Tính toán khung ngang trục E

CHƯƠNG 5 TÍNH TOÁN KHUNG NGANG TRỤC E Sơ đồ khung ngang trục E Sơ đồ truyền tải lên khung ngang trục E Mặt bằng tầng 9 diển hình III. XÁC ĐỊNH SƠ BỘ KÍCH THƯỚC DẦM – CỘT 1. Xác dịnh kích thước tiết diện dầm L : là nhịp lớn nhất của khung . L= 6.5 (m) . . . Chọn : . . 2. Xác định kích thước tiết diện cột . Chọn Bê tông mac 250 Trong đó : là diện tích tiết diện cột . : tổng tải trọng dọc trục truyền vào tại tiết diện đang tính . : là cường độ chịu nén của bê tông . K : là hệ số kể đến ảnh hưởng của tải trọng gió . K= (1.21.5) . Tải trọng từ sàn truyền xuống một cột bất kì theo diện truyền tải từ một tầng . Gọi diện tích truyền tải tầng thứ I là Si. Tải trọng tính toán bản thân sàn là gs và hoạt tải là ps :qs = gs + ps. ( kG / m). g = bhnL : là trọng lượng bản thân dầm dọc . g = bhnL : là trọng lượng bản thân dầm ngang . g = bhnL : là trọng lượng bản thân tường . g = bhnL : là trọng lượng bản thân cột . N = ( qs.Si + g + g + g + g). Với n là số tầng phía trên tầng đang xét . Sơ đồ diện tích truyền tải vào cột 1 – E . q = g + p = 518 + 240 = 758 ( kG / m). q = g + p = 434 + 240 = 674 ( kG / m). g = bhnL = 0.25 * 0.5 *1.1 * 2500 * 6.0 = 2063 ( kG / m). g = bhnL= 0.25 * 0.5 *1.1 * 2500 * 3.25 = 1117 ( kG / m). g = bhnL= 0.1 * 3.0 *1.1 * 1800 * 9.25 = 5495 ( kG / m). g = bhnL = 0.4 * 0.5 *1.1 * 2500 * 3.5 = 1925 ( kG / m). g = bhnL = 0.35 * 0.35 *1.1 * 2500 * 3.5 = 1179 ( kG / m). g = bhnL = 0.3 * 0.3 *1.1 * 2500 * 3.5 = 866 ( kG / m). BẢNG CHỌN TIẾT DIỆN CỘT TRỤC 1 - E; 5 - E TẦNG qs gdd gdn gt gc Fc b*h Fchon (kG/cm2 ) ( kG ) ( kG ) ( kG ) ( kG ) ( kG ) (cm2 ) (cm2 ) (cm2 ) 9 758 2063 1117 5495 866 24322 225 30*30 900 8 674 2063 1117 5495 866 47006 434 30*30 900 7 674 2063 1117 5495 866 69690 643 30*30 900 6 674 2063 1117 5495 1179 92687 856 35*35 1225 5 674 2063 1117 5495 1179 115684 1068 35*35 1225 4 674 2063 1117 5495 1179 138681 1280 35*35 1225 3 674 2063 1117 5495 1925 162424 1499 40*50 2000 2 674 2063 1117 5495 1925 186167 1718 40*50 2000 1 674 2063 1117 5495 1925 209910 1927 40*50 2000 Sơ đồ diện tích truyền tải vào cột 2 - E : BẢNG CHỌN TIẾT DIỆN CỘT TRỤC 2 - E; 4 - E TẦNG qs gdd gdn gt gc Fc b*h Fchon (kG/cm2 ) ( kG ) ( kG ) ( kG ) ( kG ) ( kG ) (cm2 ) (cm2 ) (cm2 ) 9 758 2063 1085 5495 1179 34419 318 35*35 1225 8 674 2063 1085 5495 1179 66192 611 35*36 1225 7 674 2063 1085 5495 1179 97965 904 35*37 1225 6 674 2063 1085 5495 1925 130484 1204 40*50 2000 5 674 2063 1085 5495 1925 163003 1505 40*51 2000 4 674 2063 1085 5495 1925 195522 1805 40*52 2000 3 674 2063 1085 5495 2888 229004 2114 50*60 3000 2 674 2063 1085 5495 2888 262486 2423 50*61 3000 1 674 2063 1085 5495 2888 295968 2732 50*62 3000 Sơ đồ diện tích truyền tải vào cột 3 -E BẢNG CHỌN TIẾT DIỆN CỘT TRỤC 3 - E; TẦNG qs gdd gdn gt gc Fc b*h Fchon (kG/cm2 ) ( kG ) ( kG ) ( kG ) ( kG ) ( kG ) (cm2 ) (cm2 ) (cm2 ) 9 878 2063 1375 0 866 25376 234 30*30 900 8 794 2063 1375 0 866 48736 450 30*30 900 7 794 2063 1375 0 866 75096 666 30*30 900 6 794 2063 1375 0 1540 96130 887 40*40 1600 5 794 2063 1375 0 1540 120164 1109 40*40 1600 4 794 2063 1375 0 1540 144198 1331 40*40 1600 3 794 2063 1375 0 1949 168641 1556 45*45 2025 2 794 2063 1375 0 1949 193084 1782 45*45 2025 1 794 2063 1375 0 1949 217527 2007 45*45 2025 IV.1 Tải trọng truyền lên tầng 1-2-3 Tĩnh tải Tải trọng phân bố đều Nhip 1-2 Trọng lượng bản thân dầm gd = =1,1 2500 0,25 0,5= 343(kG/m) Tải trọng do bản sàn truyền vào gtđ = ( gtđ = 2 Tải trọng do tường xây trên dầm gt = =1,1 0,1 3,0 1800= 594(kG/m) Nhịp 2-3 Trọng lượng bản thân dầm gd = =1,1 2500 0,25 0,5= 343(kG/m) Tải trọng do bản sàn truyền vào gtđ = gtđ = 2() = 2( = 1085 (kG/m) Nhịp 3-4 Trọng lượng bản thân dầm gd = =1,1 2500 0,25 0,5= 343(kG/m) Tải trọng do bản sàn truyền vào gtđ = gtđ = 2() = 2( = 1085 (kG/m) Nhịp 4-5 Trọng lượng bản thân dầm gd = =1,1 2500 0,25 0,5= 343(kG/m) Tải trọng do bản sàn truyền vào gtđ = gtđ = 2() = 2( = 1628 (kG/m) Tải trọng do tường xây trên dầm gt = =1,1 0,1 3,0 1800= 594(kG/m) Tải trọng tập trung Trục 1 : Trọng lượng bản thân dầm dọc gd = =1,1 2500 0,25 0,5= 343(kG) Tải trọng do tường xây trên dầm gt = =1,1 0,1 3,0 1800= 594(kG) Tải trọng do bản sàn truyền vào dầm dọc gtđ = = ( =814 (kG) Trọng lượng bản thân cột = = 0,4 0,5 1,1 2500 3,5 = 1925(kG) Trục 2 : Trọng lượng bản thân dầm dọc gd = =1,1 2500 0,25 0,5= 343(kG) Tải trọng do tường xây trên dầm gt = =1,1 0,1 3,0 1800= 594(kG) Tải trọng do bản sàn truyền vào dầm dọc Tải trọng do hình thang gtđ =2 gtđ =710 (kG) Tải trọng do hình tam giác gtđ = = ( =814 (kG) g = 710 + 814 = 1524 (kG) Trọng lượng bản thân cột = = 0,5 0,6 1,1 2500 3,5 = 2888(kG) Trục 3 Trọng lượng bản thân dầm dọc gd = =1,1 2500 0,25 0,5= 343(kG) Tải trọng do bản sàn truyền vào gtđ = 4 gtđ = 1420 (kG) Trọng lượng bản thân cột = = 1949 (kG) Trục 4 Trọng lượng bản thân dầm dọc gd = =1,1 2500 0,25 0,5= 343(kG) Tải trọng do tường xây trên dầm gt = =1,1 0,1 3,0 1800= 594(kG) Tải trọng do bản sàn truyền vào dầm dọc Tải trọng do hình thang gtđ =2 gtđ =710 (kG) Tải trọng do hình tam giác gtđ = = ( =814 (kG) g = 710 + 814 = 1524 (kG) Trọng lượng bản thân cột = = 0,5 0,6 1,1 2500 3,5 = 2888(kG) Trục 5 Trọng lượng bản thân dầm dọc gd = =1,1 2500 0,25 0,5= 343(kG) Tải trọng do tường xây trên dầm gt = =1,1 0,1 3,0 1800= 594(kG) Tải trọng do bản sàn truyền vào dầm dọc gtđ = = ( =814 (kG) Trọng lượng bản thân cột = = 0,4 0,5 1,1 2500 3,5 = 1925(kG) Hoạt tải 2.1 Tải trọng phân bố đều Nhịp 1-2 Tải trọng do bản sàn truyền vào ptđ = ( ptđ = 2 Nhịp 2-3 ptđ = 2.= 2.= 900 (kG/m) Nhịp 3-4 ptđ = 2.= 2.= 900 (kG/m) Nhịp 4-5 ptđ = 2.= 2.= 900 (kG/m) 2.2 Tải trọng tập trung Trục 1 Tải trọng do bản sàn truyền vào dầm dọc ptđ = 2.= = 450 (kG/m) Trục 2 : Tải trọng do hình thang ptđ =2 ptđ = Tải trọng do hình tam giác gtđ = 2= ( =450 (kG) p = 589 + 450 = 1039 (kG) Trục 3 ptđ = 4 ptđ = 1178 (kG) Trục 4 p = 589 + 450 = 1039 (kG) Trục 5 ptđ = 2.= = 450 (kG) Tải trọng gió Gió đẩy q = W0tc .K.c.n.B Các thông số W0tc ;K ; c ; n tham khảo tài liệu [1] Công trình đang thiết kế nằm trong vùng Thành phố HCM thuộc vùng IIA Trong đó : W0tc = 83 (kG/cm2) là áp lực gió tiêu chuẩn c = 0,8 là hệ số khí động mặt đón gió K : là hệ số tính đến sự thay đổi của áp lực gió theo độ cao Ta có : H = 11,1 (m) Công trình đang thiết kế dạng địa hình C Tra bảng và hội suy ta được k = 0,70 n = 1,2 hệ số tin cậy B = 6 m : bề mặt đón gió Vậy : q= 83 0,7 0,8 1,2 6 = 335(kG/m) Gió hút q = W0tc .k.c.n.B Trong đó : W0tc = 83 (KG/cm2) là áp lực gió tiêu chuẩn C = 0,8 là hệ số khí động mặt đón gió k : là hệ số tính đến sự thay đổi của áp lực gió theo độ cao Ta có : H = 11,1 (m) Công trình đang thiết kế dạng địa hình C Tra bảng và hội suy ta được k = 0,70 n = 1,2 hệ số tin cậy B = 6 m : bề mặt đón gió Vậy : q= 83 0,7 0,6 1,2 6 = 251(kG/m) VI.2 Tải trọng truyền lên tầng 4-5-6 ( Trình tự tính toán tương tự ) VI.3 Tải trọng truyền lên tầng 7-8 ( Trình tự tính toán tương tự ) VI.4 Tải trọng truyền lên tầng 9 (sàn mái ) Bảng tính tải sàn mái Cấu tạo sàn Chiều dày (m) Trọng lượng tiêu chuẩn (kG/m2) Hệ số tin cậy n Tải tính toán (kG/m2) Gạch tàu Vữa lát gạch, tạo dốc Bê tông chống thấm Sàn BTCT Vữa trát trần Trần treo 0,02 0,05 0,03 0,08 0,015 2000 1800 2000 2500 1800 40 90 60 200 27 30 1,1 1,3 1,1 1,1 1,3 1,2 44 117 66 220 35 36 Tổng cộng 518 Hoạt tải mái Tham khảo tài liệu [1] Ta lấy : ptc = 200 (kG/m2) Trình tự tính toán còn lại tương tự Bảng thống kê tải trọng phân bố trên nhịp Tầng Nhịp Trọng lượng dầm g(kG/m) Trọng lượng tường gt(kG/m) Tải trọng sàn truyền vào dầm gs(kG/m) Tổng tĩnh tải g(kG/m) Hoạt tải p(kG/m) 1-2-3 1-2 2-3 3-4 4-5 343 343 343 343 594 0 0 594 1755 1085 1085 1628 2692 1428 1428 1565 970 900 900 900 4-5-6 1-2 2-3 3-4 4-5 343 343 343 343 594 0 0 594 1755 1085 1085 1628 2692 1428 1428 1565 970 900 900 900 7-8 1-2 2-3 3-4 4-5 343 343 343 343 594 0 0 594 1755 1085 1085 1628 2692 1428 1428 1565 970 900 900 900 9 1-2 2-3 3-4 4-5 220 220 220 220 0 0 0 0 2095 1295 1295 1943 2315 1515 1515 2163 364 225 225 338 Bảng thống kê tải trọng tập trung Tầng Trục Trọng lượng dầm gd(kG/m) Trọng lượng tường gt(kG/m) Tải trọng sàn truyền vào dầm gs(kG/m) Trọng lượng cột gc(kG) Tổng tĩnh tải (kG) Hoạt tải truyền vào dầm dọc (kG) 1-2-3 1 2 3 4 5 343 343 343 343 343 594 594 0 594 594 814 1524 1420 1524 814 1925 2888 1949 2888 1925 3676 5349 3712 5349 3676 450 1039 1178 1039 450 4-5-6 1 2 3 4 5 343 343 343 343 343 594 594 0 594 594 814 1524 1420 1524 814 1179 1925 1540 1925 1179 2930 3347 3303 3347 2930 450 1039 1178 1039 450 7-8 1 2 3 4 5 343 343 343 343 343 594 594 0 594 594 814 1524 1420 1524 814 866 1179 866 1179 886 2617 3640 2629 3640 2617 450 1039 1178 1039 450 9 1 2 3 4 5 343 343 343 343 343 0 0 0 0 0 971 1819 1695 1819 917 0 0 0 0 0 1314 2162 2038 2162 1314 450 843 786 843 450 BẢNG THỐNG KÊ TẢI TRỌNG GIÓ TẦNG GIÓ ĐẨY (kG/m) GIÓ HÚT (kG/m) 1 – 2 – 3 4 – 5 – 6 7 – 8 – 9 335 387 430 251 290 323 V. XÁC ĐỊNH NỘI LỰC Từ cách xác định tải như trên ta có các trường hợp chất tải sau . Tĩnh tải chất đầy các nhịp . Hoạt tải 1 : cách tầng lẻ. Hoạt tải 2 : cách tầng chẳn. Hoạt tải 3 : cách nhịp lẻ. Hoạt tải 4 : cách nhịp chẳn. Tổ hợp tải trọng. TỔ HỢP 1 : Tĩnh tải + Hoạt Tải 1 . TỔ HỢP 2 : Tĩnh tải + Hoạt Tải 2 . TỔ HỢP 3 : Tĩnh tải + Hoạt Tải 3. TỔ HỢP 4 : Tĩnh tải + Hoạt Tải 4 . TỔ HỢP 5 : Tĩnh tải + Gió trái . TỔ HỢP 6 : Tĩnh tải + Gió phải . TỔ HỢP 7 : Tĩnh tải + 0.9 ( Hoạt Tải 1 + Hoạt Tải 2 ) TỔ HỢP 8 : Tĩnh tải + 0.9 ( Hoạt Tải 1 + Gió trái ) TỔ HỢP 9 : Tĩnh tải + 0.9 ( Hoạt Tải 1 + Gió phải ) TỔ HỢP 10 : Tĩnh tải + 0.9 ( Hoạt Tải 2 + Gió trái) TỔ HỢP 11 : Tĩnh tải + 0.9 ( Hoạt Tải 2 + Gió phải) TỔ HỢP 12 : Tĩnh tải + 0.9 ( Hoạt Tải 3 + Gió trái) TỔ HỢP 13 : Tĩnh tải + 0.9 ( Hoạt Tải 3 + Gió phải) TỔ HỢP 14 : Tĩnh tải + 0.9 ( Hoạt Tải 4 + Gió trái) TỔ HỢP 15 : Tĩnh tải + 0.9 ( Hoạt Tải 4 + Gió phải) TỔ HỢP 16 : Tĩnh tải + 0.9 ( Hoạt Tải 1 + Hoạt Tải 2 + Gió Trái) TỔ HỢP 17 : Tĩnh tải + 0.9 ( Hoạt Tải 1 + Hoạt Tải 2 + Gió phải) Ta dùng phần mềm SAP 2000 để giải khung tìm nội lực.