Tính toán khung trục 1

CHƯƠNG VI TÍNH TOÁN KHUNG TRỤC 1 ----000----- Tính khung trục 1 nhằm xác định nội lực dưới chân cột để tính móng. V.1. SƠ ĐỒ TÍNH MẶT BẰNG TRUYỀN TẢI LÊN KHUNG TRỤC 1 SƠ ĐỒ TÍNH KHUNG TRỤC 1 VI.2. CHỌN KÍCH THƯỚC TIẾT DIỆN VI.2.1. Kích thước cột 1. Chọn sơ bộ kích thước cột 1.1 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, vách trang trí + Trọng lượng cầu thang bộ - Hoạt tải truyền vào khung gồm: Hoạt tải sàn, hoạt tải cầu thang 1.2 Chọn diện tích tiết diện sơ bộ theo tải đứng BẢNG GIÁ TRỊ TIẾT DIỆN CỦA CÁC CỘT KHI CHỌN SƠ BỘ BẢNG CHỌN THÉP CHO CỘT KHUNG TRỤC 10 TT TÊN CẤU KIỆN TRỤC Tiết diện 1 CỘT TẦNG TRỆT CỘT T1 – T2 A 30x45 2 B 30x45 3 C 30x45 4 D 30x45 5 CỘT T3 – T5 A 30x40 6 B 30x40 7 C 30x40 8 D 30x40 9 CỘT T6 – T8 A 25x35 10 B 25x35 11 C 25x35 12 D 25x35 13 CỘT T9 – T11 A 25x30 14 B 25x30 15 C 25x30 16 D 25x30 2. Kiểm tra kích thước tiết diện cột đã chọn - Trên cơ sở nội lực đã tính toán, ta kiểm tra kích thước tiết diện cột đã chọn và hàm lượng thép trong cột. - Hàm lượng thép trong cột hợp lý khi : 0.15% m 3.5%. VI.2.2. Kích thước dầm. - Căn cứ vào nhịp dầm để chọn chiều cao dầm, ta có công thức: Với, dầm chính : m= 812, chọn m = 11 dầm phụ : m= 1216, chọn m = 16 dầm công xôn : m= 57, chọn m = 6 Nhịp dầm : L = 4.2m; 4m; 3m; 3.5m Chọn m=10 Nhịp dầm chính L (m) Chiều cao dầm h (cm) Bề rộng dầm b (cm) 3 0,25 0,13 3.5 0,29 0,15 4 0,33 0,17 4.2 0,35 0,18 Vậy chọn tiết diện dầm chính b x h= 20cm x 35cm VI.3. TẢI TRỌNG ĐỨNG TÁC DỤNG VÀO KHUNG VI.3.1. Nguyên tắc truyền tải - Nguyên tắc truyền tải + Tải từ sàn (tĩnh tải và hoạt tải) truyền vào khung dưới dạng tải hình thang và tam giác. + Tải do dầm phụ truyền vào dầm chính dưới dạng tải tập trung (phản lực tập trung và momen tập trung) + Tải do dầm chính truyền vào cột và sau cùng là tải từ cột truyền xuống móng. - Nhận xét: Tính toán khung theo nguyên tắc trên (xét riêng khung không có sàn ) thì ta sẽ truyền chuyển tải từ tải hình thang hay tam giác về dạng phân bố đều, hoặc tập trung trên dầm. Lúc đó hệ khung làm việc chỉ có dầm và cột, vì vậy nội lực giải ra sẽ lớn và thiên về an toàn. VI.3.2 Tải trọng phân bố tác dụng lên khung trục 1 * Tải do sàn truyền vào khung có dạng tam giác hoặc hình thang, ta sử dụng công thức quy tải tương đương như sau : SƠ ĐỒ QUY VỀ TẢI TƯƠNG ĐƯƠNG Tải do trọng lượng bản thân dầm (cho 1m dầm) gd = 0.2 x 0.35 x 2500 x 1.1 = 192.5 (KG/m) Tải do tường xây + Tầng 19 - Tường ngoài dày 200mm cao 2.65 m, diện tích cửa, cửa sổ chiếm 40%: gt = 0.2x2.65x1800 x40% = 381.6 (KG/m) - Tường trong dày 100mm cao 2.65 m gt = 0.1x2.65x1800 x40% = 190.8 (KG/m) Tải trọng toàn phần: - Tỉnh tải: gtp = gd + gt + gtd (KG/m) - Hoạt tải: ptp = ptd (KG/m) Tải phân bố đều hình tamgiác : - ptd = qd Với qd = x ps (KG/m) Hoạt tải STT LOẠI SÀN Ptc(KG/m2) n Ptt(KG/m2) 1 Sàn ban công 200 1,2 240 2 Sàn hành lang 300 1,2 360 3 Sàn phòng ngủ 200 1,2 240 4 Sàn phòng khách , bếp ,WC 200 1,2 240 5 Sàn mái(sàn không sử dụng) 75 1,3 98 Tải trọng toàn phần STT LOẠI SÀN g(KG/m2) p(KG/m2) q(KG/m2) 1 Sàn ban công 397.9 240 637.9 2 Sàn hành lang 397.9 360 757.9 3 Sàn phòng ngủ 397.9 240 637.9 4 Sàn WC 510,7 240 750.7 5 Sàn phòng khách , bếp 397.9 240 637.9 6 Sàn mái 380.3 98 478.3 V.3.2.1. Sàn mái: Nhịp sàn L (m) (KG/m) (KG/m) (KG/m) (KG/m) Hành lang 1.85 380.3 1288.35 98 184.06 AB 3.5 380.3 1293.64 98 234.59 BC 3.5 380.3 1293.64 98 234.59 CD 3 380.3 739.83 98 91.88 DE 1.1 380.3 514.03 98 33.69 VI.3.2.2. Sàn tầng 19 Nhịp sàn L (m) (KG/m) (KG/m) (KG/m) (KG/m) Hành lang 1.85 397.9 1321.41 360 520.13 AB 3.5 397.9 517.27 240 312.00 BB' 2.35 397.9 517.27 240 312.00 B'C 1.15 397.9 526.30 240 86.25 CD 3 510.7 862.08 240 225.00 DE 1.1 397.9 520.08 240 82.50 VI.3.3. Tải tập trung tác dụng lên dầm khung trục 1 Tải trọng tập trung : - Tỉnh tải: gtt = (gd + gt + gtd ) x (KG) - Hoạt tải: ptt = x (KG) Tải phân bố đều hình thang : Ta có gtd = qd(1-2+ ) Với = qd = x gs Nhịp sàn L (m) β (KG/m) (KG) (KG/m) (KG) Hành lang 1.85 0.23 397.9 996.49 360 603.01 DE 1.1 0.14 397.9 752.28 240 254.70 Tại nút B’ : Tải do cầu thang truyền vào: Tĩnh tải: G = gttbcn x = 416.4 x = 1027.47 (kG) Hoạt tải: p = pttbcn x = 360 x = 888.3 (kG) VI.3.4. Tải trọng tập trung tác dụng lên nút khung trục 1 Do phản lực của các dầm dọc truyền vào tại nút. Tải trọng tác dụng lên dầm dọc gồm trọng lượng bản thân dầm dọc, trọng lượng do tường xây trên dầm dọc và tải trọng do sàn truyền vào dầm dọc. Riêng tải trọng do trọng lượng bản thân cột ta sẽ khai báo trong SAP2000 phần tải trọng bản thân. Diện tích truyền tải hình thang được xác định bởi công thức : S = V.3.4.1. Sàn mái a. Nút A1 : 1. Tĩnh tải Ô bản S9 truyền vào : G = = 380.3 x x0.9 = 526.24 (KG) Tải bản thân dầm dọc : G = = 192.5x2= 385 (KG) Tải tường : G = = 381.6x2= 763.2 (KG) Vậy tổng tĩnh tải truyền lên nút A1 là : G = G+ G+ G= 526.24+385+763.2 = 1674.44 (KG) 2. Hoạt tải Ô bản S9 truyền vào : P = = 98xx0.9 = 135.61 (KG) b. Nút B1 : Không có tải tập trung c. Nút C1 : 1. Tĩnh tải Ô bản S1, S2 truyền vào : G = = 380.3 x x1.5= 770.11 (KG) G = gS = 380.3 x x 0.575 = 385.41 (KG) Tải bản thân dầm dọc : G = = 192.5x2= 385 (KG) Tải tường : G = = 381.6x2= 763.2 (KG) Vậy tổng tĩnh tải truyền lên nút C1 là : G = G+ G+ G+ G= 770.11 +385.41 +385+763.2 = 2303.72 (kG) 2. Hoạt tải Ô bản S1, S2 truyền vào : P = pS = 98x x1.5= 198.45 (KG) P = = 98xx 0.575 = 99.32 (KG) Vậy tổng hoạt tải truyền lên nút C1 là : P = P + P= 198.45 + 99.32 = 406.7 (KG) d. Nút D1 : 1. Tĩnh tải Ô bản S1, S5 truyền vào : G = = 380.3 x x1.5= 770.11 (KG) G = = 380.3 x x 0.55 = 381.73 (KG) Tải bản thân dầm dọc : G = = 192.5x2= 385 (KG) Tải tường : G = = 381.6x2= 763.2 (KG) Vậy tổng tĩnh tải truyền lên nút D1 là : G = G + G + G+ G= 770.11 +381.73 +385+763.2 = 2300.03 (KG) 2. Hoạt tải Ô bản S1, S5 truyền vào : P = pS = 98 x x1.5 = 198.45 (KG) P = = 98 xx 0.55 = 98.37 (KG) Vậy tổng hoạt tải truyền lên nút D1 là : P = P + P = 198.45 + 98.37 = 296.82 (KG) VI.3.4.2. Sàn tầng 1-11: a. Nút A1 : 1. Tĩnh tải Ô bản S9 truyền vào : G = = 397.9xx0.9 = 550.59 (KG) Tải bản thân dầm dọc : G = = 192.5x2= 385 (KG) Tải tường : G = = 381.6x2= 763.2 (KG) Tải cầu thang G = = 574.8 x = 2112.39 (KG) Vậy tổng tĩnh tải truyền lên nút A1 là : G = G+ G+ G+ G =550.59 +385+763.2 +1106.49 +2112.39 = 4917.67 (KG) 2. Hoạt tải Ô bản S9 truyền vào : P = = 360xx0.9 = 498.15 (KG) Tải cầu thang P = = 360x = 1323 (KG) Vậy tổng hoạt tải truyền lên nút A1 là : G = G+ P = 498.15+1323= 1821.15 (kG) b. Nút B1 : do tải cầu thang 1. Tĩnh tải G = = 574.8 x = 3530.71 (KG) 2. Hoạt tải P = = 360 x = 2211.3 (KG) b. Nút B’1 : Ô bản S2 truyền vào : 1. Tĩnh tải G = gS = 397.9 x x 0.575 = 403.25 (KG) 2. Hoạt tải P = = 360xx 0.575 = 364.84 (KG) c. Nút C1 : 1. Tĩnh tải Ô bản S1, S2 truyền vào : G = = 397.9 x x1.5= 805.75 (KG) G = gS = 397.9 x x 0.575 = 403.25 (KG) Tải bản thân dầm dọc : G = = 192.5x2= 385 (KG) Tải tường : G = = 381.6x2= 763.2 (KG) Vậy tổng tĩnh tải truyền lên nút C1 là : G = G+ G+ G+ G= 805.75 + 403.25 +385+763.2 = 2357.2 (kG) 2. Hoạt tải Ô bản S1, S2 truyền vào : P = pS = 360 x x1.5= 729 (KG) P = = 360xx 0.575 = 364.84 (KG) Vậy tổng hoạt tải truyền lên nút C1 là : P = P + P= 729 + 364.84 = 1093.84 (KG) d. Nút D1 : 1. Tĩnh tải Ô bản S1, S5 truyền vào : G = = 397.9 x x1.5= 805.75 (KG) G = = 397.9 x x 0.55 = 399.39 (KG) Tải bản thân dầm dọc : G = = 192.5x2= 385 (KG) Tải tường : G = = 381.6x2= 763.2 (KG) Vậy tổng tĩnh tải truyền lên nút D1 là : G = G + G + G+ G= 805.75 +399.39 +385+763.2 = 2353.34 (KG) 2. Hoạt tải Ô bản S1, S5 truyền vào : P = pS = 360 x x1.5= 729 (KG) P = = 360 xx 0.55 = 361.35 (KG) Vậy tổng hoạt tải truyền lên nút D1 là : P = P + P = 729 + 361.35 = 1090.35 (KG) VI.4. TẢI TRỌNG NGANG TÁC DỤNG VÀO KHUNG TRỤC 1: Aùp lực gió tác dụng vào khung trục 1 tương tự như khung trục 1. VI.5.CÁC TRƯỜNG HỢP TẢI TÁC DỤNG VÀO KHUNG TỔ HỢP NỘI LỰC VI.5.1. Các trường hợp tải 1: Tĩnh tải chất đầy (TTCĐ) 2: Hoạt tải chất đầy (HTCĐ) 3: Gió trái (GT) 4: Gió phải (GP) VI.5.2. Sơ đồ chất tải: TĨNH TẢI CHẤT ĐẦY: VI.5.3. Tổ hợp nội lực 1. Mục đích của việc tổ hợp nội lực - Xác định nội lực nguy hiểm tại chân cột để tính móng 2. Các trường hợp tổ hợp tải : 1. TH1 = TTCĐ+HTCĐ 2. TH2 = TTCĐ+HTCĐ+GT 3. TH3 = TTCĐ+HTCĐ+GP VI.5.4. Kết quả nội lực : CỘT TRỤC Nội lực Tải trọng 1A Nmax (T) 187.88 M max (T.m) 5.74 Qmax (T) 3.22 1B Nmax (T) 145.3 M max (T.m) 5.48 Qmax (T) 3.71 1C Nmax (T) 133.05 M max (T.m) 5.81 Qmax (T) 4.09 1D Nmax (T) 113.9 M max (T.m) 4.97 Qmax (T) 2.33 šš&œœ