 375 KG/m Vậy lực phân bố trên đoạn DE : Q = 375x2 = 750 KG/m = 0.75T - Lực tập trung tại E : Tương tự tại điểm D , P = 3.46T * Đoạn DE : Tương tự đoạn CD * Đoạn FG : Tương tự đoạn BC * Đoạn GH : Tương tự đoạn AB 4.2.3 Tính dầm mái : TĨNH TẢI qs = 803.6 KG/m2 Đoạn AB : 2.8T 0.2 7.72T 1.4 A B - Lực phân bố : + Trọng lượng bản thân dầm : q = 220KG/m + Lực tập trung do đà môi qBC = 503.6x1.4/2 = 562.52 KG/m qBT = 110KG/m P = (562.52+110)*4.2/2*2 = 2824KG = 2.8KG - Lực tập trung tại B : qBC = 562.52 KG/m qBT = 220KG/m qS2 = 5/8*803.6*4.2/2 = 1054.7 KG/m P = (562.52+220+1054.7)*4.2/2*2 = 7716 KG = 7.72T Đoạn BC : 7.72T 2.5 9.8T 4.7 B C - Lực phân bố : + Trọng lượng bản thân dầm : q = 220KG/m + Tải do sàn S2 truyền vào : qS2 = 0.68*503.6*4.2/2 = 1147.54 KG/m Lực phân bố trên đoạn BC q = (220+1147x2) = 2514KG/m = 2.5T/m - Lực tập trung tại C : + Tải trọng do sàn S2, S3 truyền lên dầm trục E : qs2= 5/8*803.6*4.2/2 = 1054 KG/m qs3 = 5/8*803.6*4.2/2 = 1054 KG/m + Trọng lượng bản thân : qBT = 220KG/m P = (1054+1054+220)*4.2/2*2 = 9777.6 KG = 9.8T Đoạn CD : 9.8T 2.5 8.9T 4.7 C D - Lực phân bố : + Trọng lượng bản thân dầm : q = 220KG/m + Tải do sàn S3 truyền vào : qS2 = 0.68*803.6*4.2/2 = 1147 KG/m Lực phân bố trên đoạn BC q = (220+1147x2) = 2514KG/m = 2.5T/m - Lực tập trung tại D : + Tải trọng do sàn S3, S4 truyền lên dầm trục D : qs3= 5/8*803.6*7.2/2 = 1054 KG/m qs4 = 0.847*803.6*2.5/2 = 850KG/m + Trọng lượng bản thân : qBT = 220KG/m P = (1054+850+220)*4.2/2*2 = 8920 KG = 8.9T Đoạn DE : 8.9T 1.48 8.9T 2.5 D E - Lực phân bố : + Trọng lượng bản thân dầm : q = 220KG/m + Tải do sàn S4 truyền vào : qS4 = 5/8*803.6*2.5/2 = 627.8 KG/m Lực phân bố trên đoạn BC q = (220+627.8x2) = 1475.6KG/m = 1.48T/m - Lực tập trung tại E : Tương tự tại điểm D, P = 8.9T. * Đoạn EF : Tương tự đoạn CD * Đoạn FG : Tương tự đoạn BC * Đoạn GH : Tương tự đoạn AB HOẠT TẢI Đoạn AB : 0.38T 0.8T 1.4 A B - Lực phân bố : Không có - Lực tập trung do đà môi tại A qBC = 98x1.4/2 = 68.6 KG/m P = 68.6*4.2/2*2 = 288.12KG = 0.3KG - Lực tập trung tại B : qBC = 68.6 KG/m qS2 = 5/8*98*4.2/2 = 128.6 KG/m P = (68.6+128.6)*4.2/2*2 = 828.24 KG = 0.8T Đoạn BC : 0.8T 0.3 1.08T 4.7 B C - Lực phân bố : + Tải do sàn S2 truyền vào : qS2 = 0.68*98*4.2/2 = 139.9 KG/m Lực phân bố trên đoạn BC q = 139.9x2 = 279.88KG/m = 0.3T/m - Lực tập trung tại C : + Tải trọng do sàn S2, S3 truyền lên dầm trục E : qs2= 5/8*98*4.2/2 = 128.6 KG/m qs3 = 5/8*98*4.2/2 = 128.6 KG/m P = (128.6+128.6)*4.2/2*2 = 1080 KG = 1.08T Đoạn CD : 1.08T 0.3 1T 4.7 C D - Lực phân bố : + Tải do sàn S3 truyền vào : qS3 = 0.68*98*4.2/2 = 139.9 KG/m Lực phân bố trên đoạn CD q = (139.9x2) = 279.9KG/m = 0.3T/m - Lực tập trung tại D : + Tải trọng do sàn S3, S4 truyền lên dầm trục D : qs2= 5/8*98*4.2/2 = 128.6 KG/m qs3 = 5/8*98*2.5/2 = 103.75 KG/m P = (128.6+103.75)*4.2/2*2 = 975.9 KG = 1T Đoạn DE : 1T 0.2 2.5 D E - Lực phân bố : + Tải do sàn S4 truyền vào : qS4 =5/8*98*2.5/2 = 76.56 KG/m Lực phân bố trên đoạn DE q = (76.56x2) = 153.125KG/m = 0.2T/m - Lực tập trung tại E : Tương tự tại điểm D, P = 1T Đoạn EF : Tương tự đoạn CD Đoạn FG : Tương tự đoạn BC Đoạn GH : Tương tự đoạn AB 4.2.4. Tính với áp lực gió : Công trình đặt tại Thành Phố Hồ Chí Minh, phần nội thành thuộc khu vực gió IIA. Theo TCVN 2737-95, bảng 4 ta có áp lực gió tiêu chuẩn ở độ cao 10m là qo qo = 95-12 = 83 KG/cm2 Công trình có chiều cao H < 40m, nên bỏ qua phần gió động. Gió tỉnh có công thức tính : q = n x c x qc x B x k Trong đó : qc : áp lực gió tiêu chuẩn (qc = 83 KG/cm2) n : hệ số vượt tải (n = 1.3) c : hệ số khí động c = 0.8 :mặt đón gió. c = -0.6 : mặt hút gió. B : bề rộng đón gió ( B= 4.2m) K : hệ số khi thay đổi độ cao. Từ tầng +1-3 : hệ số K lấy trung bình Ktb = 1.1127 Þ phía đón gió : q = 403.4 kG/cm phía hút gió : q = -302.55 kG/cm +4-6 : hệ số K lấy trung bình Ktb = 1.267 Þ phía đón gió : q = 459.34 kG/cm phía hút gió : q = -344.5 kG/cm +7-9 : hệ số K lấy trung bình Ktb = 1.354 Þ phía đón gió : q = 490.88 kG/cm phía hút gió : q = -368.16 kG/cm * CÁC TRƯỜNG HỢP TẢI : * CÁC TỔ HỢP TẢI TRỌNG: Gồm 14 tổ hợp tải trọng: 1. Tĩnh tải + Hoạt tải cách tầng chẵn 2. Tĩnh tải + Hoạt tải cách tầng lẻ 3. Tĩnh tải + Hoạt tải cách nhịp chẵn 4. Tĩnh tải + Hoạt tải cách nhịp lẻ 5. Tĩnh tải + Gió trái 6. Tĩnh tải + Gió phải 7. Tĩnh tải + Hoạt tải cách tầng chẵn + Gió trái 8. Tĩnh tải + Hoạt tải cách tầng chẵn + Gió phải 9. Tĩnh tải + Hoạt tải cách tầng lẻ + Gió trái 10. Tĩnh tải + Hoạt tải cách tầng lẻ + Gió phải 11. Tĩnh tải + Hoạt tải cách nhịp chẵn + Gió trái 12. Tĩnh tải + Hoạt tải cách nhịp chẵn + Gió phải 13. Tĩnh tải + Hoạt tải cách nhịp lẻ + Gió trái 14. Tĩnh tải + Hoạt tải cách nhịp lẻ + Gió phải * TỔ HỢP PHỤ LỤC: Nội lực được tổ hợp bằng EXCEL, kết quả được lưu trong phụ lục. * TÍNH THÉP: Kết quả được lưu trong phụ lục.