Xác định nội lực khung không gian tính toán và bố trí thép khung trục b

Chương 5 XÁC ĐỊNH NỘI LỰC KHUNG KHÔNG GIAN TÍNH TOÁN VÀ BỐ TRÍ THÉP KHUNG TRỤC B 5.1. Trình tự tính toán - Xác định các trường hợp tải trọng tác động lên công trình - Nhập tải trọng tác dụng lên công trình và giải bài toán khung không gian theo phương pháp phần tử hữu hạn bằng chương trình Etabs v9.04. Xác định nội lực của các trường hợp tải trọng - Tổ hợp nội lực của công trình theo TCVN 2737 : 1995 và TCXD 229 : 1999 bằng phần mềm Microsoft excel 2003 - Tính toán và bố trí thép cho cột, dầm trục B Hình 5.1 Mô hình không gian nhà. 5.2. Hệ chịu lực chính của công trình Hình 5.2 Sơ đồ hệ chịu lực của công trình 5.2.1. Sàn Chiều dày sàn đã được chọn và tính toán ở chương 2. hs = 120 mm 5.2.2. Xác định sơ bộ tiết diện cột - Xác định sơ bộ kích thước cột Công thức tính sơ bộ tiết diện cột A0 = (cm2) trong đó: k- Hệ số hiệu chỉnh Nén đúng tâm: k= 0.8 ÷ 1.1 Nén lệch tâm: k= 1.1 ÷ 2 N - Lực nén dọc trục tại tiết diện chân cột N = msqFs Fs - diện tích mặt sàn truyền tải trọng lên cột đang xét ms - số phía trên tiết diện đang xét q - tải trọng tương đương tính trên mỗi m2 mặt sàn trong đó gồm tải trọng thường xuyên và tạm thời trên bản sàn, trọng lượng dầm, tường, cột đem tính ra phân bố đều trên sàn. Trong đồ án lấy q = 12 (kN/m2) trên tất cả các tầng Rb = 14,5 Mpa :cường độ chịu nén tính toán của bê tông - Xác định kích thước cột Kích thước cột đã được chọn ở bảng 5.1 Bảng 5.1 Bảng chọn kích thước cột Tầng nhà Fs(m2) ms q(kN/m2) N(kN) kt Aott(cm2) Chọn tiết diện b (cm) h (cm) A0ch (cm2) KTMái,11,10 32 8 12 3072 1.2 2542.3 65 65 4225 9,8,7 32 12 12 4608 1.2 3813.5 70 70 4900 6,5,4 32 16 12 6144 1.2 5084.7 75 75 5625 3,2,1Tầng hầm 32 20 12 7680 1.2 6355.9 80 80 6400 5.2.3. Xác định sơ bộ tiết diện dầm Kích thước dầm đã chọn ở bảng 2.1 chương 2 Sơ bộ chọn kích thước dầm sàn. Dầm Nhịp dầm(m) Hệ số Chiều cao(cm) Bề rộng(cm) Chọn tiết diệnbxh (cm) D1 9 12 75.0 28.1 30x75 D2 9 12 75.0 28.1 30x75 D3 9 12 75.0 28.1 30x75 D4 8 12 66.7 25.0 30x70 D5 8.7 16 54.4 20.4 25x55 D6 8 16 50.0 18.8 25x50 D7 9 12 75.0 28.1 30x75 D8 9 16 56.3 21.1 25x60 D9 9 16 56.3 21.1 25x60 D10 8 12 66.7 25.0 30x70 D11 8.7 16 54.4 20.4 25x55 D12 8 12 66.7 25.0 30x70 D13 8 12 66.7 25.0 30x70 D14 4 12 33.3 12.5 25x50 D15 5 12 41.7 15.6 25x50 D16 4 12 33.3 12.5 25x50 D17 5.4 12 45.0 16.9 25x50 D18 3.6 12 30.0 11.3 25x50 D19 1.2 12 10.0 3.8 25x50 D20 1.1 12 9.2 3.4 20x25 D21 1.3 12 10.8 4.1 20x25 D22 1.2 12 10.0 3.8 20x25 D23 1.3 12 10.8 4.1 25x50 5.3. Xác định giá trị tải trọng tác động lên công trình Các giá trị tải trọng (giá trị tính toán) tác động lên công trình được xác định như sau 5.3.1. Tĩnh tải a. Trọng lượng bản thân kết cấu Trọng lượng bản thân do phần mềm tự tính. Hệ số độ tin cậy n = 1.1 b. Trọng lượng các lớp hoàn thiện sàn Tải trọng các lớp cấu tạo sàn được phân thành 2 loại: ô sàn có chống thấm(ô sàn vệ sinh), ô sàn không chống thấm Tải trọng các lớp hoàn thiện cho trong bảng sau Bảng 5.2 Bảng xác định tải trọng các lớp hoàn thiện sàn có chống thấm STT Các lớp Cấu tạo gi ( kN/m3) ni gitc (kN/m2) gitt (kN/m2) 1 Gạch Ceramic 20 8 1.1 0.16 0.176 2 Vữa lót 18 50 1.3 0.90 1.17 3 BT chống thấm 20 30 1.1 0.60 0.66 4 Vữa trát trần 18 15 1.3 0.27 0.351 5 Trần treo 1.2 1.00 1.20 Tổng 2.93 3.557 Bảng 5.3 Bảng xác định tải trọng các lớp hoàn thiện sàn không chống thấm STT Các lớp cấu tạo gi (kN/m3) ngi gitc (kN/m2) gitt (kN/m2) 1 Gạch ceramic 20 8 1.1 0.16 0.22 2 vửa lót 18 30 1.3 0.54 0.702 4 Vửa trát trần 18 15 1.3 0.27 0.351 5 Trần treo 1.2 1.00 1.20 Tổng 1.97 2.473 c. Tải trọng tường - Tải trọng tường xây trên sàn đã được xác định ở chương 2 (chỉ có một số ô sàn là có tường xây trên sàn), tương xây trên sàn là tường ngăn có chiều dày 100 mm Bảng 5.4 Bảng tính tải trọng tường qui đổi trên sàn Ký hiệu Diện tíchsàn A(m2) Chiều dài tường lt (m) Chiều caotường ht (m) gt(kN/m3) Hệ số độ tincậy n Giá trị tiêuchuẩn trọng lượng tườngqui đổi gtct Trọng lượngtường qui đổigtqđ (kN/m2) S1 11.86 0.75 3.18 18 1.3 0.315 0.409 S2 12.25 4.55 3.18 18 1.3 1.851 2.406 S4 15.22 6.1 3.18 18 1.3 2.025 2.633 S5 15.72 6.15 3.18 18 1.3 1.981 2.575 - Tải trọng tường xây trên dầm Tường xây trên dầm là tường bao che và tường ngăn giữa các căn hộ có chiều dày 200 mm Trong đó: ht – chiều cao tường dt – chiều dày tường gt – trọng lượng riêng tường, gt = 16 kN/m3 n’ – hệ số kể đến lỗ cửa (nếu có), n’ = 0.7 n – hệ số độ tin cậy n = 1.3 + Tường xây trên dầm D12 gttt = (3.3 – 0.7)x0.2x16x1.3 = 10.82 kN/m + Tường xây trên dầm D13, D14, D15 gttt = (3.3 – 0.4)x0.2x16x1.3 = 12.06 kN/m + Tường xây trên các dầm giữa D5, D6, D8, D9 gttt = (3.3 – 0.5)x0.2x16x0.7x1.3 = 8.15 kN/m 5.3.2. Hoạt tải Hoạt tải đã được xác định trong mục 2.3.3 chương 2 Bảng 5.5 Bảng xác định hoạt tải trên ô sàn Số hiệu sàn Công năng Ptc(kN/m2 ) A ( m2 ) Hệ sốyA1 n Ptt( kN/m2 ) S1 Phòng ngủ 1.50 13.65 0.89 1.3 1.736 S2 Phòng ngủ 1.50 14.07 0.88 1.3 1.716 S3 Phòng khách 1.50 21.11 0.79 1.3 1.541 S4 Phòng ngủ 1.50 26.56 0.75 1.3 1.463 S5 Sảnh, hành lang 3.00 21.79 0.79 1.2 2.844 S6 Sảnh, hành lang 3.00 14.75 0.87 1.2 3.132 S7 Phòng khách 1.50 35.66 0.70 1.3 1.365 S8 Sảnh, hành lang 3.00 19.20 0.81 1.2 2.916 S9 Ban công 4.00 6.86 1.09 1.2 4.80 S10 Ban công 4.00 5.63 1.16 1.2 4.80 S11 Ban công 4.00 6.43 1.11 1.2 4.80 S12 Ban công 4.00 4.90 1.21 1.2 4.80 S13 Ban công 4.00 7.59 1.05 1.2 4.80 S14 Sảnh, hành lang 3.00 4.2 0.81 1.2 3.6 5.3.3 Tải trọng gió Tải trọng gió tác dụng lên công trình chỉ có thành phần tĩnh được xác định ở bên dưới. Hệ số độ tin cậy thành phần tĩnh và thành phần động lấy bằng n = 1.2 Tính toán thành phần tĩnh tải gió: Công trình nằm ở khu vực TP.HỒ CHÍ MINH tra bảng phân vùng áp lực gió theo TCVN – 1995. Nằm trong vùng II – A ảnh hưởng bão yếu nên áp lực gió tiêu chuẩn WO = 0.83 ( T/ m2 ). Xác định theo công thức: W = Wo*c*k ( T/ m2 ) Trong đó: Wo: Gía trị áp lực gió theo bảng phân vùng ( Tra bảng ). c: Hệ số khí động ( phía đón gió c = +0.8, phía khuất gió c = -0.6 ) k: Hệ số xét đến sự thay đổi áp lực gió theo độ cao và dạng địa hình (Tra bảng 5 ). Do mặt bằng công trình trung cư Mỹ Phước có tiết diện hình vuông cạnh ( 26m x 26m). Nên phía đón gió và khuất gió theo phương 0x và 0y là như nhau. Các giá trị được lập theo bảng sau. Phía đón gió theo phương 0x và 0y. Tầng Wo ( kN/m2 ) H (m) Htt (m) K Cđ Wđ( kN/m2 ) Story 2 0.83 3.6 3.6 1.021 0.8 0.678 Story 3 0.83 6.9 3.3 1.112 0.8 0.738 Story 4 0.83 10.2 3.3 1.182 0.8 0.785 Story 5 0.83 13.5 3.3 1.222 0.8 0.811 Story 6 0.83 16.8 3.3 1.258 0.8 0.835 Story 7 0.83 20.1 3.3 1.291 0.8 0.857 Story 8 0.83 23.4 3.3 1.317 0.8 0.874 Story 9 0.83 26.7 3.3 1.344 0.8 0.892 Story 10 0.83 30 3.3 1.37 0.8 0.910 Story 11 0.83 33.7 3.7 1.392 0.8 0.924 Story 12 0.83 39.1 5.4 1.425 0.8 0.946 Phía khuất gió theo phương 0x và 0y. Tầng Wo ( kN/m2 ) H (m) Htt (m) K Cđ Wđ( kN/m2 ) Story 2 0.83 3.6 3.6 1.021 -0.6 -0.508 Story 3 0.83 6.9 3.3 1.112 -0.6 -0.554 Story 4 0.83 10.2 3.3 1.182 -0.6 -0.589 Story 5 0.83 13.5 3.3 1.222 -0.6 -0.609 Story 6 0.83 16.8 3.3 1.258 -0.6 -0.626 Story 7 0.83 20.1 3.3 1.291 -0.6 -0.643 Story 8 0.83 23.4 3.3 1.317 -0.6 -0.656 Story 9 0.83 26.7 3.3 1.344 -0.6 -0.669 Story 10 0.83 30 3.3 1.37 -0.6 -0.682 Story 11 0.83 33.7 3.7 1.392 -0.6 -0.693 Story 12 0.83 39.1 5.4 1.425 -0.6 -0.710 Tải trọng gió tĩnh tác dụng theo phương 0x và 0y. Tầng Wđ ( kN/m2 ) Wk ( kN/m2 ) Wđ ( kN/m2 ) Fx ( kN/m2 ) Story 2 0.68 -0.51 1.19 133.26 Story 3 0.74 -0.55 1.29 133.04 Story 4 0.78 -0.59 1.37 141.41 Story 5 0.81 -0.61 1.42 146.2 Story 6 0.84 -0.63 1.46 150.51 Story 7 0.86 -0.64 1.50 154.45 Story 8 0.87 -0.66 1.53 157.57 Story 9 0.89 -0.67 1.56 160.8 Story 10 0.91 -0.68 1.59 163.91 Story 11 0.92 -0.69 1.62 186.72 Story 12 0.95 -0.71 1.66 278.98 Trong mô hình không gian của Etabs ta sử lý tải trọng gió như sau: Gió tĩnh là lực phân bố được gán theo tâm cứng. 5.3.4. Tải trọng hồ nước Tải trọng hồ nước đã được trình bày trong chương 4. Tải trọng toàn bộ hồ nước được qui về 6 lực tập trung tải các chân cột của hồ nước, mỗi cột chịu một tải trọng là Cột C1 P = 313.03 kN , Cột C2 P = 631.95 kN 5.3.5 Tải trọng cầu thang Tạo mô hình cầu thang trong mô hình của công trình gán tải trọng cho bản thang và bản chiếu nghỉ. Tải trọng được truyền vào vách Bảng 5.6 Tải trọng các lớp hoàn thiện bản chiếu nghỉ và chiếu tới STT Vật liệu di (mm) gi (kN/m3) ni gi (kN/m2) 1 Đá granit 10 20 1.3 0.26 2 Vữa xi măng 20 18 1.3 0.468 3 Vữa trát 15 18 1.3 0.351 gctt 1.079 Bảng 5.7 Bảng xác định tải trọng các lớp hoàn thiện bản thang STT Vật liệu dtđi (mm) gi(kN/m3) n gi(kN/m2) 1 Đá mài 13 20 1.1 0.286 2 Vữa xi măng 27 18 1.3 0.632 3 Bậc thang 67 18 1.3 1.568 5 Vữa trát 20 18 1.3 0.468 gbtt 2.954 5.4. 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. TT - gồm Tĩnh tải + hoàn thiện + tường 2. HT - hoạt tải chất đầy các tầng 3. GIOTINHX - tải trọng gió tĩnh tác dụng theo phuơng X 4. GIOTINHXX - tải trọng gió tĩnh tác dụng theo phuơng XX 5. GIOTINHY - tải trọng gió tĩnh tác dụng theo phương Y 6. GIOTINHYY - tải trọng gió tĩnh tác dụng theo phương YY Do công trình hoàn toàn đối xứng theo 2 phương. 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 B 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: Bảng 5.8 các tổ hợp nội lực trung gian (phụ) Tổ hợp trung gian Cấu trúc Chú thích GIOX GIOX = GIOTINHX GIOY GIOY = GIOTINHY GHI CHÚ Nội lực và chuyển vị do thành phần tĩnh của tải gió Theo điều 4.12 của TCVN 229:1999 nội lực và chuyển vị gây ra do thành phần tĩnh của tải trọng gió được xác định như sau: Trong đó: X – là moment uốn (xoắn), lực cắt, lực dọc hoặc chuyển vị Xt – là moment uốn (xoắn), lực cắt, lực dọc hoặc chuyển vị; do thành phần tĩnh của tải trọng gió gây ra Xđi – là moment uốn (xoắn), lực cắt, lục dọc hoặc chuyển vị do thành phần động của tải trọng gió gây ra khi dao động ở trạng thái thứ i ( Xđi =0 ). n – số dạng dao động tính toán. Kết quả tính toán tổ hợp nội lực theo tinh thần trên được trinh bày ơ phụ lục, cấu trúc tổ hợp đươc thể hiện ở bảng 7.7. Bảng 5.9 các tổ hợp nội lực chính Tổ hợp chính Cấu trúc Chú thích COMB1 TT + HT Tĩnh tải + hoạt tải các tầng COMB2 TT + GIOX Tĩnh tải + gió theo phương x COMB3 TT + GIOXX Tĩnh tải + gió theo phương -x COMB4 TT + GIOY Tĩnh tải + gió theo phương y COMB5 TT + GIOYY Tĩnh tải + gió theo phương -y COMB6 TT + 0.9HT + 0.9GIOX COMB7 TT + 0.9HT + 0.9GIOXX COMB8 TT + 0.9HT + 0.9GIOY COMB9 TT + 0.9HT + 0.9GIOYY BAO ENVE(COMB1, COMB2,…,COMB9) 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. 5.5. Tính toán cốt thép khung Hình 5.3 Sơ đồ khung trục B 5.5.1. Xác định nội lực dùng để tính tính toán Đối với dầm: Mỗi phần tử được tính toán ở 3 mặt cắt. Các cặp nội lực dùng để tính toán: M+max , M-min dùng để tính toán cốt thép dọc. Qmax để tính toán cốt đai Đối với cột: mỗi phần tử được tính toán ở 2 mặt cắt, mặt cắt tại chân cột và mặt cắt tại đầu cột. Do sự làm việc không gian của cột, ta cần xác định các cặp nội lực sau từ bản tổ hợp: Mxmax , Mytư , Ntư Mxtư , Mymax , Ntư Mxtư , Mytư , Nmax Nhiệm vụ được giao thiết kế trong đồ án : tính toán cốt thép cho khung trục B. 5.5.2. Tính thép cột Bảng 5.10 Bảng đặc trưng vật liệu Bê tông B25 Cốt thép AI Cốt thép AII Rb (MPa) Rbt(MPa) Ebx103(MPa) Rs (MPa) Rsc (MPa) Ebx104(MPa) Rs (MPa) Rsc (MPa) Ebx104(MPa) 14.5 1.05 27 225 225 21 280 280 21 Phương pháp gần đúng tính cốt thép cột: Phương pháp gần đúng dựa trên việc biến đổi trường hợp nén lệch tâm xiên thành nén lệch tâm phẳng tương đương để tính cốt thép. Nguyên tắc của phương pháp này được trình bày trong tiêu chuẩn của nước Anh BS 8110 và của Mỹ ACI 318, tác giả Nguyến Đình Cống đã dựa vào nguyên tắc đó để lập ra các công thức và điều kiện tính toán phù hợp với tiêu chuẩn Việt Nam TCXDVN 356 – 2005. Xét tiết diện có cạnh Cx , Cy. Điều kiện để áp dụng phương pháp gần đúng là: 0,5, cốt thép được đặt theo chu vi, phân bố đều hoặc mật độ cốt thép trên cạnh b có thể lớn hơn. Tiết diện chịu lực nén N, mômen Mx, My, độ lệch tâm ngẫu nhiên eax, eay. Sau khi xét uốn dọc theo hai phương, tính được hệ sốx, y. Mômen đã gia tăng Mx1; My1. Mx1=xMx; My1= yMy. Tuỳ theo tương quan giữa giá trị Mx1, My1 với kích thước các cạnh mà đưa về một trong hai mô hình tính toán ( theo phương x hoặc y). Điều kiện và kí hiệu theo bảng sau: Mô hình Theo phương x Theo phương y Điều kiện > > Kí hiệu h= Cx ; b= Cy M1 = Mx1 ; M2= My1 ea= eax+ 0,2eay h= Cy ; b= Cx M1= My1 ; M2= Mx1 ea= eay +0,2eax Giả thiết chiều dày lớp baỏ vệ là a, tính h0 = h – a; Z = h – 2a chuẩn bị các số liệu Rb, Rs, Rsc,R như đối với trường hợp nén lệch tâm phẳng. Tiến hành tính toán theo trường hợp đặt cốt thép đối xứng: x1= Hệ số chuyển đổi m0. - Khi x1 ho thì m0 = 1 - - Khi x1>h0 thì m0 = 0,4. Tính mômen tương đương (đổi nén lệch tâm xiên ra lệch tâm phẳng). M = M1 +m0.M2. Độ lệch tâm e1 = ; Với kết cấu tĩnh định: e0 = e1 + ea e = e0 + - a Tính toán độ mảnh theo hai phương ; và max () Dựa vào độ lệch tâm e0 và giá trị x1 để phân biệt các trường hợp tính toán. a. Trường hợp 1: Nén lệch tâm rất bé khi tính toán gần như nén đúng tâm. Hệ số ảnh hưởng độ lệch tâm : = Hệ số uốn dọc phụ thêm khi xét nén đúng tâm: - Khi lấy - Khi 14 < < 104 lấy theo công thức: Diện tích toàn bộ cốt thép dọc Ast: Ast Cốt thép được chọn đặt đều theo chu vi. b. Trường hợp 2: Khi đồng thời x1>. Tính toán theo trường hợp nén lệch tâm bé. Với mức độ gần đúng, có thể tính x theo công thức sau đây: x = với Diện tích toàn bộ cốt thép Ast tính theo công thức: Ast = Hệ số k < 0,5 là để xét đến vấn đề vừa nêu. Quy định lấy k = 0,4. c. Trường hợp 3: Khi đồng thời x1.Tính toán theo trường hợp nén lệch tâm lớn. Tính Ast theo công thức dưới đây với hệ số k= 0,4: Ast = Cốt thép được đặt theo chu vi. 5.5.3. Tính thép dầm Sơ đồ ứng suất trong trường hợp phá hoại dẻo, sự phá hoại xảy ra khi ứng suất trong cốt thép đạt đến giới hạn chảy Rs, và ứng suất trong bê tông đạt đến Rb (sơ đồ ứng suất có dạng hình chữ nhật), trường hợp phá hoại này đã tận dụng hết khả năng chịu lực của cốt thép và bê tông. Ứng suất trong cốt thép đạt Rs , ta xem chỉ có cốt thép tham gia chịu kéo và bê tông chỉ chịu nén. Điều kiện hạn chế: theo nghiên cứu thực nghiệm cho biết trường hợp phá hoại dẻo sẽ xảy ra khi: Giá trị đối với một số trường hợp cụ thể được qui định trong bảng E.2 TCXDVN 356: 2005 Điều kiện hạn chế có thể viết thành: Phụ lục 9 cho sự liên hệ giữa các hệ số và Nếu tức là thì lúc đó xảy ra trường hợp phá hoại dòn, phá hoại từ vùng nén bê tông nên tránh. 5.5.3.1. Quá trình tính Chọn chiều dày lớp bảo vệ là a Chiều cao tính toán: h0= h - a Xác định: αm =. Với M: mômen tại vị trí tính thép Kiểm tra điều kiện αm < αR nếu thõa mãn ( tức là ξ ≤ ξR ) thì tính Kiểm tra điều kiện αm < αR nếu không thõa mãn ( tức là ξ ξR thì cần tăng tiết diện dầm hoặc tăng cấp độ bền của bê tông hoặc tính theo trường hợp đặt cốt thép kép. Diện tích cốt thép yêu cầu: As = Điều kiện chọn As - AsCH > As CT. - Thỏa mãn điều kiện cấu tạo. - Thuận tiện cho bố trí thi công. Kiểm tra hàm lượng cốt thép: m % = Khi m < mmin As=mmin.b.h0. Thông thường lấy mmin= 0,1%. Và hàm lượng hợp lý cho dầm từ 0,6% ¸ 1,2% Nếu tiết diện dầm là tiết diện chữ T Bề rộng cánh được lấy như sau: bf = b + 2.Sf. Trong đó Sc là bề rộng phần bản sàn cùng tham gia chịu lực với dầm. Lấy Sc không được lớn hơn . (Với l là nhịp của dầm) và không được lớn hơn các giá trị sau: - Khi có dầm ngang hoặc khi bề dày của cánh hf 0,1h thì Sc phải không vượt quá ½ khoảng cách thông thủy giữa 2 dầm dọc. - Khi không có dầm ngang hoặc khi khoảng cách giữa chúng lớn hơn khỏang cách giữa 2 dầm dọc và khi hf < 0,1h thì Sc < 6hf - Khi cánh có dạng công xon + Sc 0,1h + Sc < 3hf khi 0,05h< hf < 0,1h Bỏ qua Sc trong tính toán khi hf <0,05h Để phân biệt trường hợp trục trung hòa đi qua cánh hay qua sườn, ta tính: + Nếu thì trục trung hòa đi qua cánh, việc tính toán được tiến hành như đối với tiết diện chữ nhật bf x h + Nếu thì trục trung hòa đi qua sườn. Bảng 5.11 Bảng tính thép dầm khung trục B Dầm Tiếtdiện Cốtthép Mttoán b h a ho αm ζ AsTT μTT Chọn thép Asch μBT (kN.m) (cm) (cm) (cm) (cm) (cm2) (%) (cm2) (%) D1 Gốitrái Trên -4.059 30 40 5 35 0.01 1.00 1.58 0.15% 4Ø20 12.57 1.20% Dưới 0.000 30 5 35 0.00 c.tạo 1.58 0.15% 3Ø18 7.63 0.73% Nhịp Trên -31.625 30 40 5 35 0.06 0.97 3.33 0.32% 4Ø20 12.57 1.20% Dưới 0.000 30 5 35 0.00 c.tạo 1.58 0.15% 3Ø18 7.63 0.73% GốiPhải Trên -36.892 30 40 5 35 0.07 0.96 3.90 0.37% 4Ø20 12.57 1.20% Dưới 0.000 30 5 35 0.00 c.tạo 1.58 0.15% 3Ø18 7.63 0.73% D2 Gốitrái Trên -0.074 30 40 5 35 0.00 1.00 1.58 0.15% 4Ø20 12.57 1.20% Dưới 0.409 30 5 35 0.00 1.00 1.58 0.15% 3Ø18 7.63 0.73% Nhịp Trên -3.016 30 40 5 35 0.01 1.00 1.58 0.15% 4Ø20 12.57 1.20% Dưới 0.000 30 5 35 0.00 c.tạo 1.58 0.15% 3Ø18 7.63 0.73% GốiPhải Trên -9.159 30 40 5 35 0.02 0.99 1.58 0.15% 4Ø20 12.57 1.20% Dưới 0.000 30 5 35 0.00 c.tạo 1.58 0.15% 3Ø18 7.63 0.73% D3 Gốitrái Trên -218.2 30 70 5 65 0.12 0.94 12.80 0.66% 2Ø16 + 4Ø20 16.59 0.85% Dưới 0.0 30 5 65 0.00 c.tạo 2.93 0.15% 4Ø20 12.57 0.64% Nhịp Trên 0.0 30 70 5 65 0.00 c.tạo 2.93 0.15% 4Ø20 12.57 0.64% Dưới 196.6 130 5 65 0.02 0.99 10.94 0.56% 4Ø20 12.57 0.64% GốiPhải Trên -218.2 30 70 5 65 0.12 0.94 12.80 0.66% 4Ø16 + 4Ø20 20.61 1.06% Dưới 0.0 30 5 65 0.00 c.tạo 2.93 0.15% 4Ø20 12.57 0.64% D4 Gốitrái Trên -243.31 30 70 7 63 0.14 0.92 14.93 0.79% 2Ø16 + 4Ø20 16.59 0.88% Dưới 0.00 30 5 65 0.00 c.tạo 2.93 0.15% 4Ø20 12.57 0.64% Nhịp Trên 0.00 30 70 5 65 0.00 c.tạo 2.93 0.15% 4Ø20 12.57 0.64% Dưới 217.90 130 5 65 0.03 0.99 12.14 0.62% 4Ø20 12.57 0.64% GốiPhải Trên -254.77 30 70 7 63 0.15 0.92 15.70 0.83% 4Ø16 + 4Ø20 20.61 1.09% Dưới 0.00 30 5 65 0.00 c.tạo 2.93 0.15% 4Ø20 12.57 0.64% D5 Gốitrái Trên -234.29 30 70 7 63 0.14 0.93 14.33 0.76% 2Ø16 + 4Ø20 16.59 0.88% Dưới 0.00 30 5 65 0.00 c.tạo 2.93 0.15% 4Ø20 12.57 0.64% Nhịp Trên 0.00 30 70 7 63 0.00 c.tạo 2.84 0.15% 4Ø20 12.57 0.66% Dưới 218.85 130 5 65 0.03 0.99 12.19 0.63% 4Ø20 12.57 0.64% GốiPhải Trên -284.14 30 70 7 63 0.16 0.91 17.71 0.94% 4Ø16 + 4Ø20 20.61 1.09% Dưới 0.00 30 5 65 0.00 c.tạo 2.93 0.15% 4Ø20 12.57 0.64% D6 Gốitrái Trên -221.61 30 70 5 65 0.12 0.94 13.02 0.67% 2Ø16 + 4Ø20 16.59 0.85% Dưới 0.00 30 5 65 0.00 c.tạo 2.93 0.15% 4Ø20 12.57 0.64% Nhịp Trên 0.00 30 70 5 65 0.00 c.tạo 2.93 0.15% 4Ø20 12.57 0.64% Dưới 221.11 130 5 65 0.03 0.99 12.32 0.63% 4Ø20 12.57 0.64% GốiPhải Trên -309.58 30 70 7 63 0.18 0.90 19.49 1.03% 4Ø16 + 4Ø20 20.61 1.09% Dưới 0.00 30 5 65 0.00 c.tạo 2.93 0.15% 4Ø20 12.57 0.64% D7 Gốitrái Trên -209.37 30 70 5 65 0.11 0.94 12.25 0.63% 4Ø20 12.57 0.64% Dưới 0.00 30 5 65 0.00 c.tạo 2.93 0.15% 4Ø20 12.57 0.64% Nhịp Trên 0.00 30 70 5 65 0.00 c.tạo 2.93 0.15% 4Ø20 12.57 0.64% Dưới 223.47 130 5 65 0.03 0.99 12.46 0.64% 4Ø20 12.57 0.64% GốiPhải Trên -334.78 30 70 7 63 0.19 0.89 21.30 1.13% 8Ø20 25.13 1.33% Dưới 0.00 30 5 65 0.00 c.tạo 2.93 0.15% 4Ø20 12.57 0.64% D8 Gốitrái Trên -194.19 30 70 5 65 0.11 0.94 11.30 0.58% 4Ø20 12.57 0.64% Dưới 0.00 30 5 65 0.00 c.tạo 2.93 0.15% 4Ø20 12.57 0.64% Nhịp Trên 0.00 30 70 5 65 0.00 c.tạo 2.93 0.15% 4Ø20 12.57 0.64% Dưới 225.33 130 5 65 0.03 0.99 12.56 0.64% 4Ø20 12.57 0.64% GốiPhải Trên -356.28 30 70 7 63 0.21 0.88 22.87 1.21% 8Ø20 25.13 1.33% Dưới 0.00 30 5 65 0.00 c.tạo 2.93 0.15% 4Ø20 12.57 0.64% D9 Gốitrái Trên -179.14 30 70 5 65 0.10 0.95 10.38 0.53% 4Ø20 12.57 0.64% Dưới 0.00 30 5 65 0.00 c.tạo 2.93 0.15% 4Ø20 12.57 0.64% Nhịp Trên 0.00 30 70 5 65 0.00 c.tạo 2.93 0.15% 4Ø20 12.57 0.64% Dưới 227.02 130 5 65 0.03 0.99 12.66 0.65% 4Ø20 12.57 0.64% GốiPhải Trên -375.01 30 70 7 63 0.22 0.88 24.27 1.28% 8Ø20 25.13 1.33% Dưới 0.00 30 5 65 0.00 c.tạo 2.93 0.15% 4Ø20 12.57 0.64% D10 Gốitrái Trên -162.81 30 70 5 65 0.09 0.95 9.38 0.48% 4Ø20 12.57 0.64% Dưới 0.00 30 5 65 0.00 c.tạo 2.93 0.15% 4Ø20 12.57 0.64% Nhịp Trên 0.00 30 70 5 65 0.00 c.tạo 2.93 0.15% 4Ø20 12.57 0.64% Dưới 228.65 130 5 65 0.03 0.99 12.75 0.65% 4Ø20 12.57 0.64% GốiPhải Trên -391.36 30 70 7 63 0.23 0.87 25.51 1.35% 8Ø20 25.13 1.33% Dưới 0.00 30 5 65 0.00 c.tạo 2.93 0.15% 4Ø20 12.57 0.64% D11 Gốitrái Trên -147.70 30 70 5 65 0.08 0.96 8.47 0.43% 4Ø22 15.21 0.78% Dưới 12.69 30 5 65 0.01 1.00 2.93 0.15% 4Ø22 15.21 0.78% Nhịp Trên 0.00 30 70 5 65 0.00 c.tạo 2.93 0.15% 4Ø22 15.21 0.78% Dưới 230.32 130 5 65 0.03 0.99 12.84 0.66% 4Ø22 15.21 0.78% GốiPhải Trên -407.92 30 70 7 63 0.24 0.86 26.79 1.42% 8Ø22 30.41 1.61% Dưới 0.00 30 5 65 0.00 c.tạo 2.93 0.15% 4Ø22 15.21 0.78% D12 Gốitrái Trên -131.49 30 70 5 65 0.07 0.96 7.50 0.38% 4Ø22 15.21 0.78% Dưới 25.77 30 5 65 0.01 0.99 2.93 0.15% 4Ø22 15.21 0.78% Nhịp Trên 0.00 30 70 5 65 0.00 c.tạo 2.93 0.15% 4Ø22 15.21 0.78% Dưới 231.54 130 5 65 0.03 0.99 12.91 0.66% 4Ø22 15.21 0.78% GốiPhải Trên -421.63 30 70 7 63 0.24 0.86 27.87 1.47% 8Ø22 30.41 1.61% Dưới 0.00 30 5 65 0.00 c.tạo 2.93 0.15% 4Ø22 15.21 0.78% D13 Gốitrái Trên -117.68 30 70 5 65 0.06 0.97 6.69 0.34% 4Ø22 15.21 0.78% Dưới 36.51 30 5 65 0.02 0.99 2.93 0.15% 4Ø22 15.21 0.78% Nhịp Trên 0.00 30 70 5 65 0.00 c.tạo 2.93 0.15% 4Ø22 15.21 0.78% Dưới 232.61 130 5 65 0.03 0.99 12.97 0.67% 4Ø22 15.21 0.78% GốiPhải Trên -433.07 30 70 7 63 0.25 0.85 28.78 1.52% 8Ø22 30.41 1.61% Dưới 0.00 130 5 65 0.00 c.tạo 2.93 0.15% 4Ø22 15.21 0.78% D14 Gốitrái Trên -103.73 30 70 5 65 0.06 0.97 5.87 0.30% 4Ø22 15.21 0.78% Dưới 44.46 30 5 65 0.02 0.99 2.93 0.15% 4Ø22 15.21 0.78% Nhịp Trên 0.00 30 70 5 65 0.00 c.tạo 2.93 0.15% 4Ø22 15.21 0.78% Dưới 233.84 130 5 65 0.03 0.99 13.04 0.67% 4Ø22 15.21 0.78% GốiPhải Trên -442.39 30 70 7 63 0.26 0.85 29.54 1.56% 8Ø22 30.41 1.61% Dưới 0.00 130 5 65 0.00 c.tạo 2.93 0.15% 4Ø22 15.21 0.78% D15 Gốitrái Trên -92.09 30 70 5 65 0.05 0.97 5.19 0.27% 4Ø25 19.63 1.01% Dưới 49.66 30 5 65 0.03 0.99 2.93 0.15% 3Ø25 14.73 0.76% Nhịp Trên 0.00 30 70 5 65 0.00 c.tạo 2.93 0.15% 4Ø25 19.63 1.01% Dưới 235.09 130 5 65 0.03 0.99 13.11 0.67% 3Ø25 14.73 0.76% GốiPhải Trên -451.58 30 70 7 63 0.26 0.85 30.29 1.60% 4Ø22 + 4Ø25 34.84 1.84% Dưới 0.00 30 5 65 0.00 c.tạo 2.93 0.15% 3Ø25 14.73 0.76% D16 Gốitrái Trên -80.22 30 70 7 63 0.05 0.98 4.66 0.25% 4Ø25 19.63 1.04% Dưới 55.60 30 5 65 0.03 0.98 3.10 0.16% 3Ø25 14.73 0.76% Nhịp Trên 0.00 30 70 5 65 0.00 c.tạo 2.93 0.15% 4Ø25 19.63 1.01% Dưới 235.85 130 5 65 0.03 0.98 13.16 0.67% 3Ø25 14.73 0.76% GốiPhải Trên -458.53 30 70 7 63 0.27 0.84 30.86 1.63% 4Ø22 + 4Ø25 34.84 1.84% Dưới 0.00 30 5 65 0.00 c.tạo 2.93 0.15% 3Ø25 14.73 0.76% D17 Gốitrái Trên -69.78 30 70 7 63 0.04 0.98 4.04 0.21% 4Ø25 19.63 1.04% Dưới 59.49 30 5 65 0.03 0.98 3.32 0.17% 3Ø25 14.73 0.76% Nhịp Trên 0.00 30 70 5 65 0.00 c.tạo 2.93 0.15% 4Ø25 19.63 1.01% Dưới 236.48 130 5 65 0.03 0.98 13.19 0.68% 3Ø25 14.73 0.76% GốiPhải Trên -464.00 30 70 7 63 0.27 0.84 31.31 1.66% 4Ø22 + 4Ø25 34.84 1.84% Dưới 0.00 30 5 65 0.00 c.tạo 2.93 0.15% 3Ø25 14.73 0.76% D18 Gốitrái Trên -60.02 30 70 7 63 0.03 0.98 3.46 0.18% 4Ø25 19.63 1.04% Dưới 60.38 30 5 65 0.03 0.98 3.37 0.17% 3Ø25 14.73 0.76% Nhịp Trên 0.00 30 70 5 65 0.00 c.tạo 2.93 0.15% 4Ø25 19.63 1.01% Dưới 237.05 130 5 65 0.03 0.98 13.22 0.68% 3Ø25 14.73 0.76% GốiPhải Trên -466.85 30 70 7 63 0.27 0.84 31.55 1.67% 4Ø22 + 4Ø25 34.84 1.84% Dưới 0.00 30 5 65 0.00 c.tạo 2.93 0.15% 3Ø25 14.73 0.76% D19 Gốitrái Trên -52.93 30 70 5 65 0.03 0.99 2.95 0.15% 4Ø25 19.63 1.01% Dưới 58.35 30 5 65 0.03 0.98 3.26 0.17% 3Ø25 14.73 0.76% Nhịp Trên 0.00 30 70 5 65 0.00 c.tạo 2.93 0.15% 4Ø25 19.63 1.01% Dưới 237.70 130 5 65 0.03 0.98 13.26 0.68% 3Ø25 14.73 0.76% GốiPhải Trên -468.37 30 70 7 63 0.27 0.84 31.68 1.68% 4Ø22 + 4Ø25 34.84 1.84% Dưới 0.00 30 5 65 0.00 c.tạo 2.93 0.15% 3Ø25 14.73 0.76% D20 Gốitrái Trên -43.18 30 70 5 65 0.02 0.99 2.93 0.15% 4Ø25 19.63 1.01% Dưới 64.92 30 5 65 0.04 0.98 3.63 0.19% 3Ø25 14.73 0.76% Nhịp Trên 0.00 30 70 5 65 0.00 c.tạo 2.93 0.15% 4Ø25 19.63 1.01% Dưới 234.87 130 5 65 0.03 0.99 13.10 0.67% 3Ø25 14.73 0.76% GốiPhải Trên -498.65 30 70 7 63 0.29 0.82 34.27 1.81% 4Ø22 + 4Ø25 34.84 1.84% Dưới 0.00 30 5 65 0.00 c.tạo 2.93 0.15% 3Ø25 14.73 0.76% D21 Gốitrái Trên -6.06 30 70 5 65 0.00 1.00 2.93 0.15% 4Ø25 19.63 1.01% Dưới 82.61 30 5 65 0.04 0.98 4.65 0.24% 3Ø25 14.73 0.76% Nhịp Trên 205.32 30 70 5 65 0.00 c.tạo 2.93 0.15% 4Ø25 19.63 1.01% Dưới 0.00 130 5 65 0.00 c.tạo 2.93 0.15% 3Ø25 14.73 0.76% GốiPhải Trên -427.52 30 70 7 63 0.25 0.86 28.34 1.50% 4Ø22 + 4Ø25 34.84 1.84% Dưới 0.00 30 5 65 0.00 c.tạo 2.93 0.15% 3Ø25 14.73 0.76% D22 Gốitrái Trên -51.134 30 50 5 45 0.06 0.97 4.18 0.31% 4Ø20 12.57 0.93% Dưới 7.963 30 5 45 0.01 1.00 2.03 0.15% 3Ø20 9.42 0.70% Nhịp Trên 0.000 30 50 5 45 0.00 c.tạo 2.03 0.15% 4Ø20 12.57 0.93% Dưới 25.382 130 5 45 0.01 1.00 2.03 0.15% 3Ø20 9.42 0.70% GốiPhải Trên -53.884 30 50 5 45 0.06 0.97 4.42 0.33% 4Ø20 12.57 0.93% Dưới 4.850 30 5 45 0.01 1.00 2.03 0.15% 3Ø20 9.42 0.70% D23 Gốitrái Trên -92.982 30 50 5 45 0.11 0.94 7.82 0.58% 4Ø20 12.57 0.93% Dưới 46.240 30 5 45 0.05 0.97 3.77 0.28% 3Ø20 9.42 0.70% Nhịp Trên 0.000 30 50 5 45 0.00 c.tạo 2.03 0.15% 4Ø20 12.57 0.93% Dưới 27.692 130 5 45 0.01 1.00 2.21 0.16% 3Ø20 9.42 0.70% GốiPhải Trên -91.111 30 50 5 45 0.10 0.95 7.65 0.57% 4Ø20 12.57 0.93% Dưới 45.817 30 5 45 0.05 0.97 3.74 0.28% 3Ø20 9.42 0.70% D24 Gốitrái Trên -119.29 30 50 5 45 0.14 0.93 10.21 0.76% 4Ø20 12.57 0.93% Dưới 69.48 30 5 45 0.08 0.96 5.75 0.43% 3Ø20 9.42 0.70% Nhịp Trên 0.00 30 50 5 45 0.00 c.tạo 2.03 0.15% 4Ø20 12.57 0.93% Dưới 30.46 130 5 45 0.01 1.00 2.43 0.18% 3Ø20 9.42 0.70% GốiPhải Trên -114.88 30 50 5 45 0.13 0.93 9.80 0.73% 4Ø20 12.57 0.93% Dưới 71.51 30 5 45 0.08 0.96 5.93 0.44% 3Ø20 9.42 0.70% D25 Gốitrái Trên -137.54 30 50 5 45 0.16 0.91 11.93 0.88% 4Ø20 12.57 0.93% Dưới 84.21 30 5 45 0.10 0.95 7.04 0.52% 3Ø20 9.42 0.70% Nhịp Trên 0.00 30 50 5 45 0.00 c.tạo 2.03 0.15% 4Ø20 12.57 0.93% Dưới 32.09 130 5 45 0.01 1.00 2.56 0.19% 3Ø20 9.42 0.70% GốiPhải Trên -130.05 30 50 5 45 0.15 0.92 11.22 0.83% 4Ø20 12.57 0.93% Dưới 89.31 30 5 45 0.10 0.95 7.49 0.55% 3Ø20 9.42 0.70% 5.5.3.2. Tính toán cốt đai Bước 1: Chuẩn bị - Chọn cấp độ bền của bê tông: Rb, Rbt, Eb. - Chọn loại cốt đai: Rsw, Es. - Tra bảng tìm: jb2, jb3, jb4 , b. - Chọn a ho = h – a - Tiết diện có chịu ảnh hưởng của lực dọc hay không: + Nếu có: (N là lực nén) và (N là lực kéo) + Nếu không có: - Tiết diện chữ nhật hay chữ T: + Chữ nhật: + Chữ T: với trong đó: -: bề rộng bản cánh; -: chiều cao bản cánh. Bước 2: Kiểm tra về điều kiện tính toán QA Qo = 0.5 jb4 (1 + jn)Rbtbho - Nếu thỏa điều kiện thì đặt cốt đai theo cấu tạo - Ngược lại, phải tính cốt đai. Bước 3: Trình tự tính cốt đai - Tính: với 1.5 Từ C* xác định C, Co theo bảng: C* <ho ho -2ho >2ho C ho C* C* Co C* C* 2ho - Tính: ; - Tính: - Chọn qsw = max ( qw1, qw2) - Khoảng cách cốt đai theo tính toán: - Khoảng cách cốt đai theo cấu tạo: khi h < 450mm khi h 450mm s = min(stt, sct) Bước 4: Kiểm tra điều kiện bê tông chịu nén giữa các vết nứt nghiêng - Nếu thỏa điều kiện thì bố trí cốt đai - Ngược lại, có thể chọn lại cốt đai hoặc tăng tiết diện. 5.5.3.3. Tính cốt treo cho dầm khung trục B Tại vị trí dầm phụ 25x50 (cmxcm)gác lên dầm chính 30x70 (cmxcm) có lực tập trung để đảm bảo khả năng chịu lực cần phải bố trí cốt treo tại vị trí này Đối với dầm từ 3 – 21 và 42 – 40 lực tập trung tại vị trí giao giữa dầm phụ và dầm chính là P = 137.45 kN, lực tập trung do cột hồ nước truyền xuống dầm 41 bằng 688.9 kN a. Tính cốt treo dạng cốt đai cho dầm 3 21 và 4240 Tổng diện tích cốt treo cần bố trí Trong đó Rsw - cường độ chịu cắt của thép AI : Rsw = 175 MPa Dùng 8, mỗi lớp có hai nhánh, Asw = 2.50 = 100 mm2 Số lớp = . Chọn 12 lớp, mỗi bên dầm sàn đặt 6 lớp khoảng cách s = 60 mm - Tại dầm D41 có lực tập trung lớn do cột hồ nước truyền xuống cần bố trí cốt đai và cốt xiên Đặc trưng vật liệu được cho trong bảng 7.8 Cốt thép AI: có Rsw = 175 MPa; cốt thép AII: có Rsw = 225 MPa. Qmax = 486.3 kN Giả thiết trước cốt đai 8, hai nhánh với khoảng cách chọn s = 150 mm = 0.01 đối với bê tông nặng theo TCXDVN 356: 2005 Kiểm tra khả năng chịu ứng suất nén chính của bụng dầm Qmax= 557.9 kN > 486.3 kN Tính Tính kN/cm Tính Tính > 2h0 = 2x46 = 92 cm Do đó phải lấy C0 = 92 cm để tính Qu kN < Q = 486.3 kN Trên cơ sở smax và Qu bố trí các lớp cốt xiên Tính Kết quả tính thép cột, dầm được trình bày trong bảng…. phụ lục.