Xác định nội lực khung không gian tính tốn và bố trí cốt thép khung trục

CHƯƠNG 5 XÁC ĐỊNH NỘI LỰC KHUNG KHÔNG GIAN TÍNH TOÁN VÀ BỐ TRÍ CỐT THÉP KHUNG TRỤC SƠ ĐỒ BỐ TRÍ HỆ CHỊU LỰC CHÍNH CỦA CÔNG TRÌNH. Như trong chương 1 đã phân tích và lựa chọn, công trình nhà hàng khách sạn Châu Phố được thiết kế với hệ chịu lực là khung bê tông cốt thép . Sơ đồ hệ chịu lực chính của công trình 5.2 XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC CÁC CẤU KIỆN TRONG KHUNG KHÔNG GIAN. 5.2.1.Chọn sơ bộ tiết diện dầm Tiết diện dầm được tính toán sơ bộ và đã được chọn trong chương 2. CHỌN SƠ BỘ KÍCH THƯỚC TIẾT DIỆN DẦM Loại dầm STT Kí hiệu Nhịp dầm ld(m) Hệ số md Chiều cao hd(m) Bề rộng bd(m) Chọn tiết diện bxh(cm) Chính 1 D2 6.5 14 0.46 0.31 30x60 Phụ 2 D1 7.0 16 0.44 0.29 30x50 3 D3 6.5 16 0.41 0.27 30x50 4 D4 2.5 16 0.16 0.11 25x40 5 D5 4.5 16 0.28 0.19 25x40 6 D6 4.0 16 0.25 0.17 25x40 Chọn sơ bộ tiết diện dầm 5.2.2Chọn sơ bộ tiết diện cột. Xem cột như cấu kiện chịu nén lệch tâm ta xác định sơ bộ tiết diện cột theo công thức sau: Trong đó: N - Lực nén tác dụng lên cột. N = . Qs = . qi - lực tác dụng lên sàn i; Si - diện truyền tải của sàn lên cột. Q1 - trọng lượng bản thân của các cột trên sàn i cần tính tiết diện. Q2 - trọng lượng bản thân các dầm qua cột và tường xây trên dầm. k = 0,9 - 1,1 ( đối với cấu kiện chịu nén đúng tâm). k = 0,9 - 1,1 ( đối với cấu kiện chịu nén đúng tâm). Rn - cường độ chịu nén tính toán của bê tông. Fc - diện tích tiết diện ngang của cột Tiết diện cột được chọn sơ bộ và được trình bày trong bảng sau: Cột Tầng A1 – A9, D1 – D9 B1 , C1 B9 , C9 B2 – B8 C2 – C8 1 – 3 65x65 65x65 75x75 4 – 6 55x55 55x55 65x65 7 – 9 45x45 45x45 55x55 Kết quả lựa chọn sơ bộ tiết diện cột. 5.2.3.Chiều dày bản sàn . Chiều dày bản sàn đã được xác định trong chương 2. PHAÂN LOAÏI OÂ SAØN VAØ CHIEÀU DAØY SAØN Kyù hieäu Cạnh ngắn (m) Cạnh dài (m) Tỷ số Loại sàn Hệ số D Hệ số Diện tích Chiều dày(m) S1 3.5 6.5 1.86 Bản 2 phương 1 40 22.75 0.09 S2 2.5 4.0 1.60 Bản 2 phương 1 40 10 0.063 S3 2.5 2.5 1 Bản 2 phương 1 40 6.25 0.063 S4 2.5 6.5 2.6 Bản 1 phương 1 40 16.25 0.063 S5 2.0 6.5 3.25 Bản 1 phương 1 40 13 0.05 S6 4.5 6.5 1.45 Bản 2 phương 1 40 29.25 0.113 S7 2.5 4.5 1.8 Bản 2 phương 1 40 11.25 0.063 S8 3.0 3.5 1.17 Bản 2 phương 1 40 10.5 0.075 Bảng 6.3: Phân loại ô sàn và chiều dày sàn. Từ bảng 6.3, sơ bộ chọn chọn chiều dày bản sàn của tầng điển hình hs = 10cm để tính toán. 5.3.TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN CÔNG TRÌNH. 5.3.1Tĩnh tải tác dụng lên công trình Tĩnh tải tác dụng lên sàn. Trọng lượng các lớp cấu tạo sàn, đã được tính trong chương 2 được thể hiện trong bảng 2.3 Tải trọng do tường xây trên sàn, Trọng lượng tường biên: tường biên là tường 20 xây gạch ống có , hệ số độ tin cậy n =1,3, chiều cao tường như sau: ở sàn có dầm htường = htầng – hdc = 3,3 – 0,5 = 2,8m. Trọng lượng tường xây bên trong nhằm chia phòng là tường 10 xây gạch ống có . chiều cao tường như sau: ở sàn có dầm htường = htầng – hdp = 3,3 – 0,4 = 2,9m. Tải trọng do tường xây trên sàn và trên dầm được tính theo công thức sau: (kG/m) Kết quả tính toán tải trọng do tường xây trên dầm được trình bày trong bảng sau: Tường xây 20 htường Hệ số vượt tải n (kG/m2) (kG/m) 2.9 1.3 330 1244.1 2.8 1.3 330 1201.2 Tường xây 10 2.9 1.3 180 678.6 2.8 1.3 180 655.2 . Kết quả tính tải trọng tường xây trên sàn và dầm. Ở đây có một điểm lưu ý rằng không tính tải tuờng qui đổi phân bố đều trên sàn, vì khi gán tải tường xây trên sàn trong mô hình ta gán các tải phân bố trên mét dài lên các dầm ảo với đặc trưng tiết diện là “None” . Cách gán tải này mô tả đúng với cách làm việc thực tế của sàn khi có tường xây trên nó 5.3.2.Trọng lượng do hồ nước mái. Chính là phản lực tại các chân cột hồ nước, được xác định dựa vào kềt quả giải mô hình hệ dầm trực giao cho dầm nắp và dầm đáy. Phản lực gối tựa của hệ dầm nắp. Phản lực gối tựa hệ dầm đáy. Troïng löôïng baûn thaân cuûa coät: . Troïng löôïng cuûa hoà nöôùc maùi taùc duïng leân coâng trình chính laø phaûn löïc taïi caùc chaân coät hoà nöôùc , vôùi 4 coät goùc coù R = 9,92 + 43,58 + 0,563 = 54,06 T . 5.3.3.Taûi troïng gioù. Taûi troïng gioù taùc ñoäng vaøo coâng trình laø thaønh phaàn gioù tónh Xác định giá trị tiêu chuẩn thành phần tĩnh của áp lực gió. Theo điều 6.3 TCVN 2737-1995, giá trị tiêu chuẩn thành phần tĩnh của áp lực gió Wj ở độ cao zj so với mốc chuẩn xác định theo công thức sau: Witc = Wokzic. Trong đó: Wo: áp lực gió tiêu chuẩn; do công trình xây dựng ở Châu Đốc An Giang nên thuộc vùng áp lực gió I có Wo = 65 kG/m2. kzi: hệ số tính đến sự thay đổi của áp lực gió theo độ cao lấy theo bảng 5 TCVN 2737-1995, công trình thuộc dạng địa hình A; c: hệ số khí động lấy theo bảng 6 TCVN 2737-1995; cđ = 0.8 (phía đón gió); ch = 0.6 (phía khuất gió). Hệ số độ tin cậy của tải trọng gió lấy bằng 1.2 Kết quả tính toán tải trọng gió tĩnh trình bày trong bảng sau: TAÀNG Z (m) k W0 PHÍA ÑOÙN GIOÙ PHÍA KHUAÁT GIOÙ Cñ Wtc (T/m2) Wtt (T/m2) Ch Wtc (T/m2) Wtt (T/m2) 10 31.1 1.377 65 0.8 0.072 0.086 0.6 0.054 0.064 9 27.8 1.352 65 0.8 0.07 0.084 0.6 0.053 0.063 8 24.4 1.325 65 0.8 0.069 0.083 0.6 0.052 0.062 7 21.2 1.300 65 0.8 0.068 0.081 0.6 0.051 0.061 6 17.9 1.269 65 0.8 0.066 0.079 0.6 0.049 0.059 5 14.6 1.235 65 0.8 0.064 0.077 0.6 0.048 0.058 4 11.3 1.196 65 0.8 0.062 0.075 0.6 0.047 0.056 3 8 1.136 65 0.8 0.059 0.071 0.6 0.044 0.053 2 4 1.035 65 0.8 0.054 0.065 0.6 0.040 0.048 1 0.0 0.000 65 0.8 0.000 0.000 0.6 0.000 0.000 Kết quả tính toán tải trọng gió tĩnh. Hoạt tải tác dụng lên công trình. Hoạt tải tác dụng lên công trình thông qua hoạt tải sử dụng tác dụng lên sàn, hoạt tải này đã được tính toán trong chương 2, và được trình bày trong bảng 2.4. 5.4.1.Tiến hành gán tải lên mô hình không gian. 1. Tĩnh tải ( TT ) . 2. Hoạt tải chất đầy ( HTCĐ ) . 3. Hoạt tải chất đầy cách tầng chẵn ( HTCĐCTC ) . 4. Hoạt tải chất đầy cách tầng lẻ ( HTCĐCTL ) . 5. Hoạt tải gió theo phương X ( từ trái sang phải – GIO X ) . 6. Hoạt tải gió theo phương X ( từ phải sang trái – GIO XX ) . 7. Hoạt tải gió theo phương Y ( từ trái sang phải – GIO Y ) . 8. Hoạt tải gió theo phương Y ( từ phải sang trái – GIO YY ) . 5.4.2 Tổ hợp tải trọng . Ứng với các trường hợp tải trọng trên ta tiến hành tổ hợp tải trọng theo cấu trúc tổ hợp như sau: Công việc tổ hợp tải trọng cho công trình được thực hiện theo cấu trúc sau : Tổ hợp 1 : TT + HTCĐ Tổ hợp 2 : TT + HTCĐCTC Tổ hợp 3 : TT + HTCĐCTL Tổ hợp 4 : TT + GIO X Tổ hợp 5 : TT + GIO XX Tổ hợp 6 : TT + GIO Y Tổ hợp 7 : TT + GIO YY Tổ hợp 8 :TT + 0.9.( HTCĐ + GIO X ) Tổ hợp 9 : TT + 0.9.( HTCĐ + GIO XX) Tổ hợp 10 : TT + 0.9.( HTCĐ + GIO Y) Tổ hợp 11 :TT + 0.9.( HTCĐ + GIO YY) Tổ hợp 12 : TT + 0.9.( HTCĐCTC + GIO X) Tổ hợp 13 : TT + 0.9.( HTCĐCTC + GIO XX) Tổ hợp 14 : TT + 0.9.( HTCĐCTC + GIO Y) Tổ hợp 15 : TT + 0.9.( HTCĐCTC + GIO YY) Tổ hợp 16 : TT + 0.9.( HTCĐCTL + GIO X) Tổ hợp 17 : TT + 0.9.( HTCĐCTL + GIO XX) Tổ hợp 18 : TT + 0.9.( HTCĐCTL + GIO Y) Tổ hợp 19 :TT + 0.9.( HTCĐCTL + GIO YY) Và cuối cùng là tổ hợp bao ( tổ hợp 20 ) : Tổ hợp BAO : BAO = max , min ( Tổ hợp 1 , Tổ hợp 2 , … , Tổ hợp 19 ) . 5.4.3.XÁC ĐỊNH NỘI LỰC KHUNG KHÔNG GIAN. Việc xác định nôi lực khung không gian được dựa vào kết quả do phần mềm Etabs 9.0 xuất ra, từ việc mô hình khung không gian và gán các trường hợp tải lên mô hình. 5.4.4.TÍNH TOÁN CỐT THÉP. Tiến hành tính toán và bố trí cốt thép cho khung trục 5. Sau khi có kết quả nội lực từ phần mềm Etabs 9.0 ta tính toán cốt thép cho dầm và cột bằng chương trình Microsoft Excel như sau: 5.5.1.Tính toán cốt thép dầm khung trục 5. Tính toán cốt thép dọc. Từ biểu đồ bao moment và lực cắt dầm khung trục 5, ta lấy nội lực tại 3 tiết diện nguy hiểm: tiết diện giữa nhịp và tiết diện ở 2 đầu gối, đối với gối tiết diện nào có giá trị nội lực lớn hơn thì ta lấy giá trị đó để tính cốt thép và bố trí cho cả 2 tiết diện. Kết quả do nội lực dầm do Etabs 9.0 được tổng hợp và trình bày trong các bảng sau: D2 TẦNG NHỊP A-B NHỊP C – D (Tm) (Tm) (Tm) (Tm) (Tm) (Tm) (Tm) (Tm) (Tm) (Tm) 1 41.81 42.60 41.81 42.60 42.22 42.06 42.22 42.06 42.22 42.60 2 41.04 42.33 40.45 41.84 3 41.68 40.83 38.95 40.34 4 41.32 40.81 44.05 40.81 42.40 40.26 43.45 40.26 44.05 40.81 5 42.52 39.05 41.93 38.49 6 44.05 37.90 43.45 37.32 7 46.71 38.18 46.71 40.82 46.09 37.54 46.34 42.56 46.71 42.56 8 46.33 35.29 45.70 34.56 9 44.95 40.82 46.34 42.56 Bảng 6.5. Kết quả moment trong dầm D2 tại các tiết diện nguy hiểm . D2 TẦNG NHỊP B-C 1 11.68 26.25 12.25 26.25 2 12.25 26.12 3 11.59 25.09 4 10.55 25.07 10.55 25.07 5 10.49 23.27 6 9.42 22.78 7 7.66 26.36 39.75 38.43 8 7.19 21.65 9 39.75 38.43 . Kết quả moment trong dầm D2 tại các tiết diện nguy hiểm. Giả thiết tính toán. a = 4 khoảng cách từ trọng tâm cốt thép theo phương cạnh ngắn đến mép bê tông chịu kéo. chiều cao có ích của tiết diện, h0= hD2 – a = 60 – 4 = 56cm; b = 30cm- bề rộng của dầm . Đặc trưng vật liệu lấy theo bảng 6.6 Bê tông M300 Cốt thép CIII Rn (daN/cm2) Rk (daN/cm2) Eb (daN/cm2) a0 (daN/cm2) Ra (daN/cm2) Ra’ (daN/cm2) Ea (daN/cm2) 130 10 2.9x105 0.58 3400 3400 2.1x106 Đặc trưng vật liệu sử dụng tính toán. Công thức tính toán và kiểm tra hàm lượng m như sau: Trong đó: Kiểm tra hàm lượng cốt thép m theo điều kiện sau: Theo “Tính toán và cấu tạo kháng chấn các công trình nhiều tầng” của tác giả Phan Văn Cúc – Nguyễn Lê Ninh. để đảm bảo yêu cầu cấu tạo kháng chấn cho công trình thì hàm lượng cốt thép chịu kéo phải nằm trong giới hạn sau: (Ở đây Ra tính bằng Mpa) Kết quả tính toán đuợc trình bày trong bảng 4.8 Tại tiết diện giữa nhịp và ở gối ta tính thép cho tiết diện chữ nhật bxh. Kết quả tính toán cốt thép được trình bày trong các bảng sau: Dầm D2 nhịp A – B và C – D TẦNG Giá trị Mmax (Tm) A Fatt (cm2) Thép chọn (%) Kiểm tra Số thanh Fachọn (cm2) min =0,41% 1 – 3 Mmax nhịp 42.22 0.345 0.444 23.41 5F25 24.55 1.46 Thỏa! Mmax gối 42.60 0.348 0.449 23.70 5F25 24.55 1.46 Thỏa! 4 – 6 Mmax nhịp 44.05 0.360 0.471 24.86 5F25 24.55 1.46 Thỏa! Mmax gối 40.81 0.334 0.423 22.33 5F25 24.55 1.46 Thỏa! 7 – 9 Mmax nhịp 46.71 0.382 0.514 27.12 6F25 29.45 1.75 Thỏa! Mmax gối 42.56 0.348 0.449 23.67 5F25 24.55 1.46 Thỏa! Dầm D2 nhịp B – C 1 – 3 Mmax nhịp 12.25 0.100 0.106 5.58 3F20 9.4 0.58 Thỏa! Mmax gối 26.25 0.215 0.245 12.90 5F20 15.71 0.94 Thỏa! 4 – 6 Mmax nhịp 10.55 0.086 0.090 4.77 3F20 9.4 0.37 Thỏa! Mmax gối 25.07 0.205 0.232 12.23 5F20 15.71 0.94 Thỏa! 7– 9 Mmax nhịp 39.75 0.325 0.408 21.55 5F25 24.55 1.46 Thỏa! Mmax gối 38.43 0.314 0.390 20.60 5F25 24.55 1.46 Thỏa! Kết quả tính toan cốt thép dầm khung trục 5. Tính toán cốt đai: Trong mỗi đoạn dầm chọn Qmax từ kết quả tổ hợp để tính cốt đai. Kết quả từ biểu đồ bao lực cắt được trình bày trong bảng sau TẦNG Dầm D2 Nhịp A-B Dầm D2 NHỊP C - D Qmax(T) DẦM D2 NHỊP B-C Q(T) Qmax(T) Q(T) Qmax(T) Q(T) Qmax(T) 1 28.61 28.61 28.12 28.12 28.61 16.93 14.97 2 28.45 28.02 17.05 3 28.00 27.52 16.59 4 28.04 28.04 27.55 27.55 28.04 16.15 14.54 5 27.34 26.85 15.64 6 27.46 26.95 15.21 7 28.01 28.27 27.49 29.43 29.43 14.76 13.57 8 27.01 26.46 14.16 9 28.27 29.43 26.22 Tổng hợp kết quả lực cắt từ biểu đồ bao lực cắt Theo TCXD 198 – 1997 khoảng cách cốt đai được lấy như sau : Trong phạm vi chiều dài 3hd (hd là chiều cao tiết diện bê tông của dầm) của dầm kể từ mép cột phải đặc các đai dày hơn khu vực giữa dầm. Khoảng cách giữa các đai không lớn hơn giá trị tính toán theo yêu cầu chịu lực cắt nhưng đồng thời phải 0,25hd và không lớn hơn 8 lần đường kính cốt thép dọc. Trong mọi trường hợp khỏang cách này cũng không vượt quá 150mm. Tại khu vực giữa dầm (ngoài phạm vi nói trên), khỏang cách giữa các đai chọn0,5hd và không lớn hơn 12 lần đường kính cốt thép dọc đồng thời không vượt quá 300mm. Tính toán tiết diện chỉ bố trí cốt đai mà không bố trí cốt xiên. Trường hợp cấu kiện chỉ đặt cốt đai mà không đặt cốt xiên : Với : Trình tự tính toán cốt đai dầm theo lưu đồ sau: Thoûa! Boá trí coát ñai theo caáu taïo Khoâng thoûa! KhoângThoûa! Taêng b, h. Taêng M# Choïn laïi n, fñ KhoângThoûa! Xaùc ñònh uct Choïn Boá trí coát ñai Lưu đồ tính toán cốt đai dầm. Kết quả tính toán cốt đai được trình bày trong các bảng sau: Tầng Dầm Q (T) Kích Thước 0,35Rnbh0 (T) Kiểm tra tiết diện 0,6Rkbh0 (T) Kiểm tra qđ (T) Utt (cm) Umax (cm) Uct (cm) b(cm) h(cm) 1-3 D2 28.61 30 60 76.4 Đạt! 10.1 Tính cốt đai! 108.8 20.34 49.33 20 4-6 D2 28.04 30 60 76.4 Đạt! 10.1 Tính cốt đai! 104.5 21.18 50.33 20 7-9 D2 29.34 30 60 76.4 Đạt! 10.1 Tính cốt đai! 114.4 19.35 48.1 20 . Kết quả tính toán cốt đai. Tầng Dầm Q (T) Đoạn gần gối Đoạn giữanhịp Rađ (kG/cm2) qđb (kG/cm) Qđb (T) Kiểm tra 1-3 D2 28.61 8u150 8u250 2200 147.5 33.32 Không tính cốt xiên 4-6 D2 28.04 8u150 8u250 2200 147.5 33.32 Không tính cốt xiên 7-9 D2 29.34 8u150 8u250 2200 147.5 33.32 Không tính cốt xiên Kết quả chọn cốt đai bố trí trong dầm. Tính toán cốt treo Tại vị trí dầm phụ kê lên dầm chính cần có cốt treo để gia cố cho dầm chính. Kiểm tra lực tập trung do dầm D1 truyền cho dầm chính D2 tại vị trí giữa dầm D2 tầng 1 là nơi có lực tập trung tương đối lớn so với các vị trí khác từ kết quả tổ hợp, để tính cốt treo cho các dầm ở các tầng khác : Diện tích các lớp cốt treo cần thiết: Số lượng cốt treo cần thiết ở mỗi phía của dầm D1 gối lên dầm D2. Nếu dùng đai F8, 2 nhánh thì số đai cần thiết là: Chọn 5 đai Như vậy bố trí mỗi bên 5 đai, bước đai: 5.6.1Tính toán cốt thép cột khung trục 5. Do khung tính toán là khung không gian nên ta tính toán cột thép cho cột theo cột lệch tâm 2 phương. Từ kết quả nội lực do Etabs xuất ra ứng với cho từng tổ hợp tải trọng (không lấy tổ hợp bao). Ta tính toán cốt thép cho các tổ hợp này, sau đó so sánh chọn cốt thép lớn nhất để bố trí. Nội lực trong cột lệch tâm 2 phương được thể hiện dưới hình sau: Trong đó: M3 : Moment uốn trong mp XZ. M2 : Moment uốn trong mp YZ. V2 : Lực cắt theo phương X. P : Lực nén dọc trục Z. . Các Thành phần nội lực trong cột lệch tâm hai phương. Theo qui phạm Việt Nam, cụ thể là TCVN 5574 – 1991 trình tự tính toán cột lệch tâm tiết diện chữ nhật bxh như sau: 5.6.2.Xác định hệ số uốn dọc : Nếu Nếu giả thiết , sau khi tính kiểm tra lại. ; (gt); ; Tính . - Trong phạm vi đồ án này chỉ tính toán cốt thép cho cấu kiện chịu nén lệch tâm tiết diện chữ nhật bxh, đặt cốt thép đối xứng, là dạng phổ biến nhất khi tính toán cốt thép thực tế. - Giả thiết , tính toán như trên, sau khi tính toán cốt thép kiểm tra lại hàm lượng so với giả thiết. Tính Nếu : Tính toán cốt thép theo (1); Nếu : Nén lệch tâm lớn. + x = 1,8.( Tính toán cốt thép theo (2); + Tính toán cốt thép theo (3); (1) . (2). (3). Theo “ Tính toán và cấu tạo kháng chấn các công trình nhà nhiều tầng” của tác giả Phan Văn Cúc – Nguyễn Lê Ninh. Hàm lượng cốt thép dọc của cột nằm trong giới hạn sau (kể cả vùng nối chồng cốt thép); Khoảng cách giữa các thanh cốt thép dọc, kể cả từ tâm không được vượt quá 200mm. - Trong phạm vi của đồ án này chỉ tính cột khung trục 5, vì tính chất đối xứng của khung ta chỉ tính toán cốt thép cho 2 vị trí cột là: Cột trục C – 5 ( được Etabs đánh dấu là C13) và cột trục A – 5 ( được Etabs đánh dấu là C36). - Các đặc trưng vật liệu dùng tính cột cho trong bảng sau: Bê tông M300 Cốt thép CIII Rn (daN/cm2) Rk (daN/cm2) Eb (daN/cm2) a0 (daN/cm2) Ra (daN/cm2) Ra’ (daN/cm2) Ea (daN/cm2) 130 10 2.9x105 0.58 3400 3400 2.1x106 Đặc trưng vật liệu sử dụng tính toán cột khung trục 5. Ở đây cốt thép được tính và bố trí theo trường hợp cốt thép đối xứng .Vì tính khung không gian nên cốt thép trong cột được bố trí treo phương chu vi, cốt thép tính theo phương nào thì bố theo phương tương ứng của cột , tận dụng cốt thép ở 4 góc để chịu lực theo cả 2 phương. - Nội lực của cột xin xem phần phụ lục kèm theo. - Kết quả tính toán thép cột được trình bày trong các bảng sau: P.tm M.cắt Tải P(t) M3(t.m) M2(t.m) V2(t) V3(t) l(m) Pdh(t) M3dh(t.m) M2dh(t.m) b(cm) h(cm) aX(cm) aY(cm) (%) (%) l0(cm) C13_STORY9 0 COMB3 -151.32 -1.234 -10.037 -0.95 -5.08 3.3 -151.32 -1.234 -10.037 55 55 4 4 0.8 0.8 175 C13_STORY8 0 COMB1 -235.33 -0.676 -14.233 -1.13 -10.82 3.3 -235.33 -0.676 -14.233 55 55 4 4 0.8 0.8 175 C13_STORY7 0 COMB1 -320.32 -0.453 -10.759 -1.58 -10.26 3.3 -320.32 -0.453 -10.759 55 55 4 4 0.8 0.8 175 C13_STORY6 0 COMB1 -405.92 -0.472 -14.017 -1.93 -13.54 3.3 -405.92 -0.472 -14.017 65 65 4 4 0.8 0.8 175 C13_STORY5 0 COMB1 -491.36 -0.352 -14.08 -2.32 -13.74 3.3 -491.36 -0.352 -14.08 65 65 4 4 0.8 0.8 175 C13_STORY4 0 COMB11 -569.45 -0.187 -19.678 -2.74 -14.14 3.3 -569.45 -0.187 -19.678 65 65 4 4 0.8 1.26 175 C13_STORY3 0 COMB1 -664.09 -0.178 -14.689 -2.97 -16.99 3.3 -664.09 -0.178 -14.689 75 75 4 4 0.8 0.8 175 C13_STORY2 0 COMB11 -742.11 0.039 -32.915 -3.51 -15.87 4 -742.11 0.039 -32.915 75 75 4 4 0.8 1.17 224 C13_STORY1 0 COMB11 -829.86 0.14 -35.4 -4.08 -13.7 4 -829.86 0.14 -35.4 75 75 4 4 1.15 1.86 322 . Kết quả tính toán các giá trị cần thiết phục vụ việc tính thép cột C-5 (Etabs đành dấu là C13). P.tm b (cm) h (cm) aX aY h0X h0Y FaX (cm2) Thép chọn theo phương X FaY (cm2) Thép chọn theo phương Y F(mm) Fa (cm2) % F(mm) Fa (cm2) % C3_TANG 9 55 55 4 4 50 50 11.22 4F20 12.57 0.8 11.22 4F20 12.57 0.8 C3_TANG 8 55 55 4 4 50 50 11.22 4F20 12.57 0.8 11.22 4F20 12.57 0.8 C3_TANG 7 55 55 4 4 50 50 11.22 4F20 12.57 0.8 11.22 4F20 12.57 0.8 C3_TANG 6 65 65 4 4 60 60 15.86 5F20 15.71 0.8 15.86 5F20 15.71 0.8 C3_TANG 5 65 65 4 4 60 60 15.86 5F20 15.71 0.8 15.86 5F20 15.71 0.8 C3_TANG 4 65 65 4 4 60 60 15.86 5F20 15.71 0.8 24.97 5F25 24.55 1.26 C3_TANG 3 75 75 4 4 70 70 21.3 5F25 24.55 0.8 21.3 5F25 24.55 0.8 C3_TANG 2 75 75 4 4 70 70 21.3 5F25 24.55 0.8 31.12 7F25 34.36 1.17 C3_TANG 1 75 75 4 4 70 70 30.71 5F28 30.79 1.15 49.51 8F28 49.26 1.86 Chọn thép bố trì cho cột C13. P.tm M.cắt Tải P(t) M3(t.m) M2(t.m) V2(t) V3(t) l(m) Pdh(t) M3dh(t.m) M2dh(t.m) b(cm) h(cm) aX(cm) aY(cm) (%) (%) l0(cm) C36_STORY9 0 COMB11 -50.53 -0.3 -24.626 -0.34 -17.38 3.3 -50.53 -0.3 -24.626 45 45 4 4 0.8 1.72 175 C36_STORY8 0 COMB11 -109.94 -0.004 -22.529 0.58 -13.84 3.3 -109.94 -0.004 -22.529 45 45 4 4 0.8 1.08 175 C36_STORY7 0 COMB11 -169.15 0.009 -18.862 0.88 -12.98 3.3 -169.15 0.009 -18.862 45 45 4 4 0.8 1.36 175 C36_STORY6 0 COMB11 -230.38 0.026 -26.721 1.43 -18.08 3.3 -230.38 0.026 -26.721 55 55 4 4 0.8 0.8 175 C36_STORY5 0 COMB11 -292.26 0.027 -26.661 1.75 -16.6 3.3 -292.26 0.027 -26.661 55 55 4 4 0.8 0.83 175 C36_STORY4 0 COMB11 -354.34 0.028 -22.697 2.02 -15.52 3.3 -354.34 0.028 -22.697 55 55 4 4 0.8 1.14 175 C36_STORY3 0 COMB11 -418.15 0.026 -29.482 2.61 -19.65 3.3 -418.15 0.026 -29.482 65 65 4 4 0.8 0.8 175 C36_STORY2 0 COMB11 -483.77 0.063 -34.514 2.66 -16.3 4 -483.77 0.063 -34.514 65 65 4 4 0.8 0.88 224 C36_STORY1 0 COMB11 -548.71 0.085 -26.111 2.71 -12.32 4 -548.71 0.085 -26.111 65 65 4 4 0.8 1.26 322 . Kết quả tính toán các giá trị cần thiết phục vụ việc tính thép cột A-5 (Etabs đành dấu là C36). P.tm b (cm) h (cm) aX aY h0X h0Y FaX (cm2) Thép chọn theo phương X FaY (cm2) Thép chọn theo phương Y F(mm) Fa (cm2) % F(mm) Fa (cm2) % C15_TANG 9 45 45 4 4 40 40 7.38 3F20 9.43 0.8 15.88 5F20 15.71 1.72 C15_TANG 8 45 45 4 4 40 40 7.38 3F20 9.43 0.8 9.96 4F20 12.57 1.08 C15_TANG 7 45 45 4 4 40 40 7.38 3F20 9.43 0.8 12.59 4F20 12.57 1.36 C15_TANG 6 55 55 4 4 50 50 11.22 4F20 12.57 0.8 11.22 4F20 12.57 0.8 C15_TANG 5 55 55 4 4 50 50 11.22 4F20 12.57 0.8 11.69 4F20 12.57 0.83 C15_TANG 4 55 55 4 4 50 50 11.22 4F20 12.57 0.8 15.97 5F20 15.71 1.14 C15_TANG 3 65 65 4 4 60 60 15.86 5F20 15.71 0.8 15.86 5F20 15.71 0.8 C15_TANG 2 65 65 4 4 60 60 15.86 5F20 15.71 0.8 17.54 4F25 19.64 0.88 C15_TANG 1 65 65 4 4 60 60 15.86 5F20 15.71 0.8 24.95 5F25 24.55 1.26 Chọn thép bố trì cho cột A – 5 (Etabs đánh dấu là C36). 5.6.3TOÁN CỐT ĐAI CHO CỘT: Dùng lực cắt max, min từ tổ hợp BAO ® kiểm tra khả năng chịu lực cắt của cốt đai và bêtông Ngoài ra cốt đai trong cột phải tuân thủ theo một số yêu cầu về cấu tạo như sau: Đường kính cốt đai không nhỏ hơn ¼ lần đường kính cốt dọc và phải 8mm, phải bố trí liên tục qua nút khung, với mật độ như vùng nút khung Trong phạm vi vùng nút khung từ điểm cách mép trên đến điểm cách mép dưới của dầm một khoảng l1 (l1 chiều cao tiết diện cột và 1/6 chiều cao thông thuỷ của tầng, đồng thời 450mm) phải bố trí cốt đai dày hơn. Khoảng cách đai trong vùng này không lớn hơn 6 lần đường kính cốt thép dọc và cũng không lớn hơn 100mm. Tại các vùng còn lại trong cột, khỏang cách đai chọn cạnh nhỏ của tiết diện và đồng thời 6 lần (đối với động đất mạnh) và 12 lần (đối với động đất yếu và trung bình) đường kính cốt thép dọc. Kết quả tính toán cốt đai và khả năng chịu lực cắt của bê tông được trình bày trong các bảng sau: Phần tử tiết diện b h0 Qmax(T) 0,35Rnbho Kiểm tra tiết diện 0,6Rkbho Kiểm tra qđ (T) utt (cm) umax (cm) uchọn (cm) Rađ (kG/cm2) qđb (kG/cm) Qđb (T) Nhận Xét C3_TANG 9 35x35 35 30 12.32 47.78 Đạt! 6.3 Tính cốt đai 60.23 36.75 38.35 10 2200 221.3 23.62 Thỏa! C3_TANG 8 35x35 35 30 11.23 47.78 Đạt! 6.3 Tính cốt đai 50.04 44.22 42.07 10 2200 221.3 23.62 Thỏa! C3_TANG 7 35x35 35 30 10.15 47.78 Đạt! 6.3 Tính cốt đai 40.88 54.14 46.55 10 2200 221.3 23.62 Thỏa! C3_TANG 6 45x45 45 40 16.88 81.9 Đạt! 10.8 Tính cốt đai 49.47 44.74 63.98 10 2200 221.3 35.7 Thỏa! C3_TANG 5 45x45 45 40 15.28 81.9 Đạt! 10.8 Tính cốt đai 40.53 54.60 70.68 10 2200 221.3 35.7 Thỏa! C3_TANG 4 45x45 45 40 14.08 81.9 Đạt! 10.8 Tính cốt đai 34.42 64.30 76.70 10 2200 221.3 35.7 Thỏa! C3_TANG 3 55x55 55 50 19.33 125.13 Đạt! 16.5 Tính cốt đai 33.97 65.16 106.70 10 2200 221.3 49.34 Thỏa! C3_TANG 2 55x55 55 50 15.55 125.13 Đạt! 16.5 Tính cốt đai 21.98 100.68 132.64 10 2200 221.3 49.34 Thỏa! C3_TANG 1 55x55 55 50 11.68 125.13 Đạt! 16.5 Tính cốt đai 12.40 178.45 176.58 10 2200 221.3 49.34 Thỏa! . Kết quả kiểm tra lực cắt phương Y (V3) cho cột C36 trong vùng nút khung. Phần tử tiết diện b h0 Qmax(T) 0,35Rnbho Kiểm tra tiết diện 0,6Rkbho Kiểm tra qđ (T) utt (cm) umax (cm) uchọn (cm) Rađ (kG/cm2) qđb (kG/cm) Qđb (T) Nhận Xét C3_TANG 9 35x35 35 30 12.32 47.78 Đạt! 6.3 Tính cốt đai 60.23 36.75 38.35 25 2200 73.77 13.64 Thỏa! C3_TANG 8 35x35 35 30 11.23 47.78 Đạt! 6.3 Tính cốt đai 50.04 44.22 42.07 25 2200 73.77 13.64 Thỏa! C3_TANG 7 35x35 35 30 10.15 47.78 Đạt! 6.3 Tính cốt đai 40.88 54.14 46.55 25 2200 73.77 13.64 Thỏa! C3_TANG 6 45x45 45 40 16.88 81.9 Đạt! 10.8 Tính cốt đai 49.47 44.74 63.98 25 2200 73.77 20.61 Thỏa! C3_TANG 5 45x45 45 40 15.28 81.9 Đạt! 10.8 Tính cốt đai 40.53 54.60 70.68 25 2200 73.77 20.61 Thỏa! C3_TANG 4 45x45 45 40 14.08 81.9 Đạt! 10.8 Tính cốt đai 34.42 64.30 76.70 25 2200 73.77 20.61 Thỏa! C3_TANG 3 55x55 55 50 19.33 125.13 Đạt! 16.5 Tính cốt đai 33.97 65.16 106.70 25 2200 73.77 28.49 Thỏa! C3_TANG 2 55x55 55 50 15.55 125.13 Đạt! 16.5 Tính cốt đai 21.98 100.68 132.64 25 2200 73.77 28.49 Thỏa! C3_TANG 1 55x55 55 50 11.68 125.13 Đạt! 16.5 Tính cốt đai 12.40 178.45 176.58 25 2200 73.77 28.49 Thỏa! Kết quả kiểm tra lực cắt phương Y (V3) cho cột C36 trong các vùng còn lại của khung. Phần tử tiết diện b h0 Qmax(T) 0,35Rnbho Kiểm tra tiết diện 0,6Rkbho Kiểm tra qđ (T) utt (cm) umax (cm) uchọn (cm) Rađ (kG/cm2) qđb (kG/cm) Qđb (T) Nhận Xét C3_TANG 9 45x45 45 40 -5.75 81.90 Đạt! 10.8 Đặt cấu tạo 5.74 385.57 -187.83 10 2200 221.3 35.7 Thỏa! C3_TANG 8 45x45 45 40 -10.29 81.90 Đạt! 10.8 Đặt cấu tạo 18.38 120.40 -104.96 10 2200 221.3 35.7 Thỏa! C3_TANG 7 45x45 45 40 -9.94 81.90 Đạt! 10.8 Đặt cấu tạo 17.15 129.02 -108.65 10 2200 221.3 35.7 Thỏa! C3_TANG 6 55x55 55 50 -13.57 125.125 Đạt! 16.5 Đặt cấu tạo 16.74 132.21 -151.99 10 2200 221.3 49.34 Thỏa! C3_TANG 5 55x55 55 50 -13.66 125.125 Đạt! 16.5 Đặt cấu tạo 16.96 130.47 -150.99 10 2200 221.3 49.34 Thỏa! C3_TANG 4 55x55 55 50 -13.98 125.125 Đạt! 16.5 Đặt cấu tạo 17.77 124.57 -147.53 10 2200 221.3 49.34 Thỏa! C3_TANG 3 65x65 65 60 -17.03 177.45 Đạt! 23.4 Đặt cấu tạo 15.49 142.86 -206.11 10 2200 221.3 64.36 Thỏa! C3_TANG 2 65x65 65 60 -15.91 177.45 Đạt! 23.4 Đặt cấu tạo 13.52 163.68 -220.62 10 2200 221.3 64.36 Thỏa! C3_TANG 1 65x65 65 60 -13.96 177.45 Đạt! 23.4 Đặt cấu tạo 10.41 212.60 -251.43 10 2200 221.3 64.36 Thỏa! Kết quả kiểm tra lực cắt theo phương Y cho cột C13 trong vùng nút khung. Phần tử tiết diện b h0 Qmax(T) 0,35Rnbho Kiểm tra tiết diện 0,6Rkbho Kiểm tra qđ (T) utt (cm) umax (cm) uchọn (cm) Rađ (kG/cm2) qđb (kG/cm) Qđb (T) Nhận Xét C3_TANG 9 45x45 45 40 -5.75 81.90 Đạt! 10.8 Đặt cấu tạo 5.74 385.57 -187.83 25 2200 73.77 20.61 Thỏa! C3_TANG 8 45x45 45 40 -10.29 81.90 Đạt! 10.8 Đặt cấu tạo 18.38 120.40 -104.96 25 2200 73.77 20.61 Thỏa! C3_TANG 7 45x45 45 40 -9.94 81.90 Đạt! 10.8 Đặt cấu tạo 17.15 129.02 -108.65 25 2200 73.77 20.61 Thỏa! C3_TANG 6 55x55 55 50 -13.57 125.125 Đạt! 16.5 Đặt cấu tạo 16.74 132.21 -151.99 25 2200 73.77 28.49 Thỏa! C3_TANG 5 55x55 55 50 -13.66 125.125 Đạt! 16.5 Đặt cấu tạo 16.96 130.47 -150.99 25 2200 73.77 28.49 Thỏa! C3_TANG 4 55x55 55 50 -13.98 125.125 Đạt! 16.5 Đặt cấu tạo 17.77 124.57 -147.53 25 2200 73.77 28.49 Thỏa! C3_TANG 3 65x65 65 60 -17.03 177.45 Đạt! 23.4 Đặt cấu tạo 15.49 142.86 -206.11 25 2200 73.77 37.16 Thỏa! C3_TANG 2 65x65 65 60 -15.91 177.45 Đạt! 23.4 Đặt cấu tạo 13.52 163.68 -220.62 25 2200 73.77 37.16 Thỏa! C3_TANG 1 65x65 65 60 -13.96 177.45 Đạt! 23.4 Đặt cấu tạo 10.41 212.60 -251.43 25 2200 73.77 37.16 Thỏa! Kết quả kiểm tra lực cắt theo phương Y cho cột C13 trong các vùng còn lại của cột. KIỂM TRA CHUYỂN VỊ NGANG CỦA CÔNG TRÌNH. - Chuyển vị theo phương ngang tại đỉnh của nhà cao tầng tính theo phương pháp đàn hồi phải thỏa mãn điều kiện: (1) - Trong đó : f - chuyển vị theo phương ngang tại đỉnh công trình (m). H - chiều cao công trình (m). - Dựa vào kết quả chuyển vị đỉnh do Etabs xuất ra, ta tìm đươc chuyển vị tại tầng thứ 9 theo phương X của công trình là lớn nhất. Hình 6.8. Chuyển vị tại đỉnh của công trình. - Từ kết quả trên ta có f = 0,049517m, chiều cao công trình H = 31.6 m (2) - Từ (1) và (2) Chuyển vị ngang tại đỉnh công trình là thoả mãn. Kết luận: Từ những kết quả tính toán bên trên cho thấy rằng đều thỏa mãn về các yêu cầu cấu tạo và khả năng chịu lực. Do vậy các giả thiết ban đầu là hợp lý.