Tính toán về hệ khung trục 3

CHƯƠNG 6: TÍNH TOÁN KHUNG TRỤC 3 6 Tính toán khung trục 3 6.1Chọn sơ bộ kích thước Dầm ngang 20x40 cm Dầm dọc 20x40 cm Dầm môi 15x40 _ Xác định nội lực truyền xuống cột Sơ đồ truyền tải: -Nội lực truyền xuống cột -Cột B3(A3): Trọng lượng các lớp cấu tạo sàn gs= 490 (daN/m2 ) Hoạt tải tác dụng lên ô sàn -ô sàn S1 ps= 302 (daN/m2) -ô sàn S4 ps= 266 (daN/m2) Trọng lượng tường quy đổi trên sàn :ps1= 66 (daN/m2) ps4= 67 (daN/m2) Từ tầng 7-9: (daN) Xét đến ảnh hưởng của gió: (cm2) chọn (cm2) Từ tầng 4-6: (daN) Xét đến ảnh hưởng của gió: (cm2) chọn (cm2) Từ tâng hầm đến tầng 3: Xét đến ảnh hưởng của gió: (cm2) chọn (cm2) Cột C3: Từ tầng 7-9: (daN) Xét đến ảnh hưởng của gió: (cm2) chọn (cm2) Từ tầng 4-6: (daN) Xét đến ảnh hưởng của gió: (cm2) chọn (cm2) Từ tầng hầm đến tầng 3: Xét đến ảnh hưởng của gió: (cm2) chọn (cm2) Chọn cột cho tầng 7-9 :20x30 (cm) tầng 4-6 : 30x40 (cm) tầng 1-3 : 30x50 (cm) tầng hầm và tầng trệt: 20x60 (cm) 6.2 Xác định tải trọng 6.2.1 Tỉnh tải 6.2.1.1 Tầng 1 đến tầng 9 a. Tải phân bố đều Các lớp cấu tạo sàn gs= 490(daN/m2) - Do ô sàn S1 truyền vào ; (daN/m) - Do ô sàn S4 truyền vào ; (daN/m) - Do tường truyền vào (daN/m) - Do tải trọng của bản thân dầm (daN/m) Tổng tỉnh tải tác dụng lên dầm khung Nhịp Tải trọng A-B B-C C-D 1210 1210 1332 1267 1267 1267 165 165 165 2642 2642 2764 Bảng 6.1 Tổng tỉnh tải tác dụng lên dầm Tải trọng đầu dầm consol (daN/m) b. Tải tập trung tại nút . Nút ở đầu consol cách trục A - Do sàn truyền vào (daN) - Do trọng lượng dầm môi truyền vào (daN) - Do tường trên dầm dọc và dầm môi truyền vào (daN) - Do cột phụ : (daN) Vậy lực tập trung tại đầu consol (daN) . Nút tại trục A và dầm (A3) - Do sàn truyền vào (daN) - Do dầm dọc truyền vào (daN) - Do tường xây trên dầm dọc truyền vào (daN) Do trọng lượng bản thân cột (daN) (daN) (daN) Bảng tổng hợp lực tập trung tại nút trục A Tải N GS Gd Gt Gc7,8,9 Gc4,5,6 Gc1,2,3 NA7,8,9 2998 594 3814 528 7934 NA4,5,6 2998 594 3814 1056 8462 NA1,2,3 2998 594 3814 1320 8726 Bảng 6.2 Lực tập trung tại nút A3 . Nút tại trục B và dầm (B3) - Do sàn truyền vào : (daN) - Do dầm dọc truyền vào (daN) - Do tường xây trên dầm dọc truyền vào : (daN) - Do trọng lượng bản thân cột (như trên) (daN) (daN) (daN) Bảng tổng hợp lực tập trung tại nút Tải N GS Gd Gt Gc7,8,9 Gc4,5,6 Gc1,2,3 NA7,8,9 3528 594 3193 528 7315 NA4,5,6 3528 594 3193 1056 8371 NA1,2,3 3528 594 3193 1320 8635 Bảng 6.3 Lực tập trung tại nút B3 . Nút tại trục C và dầm (C3) - Do sàn truyền vào (daN) - Do dầm dọc truyền vào (daN) - Do tường xây trên dầm dọc truyền vào : (daN) - Do trọng lượng bản thân cột (như trên) (daN) (daN) (daN) Bảng tổng hợp lực tập trung tại nút Tải N GS Gd Gt Gc7,8,9 Gc4,5,6 Gc1,2,3 NC,7,8,9 3528 594 3193 528 7315 NC4,5,6 3528 594 3193 1056 8371 NC1,2,3 3528 594 3193 1320 8635 Bảng 6.3 Lực tập trung tại nút C3 6.2.1.2 Tầng mái a.Tải phân bố đều - Do ô sàn S1 truyền vào ; (daN/m) - Do ô sàn S4 truyền vào ; (daN/m) - Do tải trọng của bản thân dầm (daN/m) Tổng tỉnh tải tác dụng lên dầm khung Nhịp Tải trọng A-B B-C C-D 1210 1210 1332 165 165 165 1375 1375 1497 Bảng 6.4 Tổng tỉnh tải tác dụng lên dầm mái Tải trọng đầu dầm consol (daN/m) b. Tải tập trung tại nút . Nút ở đầu consol cách trục A - Do sàn truyền vào (daN) - Do trọng lượng dầm môi truyền vào (daN) - Do tường truyền vào (daN) Vậy tại nút . Nút tại trục Avà dầm :A3 - Do sàn truyền vào (daN) - Do dầm dọc truyền vào (daN) (daN) . Nút tại trục B và dầm :B3 - Do sàn truyền vào : (daN) - Do dầm dọc truyền vào (daN) (daN) . Nút tại trục C và dầm :C3 - Do sàn truyền vào : (daN) - Do dầm dọc truyền vào (daN) (daN) 6.2.1.3 Tầng trệt a Tải phân bố đều - Do ô sàn S1 truyền vào ; (daN/m) - Do ô sàn S4 truyền vào ; (daN/m) - Do tường truyền vào (daN/m) - Do tải trọng của bản thân dầm (daN/m) Tổng tỉnh tải tác dụng lên dầm khung Nhịp Tải trọng A-B B-C C-D 1210 1210 1332 1505 1505 165 165 165 2880 2880 1497 Bảng 6.5 Tổng tỉnh tải tác dụng lên dầm b. Tải tập trung tại nút . Nút tại trục A và dầm (A3) - Do sàn truyền vào (daN) - Do dầm dọc truyền vào (daN) - Do tường xây trên dầm dọc truyền vào (daN) - Do trọng lượng bản thân cột (daN) (daN) . Nút tại trục B và dầm (B3) - Do sàn truyền vào (daN) - Do dầm dọc truyền vào (daN) - Do cột truyền vào (daN) (daN) . Nút tại trục C và dầm : tương tự như nút tại trục A (daN) . Nút tại trục D,E và dầm : tương tự như nút tại trục B (daN) . Nút tại trục F và dầm : tương tự như nút tại trục A (daN) 6.2.2 Hoạt tải a. Tải phân bố đều Tầng trệt đến tầng 9 và tầng sàn mái . Do bản sàn S1 truyền vào ; (daN/m) . Do bản sàn S4 truyền vào ; (daN/m) b. Tải tập trung tại nút . Nút ở đầu consol - Do sàn truyền vào (daN) . Nút ở trục Avà dầm:A3 (daN) . Nút ở trục Bvà dầm:B3 (daN) . Nút ở trục Cvà dầm:C3 (daN) c. Hoạt tải gió Tải trọng gió gồm hai thành phần tỉnh và động Công trình có chiều cao dưới 40 m và tỷ số chiều cao trên nhịp nhỏ hơn 1.5 nên phần động của tải trọng gió không cần xét đến . Gió đẩy (ở phía đón gió của công trình) Cường độ tính gió đẩy được xác định theo công thức : Trong đó : -giá trị áp lực gió tiêu chuẩn lấy theo bản đồ phân vùng theo địa danh hành chính (-TCVN 2737-1995) k - hệ số kể đến sự thay đổi áp lực gió theo độ cao so với mốc chuẩn và dạng địa hình (bảng 5-TCVN 2737-1995) - hệ số tin cậy : n= 1.2 - hệ số khí động phụ thuộc vào hình dáng công trình :c=+0.8 -bề rộng đón gió của khung đang xét: Công trình tại TP Hồ Chí Minh thuộc khu vực II-A có áp lực gió theo bản đồ phân vùng áp lực gió (daN/m2) và nằm ở dạng địa hình C . Gió hút (phía khuất gió của công trình) Cường độ tính gió hút được xác định theo công thức : Trong đó : các hệ số khác lấy tương tự như gió đẩy Bảng tổng hợp hoạt tải gió (m) (daN/m) (daN/m) 5.5 0.55 83 +0.8 -0.6 1.2 3.6 158 118 8.8 0.63 83 +0.8 -0.6 1.2 3.6 181 136 12.1 0.69 - - - - - 198 148 15.4 0.74 - - - - - 212 159 18.7 0.78 - - - - - 224 168 22 0.82 - - - - - 235 176 25.3 0.85 - - - - - 244 183 28.6 0.88 - - - - - 252 189 31.9 0.91 - - - - - 261 196 35.2 0.93 - - - - - 267 200 Bảng 6.6 Hoạt tải gió 6.3 Xác định nội lực. Khi tính nội lực dùng nguyên tắc cộng tác dụng .Tính nội lực riêng với từng tải trọng với từng trường hợp tác dụng của hoạt tải rồi dùng cách tổ hợp để tìm ra những trị số nội lực nguy hiểm tại các tiết diện Dùng phần mềm sap 2000 để giải tìm nội lực cho khung Cách chất tải lên khung như sau: 1 - Tỉnh tải chất đầy 2 - Hoạt tải toàn phần đặt ở tầng lẻ 3 - Hoạt tải toàn phần đặt ở tầng chẳn 4 - Hoạt tải toàn phần đặt cách tầng,cách nhịp chẵn 5 - Hoạt tải toàn phần đặt cách tầng ,cách nhịp lẻ 6 - Hoạt tải toàn phần liền nhịp 7 - Gió trái 8 - Gió phải 1.TỈNH TẢI CHẤT ĐẦY (TT) Đơn vị : - Tải phân bố đều (daN/m) - Tải tập trung (daN) 2. HOẠT TẢI CÁCH TẦNG LẺ (HT1) Đơn vị : - Tải phân bố đều (daN/m) - Tải tập trung (daN) 3. HOẠT TẢI CÁCH TẦNG CHẴN (HT2) Đơn vị : - Tải phân bố đều (daN/m) - Tải tập trung (daN) 4. HOẠT TẢI CÁCH NHỊP CHẴN (HT3) Đơn vị : - Tải phân bố đều (daN/m) - Tải tập trung (daN) 5. HOẠT TẢI CÁCH NHỊP LẺ (HT4) Đơn vị : - Tải phân bố đều (daN/m) - Tải tập trung (daN) 6. HOẠT TẢI LIỀN NHỊP (HT5) Đơn vị : - Tải phân bố đều (daN/m) - Tải tập trung (daN) 7. GIÓ TRÁI (GT) Đơn vị : - Tải phân bố đều (daN/m) - Tải tập trung (daN) 8. GIÓ PHẢI (GP) Đơn vị : - Tải phân bố đều (daN/m) - Tải tập trung (daN) 9.PHẦN TỬ CỘT 10. PHẦN TỬ DẦM 6.4 Tổ hợp tải trọng Tổ hợp tải trọng gồm tổ hợp cơ bản và tổ hợp đặc biệt (tải trọng động đất, tải trọng do cháy nổ…) Tổ hợp tải trọng cơ bản (Tổ Hợp Chính) có một tải trọng tạm thời thì giá trị tải trọng tạm thời được lấy toàn bộ tức gồm tải trọng thường xuyên và một tải trọng tạm thời,hệ số tổ hợp lấy bằng 1. Tổ hợp tải trọng cơ bản (Tổ Hợp Phụ) có từ hai tải trọng tạm thời trở lên Thì giá trị tính toán của tải trọng tạm thời hoặc các nội lực tương ứng của chúng phải được nhân với hệ số tổ hợp như sau : tải trọng tạm thời ngắn hạn nhân với hệ số tổ hợp bằng 0.9. Khung với các trường hợp đặt tải như trên thì cấu trúc tổ hợp nội lực như sau: - Tổ hợp 1 : TT+HT1 (1;1) - Tổ hợp 2 : TT+HT2 (1;1) - Tổ hợp 3 : TT+HT3 (1;1) - Tổ hợp 4 : TT+HT4 (1;1) - Tổ hợp 5 : TT+HT5(1;1) - Tổ hợp 6: TT+GT (1;1) - Tổ hợp 7: TT+GP (1;1) - Tổ hợp 8: TT+HT1+HT2 (1;1;1) - Tổ hợp 9: TT+HT1+GT (1;0.9;0.9) - Tổ hợp 10 TT+HT2+GT (1;0.9;0.9) - Tổ hợp 11: TT+HT3+GT (1;0.9;0.9) - Tổ hợp 12: TT+HT4+GT1 (1;0.9;0.9) - Tổ hợp 13 TT+HT5+GT (1;0.9;0.9) - Tổ hợp 14: TT+HT1+GP (1;0.9;0.9) - Tổ hợp 15: TT+HT2+GP (1;0.9;0.9) - Tổ hợp 16: TT+HT3+GP (1;0.9;0.9) - Tổ hợp 17: TT+HT4+GP (1;0.9;0.9) - Tổ hợp 18 : TT+HT5+GP (1;0.9;0.9) - Tổ hợp 19 : TT+HT1+HT2+GT (1;0.9;0.9;0.9) - Tổ hợp 20 : TT+HT1+HT2+GP (1;0.9;0.9;0.9) Sử dụng phần mềm sap 2000 để giải và xác định nội lực trong khung. Từ các tổ hợp chính và phụ cần tìm các cặp nội lực nguy hiểm nhất để tính cốt thép cho cấu kiện đó. Xem Kết quả nội lực được giải từ phần mềm “sap2000” như sau : BIỂU ĐỒ BAO MOMEN Hình 6.1-Biểu đồ bao moment dầm trục 3 BIỂU ĐỒ BAO LỰC CẮT Hinh 6.2 -Biểu đồ bao lực cắt dầm trục 3 BIỂU ĐỒ LỰC DỌC Hình 6.3 - Biểu đồ lực dọc cột trục 3 6.5 Tính toán cốt thép 6.5.1 Tính toán cốt thép cột a. Kết quả tổ hợp nội lực Đối với cột ,việc tổ hợp chỉ lấy kết quả tổ hợp nội lực ở hai đầu mỗi đoạn cột có tiết diện không đổi. Do khung tính toán là khung phẵng ,nên chỉ tính cốt thép theo một phương Đối với cột ,chọn các cặp nội lực nguy hiểm để tính cốt thép : Nmax ,Mtư Mmax ,Ntư và Min ,Ntư. Dùng cặp nội lực : Nmax,Mtư (cặp nội lực nguy hiểm )để tính toán cốt thép, Sau đó bố trí cốt thép cho tiết diện và kiểm tra khả năng chịu lực với cặp nội lực còn lại. Kết quả tổ hợp nội lực được trình bày trong bảng sau : Kết quả tổ hợp nội lực được trình bày trong bảng sau : Frame Station OutputCase CaseType P V2 V3 M2 M3 Text m Text Text Ton Ton Ton Ton-m Ton-m Phần Tử Cột Trục A 1 0 COMB20 Combination -270.116 -3.3418 0 0 -6.42003 1 0 COMB7 Combination -232.597 -3.3359 0 0 -6.869 2 0 COMB20 Combination -250.962 -1.366 0 0 -4.78972 2 0 COMB7 Combination -215.904 -1.5672 0 0 -5.02331 3 0 COMB20 Combination -222.513 -0.7318 0 0 -1.25692 3 3.3 COMB13 Combination -193.943 1.9539 0 0 -3.51704 4 0 COMB20 Combination -195.01 -0.3605 0 0 -0.25197 4 3.3 COMB12 Combination -166.146 1.6136 0 0 -3.34461 5 0 COMB20 Combination -167.673 -0.2084 0 0 -0.04084 5 3.3 COMB11 Combination -143.88 1.473 0 0 -3.21257 6 0 COMB20 Combination -140.886 -0.2072 0 0 -0.02672 6 3.3 COMB13 Combination -125.431 1.4826 0 0 -3.00897 7 0 COMB20 Combination -114.559 -0.0402 0 0 0.33986 7 3.3 COMB11 Combination -99.6657 1.1401 0 0 -2.64822 8 0 COMB8 Combination -88.7229 1.0936 0 0 1.66715 8 3.3 COMB12 Combination -77.1262 1.1455 0 0 -2.80861 9 0 COMB8 Combination -63.5929 0.5621 0 0 0.78677 9 3.3 COMB13 Combination -57.4417 0.7426 0 0 -1.8012 10 0 COMB8 Combination -39.0336 0.7771 0 0 1.29893 10 3.3 COMB12 Combination -33.6844 0.5723 0 0 -1.62531 11 0 COMB5 Combination -14.6938 0.52 0 0 0.78278 11 3.3 COMB3 Combination -12.1012 0.6559 0 0 -1.31479 Phần Tử Cột Trục B 12 0 COMB8 Combination -260.496 0.1977 0 0 0.26522 12 0 COMB7 Combination -216.897 -2.326 0 0 -6.17214 13 0 COMB8 Combination -235.901 -0.1016 0 0 -0.13849 13 0 COMB7 Combination -196.286 -2.6144 0 0 -5.64972 14 0 COMB8 Combination -209.703 -0.0841 0 0 -0.12514 14 0 COMB7 Combination -174.083 -2.29 0 0 -3.83402 15 0 COMB8 Combination -184.333 -0.102 0 0 -0.16486 15 0 COMB7 Combination -152.786 -2.1724 0 0 -3.54318 16 0 COMB8 Combination -158.833 -0.1226 0 0 -0.19402 16 0 COMB7 Combination -131.332 -1.9328 0 0 -3.10049 17 0 COMB8 Combination -133.569 -0.1228 0 0 -0.19377 17 0 COMB7 Combination -110.109 -1.6461 0 0 -2.6374 18 0 COMB8 Combination -108.575 -0.1327 0 0 -0.22206 18 0 COMB18 Combination -101.281 -1.4086 0 0 -2.32895 19 0 COMB8 Combination -83.453 -0.1853 0 0 -0.27859 19 0 COMB16 Combination -74.8526 -1.0438 0 0 -1.86914 20 0 COMB8 Combination -59.6164 -0.074 0 0 -0.1086 20 0 COMB7 Combination -48.2041 -0.7531 0 0 -1.25114 21 0 COMB8 Combination -37.0689 -0.0983 0 0 -0.1644 21 0 COMB18 Combination -34.7824 -0.5713 0 0 -0.95768 22 0 COMB8 Combination -14.4287 -0.097 0 0 -0.15831 22 0 COMB17 Combination -12.5084 -0.1753 0 0 -0.4325 Frame Station OutputCase CaseType P V2 V3 M2 M3 Text m Text Text Ton Ton Ton Ton-m Ton-m Phần Tử Cột Trục C 23 0 COMB8 Combination -282.62 0.268 0 0 0.24515 23 0 COMB7 Combination -226.783 -2.015 0 0 -5.98095 24 0 COMB8 Combination -258.284 -0.4485 0 0 -0.3804 24 0 COMB7 Combination -207.663 -2.6327 0 0 -5.3246 25 0 COMB8 Combination -229.809 -0.4733 0 0 -0.70433 25 0 COMB18 Combination -211.054 -2.4868 0 0 -4.13963 26 0 COMB8 Combination -202.132 -0.5978 0 0 -0.98958 26 0 COMB17 Combination -179.601 -2.2764 0 0 -3.96608 27 0 COMB8 Combination -174.531 -0.6366 0 0 -1.02538 27 0 COMB16 Combination -154.5 -2.1195 0 0 -3.6794 28 0 COMB8 Combination -147.222 -0.5868 0 0 -0.94457 28 0 COMB18 Combination -135.102 -2.0785 0 0 -3.39734 29 0 COMB8 Combination -120.238 -0.6194 0 0 -1.02732 29 0 COMB16 Combination -105.951 -1.6601 0 0 -2.92828 30 0 COMB8 Combination -93.3277 -0.7536 0 0 -1.16265 30 0 COMB17 Combination -82.3096 -1.5247 0 0 -2.66483 31 0 COMB8 Combination -67.3722 -0.321 0 0 -0.46414 31 0 COMB18 Combination -61.4214 -0.9861 0 0 -1.60367 32 0 COMB8 Combination -42.0155 -0.4295 0 0 -0.71418 32 0 COMB17 Combination -36.5377 -0.7339 0 0 -1.34517 33 0 COMB2 Combination -16.7485 -0.362 0 0 -0.54134 33 0 COMB16 Combination -13.4555 -0.4658 0 0 -0.92257 Phần Tử Cột Trục D 34 0 COMB8 Combination -281.258 -0.2666 0 0 -0.24357 34 0 COMB7 Combination -230.056 -2.8605 0 0 -6.72488 35 0 COMB8 Combination -258.341 0.4503 0 0 0.38346 35 0 COMB7 Combination -211.693 -2.2176 0 0 -5.38355 36 0 COMB8 Combination -229.855 0.474 0 0 0.7054 36 3.3 COMB13 Combination -209.406 2.4625 0 0 -4.13164 37 0 COMB8 Combination -202.171 0.5986 0 0 0.99085 37 3.3 COMB11 Combination -178.223 2.2705 0 0 -4.05408 38 0 COMB8 Combination -174.563 0.6373 0 0 1.02638 38 3.3 COMB12 Combination -154.021 2.1173 0 0 -3.87014 39 0 COMB8 Combination -147.248 0.5872 0 0 0.94523 39 3.3 COMB13 Combination -133.774 2.0199 0 0 -3.48546 40 0 COMB8 Combination -120.257 0.6197 0 0 1.02772 40 3.3 COMB12 Combination -105.759 1.6612 0 0 -3.05531 41 0 COMB8 Combination -93.3407 0.7539 0 0 1.16299 41 3.3 COMB11 Combination -81.161 1.6039 0 0 -3.07253 42 0 COMB8 Combination -67.3785 0.319 0 0 0.46052 42 3.3 COMB12 Combination -59.0389 0.9539 0 0 -1.71866 43 0 COMB8 Combination -42.021 0.4276 0 0 0.71134 43 3.3 COMB11 Combination -35.958 0.7525 0 0 -1.44047 44 0 COMB5 Combination -16.9948 0.2926 0 0 0.3796 44 3.3 COMB12 Combination -13.8669 0.5199 0 0 -1.08304 Frame Station OutputCase CaseType P V2 V3 M2 M3 Text m Text Text Ton Ton Ton Ton-m Ton-m Phần Tử Cột TrụcE 45 0 COMB8 Combination -260.46 -0.1994 0 0 -0.2663 45 0 COMB7 Combination -218.1 -2.6702 0 0 -6.63613 46 0 COMB8 Combination -235.87 0.0993 0 0 0.1344 46 0 COMB7 Combination -197.44 -2.4838 0 0 -5.46275 47 0 COMB8 Combination -209.68 0.0831 0 0 0.12347 47 0 COMB7 Combination -175.08 -2.1857 0 0 -3.67989 48 0 COMB8 Combination -184.31 0.1008 0 0 0.16275 48 3.3 COMB6 Combination -151.29 2.1204 0 0 -3.5381 49 0 COMB8 Combination -158.82 0.1215 0 0 0.19209 49 3.3 COMB13 Combination -144.91 1.8851 0 0 -3.26634 50 0 COMB8 Combination -133.56 0.1219 0 0 0.19217 50 3.3 COMB12 Combination -119.35 1.499 0 0 -2.73937 51 0 COMB8 Combination -108.57 0.1317 0 0 0.22036 51 3.3 COMB11 Combination -96.513 1.2663 0 0 -2.35037 52 0 COMB8 Combination -83.451 0.185 0 0 0.2775 52 3.3 COMB13 Combination -74.943 1.2629 0 0 -2.26691 53 0 COMB8 Combination -59.621 0.0703 0 0 0.10313 53 3.3 COMB11 Combination -52.606 0.7481 0 0 -1.32549 54 0 COMB8 Combination -37.064 0.095 0 0 0.1582 54 3.3 COMB12 Combination -32.34 0.4954 0 0 -0.98831 55 0 COMB8 Combination -14.427 0.0971 0 0 0.15877 55 3.3 COMB13 Combination -11.433 0.3176 0 0 -0.60498 Phần Tử Cột TrụcF 56 0 COMB19 Combination -269.79 3.3057 0 0 6.30377 56 0 COMB7 Combination -207.24 -0.8294 0 0 -5.09624 57 0 COMB19 Combination -250.66 1.3374 0 0 4.70977 57 0 COMB7 Combination -193.55 -1.7761 0 0 -2.80244 58 0 COMB19 Combination -222.26 0.6972 0 0 1.19623 58 0 COMB18 Combination -190.71 -2.447 0 0 -3.89645 59 0 COMB19 Combination -194.8 0.3349 0 0 0.2129 59 0 COMB16 Combination -167.47 -2.1888 0 0 -3.49528 60 0 COMB19 Combination -167.49 0.1893 0 0 0.01227 60 0 COMB17 Combination -144.95 -2.1042 0 0 -3.33161 61 0 COMB19 Combination -140.73 0.1911 0 0 0.00206 61 0 COMB18 Combination -123.39 -2.1504 0 0 -3.15063 62 0 COMB19 Combination -114.43 0.0279 0 0 -0.35805 62 0 COMB17 Combination -100.48 -1.8356 0 0 -2.85447 63 0 COMB8 Combination -88.631 -1.0936 0 0 -1.66672 63 0 COMB16 Combination -78.232 -1.7526 0 0 -2.67273 64 0 COMB8 Combination -63.5 -0.5565 0 0 -0.78238 64 0 COMB18 Combination -56.363 -1.4366 0 0 -1.88449 65 0 COMB8 Combination -39.035 -0.7719 0 0 -1.28532 65 0 COMB16 Combination -34.321 -1.3149 0 0 -1.89503 66 0 COMB2 Combination -14.581 -0.6207 0 0 -0.99922 66 0 COMB17 Combination -12.152 -1.0491 0 0 -1.51151 b. Tính toán cốt thép Tính toán cốt thép cho khung trục 3 theo bài toán cấu kiện chịu nén lệch tâm, bố trí cốt thép đối xứng Trình tự tính toán : . Xác định độ lệch tâm : Độ lệch tâm tĩnh học - độ lệch tâm ngẫu nhiên Nếu (hoặc) có thể lấy Điều kiện để phân biệt lệch tâm lớn và lệch tâm bé lệch tâm lớn lệch tâm bé - Với . Tính cốt thép đối xứng với trường hợp lệch tâm lớn : .Nếu : - ; với .Nếu : - ; với . Tính cốt thép đối xứng với trường hợp lệch tâm bé : Tính lại x bằng biểu thức thực nghiệm : . Nếu : . Nếu : Diện tích cốt thép : ; với Kiểm tra hàm lượng cốt thép : ; với ; Với ; ( H là chiều cao tầng nhà) Bảng tính cốt thép cột trục A& B Bêtông M 250 Cốt thép CII Rn (daN/cm2) Rk (daN/cm2) Eb (daN/cm2) Ra (daN/cm2) Ra’ (daN/cm2) Ea (daN/cm2) 110 8.8 2.65x105 2600 2600 0.58 Tầng P ( t ) M3( tm ) l ( m) b( cm ) h (cm) l0 (m) a(cm) μgt ( %) ea (cm) e1(cm) e0 (cm) Hầm-Trệt 270.1 2.8 3.3 30 60 2.31 4.8 1.5 2 0.01 2.01 1-3 222.5 0.319 3.3 30 50 2.31 4 1.5 2 0 2 4-6 140.8 0.05 3.3 25 40 2.31 4 1.5 2 0 2 7-9 63.6 0.96 3.3 20 30 2.31 4 1.5 2 0.01 2.01 η e0gh(cm) ηe0 (cm) Trường hợp tính x (cm) e hoặc e'(cm) Fatt (cm2) μt ( % ) Ø thép ( mm ) Số thanh AS= A'S( cm2 ) Chọn 1 17.19 2.01 Lệch tâm bé 76.06 27.21 15.79 0.83 322,218 5 16.49 1 14.33 2 Lệch tâm bé 62.73 23 13.64 0.84 320,218 5 14.51 1 11.65 2 Lệch tâm bé 47.82 18 7.84 0.78 220,18 3 8.82 1 8.97 2.01 Lệch tâm bé 33.41 13.01 4.73 0.72 218 2 5.09 Bảng tính cốt thép cột trục C& D Tầng P ( t ) M3 ( tm ) l ( m) b ( cm ) h ( cm ) l0 (m) a ( cm ) μgt ( %) ea (cm) e1 (cm) e0 ( cm ) Hầm-Trệt 282.6 0.95 3.3 30 60 2.31 4.8 2 2 0 2 1-3 229.8 0.675 3.3 30 50 2.31 4 2 2 0 2 4-6 147.2 0.78 3.3 25 40 2.31 4 1.5 2 0.01 2.01 7-9 67.3 1.71 3.3 20 30 2.31 4 1.5 2 0.02 2.02 η e0gh (cm) ηe0 (cm) Trường hợp tính x ( cm ) e hoặc e'(cm) Fatt (cm2) μt ( % ) Ø thép ( mm ) Số thanh AS= A'S( cm2 ) Chọn 1 17.19 2 Lệch tâm bé 78.33 27.2 16.32 0.93 322,220 5 17.68 1 14.33 2 Lệch tâm bé 63.96 23 13.49 0.91 320,218 5 14.51 1 11.65 2.01 Lệch tâm bé 49.32 18.01 8.95 0.88 320 3 9.42 1 8.97 2.02 Lệch tâm bé 34.58 13.02 5.33 0.83 220 2 6.28 Bảng tính cốt thép cột trục E& F Tầng P ( t ) M3 ( tm ) l ( m) b ( cm ) h ( cm ) l0 (m) a ( cm ) μgt ( %) ea (cm) e1 (cm) E0 ( cm ) Hầm-Trệt 260.4 2.7 3.3 30 60 2.31 4.8 1.5 2 0.01 2.01 1-3 209.6 0.29 3.3 30 50 2.31 4 1.5 2 0 2 4-6 133.5 0.04 3.3 25 40 2.31 4 1.5 2 0 2 7-9 59.6 1.71 3.3 20 30 2.31 4 1.5 2 0.02 2.02 η e0gh (cm) ηe0 (cm) Trường hợp tính x ( cm ) e hoặc e'(cm) Fatt (cm2) μt ( % ) Ø thép ( mm ) Số thanh AS= A'S( cm2 ) Chọn 1 17.19 2.01 Lệch tâm bé 75.87 27.21 15.66 0.82 322,218 5 16.49 1 14.33 2 Lệch tâm bé 62.67 23 13.6 0.84 320,218 5 14.51 1 11.65 2 Lệch tâm bé 47.78 18 7.62 0.78 220,18 3 8.82 1 8.97 2.02 Lệch tâm bé 33.5 13.02 3.79 0.73 218 2 5.09 c. Kiểm tra khả năng chịu lực của cột Xác định hệ số uốn dọc Tính x : Kiểm tra với các trường hợp : . Nếu : Tính ; kiểm tra : . Nếu : Tính ; kiểm tra : . Nếu lệch tâm bé Tính lại x . Nếu : . Nếu : - Với x vừa tìm được ,kiểm tra theo điều kiện : - Đặc biệt ,nếu thì kiểm tra : ; với Bảng kiểm tra khả năng chịu lực của cột: CỘT TRỤC A &B Tầng N M e Ne Kiểm tra Hầm-Trệt 212 2.84 2,8 593600 1829280 Thỏa 1-3 181.9 1.94 2.5 454750 1689750 Thỏa 4-6 118.6 1.44 2.7 320220 1355206 Thỏa 7-9 54.7 0.99 3.3 180510 985430 Thỏa CỘT TRỤC C &D Tầng N M e Ne Kiểm tra Hầm-Trệt 205.8 2.28 2.6 535080 1929280 Thỏa 1-3 194.3 2.85 2.9 563470 1789750 Thỏa 4-6 124.9 2.39 3.4 424660 1655206 Thỏa 7-9 54.7 1.78 4.5 246150 1054306 Thỏa CỘT TRỤC E&F Tầng N M e Ne Kiểm tra Hầm-Trệt 188.8 1.16 7.6 1434880 2892807 Thỏa 1-3 178.2 2.48 2.8 498960 1989750 Thỏa 4-6 116.3 2.08 3.2 372160 1752063 Thỏa 7-9 53.1 1.57 4.4 233640 1154302 Thỏa d. Bố trí cốt đai cho cột Cốt đai cột được đặt theo cấu tạo theo qui phạm TCXD 198:1997-Nhà cao tầng - Thiết kế cấu tạo bêtông cốt thép toàn khối Đường kính cốt đai nhỏ hơn 1/4 lần đường kính cốt dọc ,phải bố trí liên tục qua nút khung với mật độ như vùng nút khung. Trong phạm vi vùng nút khung tư điểm cách mép trên đến điểm cách mép dưới của dầm một khoảng l1(l11/6 chiều cao thông thủy của tầng,đồng thời 450mm) phải bố trí cốt đai dày hơn .Khoảng cách cốt đai trong vùng nàykhông lớn hơn 6 lần đường kính cốt thép dọc và cũng không lớn hơn 100mm. Tại các vùng còn lại ,khoảng cách đai cạnh nhỏ(thường là bề rộng cột) Uct15(thép dọc); Uct400mm. 6.5.2 Tính toán cốt thép dầm khung trục 3 a. Cốt thép dọc - Lý thuyết tính toán cấu kiện chịu uốn tiết diện chữ nhật (cốt đơn) : Do bản sàn được đúc liền khối với dầm nên lúc này một phần bản sàn cùng Tham gia chịu lực với dầm,nên dầm được tính toán như một cấu kiện chịu uốn tiết diện chữ T .Tuy nhiên bê tông là vật liệu có khả năng chịu nén rất tốt và chịu kéo kém.Vì vậy khi tính toán để đơn giản có thể bbỏ qua sự làm việc chịu kéo của bêtông mà phải kể đến sự làm việc chịu kéo của bêtông. Từ nhận xét này ,để xét đến ảnh hưởng của sàn trong tính dầm như sau : . Trường hợp momen dương ở nhịp : do bản cánh nằm trong vùng chịu nén nên ta phải xét đến khả năng làm việc chịu nén bản cánh và tính thép theo tiết diện chữ T . * Điều kiện cấu tạo để đưa vào bề rộng tính toán là: Trong đó c không được vượt quá giá trị bé nhất trong ba giá trị sau: 1/2l0 : l0 là khoảng cách giữa hai mép của dầm 1/6l : l nhịp tính toán của dầm 6hc : khi hc>0.1h thì có thể lấy là 9.hc * Xác định vị trí trục trung hòa Nếu trục trung hòa qua cánh ,khi đó tính dầm theo tiết diện Hình chữ nhật với kích thước (bcxh) Nếu trục trung hòa đi qua sườn tính theo tiết diện chữ T . Trường hợp momen âm ở gối : do bản cánh nằm trong vùng chịu kéo Nên ta có thể bỏ qua sự làm việc của bản cánh và tính thép như một cấu kiện chịu uốn tiết diện hình chữ nhật. - Nội lực của dầm được lấy từ kết quả tổ hợp nội lực tại 3 tiết diện nguy hiểm: tiết diện giữa nhịp và tiết diện hai đầu gối. Nếu hai dầm ở hai bên cột Có nội lực khác nhau thì lấy nội lực của gối lớn nhất để tính cốt thép cho cả hai bên Đối với tiết diện gối,chọn để tính cốt thép theo tiết diện chử nhật Xác định : ; A0=0.412 : ứng với thép CII Ra=2600 (daN/cm2) , bêtông M250 Rn=110 (daN/cm2) . h0=h-a : chiều cao từ trọng tâm cốt thép chịu kéo đến mép dầm a : khoảng cách từ mép dầm đến trọng tâm cốt thép Diện tích cốt thép: Kiểm tra hàm lượng cốt thép Đối với tiết diện nhịp, chọn để tính cốt thép theo cấu kiện chịu uốn chữ T bài toán cốt đơn, theo trình tự tính toán: Xác định vị trí trục trung hòa : trục trung hòa qua sườn Tính : ; từ A tính hoặc tra bảng Diện tích cốt dọc : Kết quả tính toán cốt thép dầm trục 3 Tầng Tên dầm vị trí Momen (daN.m) b cm h cm a cm ho A Fa (cm2) chọn thép Fa chọn (cm2) hầm và trệt D1 Gối 9680 25 40 3 37 0.32 0.68 14.79 422 15.20 2 Nhịp 3770 25 40 3 37 0.13 0.93 4.21 220 6.284 0.8 Gối 8480 25 40 3 37 0.28 0.83 10.62 322 11.40 1.5 D3 Gối 9520 25 40 3 37 0.31 0.8 12.37 420 12.56 1.69 Nhịp 3930 25 40 3 37 0.13 0.93 4.54 220 6.284 0.8 Gối 8500 25 40 3 37 0.28 0.83 10.64 322 11.40 1.5 D5 Gối 8160 25 40 3 37 0.27 0.83 10.24 322 11.40 1.5 Nhịp 380 25 40 3 37 0.12 0.9 4.38 220 6.284 0.8 Gối 9570 25 40 3 37 0.31 0.8 12.43 420 12.56 1.69 Tầng Tên dầm vị trí Momen (daN.m) b cm h cm a cm ho A Fa (cm2) chọn thép Fa chọn (cm2) 1-3 D1 Gối 8550 20 40 3 37 0.28 0.83 10.71 322 11.40 1.5 Nhịp 3100 20 40 3 37 0.11 0.94 3.43 220 6.284 0.8 Gối 8240 20 40 3 37 0.28 0.83 10.32 322 11.40 1.5 D3 Gối 8950 20 40 3 37 0.32 0.8 11.63 322 11.40 1.5 Nhịp 3810 20 40 3 37 0.12 0.93 4.26 220 6.284 0.8 Gối 8950 20 40 3 37 0.3 0.80 11.63 322 11.40 1.5 D5 Gối 8160 20 40 3 37 0.27 0.84 10.10 322 11.40 1.5 Nhịp 3800 20 40 3 37 0.12 0.9 4.26 220 6.284 0.8 Gối 8610 20 40 3 37 0.27 0.84 10.10 422 11.40 1.5 4-6 D1 Gối 6980 20 30 3 27 0.23 0.86 8.45 320 9.426 1.7 Nhịp 2570 20 30 3 27 0.36 0.96 3.78 218 5.090 0.9 Gối 7710 20 30 3 27 0.26 0.74 10.83 322 11.40 1.5 D3 Gối 8530 20 30 3 27 0.28 0.83 10.68 322 11.40 1.5 Nhịp 3720 20 30 3 27 0.90 0.80 4.29 218 5.090 0.8 Gối 8530 20 30 3 27 0.28 0.83 10.68 322 11.40 1.5 D5 Gối 7660 20 30 3 27 0.25 0.85 9.36 320 9.426 1.7 Nhịp 2550 20 30 3 27 0.36 0.96 3.78 218 5.090 0.9 Gối 7210 20 30 3 27 0.24 0.86 8.71 320 9.426 1.7 7-9 D1 Gối 5450 20 30 3 27 0.37 0.75 11.4 322 11.40 1.5 Nhịp 2470 20 30 3 27 0.15 0.90 3.91 218 5.090 0.9 Gối 6730 20 30 3 27 0.46 0.7 10.62 222 11.40 1.5 D3 Gối 7450 20 30 3 27 0.46 0.64 10.62 322 11.40 1.5 Nhịp 3740 20 30 3 27 0.23 0.80 6.12 220 6.284 0.8 Gối 7450 20 30 3 27 0.46 0.64 10.62 322 11.40 1.5 D5 Gối 6710 20 30 3 27 0.41 0.71 10.24 322 11.40 1.5 Nhịp 2460 20 30 3 27 0.15 0.91 3.85 218 5.090 0.9 Gối 5740 20 30 3 27 0.35 0.77 10.61 322 11.40 1.5 1-9 consol Gối 8020 20 40 3 37 0.26 0.84 9.92 320 9.426 1.7 Hàm lượng cốt thép thỏa b. Tính toán cốt đai Dùng thép đai là thép CII , Rađ=2100 ( daN/cm2); đai gồm hai nhánh . Đường kính đai : - h800 đai 6 - h800 đai 8 -Kiểm tra điểu kiện hạn chế về lực cắt để bêtông không bị phá hoại do ứng suất nén chính :. Trong đó k0=0.35 đối với bêtông mac 400 trở xuống . Nếu không thỏa bêtông sẽ bị phá hoại do ứng suất nén chính ở giữa các vết nứt nghiêng , vì vậy cần phải tăng tiết diện . -Tính toán và kiểm tra điều kiện đảm bảo bêtông đủ khả năng chịu cắt .Trong đó k1=0.6 đối với dầm . Nếu thỏa điều kiện này thì Không cần tính toán cốt đai mà chỉ đặt theo cấu tạo , ngược lại nếu : thì phải tính toán cốt thép chịu lực cắt .Điều kiện không đặt cốt xiên : Khoảng cách cốt đai : - : diện tích tiết diện một nhánh đai n: số nhánh đai ; Yêu cầu về cấu tạo cốt đai như sau : - Đoạn gần gối tựa : 1/4L - khi h450mm : uct = min(h/2,150mm) - khi h450mm : uct = min(h/3,300mm) - Đoạn giữa dầm : 1/2L - khi h300mm : uct = min(3h/4,500mm) Chọn bước đai : u= min (umax,utt,uct)