Khái niệm khung không gian

Chương IV: KHUNG KHÔNG GIAN 4.1/ Xác định kích thước các cấu kiện trong khung 4.1.1/ Xác định kích thước dầm -Kích thước dầm đã được chọn trong chương 2 , do nhịp của dầm chênh lệch không lớn nên ta chọn chung một kích thước dầm cho khung . Các dầm đi qua cột (D1) có tiết diện 600x250 , các dầm môi (D2) , dầm phụ (D3) có tiết diện 500x250 SƠ ĐỒ PHÂN TÍCH KẾT CẤU KHUNG TRỤC 2 MẶT BẰNG PHÂN LOẠI DẦM 4.1.2/ Xác định kích thước cột Công thức sơ bộ xác định tiết diện cột như sau ( trang 20 [5]) Trong đó Ab: diện tích tiết diện cột N=qsanxSx n lực nén lớn nhất trong cột S=diện tích truyền tải của sàn lên cột Bảng tính diện truyền tải của sàn lên cột Trục Cột Diện truyền tải S(m2) A A1 18 A2 27 A3 27 A4 28.8 A5 26.1 A6 26.1 A7 18 B B1 38 B2 57 B3 57 B4 60.8 B5 55.1 B6 55.1 B7 38 C C1 37.5 C2 56.3 C3 56.3 C4 60 C5 54.38 C6 54.38 C7 37.5 qsan tải phân bố lên sàn lấy gần đúng=1200 daN/m2 n -số tầng của công trình Rb=17Mpa cường độ chịu nén tính toán của bê tông k: hệ số kể đến momen uốn k=1.3 đối với cột góc k=1.2 đối với cột biên k=1.1 đối với cột giữa Chọn tiết diện cột theo công thức trên với kích thước thay đổi 3 tầng một lần Bảng chọn tiết diện các cột biên Cột A2, A3, A4, A5, A6, D3, D4 Tầng S (m2) q(daN/m2) N(daN) k Abtính(mm2) B(cm) H(cm) Abchọn(mm2) 18,17,16 28.8 1200 103680 1.2 73186 40 45 1800 15,14,13 28.8 1200 207360 1.2 146372 40 55 2200 12,11,10 28.8 1200 311040 1.2 219558 45 65 2925 9,8,7 28.8 1200 414720 1.2 292744 50 70 3500 6,5,4 28.8 1200 518400 1.2 365929 55 75 4125 3,2,1 28.8 1200 622080 1.2 439115 60 80 4800 lửng,trệt hầm 28.8 1200 725760 1.2 512301 65 85 5525 Các cột góc A1,A7, D1, D7 ta có : tiết diện cột tại tầng hầm N=1200x20x21=462000(daN) Ab=1.3x4620000/17=353294.11(mm2) Chọn tiết diện 60x60=360000 (cm2) cho tầng hầm, trệt, lửng, tiết diện 55x55(cm2) cho lầu 1,2,3 , tiết diện 50x50(cm2) cho tất cả các lầu còn lại Bảng chọn tiết diện các cột giữa Cột B2,B3,B4,B5,B6,C2,C3,C4,C5,C6 Tầng S (m2) q(daN/m2) N(daN) k Abtính(mm2) B(cm) H(cm) Abchọn(mm2) 18,17,16 60 1200 216000 1.1 139765 40 50 2000 15,14,13 60 1200 432000 1.1 279529 40 60 2400 12,11,10 60 1200 648000 1.1 419294 50 70 3500 9,8,7 60 1200 864000 1.1 559059 60 80 4800 6,5,4 60 1200 1080000 1.1 698824 70 90 6300 3,2,1 60 1200 1296000 1.1 838588 75 95 7125 lửng,trệt hầm 60 1200 1512000 1.1 978353 800 100 80000 Các cột B1,B7,C1,C7 có S=38m2 lực tác dụng tại chân cột tầng hầm là N=38x1200x20=912000(daN) , tiết diện cột là Ab=1.2x9120000/17=643764(mm2) chọn tiết diện các tầng như sau: Tầng hầm, trệt, lửng : 80x85=6800 (cm2) Lầu 1,2,3 : 70x80(cm2) Lầu 4,5,6 : 65x75(cm2) Lầu 7,8,9 : 60x70(cm2) Lầu 10,11,12 : 55x65(cm2) Lầu 13,14,15 : 50x60(cm2) Lầu 16,18,18 : 50x50(cm2) Chọn chiều dày vách cứng =25(cm) 4.2/xác định tải trọng thẳng đứng 4.2.1/Tải trọng thường xuyên ( tĩnh tải) -Bao gồm tải trọng bản thân của các kết cấu chiu lực : cột ,dầm, sàn, vách cứng, kết cấu bao che. Ngoài ra còn phải kê đến các lớp hoàn thiện sàn nhà, vách ngăn , các vách ngăn dù là hoạt tải dài hạn nhưng vẩn kể vào tải thường xuyên, đối với hoạt tải phân bố trên sàn nhà lấy phần hoạt tải dài hạn cộng vào tĩnh tải -Tải trọng bản thân của cột, dầm, vách cứng sẽ cho máy tự tính , như vậy chỉ còn tải của các lớp hoàn thiện , tải của các các vách ngăn và hoạt tải dài hạn ta sẽ tính và nhập vào máy Từ kết quả tính tải trọng phân bố lên sàn đã tính ở chương I ta lấy phần tĩnh tải trừ đi phần trọng lượng bản thân của các cấu kiện đã được máy tự tính ta được trường hợp tải trọng của các lớp cấu tạo , đường ống thiết bị và trần treo Bảng tính tải trọng của các lớp cấu tạo phân bố lên sàn Ô sàn ô 1, ô 2, ô 3, ô 4, ô 5, ô 6, ô 7, ô 8, ô 9, ô 12 , ô 13, ô 15, ô 16 ô 10, ô 11, ô 16 Tổng tải trọng gs(daN/m2) 626.2 670.2 Trọng lượng bản thân (daN/m2) 385 385 Tải trọng các lớp cấu tạo (daN/m2) 241.2 285.2 Tải trọng tường tác dụng lên ô sàn Ô sàn ô 8 ô 9 ô 10 ô 11 Tải trọng tường gt(daN/m2) 566.52 71.87 168.62 499.61 -Tải trọng của tường truyền lên dầm +Tường bao ngoài là tường gạch ống dày 200 có : gt=330(daN/m2) +Tường ngăn bê trong là tường gạch ống dày 100 có : gt=180(daN/m2) +Chiều cao tường lấy bằng chiều cao tầng : h=3.5(m) -Tải tường tác dụng lên dầm là tải phân bố đều +Tường 100:q=180x3.5x1.1=693(daN/m) +Tường 200:q=330x3.5x1.1=1270.5(daN/m) Hoạt tải dài hạn chuyển thành tĩnh tải có giá trị 100(daN/m2) 4.2.2/Tải trọng của cầu hang và hồ nước mái tác dụng lên khung a/Tải trọng của cầu thang Tải trọng của cầu thang tác dụng lên dầm sàn là phản lực gối tựa của bản thang q=3033.4(daN/m) b/Tải trọng hồ nước mái -Tải trọng của hồ nước mái truyền lên cột là tổng phản lực của dầm nắp , dầm đáy trong trường hợp bất lợi nhất là khi hồ đầy nước và có hoạt tải sửa chữa và trọng lượng bản thân của các cột +Trọng lượng bản thân của cột B2, B3 G=0.5x0.5x3.2x2500=2000(daN) +Trọng lượng bản thân của cột C2, C3 G=0.65x0.65x3.2x2500=3380(daN) Tổng tải trọng tác dụng lên cột D2, D3 N1=(2000+4700+25070)2=63540(daN) Tổng tải trọng tác dụng lên cột C2, C3 N2=(3380+4700+25070)2=66300(daN) 4.2.3/Hoạt tải Chỉ còn phần ngắn hạn Bảng xác định hoạt tải ngắn hạn tác dụng lên các ô sàn Ô sàn ô 1, ô 2, ô 3, ô 4, ô 5, ô 6, ô 7, ô 8, ô 9, ô 10, ô 11, ô 14, ô 15, ô 16 ô 12, ô 13 Hoạt tải ngắn hạn(daN/m2) 140 260 4.3/Xác định tải trọng gió tác dụng lên khung 4.3.1/Gió tĩnh Theo TCVN 2727-1995 giá thành phần tĩnh của tải trọng gió được xác định theo công thức : (daN/m2) Trong đó : Wo: giá trị của áp lực gió, công trình xây dựng tai thành phố Hồ Chí Minh , địa hình IIA có W0=83(daN/m2) k: hệ số tính đến sự thay đổi áp lực gió theo chiều cao n=1.2 hệ số độ tin cậy c=1.4 hệ số khí động Bảng tính tải trọng gió tỉnh tác dụng lên các tầng Tầng W0(daN/m2) chiều cao (m) k c n W(daN/m2) 1 83 3.8 1.028 1.4 1.2 143.34 2 83 7.3 1.121 1.4 1.2 156.31 3 83 10.8 1.1896 1.4 1.2 165.88 4 83 14.3 1.2316 1.4 1.2 171.73 5 83 17.8 1.268 1.4 1.2 176.81 6 83 21.3 1.3 1.4 1.2 181.27 7 83 24.8 1.3284 1.4 1.2 185.23 8 83 28.3 1.3564 1.4 1.2 189.14 9 83 31.8 1.381 1.4 1.2 192.57 10 83 35.3 1.4 1.4 1.2 195.22 11 83 38.8 1.4228 1.4 1.2 198.40 12 83 42.3 1.439 1.4 1.2 200.65 13 83 45.8 1.4532 1.4 1.2 202.63 14 83 49.3 1.4672 1.4 1.2 204.59 15 83 52.8 1.4812 1.4 1.2 206.54 16 83 56.3 1.4952 1.4 1.2 208.49 17 83 59.8 1.5092 1.4 1.2 210.44 18 83 63.3 1.5199 1.4 1.2 211.93 19 83 66.8 1.5304 1.4 1.2 213.40 4.3.2/Gió động Trình tự các bước tính toán xác định thành phần động của tải trọng gió -Thiết lập sơ đồ tính toán động lực : +Sơ đồ tính toán được chọn là một thanh console có hữu hạn điểm tập trung khối lượng +chia công trình thành n phần sao cho mỗi phần có độ cứng và áp lực gió lên bề mặt không đổi +Vị trí các điểm tập trung khối lượng đặt tương ứng với cao trình trọng tâm của các kết cấu truyền tải trọng ngang của công trình (sàn nhà) -Xác định giá trị tiêu chuẩn và giá trị tính toán thành phần động của tải tọng gió lên công trình +Để xác định thành phần động của tải trọng gió ta cần tính toán dao động của công trình bằng cách xác định tần số riêng , chu kỳ dao động , chuyển vị…, của công trình . Để có được tần số và dạng dao động ta dựa vào phần mềm ETABS 9.04 để xác định các đại lượng trên Mode Period(T) 1 3.598681 2 3.311764 3 2.122503 4 1.142722 5 0.965149 6 0.611188 7 0.511705 8 0.460657 9 0.386876 10 0.269216 11 0.267824 12 0.223412 Các dạng dao động của công trình Lựa chọn chu kỳ hợp lý theo [6] Theo Taniguchi ta có T=(0.07-0.09)n n : số tầng của công trình vậy ta có T=(0.07-0.09)20=1.4-1.8(s) ta thấy dao động của công trình ở Mode 3,4 có chu kỳ gần bằng với chu kỳ hợp lý nhất nên ta chọn Mode 3,4 để tính gió động Mode Period(T) Frequence(f) 3 2.122503 0.4711419 4 1.142722 0.8751035 Nhận xét: Hai tần số dao động riêng cơ bản thứ 3,4 có : f3=0.47 <f4=0.875<fL=1.3 nên tính thành phần động của tải trọng gió phải kể đến ảnh hưởng của 2 dạng dao động 3,4 *Xác định thành phần động của tải trọng gió -Giá trị tiêu chuẩn của thành phần động tác dụng lên phần thứ j ứng với dạng dao động thứ i xác định theo công thức : Wp(ij)=Mj.ξi.i.yij Trong đó: Mj: khối lượng tập trung của phần công trình thứ j ξi : hệ số động lực với dạng dao động thứ i i :hệ số được xác định bằng cách chia công trình thành n phần trong phạm vi mỗi phần tải trọng gió coi như không đổi yij : dịch chuyển ngang tỉ đối của trọng tâm phần công trình thứ j ứng với dạng dao động riêng thứ i a/Xác định ξi Hệ số động lực được xác định ứng với 5 dạng dao động đầu tiên, hệ số ξi phụ thuộc vào thong số εi và độ giảm loga của dao động εi= Trong đó γ : hệ số độ tin cậy của tải trọng gió , lấy bằng 1,2 Wo : giá trị của áp lực gió =830(N/m2) fi : tần số dao động riêng thứ i Công trình bằng bê tông cốt thép nên có δ=0.3. Theo đồ thị hình 2 trang 10 trong TCXD 220:1999[7] ta xác định hệ số ξi như sau : Tần số fi ε ξ 0.471 0.07 1.65 0.875 0.04 1.5 b/Xác định các dạng dao động Biên độ của dạng dao động riêng thứ i tại điểm j được xác định theo công thức Trong đó các hệ số ứng với ba dạng dao động đầu tiên lấy bằng α1=1.875 B1=1.365 α2=4.694 B2=0.980 α3=7.860 B3=1.000 Với : hj chiều cao điểm dặt khối lượng thứ j H chiều cao của toàn bộ công trình Bảng kết quả tính toán các giá trị yij của hai dạng dao động 3,4 Tầng z(m) ξj* yj1 yj2 1 3.8 0.057 0.0151 0.0635 2 7.3 0.109 0.0544 0.2129 3 10.8 0.162 0.1162 0.4192 4 14.3 0.214 0.1984 0.6537 5 17.8 0.266 0.2992 0.8894 6 21.3 0.319 0.4168 1.1017 7 24.8 0.371 0.5494 1.2691 8 28.3 0.424 0.6951 1.3741 9 31.8 0.476 0.8522 1.404 10 35.3 0.528 1.0191 1.3509 11 38.8 0.581 1.194 1.2121 12 42.3 0.633 1.3756 0.9897 13 45.8 0.686 1.5625 0.6902 14 49.3 0.738 1.7533 0.3237 15 52.8 0.790 1.947 -0.097 16 56.3 0.843 2.1427 -0.559 17 59.8 0.895 2.3394 -1.047 18 63.3 0.948 2.5368 -1.552 19 66.8 1.000 2.7343 -2.066 c/ Xác định hệ số i hệ số i được xác định bằng công thức Với WFj : giá trị tiêu chuẩn thành phần động của tải trọng gió tác dụng lên phần thứ j của công trình , ứng với các dạng dao động khác nhau khi chỉ kể đến ảnh hưởng của xung vận tốc gió được xác định theo công thức WFj=Wj.ζi..Dj.hj Trong đó: Wj : giá trị tiêu chuẩn thành phần tĩnh của áp lực gió , tác dụng lên phần thứ j của công trình, đã xác định ở phần trước Dj,hj :bề rộng và chiều cao của mặt đón gió :hệ số tương quan không gian áp lực động của tải trọng gió được xác định phụ thuộc vào tham số và dạng dao động . với dạng dao động thứ nhất =1, còn đối với các dạng dao động còn lại =1 +Gió theo phương X lấy mặp phẳng ZOY theo bảng 5 TCXD229:1999 =0.4L=0.4x22.2=8.88 , =H=66.8 1x=0.734 +Gió theo phương Y lấy mặt phẳng tọa độ ZOX theo bảng 5 TCXD229:1999 ta có =D=45.5 , =H=66.8 1y=0.633 ζi : hệ áp lực động của tải trọng gió ở độ cao z ứng với phần thứ j của công trình tra bảng 3 trong tiêu chuẩn 229:1999 Bảng kết quả tính ζi cho các tầng của công trình Tầng 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 z(m) 3.8 7.3 10.8 14 18 21.3 24.8 28 31.8 35 ζi 0.32 0.31 0.3 0.3 0.3 0.29 0.29 0.3 0.28 0.3 Tầng 11 12 13 14 15 16 17 18 19 z(m) 38.8 42.3 45.8 49 53 56.3 59.8 63 66.8 ζi 0.28 0.27 0.27 0.3 0.3 0.27 0.27 0.3 0.27 Bảng kết quả tính toán WFj theo phương X Tầng z(m) Wj(daN) ζi WFj(daN) Mode 3 Mode 4 1 3.8 12092.5 0.318 2823 3845.42 2 7.3 12145.5 0.311 2773 3777.25 3 10.8 12888.7 0.302 2857 3892.39 4 14.3 13343.8 0.297 2909 3963.11 5 17.8 13738.1 0.292 2944 4011.53 6 21.3 14084.8 0.288 2977 4056.42 7 24.8 14392.5 0.286 3021 4116.26 8 28.3 14695.9 0.283 3053 4158.94 9 31.8 14962.4 0.281 3086 4204.43 10 35.3 15168.3 0.278 3095 4216.79 11 38.8 15415.3 0.276 3123 4254.62 12 42.3 15590.8 0.274 3136 4271.88 13 45.8 15744.7 0.273 3155 4298.3 14 49.3 15896.4 0.271 3162 4307.92 15 52.8 16048 0.27 3180 4332.96 16 56.3 16199.7 0.268 3187 4341.52 17 59.8 16351.4 0.267 3205 4365.82 18 63.3 16467.3 0.266 3215 4380.3 19 66.8 16581.1 0.265 3225 4393.99 Bảng kết quả tính toán WFj theo phương Y Tầng z(m) Wj(daN) ζi WFj(daN) Mode 3 Mode 4 1 3.8 24784.2 0.318 5785 7881.38 2 7.3 24892.7 0.311 5682 7741.63 3 10.8 26416 0.302 5856 7977.63 4 14.3 27348.7 0.297 5962 8122.56 5 17.8 28157 0.292 6035 8221.84 6 21.3 28867.6 0.288 6102 8313.87 7 24.8 29498.2 0.286 6192 8436.49 8 28.3 30120 0.283 6257 8523.96 9 31.8 30666.2 0.281 6325 8617.2 10 35.3 31088.1 0.278 6344 8642.49 11 38.8 31594.4 0.276 6401 8720.05 12 42.3 31954.2 0.274 6427 8755.45 13 45.8 32269.5 0.273 6466 8809.57 14 49.3 32580.4 0.271 6481 8829.29 15 52.8 32891.3 0.27 6518 8880.65 16 56.3 33202.1 0.268 6531 8898.16 17 59.8 33513 0.267 6568 8947.97 18 63.3 33750.6 0.266 6590 8977.66 19 66.8 33983.8 0.265 6610 9005.71 Từ các giá trị Mj, yij, và WFj ta xác định được hệ số ứng với 2 dạng dao động của Mode3,4 theo hai phương X,Y là : Theo phương X 0.0015 , 0.001 Theo phương Y 0.0015 , 0.001 d/ Xác định thành phần động của tải trọng gió -Từ các giá trị Mj, ta xác định được giá trị tiêu chuẩn thành phần động của tải trọng gió Wp(ij) -Giá trị tính toán thành phần động của tải trọng gió được xác đinh theo công thức Wp(ij)tt= Trong đó γ : hệ số độ tin cậy của tải trọng gió lấy bằng 1,2 β :hệ số điều chỉnh của tải trọng gió lấy bằng 1,0 Bảng kết quả giá trị thành phần động của tải trọng gió theo phương X Tầng W(ij)(daN) W(ij)tt(daN) Mode 3 Mode 4 Mode 3 Mode 4 1 0.0015 0.001 47.43232 127.94 56.919 153.53 2 0.0015 0.001 170.1079 403.21 204.13 483.85 3 0.0015 0.001 360.3683 788.2 432.44 945.84 4 0.0015 0.001 615.4511 1229.2 738.54 1475 5 0.0015 0.001 919.7411 1656.9 1103.7 1988.3 6 0.0015 0.001 1271.349 2036.5 1525.6 2443.7 7 0.0015 0.001 1674.283 2343.9 2009.1 2812.7 8 0.0015 0.001 2102.466 2518.9 2523 3022.7 9 0.0015 0.001 2559.976 2556 3072 3067.3 10 0.0015 0.001 3061.156 2459.4 3673.4 2951.3 11 0.0015 0.001 3554.506 2186.8 4265.4 2624.2 12 0.0015 0.001 4073.605 1776.2 4888.3 2131.4 13 0.0015 0.001 4638.592 1241.8 5566.3 1490.2 14 0.0015 0.001 5175.541 579.17 6210.6 695.01 15 0.0015 0.001 5718.107 -172.83 6861.7 -207.4 16 0.0015 0.001 6292.617 -994.26 7551.1 -1193 17 0.0015 0.001 6833.693 -1854.3 8200.4 -2225 18 0.0015 0.001 7375.136 -2735.1 8850.2 -3282 19 0.0015 0.001 7561.165 -3461.8 9073.4 -4154 Bảng kết quả giá trị thành phần động của tải trọng gió theo phương Y Tầng W(ij)(daN) W(ij)tt(daN) Mode 3 Mode 4 Mode 3 Mode 4 1 0.003 0.0021 97.21513 262.22 116.66 314.66 2 0.003 0.0021 340.2157 846.74 408.26 1016.1 3 0.003 0.0021 720.7366 1655.2 864.88 1986.3 4 0.003 0.0021 1230.902 2581.3 1477.1 3097.5 5 0.003 0.0021 1839.482 3479.6 2207.4 4175.5 6 0.003 0.0021 2542.698 4276.6 3051.2 5131.9 7 0.003 0.0021 3348.565 4922.2 4018.3 5906.6 8 0.003 0.0021 4204.931 5289.7 5045.9 6347.7 9 0.003 0.0021 5119.952 5367.7 6143.9 6441.2 10 0.003 0.0021 6122.312 5164.7 7346.8 6197.7 11 0.003 0.0021 7109.013 4592.3 8530.8 5510.8 12 0.003 0.0021 8147.21 3729.9 9776.7 4475.9 13 0.003 0.0021 9277.184 2607.8 11133 3129.4 14 0.003 0.0021 10351.08 1216.3 12421 1459.5 15 0.003 0.0021 11436.21 -362.94 13723 -435.5 16 0.003 0.0021 12585.23 -2087.9 15102 -2506 17 0.003 0.0021 13667.39 -3894 16401 -4673 18 0.003 0.0021 14750.27 -5743.6 17700 -6892 19 0.003 0.0021 15122.33 -7269.9 18147 -8724 Nội lực và chuyển vị gây ra do thành phần tĩnh và động của tải trọng gió được xác định như sau Trong đó X : momen uốn (xoắn), lực cắt, lực dọc, hoặc chuyển vị Xt :momen uốn (xoắn), lực cắt, lực dọc, hoặc chuyển vị do thành phần tĩnh của tải trọng gió gây ra Xd :momen uốn (xoắn), lực cắt, lực dọc, hoặc chuyển vị do thành phần động của tải trọng gió gây ra ở dạng thứ i Bảng kết quả tính tổng tải trọng gió lên công trình theo phương X Tầng Gió tỉnh (Wx) (daN) Gió động (daN) Tĩnh +động (daN) 1 12092.5 163.741 12256.24 2 12145.5 525.147 12670.65 3 12888.7 1040.01 13928.71 4 13343.8 1649.57 14993.37 5 13738.1 2274.09 16012.19 6 14084.8 2880.82 16965.62 7 14392.5 3456.55 17849.05 8 14695.9 3937.29 18633.19 9 14962.4 4341.14 19303.54 10 15168.3 4712.12 19880.42 11 15415.3 5008 20423.30 12 15590.8 5332.76 20923.56 13 15744.7 5762.33 21507.03 14 15896.4 6249.37 22145.77 15 16048 6864.83 22912.83 16 16199.7 7644.76 23844.46 17 16351.4 8496.89 24848.29 18 16467.3 9439.15 25906.45 19 16581.1 9979.09 26560.19 Bảng kết quả tính tổng tải trọng gió lên công trình theo phương Y Tầng Gió tỉnh (Wx) (daN) Gió động (daN) Tĩnh +động (daN) 1 12092.5 335.59 12428.09 2 12145.5 1095.05 13240.55 3 12888.7 2166.43 15055.13 4 13343.8 3431.67 16775.47 5 13738.1 4723.07 18461.17 6 14084.8 5970.45 20055.25 7 14392.5 7143.85 21536.35 8 14695.9 8108.91 22804.81 9 14962.4 8901.49 23863.89 10 15168.3 9611.81 24780.11 11 15415.3 10156 25571.26 12 15590.8 10752.6 26343.36 13 15744.7 11564.5 27309.16 14 15896.4 12506.5 28402.85 15 16048 13729.9 29777.91 16 16199.7 15308.5 31508.21 17 16351.4 17053.7 33405.13 18 16467.3 18994.5 35461.76 19 16581.1 20135.1 36716.19 4.4/Tính toán nội lực 4.4.1/Các trường hợp chất tải lên khung +Tĩnh tải +Hoạt tải chất đầy do trong nhà nhiều tầng có tĩnh tải khá lớn so với hoạt tải và có chiều cao nhà khá lớn (trên 40m) thì momen trong dầm và cột do hoạt tải đứng gây ra là khá bé so với so với momen do tĩnh tải và tải trọng gió gây ra. Lúc này có thể tính toán gần đúng bằng cách bỏ qua các trường hợp xếp hoạt tải đứng cách tầng , cách nhịp mà gộp lại thành toàn bộ hoạt tải chất đầy trên các sàn để tính. +Gió X trái +Gió X phải +Gió Y trái +Gió Y phải 4.4.2/Tổ hợp tải trọng -Sau khi tính toán , xác định nội lực cho các trường hợp tải trọng ta phải tiến hành tổ hợp tải trọng -Tổ hợp tải trọng là một phép cộng có lựa chọn nhằm tìm ra những giá trị nội lực bất lợi nhất để tính toán cốt thép hoặc kiểm tra khả năng chịu lực -Theo TCVN 2737 :1995 thì tổ hợp tải trọng bao gồm tổ hợp cơ bản và tổ hợp đặc biệt . Trong đồ án này không xét tổ hợp đặc biệt +Tổ hợp cơ bản chính trong đó có có một tải trọng thường xuyên và một tải trọng tạm thời (hê số tổ hợp =1) +Tổ hợp cơ bản phụ trong đó có một tải trọng thường xuyên và hai hay nhiều hoạt tải ( hệ số tổ hợp 0.9) -Các cấu trúc tổ hợp +Tổ hợp 1 : 1 tĩnh tải+1 hoạt tải +Tổ hợp 2 : 1 tĩnh tải+1 gió X trái +Tổ hợp 3 : 1 tĩnh tải+1 gió X phải +Tổ hợp 4 : 1 tĩnh tải+1 gió Y trái +Tổ hợp 5 : 1 tĩnh tải+1 gió Y phải +Tổ hợp 6 : 1 tĩnh tải+0.9 hoạt tải+0.9 gió X trái +Tổ hợp 7 : 1 tĩnh tải+0.9 hoạt tải+0.9 gió X phải +Tổ hợp 8 : 1 tĩnh tải+0.9 hoạt tải+0.9 gió Y trái +Tổ hợp 9 : 1 tĩnh tải+0.9 hoạt tải+0.9 gió Y phải -Từ các tổ hợp nội lực chính và tổ hợp nội lực phụ cần tìm ra các cập nội lực nguy hiểm (lớn nhất) để tính cốt thép cho cấu kiện đó: +Đối với dầm ở nhịp là Mmax còn ở gối là Mmin và Qmax +Đối với cột các cặp : Mx max,My và N tư Mymax,Mx và N tư Nmax , Mx tư và My tư +Riêng đối với chân cột cần tìm thêm Qmax để tính móng Bảng tổ hợp nội lực cho dầm Tầng Nhịp Vị trí M +max (KNm) M – min (KNm) Q (KN) 20 A-B Gối B -178.419 168.74 Giữa nhịp 131.83 Gối A -180.964 B-C Gối C -181.433 197.4 Giữa nhịp 147.64 Gối B -312.701 C-D Gối D -217.278 140 Giữa nhịp 160.37 Gối C -123.48 19 A-B Gối B -163.359 191.43 Giữa nhịp 122.27 Gối A -250.745 B-C Gối C -197.41 206.04 Giữa nhịp 149.26 GốiB -334.9 C-D Gối D -283.164 164.24 Giữa nhịp 148.81 Gối C -118.169 18 A-B Gối B -166.92 143.1 Giữa nhịp 122.54 Gối A -250.299 B-C Gối C -200.739 167 Giữa nhịp 149.63 Gối B -332.167 C-D Gối D -280.293 167.4 Giữa nhịp 150.59 Gối C -126.348 17 A-B Gối B -172.247 144.9 Giữa nhịp 120.95 Gối A -266.066 B-C Gối C -210.971 209.09 Giữa nhịp 150.42 Gối B -338.318 C-D Gối D -293.747 130.55 Giữa nhịp 149.61 Gối C -135.453 16 A-B gối B -182.611 149.1 Giữa nhịp 121.53 Gối A -268.58 B-C Gối C -219.954 173.8 Giữa nhịp 151.1 Gối B -341.604 C-D Gối D -293.561 172 Giữa nhịp 150.89 Gối C -148.959 15 A-B Gối B -184.426 203.97 Giữa nhịp 120.46 Gối A -278.293 B-C Gối C -223.949 212.53 Giữa nhịp 152.07 Gối B -338.309 C-D Gối D -301.003 178.2 Giữa nhịp 150.67 Gối C -155.528 14 A-B Gối B -193.905 207.99 Giữa nhịp 122.27 Gối A -289.664 B-C Gối C -235.641 181.9 Giữa nhịp 152.9 Gối B -344.776 C-D Gối D -309.969 146.13 Giữa nhịp 150.28 Gối C -168.351 13 A-B Gối B -212.686 208.42 Giữa nhịp 122.06 Gối A -291.16 B-C Gối C -251.218 215.47 Giữa nhịp 153.14 Gối B -355.035 C-D Gối D -309.143 151.78 Giữa nhịp 151.59 Gối C -189.073 12 A-B Gối B -214.5 210.98 Giữa nhịp 123.04 Gối A -294.137 B-C Gối C -250.037 216.51 Giữa nhịp 153.71 Gối B -344.052 C-D Gối D -310.664 158.01 Giữa nhịp 152.21 Gối C -194.297 11 A-B Gối B -224.629 213.76 Giữa nhịp 126.2 Gối A -301.579 B-C Gối C -260.702 218.5 Giữa nhịp 154.25 Gối B -349.422 C-D Gối D -315.916 187 Giữa nhịp 151.44 Gối C -207.67 10 A-B Gối B -235.389 213.88 Giữa nhịp 132.6 Gối A -301.731 B-C Gối C -268.082 218.55 Giữa nhịp 154.16 Gối B -349.536 C-D Gối D -314.091 186 Giữa nhịp 153.03 Gối C -220.535 9 A-B Gối B -240.894 214.89 Giữa nhịp 138.25 Gối A -299.928 B-C Gối C -271.669 218.77 Giữa nhịp 154 Gối B -345.35 C-D Gối D -310.698 186.8 Giữa nhịp 152.23 Gối C -228.922 8 A-B Gối B -246.786 216.14 Giữa nhịp 142.99 Gối A -303.318 B-C Gối C -277.746 218.71 Giữa nhịp 153.57 Gối B -344.791 C-D Gối D -311.269 187.3 Giữa nhịp 152.1 Gối C -237.802 7 A-B Gối B -251.272 215.52 Giữa nhịp 144.55 Gối A -301.344 B-C Gối C -281.075 217.37 Giữa nhịp 152.49 Gối B -340.938 C-D Gối D -306.149 185 Giữa nhịp 153.54 Gối C -245.392 6 A-B Gối B -248.585 214.85 Giữa nhịp 143.22 Gối A -295.063 B-C Gối C -278.032 215.09 Giữa nhịp 150.82 Gối B -329.812 C-D Gối D -297.63 184 Giữa nhịp 151.92 Gối C -245.854 5 A-B Gối B -247.369 213.22 Giữa nhịp 139.77 Gối A -290.838 B-C Gối C -277.104 212.09 Giữa nhịp 148.61 Gối B -321.494 C-D Gối D -291.407 182.5 Giữa nhịp 152.65 Gối C -246.581 4 A-B Gối B -242.48 208.87 Giữa nhịp 130.51 Gối A -278.965 B-C Gối C -271.735 207.07 Giữa nhịp 145.23 Gối B -308.027 C-D Gối D -277.913 178.53 Giữa nhịp 150.64 Gối C -243.222 3 A-B Gối B -226.869 202.4 Giữa nhịp 122.41 Gối A -257.414 B-C Gối C -256.222 199.51 Giữa nhịp 141.65 Gối B -283.519 C-D Gối D -255.738 173.25 Giữa nhịp 149.34 Gối C -228.719 2 A-B Gối B -209.095 193.99 Giữa nhịp 117.87 Gối A -235.184 B-C Gối C -240.078 190.12 Giữa nhịp 141.63 Gối B -258.704 C-D Gối D -232.446 164.7 Giữa nhịp 148.85 Gối C -211.32 1 A-B Gối B -178.83 179.21 Giữa nhịp 118.34 Gối A -195.831 B-C Gối C -211.137 175.15 Giữa nhịp 141.65 Gối B -219.481 C-D Gối D -192.483 149.8 Giữa nhịp 145.99 Gối C -179.949 Bảng tổ hợp nội lực cột C-2 Tầng Mxmax,My tư, N tư Mymax,Mx tư, N tư Nmax,Mx tư, My tư 20 -130 -96.568 -1239 130.4 56.178 -1187 -1257.7 -53.7 -76 19 -99.2 -69.996 -1800 -98.3 -47.08 -1803 -1839.3 -37.1 -54 18 -122 -85.817 -2371 -119 -58.19 -2375 -2431.7 -44.2 -66 17 -129 -120.24 -3025 -120 -59.91 -2948 -3025.4 -41.9 -63 16 -118 -82.014 -3516 -121 -52.31 -3524 -3624.1 -33 -60 15 -137 -85.431 -4099 -129 -59.09 -4108 -4232.7 -35.6 -62 14 -180 -75.748 -3858 -141 -76.5 -4694 -4844.7 -42.5 -65 13 -129 -61.925 -4320 -120 -48.76 -5278 -5455.9 -22.1 -51 12 -173 -72.854 -4800 -144 -61.86 -5880 -6087.1 -26.4 -60 11 -182 -71.449 -5282 -146 -62 -6485 -6722.7 -23.8 -57 10 -173 -59.937 -5769 -130 -52.58 -7095 -7364.5 -14 -47 9 -200 -68.933 -6272 -154 -56.1 -7723 -8027.4 161.3 -24 8 -213 -66.116 -6778 -154 -58.94 -8356 -8699.7 173.6 -22 7 215.4 -1.3336 -7735 -147 -51.08 -8993 -9378 191.1 -16 6 251.1 -1.4552 -8309 -166 -54.67 -7836 -10074 223.8 -18 5 270.8 0.6165 -8886 -171 -62.69 -8370 -10775 242 -15 4 311.9 4.81359 -9466 -183 -66.41 -8909 -11479 282.3 -9.2 3 380.6 11.4258 -10058 -206 -82.18 -9464 -12197 345.6 -3.4 2 438.3 23.1932 -10660 -239 -130.7 -10037 -12926 397.9 7.79 1 659 49.4943 -11233 -374 -152.7 -10593 -13629 606.6 41.2 Bảng tổ hợp nội lực cột B-2 Tầng Mxmax,My tư, N tư Mymax,Mx tư, N tư Nmax,Mx tư, My tư 20 188.2 -50.905 -696.3 110.3 188.22 -633.8 -704.98 114.1 -49 19 149.9 -33.692 -1380 -79.4 149.85 -1362 -1397.3 89.81 -33 18 180.3 -39.934 -2068 -97.4 180.33 -2042 -2095.4 105.5 -40 17 186 -37.296 -2754 -102 185.96 -2719 -2791.2 101.8 -39 16 173.4 -33.946 -3439 -106 173.36 -3396 -3487.6 91.85 -37 15 201.1 -34.957 -4129 -115 201.07 -4079 -4189.2 103.6 -39 14 240.7 -37.148 -4818 -131 240.66 -4760 -4889.9 110 -42 13 174 -27.569 -5499 -115 173.97 -4367 -5585 75.38 -34 12 234.7 -34.323 -6194 -139 234.68 -4923 -6294.7 100.7 -41 11 233.6 -33.434 -6889 -147 233.6 -5479 -7004.7 90.41 -40 10 224.8 -27.206 -7584 -135 224.83 -6035 -7715.9 82.96 -34 9 255.9 -33.468 -8292 -162 255.85 -6605 -8440.9 90.47 -41 8 261.2 -32.159 -9000 -168 261.16 -7174 -9166 84.06 -40 7 266.1 -25.862 -9707 -168 266.1 -7744 -9891.8 81.34 -34 6 302.4 -19.598 -8429 -192 302.4 -8326 -10630 88.18 -39 5 318.3 -15.542 -9013 -206 318.32 -8908 -11369 82.18 -38 4 353.6 -7.4864 -9597 -230 353.58 -9491 -12108 81.3 -34 3 424.3 0.61878 -10191 -271 424.34 -10085 -12856 87.77 -35 2 482.8 32.2885 -10796 -337 482.77 -10689 -13616 83.1 -32 1 674 78.5853 -11375 -514 673.98 -11268 -14348 69.53 -10 Bảng tổ hợp nội lực cột A-2 Tầng Mxmax My tư N tư Mymax Mx tư N tư Nmax Mx tư My tư 20 214.3 -32.992 -433.8 -70.5 133.25 -358.5 -433.76 214.3 -33 19 -107 12.801 -851 -58 -28.93 -891 -891.01 158.6 -22 18 200.5 -26.406 -1355 -77.9 119.51 -1103 -1354.7 200.5 -26 17 200.7 -24.377 -1824 -84.5 114.59 -1477 -1823.8 200.7 -24 16 185.3 -20.575 -2294 -83.7 102.2 -1849 -2294.2 185.3 -21 15 218.4 -23.514 -2775 -106 116.63 -2226 -2775.5 218.4 -24 14 218.5 -23.099 -3261 -113 112.81 -2601 -3261 218.5 -23 13 203.6 -18.411 -3747 -112 98.629 -2974 -3747.2 203.6 -18 12 231.6 -22.107 -4243 -134 110.76 -3351 -4242.5 231.6 -22 11 232.5 -20.909 -4741 -139 105.42 -3727 -4741.1 232.5 -21 10 222.2 -18.85 -5240 -146 95.516 -4100 -5240.2 222.2 -19 9 243.2 -19.411 -5744 -153 102.69 -4475 -5744.1 243.2 -19 8 246.8 -18.385 -6250 -161 99.514 -4849 -6249.8 246.8 -18 7 234.8 -14.377 -6756 -154 88.978 -5222 -6755.5 234.8 -14 6 264.2 -15.634 -7268 -172 99.388 -5601 -7268.2 264.2 -16 5 265.8 -12.738 -7780 -174 93.43 -5980 -7780 265.8 -13 4 265.6 -9.0115 -8288 -175 83.307 -6359 -8288.1 265.6 -9 3 296.6 -6.2888 -8794 -177 85.118 -6743 -8794 296.6 -6.3 2 311.2 2.16344 -9299 -176 72.386 -7138 -9298.8 311.2 2.16 1 288.6 27.2788 -8520 -200 -11.33 -7521 -9771.4 283 22.2 4.5/Kiểm tra ổn định công trình 4.5.1/Kiểm tra chuyển vị đỉnh công trình -Để đảm bảo công trình có thể sử dụng mộtcách bình thường, tránh gây ra những cảm giác khó chịu, không thoải mái cho người sử dụng thì theo điều 2.63-TCXD198:1997 , đối với kết cấu khung-vách , tiêu chí kiểm tra như sau: Trong đó: f-là chuyển vị theo phương ngang tại đỉnh kết cấu H-chiều cao từ đỉnh kết cấu của công trình đến mặt đất -Giải mô hình nhờ sự hổ trợ của Etabs, ta có chuyển vị ngang lớn nhất tại đỉnh công trình hư sau: Chuyển vị theo phương X: fx=4(cm) Chuyển vị theo phương Y: fy=6.1(cm) -Vậy chuyển vị ngang lớn nhất của công trình nằm trong giới hạn cho phép 4.5.2/Kiểm tra điều kiện chống lật : -Vì kết cấu móng công trình là móng sâu , có khả năng chống lật rất tốt do đó không cần kiểm tra chống lật Vậy công trình đảm bảo điều kiện ổn định 4.6/Tính cốt thép khung trục 2 4.6.1/Tính dầm a/Tính thép dọc -Dùng momen cực đại ở mỗi nhịp và trên từng gối để tính toán. Dầm đúc liền khối với bản , xem một phần bản tham gia chịu lực với dầm như là cánh của tiết diện chữ T. Tùy theo momen dương hay âm mà có kể hoặc không kể cánh vào trong tính toán -Số liệu ban đầu +Bê tông B25 có Rb=14.5(Mpa); Rbt=1.05(Mpa) +Thép nhóm AII có Rs=280(Mpa) +=0.418 +ξR=0.595 +(%) +Bề rộng tiết diện b=250(mm) +giả thiết a=50 (mm) ho=600-50=550(mm) đối với tiết diện chịu momen dương ( giữa nhịp) +giả thiết a=60 (mm) ho=600-60=540(mm) đối với tiết diện chịu momen âm( đầu nhịp) Với tiết diện chịu momen âm (gối tựa) Cánh nằm trong vùng chịu kéo nên bỏ qua, tính như tiết diện chữ nhật có tiết diện hxb. Chiều cao làm việc h0=h-a Nếu thì từ tính Diện tích cốt thép được tính theo công thức: Tính và phải đảm bảo Với tiết diện chịu momen dương (giữa nhịp) -Cánh nằm trong vùng chịu chịu nén , tham gia chịu lực với sườn . Chiều rộng cánh dưa vào trong tính toán là b’f . Bề rộng cánh b’f không vượt quá một giới hạn nhất định để đảm bảo cánh cùng tham gia chịu lực với sườn .Độ vươn của sải cánh Sc không được lớn hơn 1/6 nhịp dầm và không được lớn hơn các giá trị sau: +Khi có dầm ngang hoặc khi có bề dày của bản cánh h’f 0.1h thì Sc phải không vươt qua 1/2 khoảng cách thong thủy của hai dầm dọc +6hf Ở đây hf chiều cao của cánh , lấy bằng chiều dày của bản=140(mm) Ta có: 1/6ld=1/6.7=1.17(m) Một nửa khoảng cách hai mép trong của dầm=0.5x6.75=3.375(m) 6hf =6x0.14=0.84(m) b’f=b+2Sc=0.25+2x0.84=1.93(m) -Về mặt tính toán khi trục trung hòa đi qua cánh , tiết diện chữ T được tính như tiết diện chữ nhật có chiều rộng là b’f . Để phân biệt trường hợp trục trung hòa qua cánh và qua sườn , ta tính =14.5x1930x600x(550-0.5x140)= 8059x106(Nmm)=8950(KNm) +Nếu MMf thì trục trung hòa đi qua cánh , việc tính toán được tiến hành như đối với tiết diện chữ nhật b’f xh +Nếu M>Mf thì trục trung hòa đi qua sườn, việc tính toán với tiết diện chữ T Tính Từ αm tra bảng phụ lục 9 trang 373 [3] ta được ξ . Xác định diện tích cốt thép (As) theo công thức : Ta có Mmax=462 (KNm)<Mf trục trung hòa đi qua cánh, việc tính toán được tính như tiết diện chữ nhật có tiết diện 1930x600 -Từ bảng tổ hợp nội lực ta thấy moment ở gối B nhịp AB nhỏ hơn moment ở gối B nhịp BC nên thép ở gối B được tính với moment ở nhịp BC và bố trí cho nhịp AB, tương tự đối với gối C nhịp CD’ có moment nhỏ hơn gối C nhịp BC nên việc tính thép ở gối C sẽ được tính với moment ở nhịp BC và bố trí cho nhịp CD Bảng kết quả tính thép tiết diện nhịp dầm A-B Tầng M (KNm) αm ζ As tính (mm2) As chọn Ø As(mm2) μ (%) 20 131.831 0.016 0.992 862.82 4 Ø 18 1018 0.74 19 122.271 0.014 0.993 799.79 4 Ø 18 1018 0.74 18 122.536 0.014 0.993 801.53 4 Ø 18 1018 0.74 17 120.949 0.014 0.993 791.08 4 Ø 18 1018 0.74 16 121.527 0.014 0.993 794.88 4 Ø 18 1018 0.74 15 120.455 0.014 0.993 787.82 4 Ø 18 1018 0.74 14 122.273 0.014 0.993 799.8 4 Ø 18 1018 0.74 13 122.059 0.014 0.993 798.39 4 Ø 18 1018 0.74 12 123.041 0.015 0.993 804.86 4 Ø 18 1018 0.74 11 126.2 0.015 0.992 825.68 4 Ø 18 1018 0.74 10 132.597 0.016 0.992 867.87 4 Ø 18 1018 0.74 9 138.249 0.016 0.992 905.17 4 Ø 18 1018 0.74 8 142.989 0.017 0.991 936.47 4 Ø 18 1018 0.74 7 144.547 0.017 0.991 946.77 4 Ø 18 1018 0.74 6 143.216 0.017 0.991 937.97 4 Ø 18 1018 0.74 5 139.775 0.017 0.992 915.25 4 Ø 18 1018 0.74 4 130.511 0.015 0.992 854.11 4 Ø 18 1018 0.74 3 122.408 0.014 0.993 800.69 4 Ø 18 1018 0.74 2 117.874 0.014 0.993 770.82 4 Ø 18 1018 0.74 1 118.34 0.014 0.993 773.89 4 Ø 18 1018 0.74 Bảng kết quả tính thép cho tiết diện gối dầm A-B Tầng tiết diện M (KNm) αm ζ As tính (mm2) As chọn Ø As(mm2) μ (%) 20 gối B -178.419 0.1627 0.91067 1272.2 4Ø25+2Ø18 2472 1.798 gối A -180.964 0.165 0.90925 1292.4 2Ø25+1Ø20 1296 0.943 19 gối B -163.359 0.149 0.91894 1154.3 4Ø25+2Ø22 2723 1.980 gối A -250.745 0.2287 0.86833 1875.1 4Ø25 1963 1.428 18 gối B -166.92 0.1522 0.917 1182 4Ø25+2Ø22 2723 1.980 gối A -250.299 0.2283 0.86861 1871.2 4Ø25 1963 1.428 17 gối B -172.247 0.1571 0.91408 1223.6 4Ø25+2Ø22 2723 1.980 gối A -266.066 0.2426 0.85872 2011.9 3Ø25+2Ø20 2101 1.528 16 gối B -182.611 0.1665 0.90833 1305.5 3Ø28+2Ø25 2829 2.057 gối A -268.58 0.2449 0.85712 2034.7 3Ø25+2Ø20 2101 1.528 15 gối B -184.426 0.1682 0.90732 1319.9 4Ø25+2Ø22 2723 1.980 gối A -278.293 0.2538 0.85087 2123.8 3Ø25+2Ø20 2233 1.624 14 gối B -193.905 0.1768 0.90198 1396 3Ø28+2Ø25 2829 2.057 gối A -289.664 0.2642 0.8434 2230.2 3Ø25+2Ø20 2233 1.624 13 gối B -212.686 0.194 0.89118 1549.7 6Ø25 2945 2.142 gối A -291.16 0.2655 0.8424 2244.4 4Ø25+2Ø16 2365 1.720 12 gối B -214.5 0.1956 0.89012 1564.8 3Ø28+2Ø25 2829 2.057 gối A -294.137 0.2682 0.84041 2272.7 4Ø25+2Ø16 2365 1.720 11 gối B -224.629 0.2048 0.88416 1649.7 3Ø28+2Ø25 2829 2.057 gối A -301.579 0.275 0.83539 2344.2 4Ø25+2Ø16 2365 1.720 10 gối B -235.389 0.2147 0.87772 1741.5 3Ø28+2Ø25 2829 2.057 gối A -301.731 0.2752 0.83529 2345.6 4Ø25+2Ø16 2365 1.720 9 gối B -240.894 0.2197 0.87438 1789 3Ø28+2Ø25 2829 2.057 gối A -299.928 0.2735 0.83651 2328.2 4Ø25+2Ø16 2365 1.720 8 gối B -246.786 0.2251 0.87077 1840.3 3Ø28+2Ø25 2829 2.057 gối A -303.318 0.2766 0.83421 2361 4Ø25+2Ø16 2365 1.720 7 gối B -251.272 0.2291 0.868 1879.8 4Ø25+2Ø22 2723 1.980 gối A -301.344 0.2748 0.83555 2341.9 4Ø25+2Ø16 2365 1.720 6 gối B -248.585 0.2267 0.86967 1856.1 4Ø25+2Ø22 2723 1.980 gối A -295.063 0.2691 0.83979 2281.5 4Ø25+2Ø16 2365 1.720 5 gối B -247.369 0.2256 0.87041 1845.4 4Ø25+2Ø20 2591 1.884 gối A -290.838 0.2652 0.84262 2241.3 4Ø25+2Ø16 2365 1.720 4 gối B -242.48 0.2211 0.87341 1802.7 4Ø25+2Ø18 2472 1.798 gối A -278.965 0.2544 0.85043 2130.1 3Ø25+2Ø20 2233 1.624 3 gối B -226.869 0.2069 0.88282 1668.7 3Ø25+3Ø18 2236 1.626 gối A -257.414 0.2347 0.86418 1934.2 4Ø25 1963 1.428 2 gối B -209.095 0.1907 0.89327 1520 4Ø25 1963 1.428 gối A -235.184 0.2145 0.87784 1739.7 2Ø25+2Ø20 1742 1.267 1 gối B -178.83 0.1631 0.91044 1275.5 2Ø25+2Ø20 1610 1.171 gối A -195.831 0.1786 0.90088 1411.5 3Ø25 1473 1.071 Bảng kết quả tính thép tiết diện nhịp dầm B-C Tầng M (KNm) αm ζ As tính (mm2) As chọn Ø As(mm2) μ (%) 20 147.6444 0.017441 0.9912 967.24 4Ø18 1018 0.7404 19 149.2552 0.017631 0.99111 977.89 4Ø18 1018 0.7404 18 149.6341 0.017676 0.99108 980.39 4Ø18 1018 0.7404 17 150.421 0.017769 0.99104 985.6 4Ø18 1018 0.7404 16 151.1048 0.01785 0.99099 990.12 4Ø18 1018 0.7404 15 152.0746 0.017964 0.99094 996.53 4Ø18 1018 0.7404 14 152.9029 0.018062 0.99089 1002 4Ø18 1018 0.7404 13 153.1423 0.01809 0.99087 1003.6 4Ø18 1018 0.7404 12 153.7075 0.018157 0.99084 1007.3 4Ø18 1018 0.7404 11 154.2508 0.018221 0.9908 1010.9 4Ø18 1018 0.7404 10 154.1588 0.01821 0.99081 1010.3 4Ø18 1018 0.7404 9 154.0029 0.018192 0.99082 1009.3 4Ø18 1018 0.7404 8 153.5735 0.018141 0.99085 1006.4 4Ø18 1018 0.7404 7 152.4885 0.018013 0.99091 999.27 4Ø18 1018 0.7404 6 150.822 0.017816 0.99101 988.25 4Ø18 1018 0.7404 5 148.6058 0.017554 0.99114 973.59 4Ø18 1018 0.7404 4 145.2306 0.017156 0.99135 951.29 4Ø18 1018 0.7404 3 141.654 0.016733 0.99156 927.66 4Ø18 1018 0.7404 2 141.6277 0.01673 0.99156 927.48 4Ø18 1018 0.7404 1 141.6517 0.016733 0.99156 927.64 4Ø18 1018 0.7404 Bảng kết quả tính thép cho tiết diện gối dầm B-C Tầng tiết diện M (KNm) αm ζ As tính (mm2) As chọn Ø As(mm2) μ (%) 20 gối C -181.433 0.1655 0.909 1296.095 2Ø25+1Ø22 1362.1 0.991 gối B -312.7012 0.2852 0.828 2453.08 4Ø25+2Ø18 2472 1.798 19 gối C -197.4104 0.18 0.9 1424.344 3Ø25 1473 1.071 gối B -334.9 0.3054 0.812 2678.428 4Ø25+2Ø22 2723 1.980 18 gối C -200.7392 0.1831 0.898 1451.429 3Ø25 1473 1.071 gối B -332.1668 0.3029 0.814 2650.069 4Ø25+2Ø22 2723 1.980 17 gối C -210.9706 0.1924 0.892 1535.499 2Ø28 1610 1.171 gối B -338.3182 0.3085 0.809 2714.151 4Ø25+2Ø22 2723 1.980 16 gối C -219.9536 0.2006 0.887 1610.369 2Ø28 1610 1.171 gối B -341.6044 0.3115 0.807 2748.77 3Ø28+2Ø25 2829 2.057 15 gối C -223.9488 0.2042 0.885 1643.997 2Ø25+2Ø22 1742 1.267 gối B -338.3086 0.3085 0.809 2714.05 4Ø25+2Ø22 2723 1.980 14 gối C -235.6409 0.2149 0.878 1743.617 2Ø25+2Ø22 1742 1.267 gối B -344.7759 0.3144 0.805 2782.442 3Ø28+2Ø25 2829 2.057 13 gối C -251.2182 0.2291 0.868 1879.281 4Ø25 1963 1.428 gối B -355.0348 0.3238 0.797 2893.2 6Ø25 2945 2.142 12 gối C -250.0367 0.228 0.869 1868.868 4Ø25 1963 1.428 gối B -344.0524 0.3138 0.805 2774.738 3Ø28+2Ø25 2829 2.057 11 gối C -260.7017 0.2377 0.862 1963.621 4Ø25 1963 1.428 gối B -349.4219 0.3187 0.801 2832.247 3Ø28+2Ø25 2829 2.057 10 gối C -268.0817 0.2445 0.857 2030.22 3Ø25+2Ø20 2101 1.528 gối B -349.5355 0.3188 0.801 2833.472 6Ø25 2945 2.142 9 gối C -271.6689 0.2477 0.855 2062.909 3Ø25+2Ø20 2101 1.528 gối B -345.3498 0.3149 0.804 2788.564 3Ø28+2Ø25 2829 2.057 8 gối C -277.7463 0.2533 0.851 2118.778 3Ø25+2Ø20 2101 1.528 gối B -344.7905 0.3144 0.805 2782.598 3Ø28+2Ø25 2829 2.057 7 gối C -281.0747 0.2563 0.849 2149.641 3Ø25+2Ø22 2233 1.624 gối B -340.9383 0.3109 0.807 2741.731 4Ø25+2Ø22 2723 1.980 6 gối C -278.0322 0.2535 0.851 2121.421 2Ø25+3Ø22 2122 1.543 gối B -329.8124 0.3008 0.816 2625.784 4Ø25+2Ø22 2723 1.980 5 gối C -277.1035 0.2527 0.852 2112.839 2Ø25+3Ø22 2122 1.543 gối B -321.494 0.2932 0.822 2541.012 4Ø25+2Ø20 2591 1.884 4 gối C -271.7349 0.2478 0.855 2063.513 3Ø25+2Ø20 2101 1.528 gối B -308.0271 0.2809 0.831 2407.004 4Ø25+2Ø18 2472 1.798 3 gối C -256.2221 0.2337 0.865 1923.612 3Ø25+2Ø18 1982 1.441 gối B -283.519 0.2586 0.847 2172.43 3Ø25+3Ø18 2236 1.626 2 gối C -240.0783 0.2189 0.875 1781.911 2Ø25+2Ø22 1742 1.267 gối B -258.7037 0.2359 0.863 1945.738 4Ø25 1963 1.428 1 gối C -211.137 0.1925 0.892 1536.877 2Ø25+2Ø20 1610 1.171 gối B -219.4807 0.2002 0.887 1606.403 2Ø25+2Ø20 1610 1.171 Bảng kết quả tính thép tiết diện nhịp dầm D-C Tầng M (KNm) αm ζ As tính (mm2) As chọn Ø As(mm2) μ (%) 20 160.367 0.0189 0.9904 1051.4 4Ø18 1018 0.74 19 148.809 0.0176 0.9911 974.94 4Ø18 1018 0.74 18 150.588 0.0178 0.991 986.7 4Ø18 1018 0.74 17 149.605 0.0177 0.9911 980.2 4Ø18 1018 0.74 16 150.89 0.0178 0.991 988.7 4Ø18 1018 0.74 15 150.666 0.0178 0.991 987.21 4Ø18 1018 0.74 14 150.277 0.0178 0.991 984.64 4Ø18 1018 0.74 13 151.591 0.0179 0.991 993.33 4Ø18 1018 0.74 12 152.209 0.018 0.9909 997.42 4Ø18 1018 0.74 11 151.435 0.0179 0.991 992.3 4Ø18 1018 0.74 10 153.034 0.0181 0.9909 1002.9 4Ø18 1018 0.74 9 152.231 0.018 0.9909 997.57 4Ø18 1018 0.74 8 152.102 0.018 0.9909 996.71 4Ø18 1018 0.74 7 153.539 0.0181 0.9908 1006.2 4Ø18 1018 0.74 6 151.924 0.0179 0.9909 995.54 4Ø18 1018 0.74 5 152.654 0.018 0.9909 1000.4 4Ø18 1018 0.74 4 150.64 0.0178 0.991 987.04 4Ø18 1018 0.74 3 149.338 0.0176 0.9911 978.43 4Ø18 1018 0.74 2 148.847 0.0176 0.9911 975.19 4Ø18 1018 0.74 1 145.986 0.0172 0.9913 956.28 4Ø18 1018 0.74 Bảng kết quả tính thép cho tiết diện gối dầm D-C Tầng tiết diện M (KNm) αm ζ As tính (mm2) As chọn Ø As(mm2) μ (%) 20 gối D -217.28 0.1981 0.8885 1588 2Ø25+2Ø20 1610 1.171 gối C -123.48 0.1126 0.9401 852.9 2Ø25+1Ø22 1362.1 0.991 19 gối D -283.16 0.2582 0.8477 2169.1 2Ø25+4Ø20 2238 1.628 gối C -118.17 0.1078 0.9429 813.84 3Ø25 1473 1.071 18 gối D -280.29 0.2556 0.8496 2142.4 2Ø25+4Ø20 2238 1.628 gối C -126.35 0.1152 0.9386 874.09 3Ø25 1473 1.071 17 gối D -293.75 0.2679 0.8407 2268.9 2Ø25+4Ø20 2238 1.628 gối C -135.45 0.1235 0.9339 941.85 2Ø28 1610 1.171 16 gối D -293.56 0.2677 0.8408 2267.2 2Ø25+4Ø20 2238 1.628 gối C -148.96 0.1358 0.9267 1043.8 2Ø28 1610 1.171 15 gối D -301 0.2745 0.8358 2338.6 3Ø25+3Ø20 2415 1.756 gối C -155.53 0.1418 0.9232 1094 2Ø25+2Ø22 1742 1.267 14 gối D -309.97 0.2827 0.8296 2426.1 5Ø25 2454 1.785 gối C -168.35 0.1535 0.9162 1193.2 2Ø25+2Ø22 1742 1.267 13 gối D -309.14 0.2819 0.8302 2418 5Ø25 2454 1.785 gối C -189.07 0.1724 0.9047 1357.1 4Ø25 1963 1.428 12 gối D -310.66 0.2833 0.8292 2432.9 5Ø25 2454 1.785 gối C -194.3 0.1772 0.9018 1399.1 4Ø25 1963 1.428 11 gối D -315.92 0.2881 0.8255 2485 4Ø25+2Ø18 2472 1.798 gối C -207.67 0.1894 0.8941 1508.2 3Ø25+2Ø20 2101 1.528 10 gối D -314.09 0.2864 0.8268 2466.9 4Ø25+2Ø18 2472 1.798 gối C -220.53 0.2011 0.8866 1615.2 3Ø25+2Ø20 2101 1.528 9 gối D -310.7 0.2833 0.8291 2433.3 5Ø25 2454 1.785 gối C -228.92 0.2088 0.8816 1686.1 3Ø25+2Ø20 2101 1.528 8 gối D -311.27 0.2839 0.8287 2438.9 5Ø25 2454 1.785 gối C -237.8 0.2169 0.8763 1762.2 3Ø25+2Ø20 2101 1.528 7 gối D -306.15 0.2792 0.8323 2388.6 5Ø25 2454 1.785 gối C -245.39 0.2238 0.8716 1828.1 3Ø25+2Ø22 2233 1.624 6 gối D -297.63 0.2714 0.8381 2306.1 5Ø25 2454 1.785 gối C -245.85 0.2242 0.8713 1832.2 2Ø25+3Ø22 2122 1.543 5 gối D -291.41 0.2657 0.8422 2246.7 2Ø25+4Ø20 2238 1.628 gối C -246.58 0.2249 0.8709 1838.5 2Ø25+3Ø22 2122 1.543 4 gối D -277.91 0.2534 0.8511 2120.3 3Ø25+2Ø22 2233 1.624 gối C -243.22 0.2218 0.873 1809.2 3Ø25+2Ø20 2101 1.528 3 gối D -255.74 0.2332 0.8652 1919.3 4Ø25 1963 1.428 gối C -228.72 0.2086 0.8817 1684.4 3Ø25+2Ø18 1982 1.441 2 gối D -232.45 0.212 0.8795 1716.2 2Ø25+2Ø20 1472 1.071 gối C -211.32 0.1927 0.892 1538.4 2Ø25+2Ø22 1742 1.267 1 gối D -192.48 0.1755 0.9028 1384.5 3Ø25 1473 1.071 gối C -179.95 0.1641 0.9098 1284.3 2Ø25+2Ø20 1610 1.171 b/Tính toán cốt đai -Lực cắt lớn nhất xuất hiện trong dầm Qmax=218.7(KN) +Chọn đai Ø 8 ,đai hai nhánh n=2 có Asw =2x50.3=100.6(mm2) , khoảng cách S=150(mm) Số liệu: Rb=11.5(Mpa);Rbt=0.9(Mpa); Eb=27x103(Mpa) Rsw=175(Mpa);Es=21x104(Mpa) +Điều kiện về ứng suất nén chính Q Trong đó : φw1 : hệ số xét đến ảnh hưởng của cốt thép đai vuông góc với trục dọc cấu kiện được xác định theo công thức : φw1=1+5αμw α=; μw= φw1=1+5x7.78x0.0027=1.1 Hệ số φb1 =1-βRb β= 0.01 đối với bê tông nặng Rb =11.5(Mpa) φb1=1-0.01x11.5=0.855 Vậy Ta có Q=218700(N)<446149.7(N) thoả mản điều kiện ứng suấy nén chính +Tính khả năng chịu cắt của tiết diện nghiêng Qu Qu= Qb+Qsw Qb : khả năng chiu cắt của bê tông ; Qb= φb2: hệ số kể đến ảnh hưởng của loại bê tông , đối với bê tông nặng φb2=2 φf : hệ số xét đến ảnh hưởng của cánh chịu nén trong tiết diện chữ T, chữ I , đối với tiết diện chữ nhật φf=0 φn: hệ số xét đến ảnh hưởng của lực dọc, đối với dầm chiếu nghỉ không có lực dọc nên φn=0 Rbt=0.9(Mpa) cường độ chịu kéo của bê tông c: chiều dài hình chiếu của tiết diện nghiêng nguy hiểm nất lên trục dọc cấu kiện Qsw: khả năng chịu lực cắt của cốt thép đai Qsw=qswCo qsw: nội lực trong cốt thép đai trên một đơn vị chiều dài qsw== = Ta có Co=1076.8<2ho=2x550=1100(mm) nên lấy Co=1076.8(mm) để tính Qsw = qswCo=117.4x1076.8=126476.3(N) Qb= Vậy khả năng chịu cắt của dầm là Qu=126476.3+1159497=1285973(N) Ta có Qmax=218700(N)<Qu=1285973(N) dầm đủ khả năng chịu cắt Bố trí đai Ø8a150 ở 1/4L=2000, ở đoạn giữa dầm bố trí đai Ø8a250 4.6.2/Tính toán cột chịu nén lệch tâm xiên: a/Khái quát: Xét mặt phẳng uốn của các cấu kiện cột , ta thấy mặt phẳng uốn không chứa trục đối xứng nên cấu kiện cột là cấu kiện nén lệch tâm xiên. Việc tính toán cốt thép cột chịu nén lệch tâm xiên ta có thể dùng phương pháp gần đúng dựa trên việc biến đổi trường hợp nén lệch tâm xiên thành nén lệch tâm phẳng tương đương được chỉ dẩn ỡ trang 153[5] . Xét tiết diện cột có cạnh Cx,Cy Điều kiện . Cốt thép được đặt theo chu vi , phân bố đều hoặc mật độ cốt thép cạnh nhỏ có thể lớn hơn Tiết diện chịu lực nén N, moment uốn Mx, MY , và độ lệch tâm ngẩu nhiên eax,eay với độ lệch tâm ngẩu nhiên được xác định như sau : không nhỏ hơn 1/600chiều dài cột và 1/30 chiều cao cấu kiện vậy . Xét ảnh hưởng uốn dọc hai phương xác định được ηx, ηy với η được xác định như sau : +Khi có thể bỏ qua ảnh hưởng của uốn dọc , lấy η=1 + Khi có thể bỏ qua ảnh hưởng của uốn dọc , η được tính theo công thức sau: Với: N-Lực dọc tính toán trong cột Ncr-Lực dọc tới hạn. Trong đó: Eb-Mođun đàn hồi của bê tông,với bê tông B25 ta có Eb=2.1x103(Mpa) lo-Chiều dài tính toán của cấu kiện , với khung nhiều tầng có liên kết cứng giữa dầm và cột có từ ba nhịp (4 cột) trở lên và sàn đổ toàn khối nên ta có y=0.7 I-Momen quán tính của tiết diện cột lấy đối với trục đi qua trọng tâm và vuônggóc với mặt phẳng uốn Is-Momen quán tính của diện tích tiết diện cốt thép dọc chịu lực lấy đối với trục đã nêu , với Es-mođun đàn hồi của cốt thép S-Hệ số kể đến ảnh hưởng của độ lệch tâm de-Hệ số lấy theo quy định sau , Với kết cấu siêu tĩnh ta có eo=max(e1,ea), e1= , Rb tính bằng Mpa φp-Hệ số xét đến ảnh hưởng của cốt thép căng ứng lực trước , với kết cấu bê tông cốt thép thường φp=1 -Hệ số xét đến ảnh hưởng của tải trọng tác dụng dài hạn Trong đó: y-khoảng cách từ trọng tâm tiết diện đến mép chịu kéovới tiết diện chữ nhật y=0.5h Ml,Nl-nội lực do tác dụng dài hạn β-hệ số phụ thuộc vào loại bê tông , với bê tông nặng β=1 Sau khi xác định được các hệ số uốn dọc ηx, ηy moment đã gia tăng Mx1,My1 Mx1= ηx x Mx , My1= ηy x My Tùy 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 ký hiệu theo bảng sau: Mô hình Theo phương x Theo phương y Điều kiện Ký hiệu h = Cx,b = Cy M1 = Mx1,M2 = My1 ea = eax+0.2eay b = Cx,h = Cy M1 = My1,M2 = Mx1 ea = 0.2eax+eay Giả thiết chiều dày lớp đệm a=50(mm) , tính ho=h-a, Z=h-2a Các số liệu ban đầu Bê tông B25 có Rb=14.5(Mpa), Rbt=1.05(Mpa) Thép AII có Rs=280(Mpa) ξR =0.595 Tiến hành tính toán theo trường hợp đặt cốt thép đối xứng Tính hệ số chuyển đổi mo theo các trường hợp sau: +Khi x1ho thì +Khi x1>ho thì mo=0.4 Tính moment tương đương ( đổi nén lệch tâm xiên sang nén lệch tâm phẳng) Độ lệch tâm , với kết cấu tĩnh định eo=e1+ea Tính toán độ mảnh theo hai phương , +Trong đó i-bán kính quán tính của tiết diện. với tiết diện chữ nhật cạnh b(hoặc h) thì i=0.288b (hoặc 0.288h) λ= max(λx, λy) -Dựa vào độ lệch tâm eovà x1 ta phân ra thành các trường hợp tính toán như sau: Trường hợp 1: -Nén lệch tâm rất bé khi việc 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 λlấy φ=1;khi 14< λ<104 thì φ=1.028-0.0000288 λ2 -0.0016 λ Diện tích toàn bộ cốt thép dọc: Cốt thép được chọn bố trí theo chu vi hoặc có thể đặt theo cạnh b Trường hợp 2: -Nén lệch tâm bé khi đồng thời x1>ξRho Xác định chiều cao vùng nén x theo công thức sau: Trong đó εo=eo /h Diện tích cốt thép Với k-0.4 Cốt thép được chọn bố trí theo chu vi hoặc có thể đặt theo cạnh b Trường hợp 3: Nén lệch tâm lớn khi đồng thời x1ξRho với k=0.4 Cốt thép được chọn bố trí theo chu vi hoặc có thể đặt theo cạnh b b/Số liệu ban đầu Bê tông B25 có Rb=14.5(Mpa), Rbt=0.9(Mpa), Eb=30x103(Mpa) Thép AII có Rs=280(Mpa), Es=21x104(Mpa) Chọn a=50(mm) c/Kết quả tính toán cốt thép dọc Kết quả tính thép cột A-2 Tầng Tiết diện chiều cao (m) As tính (mm2) As tính μ (%) b(cm) h(cm) Ø mm2 1 65 85 3.8 9230.2 16Ø28 9872 1.79 2 65 85 3.5 9230.2 16Ø28 9872 1.79 3 65 85 3.5 9230.2 16Ø28 9872 1.79 4 60 80 3.5 7262.7 12Ø28 7390 1.54 5 60 80 3.5 7262.7 12Ø28 7390 1.54 6 60 80 3.5 7262.7 12Ø28 7390 1.54 7 55 75 3.5 5202.3 10Ø28 6158 1.49 8 55 75 3.5 5202.3 10Ø28 6158 1.49 9 55 75 3.5 5202.3 10Ø28 6158 1.49 10 50 70 3.5 3120.4 8Ø25 3927 1.12 11 50 70 3.5 3120.4 8Ø25 3927 1.12 12 50 70 3.5 3120.4 8Ø25 3927 1.12 13 40 65 3.5 2681.9 8Ø22 3041 1.17 14 40 65 3.5 2681.9 8Ø22 3041 1.17 15 40 65 3.5 2681.9 8Ø22 3041 1.17 16 40 55 3.5 1315 6Ø18 1572 0.71 17 40 55 3.5 1315 6Ø18 1572 0.71 18 40 55 3.5 1315 6Ø18 1572 0.71 19 40 45 3.5 1315 6Ø18 1572 0.87 20 40 45 3.5 1315 6Ø18 1572 0.87 Kết quả tính thép cột B-2 Tầng Tiết diện chiều cao (m) As tính (mm2) As tính μ (%) b(cm) h(cm) Ø mm2 1 80 100 3.8 14103 18Ø32 14476 1.8095 2 80 100 3.5 14103 18Ø32 14476 1.8095 3 80 100 3.5 14103 18Ø32 14476 1.8095 4 75 95 3.5 9868.5 16Ø28 9872 1.3855 5 75 95 3.5 9868.5 16Ø28 9872 1.3855 6 75 95 3.5 9868.5 16Ø28 9872 1.3855 7 70 90 3.5 5454.2 12Ø25 5890 0.9349 8 70 90 3.5 5454.2 12Ø25 5890 0.9349 9 70 90 3.5 5454.2 12Ø25 5890 0.9349 10 60 80 3.5 4907 10Ø25 4908 1.0225 11 60 80 3.5 4907 10Ø25 4908 1.0225 12 60 80 3.5 4907 10Ø25 4908 1.0225 13 50 70 3.5 3596 10Ø22 3800 1.0857 14 50 70 3.5 3596 10Ø22 3800 1.0857 15 50 70 3.5 3596 10Ø22 3800 1.0857 16 40 60 3.5 2587 8Ø22 3040 1.2667 17 40 60 3.5 2587 8Ø22 3040 1.2667 18 40 60 3.5 2587 8Ø22 3040 1.2667 19 40 50 3.5 2587 8Ø22 3040 1.52 20 40 50 3.5 2587 8Ø22 3040 1.52 Kết quả tính thép cột C-2 Tầng Tiết diện chiều cao (m) As tính (mm2) As tính μ (%) b(cm) h(cm) Ø mm2 1 80 100 3.8 11805 18Ø30 12724 1.5905 2 80 100 3.5 11805 18Ø30 12724 1.5905 3 80 100 3.5 11805 18Ø30 12724 1.5905 4 75 95 3.5 7334.1 12Ø28 7390 1.0372 5 75 95 3.5 7334.1 12Ø28 7390 1.0372 6 75 95 3.5 7334.1 12Ø28 7390 1.0372 7 70 90 3.5 3383.9 10Ø22 3800 0.6032 8 70 90 3.5 3383.9 10Ø22 3800 0.6032 9 70 90 3.5 3383.9 10Ø22 3800 0.6032 10 60 80 3.5 3536.9 10Ø22 3800 0.7917 11 60 80 3.5 3536.9 10Ø22 3800 0.7917 12 60 80 3.5 3536.9 10Ø22 3800 0.7917 13 50 70 3.5 3092.2 6Ø22+2Ø25 3263 0.9323 14 50 70 3.5 3092.2 6Ø22+2Ø25 3263 0.9323 15 50 70 3.5 3092.2 6Ø22+2Ø25 3263 0.9323 16 40 60 3.5 3199.9 6Ø22+2Ø25 3263 1.3596 17 40 60 3.5 3199.9 6Ø22+2Ø25 3263 1.3596 18 40 60 3.5 3199.9 6Ø22+2Ø25 3263 1.3596 19 40 50 3.5 869.31 6Ø16 1206 0.603 20 40 50 3.5 869.31 6Ø16 1206 0.603 d/Tính cốt đai cột Do lực cắt trong cột tương đối nhỏ nên cốt đai cột được chọn theo cấu tạo (theo TCXD 198:1997 [8]) Đường kính cốt đai không nhỏ hơn ¼ lần đường kính cốt thép dọc và phải 8mm . Cốt thép đai phải bố trí liên tục qua nút khung Trong phạm vi nút khung từ điểm cách mép trên đến đoạn cách mép dưới dầm một khoảng l1 (l1chiều cao tiết diện cột và lớn hơn chiều cao thông thủy của tầng , đồng thời 450mm) phải bố trí cốt đai dày hơn . Khoảng cách cốt đai trong vùng này không lớn hơn 6 lần đường kính cốt thép dọc và không lớn hơn 100mm Tại các vùng còn lại , khoảng cách cốt đai chọn cạnh nhỏ (thường là chiều rộng của tiết diện và đồng thời 6 lần (đối với vùng động đất mạnh) hoặc 12 lần (đối với vùng động đất yếu và trung bình) đường kính cốt thép dọc Chọn đai Ø8 a100 trong vùng nút khung và trong đoạn l1 , với đoạn l1 lấy như sau : tầng hầm +tầng 1+tầng 2 l1=1000mm, ở các tầng còn lại l1=700mm Chọn đai Ø8 a200 cho các vùng còn lại 4.7/Tính vách cứng Việc tính toán vách cứng hiện nay là khá phức tạp.Tiêu chuẩn thiết kế hiện hành của Việt Nam như TCXDVN 356 : 2005 hay TCXDVN 5574 : 1991 chưa đề cập cụ thể việc tính toán loại cấu kiện này, do đó gây khó khăn cho việc áp dụng trong thực tế thiết kế 4.7.1/ Nguyên lý tính toán : Thông thường các vách cứng dạng console phải chịu tổ hợp nội lực sau : . Do vách cứng chỉ chịu tải trọng ngang tác động song song với mặt phẳng của nó nên bỏ qua khả năng chịu monment ngoài mặt phẳng và lực cắt theo phương vuông góc với mặt phẳng , chỉ xét tới tổ hợp nội lực Hình 6.7 : Nội lực tác dụng lên vách Việc tính toán tác dụng đồng thời của moment và lực cắt rất phức tạp và khó thực hiện được. Cho nên đến nay trong các tiêu chuẩn thiết kế vẫn tách riêng việc tính cốt dọc và cốt đai. Việc tính toán cốt thép dọc cho vách phẳng có thể sử dụng nhiều phương pháp, thông dụng nhất là ba phương pháp sau : Phương pháp phân bố ứng suất đàn hồi Phương pháp giả thiết vùng biên chịu moment Phương pháp xây dựng biểu đồ tương tác Trong đồ án này chỉ trình bày theo phương pháp phân bố ứng suất đàn hồi. Nội dung phương pháp này như sau : Mô hình : Phương pháp này chia vách thành những phần tử nhỏ chịu lực kéo hoặc nén đúng tâm, coi như ứng suất phân bố đều trong mỗi phần tử sau đó tính toán cốt thép cho từng phần tử. Bản chất của phương pháp này là coi vách như những cột nhỏ chịu nén hoặc kéo đúng tâm Các giả thiết cơ bản : Vật liệu đàn hồi Ứng lực kéo do cốt thép chịu, ứng lực nén do cả bê tông và cốt thép cùng chịu Các bước tính toán : Xác định trục chính và moment quán tính chính trung tâm Chia vách thành những phần tử nhỏ Chia phần tử vách Tính lực dọc tác dụng vào mỗi phần tử do lực dọc N và moment My gây ra : Tính cốt thép chịu nén, chịu kéo Diện tích cốt thép chịu kéo : Trong đó : là diện tích toàn bộ cốt thép dọc là cường độ chịu kéo của cốt thép Diện tích cốt thép chịu nén : Trong đó : là hệ số uốn dọc Khi bỏ qua uốn dọc, lấy Khi có thể xác định theo công thức thực nghiệm : cường độ tính toán về nén của bê tông. Khi tính toán các cấu kiện chịu nén cần chú ý đến hệ số làm việc, cường độ tính toán về nén của cốt thép diện tích của toàn bộ cốt thép dọc diện tích tiết diện bê tông Gọi A là diện tích tiết diện thì . Tuy nhiên khi thì có thể lấy gần đúng Kiểm tra hàm lượng cốt thép, hàm lượng cốt thép chịu kéo lớn nhất là 3%, chịu nén lớn nhất là 3%. Nếu , đặt cốt thép theo yêu cầu cấu tạo. 4.7.2/Tính cốt thép vách V1 4.7.2.1/Tính cốt thép dọc a/Số liệu ban đầu: Bê tông vách B25 có Rb=14.5(Mpa), Rbt=0.9(Mpa), Eb=30x103(Mpa) Cốt thép AII có Rs=280(Mpa) Kích thước vách V1: b=250(mm), h=3400(mm) , chia vách ra làm 6 phần như hình vẽ sau: Kích thước phần tử vách Việc tính toán cốt thép cho vách được thực hiện với các cặp nội lực sau: Trường hợp 1: Nzmax, Mxtư Trường hợp 2 : Nztư, Mxmax Để tiện cho việc thi công cốt thép vách 3 tầng thay đổi một lần ,do tính chất đối xứng nên việc bố trí cốt thép của các phần tử được chọn như sau: Phần tử (1), (6) : As=max(1;6) Phần tử (2), (5) : As=max(2;4) Phần tử (3), (4) : As=max(3;4) Bảng tổ hợp nội lực vách Tầng Trường hợp 1 Trường hợp 2 Nzmax Mxtư Nztư Mxmax 1÷3 17391.4 1629.55 15479.15 6475.983 4÷6 13499.59 844.461 11426.17 3103.79 7÷9 10605.81 431.07 8810.453 1489.855 10÷12 8789.994 466.743 8708.182 1722.299 13÷15 6791.907 135.278 6710.095 1906.013 16÷18 4547.481 119.893 4465.668 1694.472 19÷20 2043.089 195.092 1961.276 1266.26 b/Kết quả tính toán Bảng kết quả tính thép vách tầng 1÷3 phần tử Nz(KN) Mx (KNm) xi (m) xi2 (m2) a (m) Ni (N) Astính (mm2) chọn thép Ø số thanh Aschọn (mm2) 1 17391 1629.5 1.45 2.1 0.5 3292045 5284.1 22 14 5319 2 17391 1629.5 0.9 0.81 0.6 3142795 3456.4 18 14 3561 3 17391 1629.5 0.3 0.09 0.6 2979976 2874.9 18 12 3052 4 17391 1629.5 -0.3 0.09 0.6 2817157 2293.4 18 12 3052 5 17391 1629.5 -0.9 0.81 0.6 2654338 1711.9 18 14 3561 6 17391 1629.5 -1.45 2.1 0.5 2505088 2473.5 22 14 5319 Bảng kết quả tính thép vách tầng 4÷6 phần tử Nz(KN) Mx (KNm) xi (m) xi2 (m2) a (m) Ni (N) Astính (mm2) chọn thép Ø số thanh Aschọn (mm2) 1 13500 844.46 1.45 2.1 0.5 2453840 2290.5 16 12 2412 2 13500 844.46 0.9 0.81 0.6 2376495 719.63 16 6 1206 3 13500 844.46 0.3 0.09 0.6 2292120 418.28 16 6 1206 4 13500 844.46 -0.3 0.09 0.6 2207744 116.94 16 6 1206 5 13500 844.46 -0.9 0.81 0.6 2123368 -184.4 16 6 1206 6 13500 844.46 -1.45 2.1 0.5 2046024 834.01 16 12 2412 Bảng kết quả tính thép vách tầng 7÷9 phần tử Nz(KN) Mx (KNm) xi (m) xi2 (m2) a (m) Ni (N) Astính (mm2) chọn thép Ø số thanh Aschọn (mm2) 1 10606 431.07 1.45 2.1 0.5 1871724 211.51 12 8 904.3 2 10606 431.07 0.9 0.81 0.6 1832242 -1224 12 6 678.2 3 10606 431.07 0.3 0.09 0.6 1789171 -1378 12 6 678.2 4 10606 431.07 -0.3 0.09 0.6 1746099 -1532 12 6 678.2 5 10606 431.07 -0.9 0.81 0.6 1703028 -1686 12 6 678.2 6 10606 431.07 -1.45 2.1 0.5 1663546 -532 12 8 904.3 Bảng kết quả tính thép vách tầng 10÷12 phần tử Nz(KN) Mx (KNm) xi (m) xi2 (m2) a (m) Ni (N) Astính (mm2) chọn thép Ø số thanh Aschọn (mm2) 1 8708 1722.3 1.45 2.1 0.5 1867239 195.5 12 8 904.3 2 8708 1722.3 0.9 0.81 0.6 1709493 -1663 12 6 678.2 3 8708 1722.3 0.3 0.09 0.6 1537407 -2277 12 6 678.2 4 8708 1722.3 -0.3 0.09 0.6 1365320 -2892 12 6 678.2 5 8708 1722.3 -0.9 0.81 0.6 1193234 -3506 12 6 678.2 6 8708 1722.3 -1.45 2.1 0.5 1035488 -2775 12 8 904.3 Bảng kết quả tính thép vách tầng 13÷15 phần tử Nz(KN) Mx (KNm) xi (m) xi2 (m2) a (m) Ni (N) Astính (mm2) chọn thép Ø số thanh Aschọn (mm2) 1 6792 135.28 1.45 2.1 0.5 1164650 -2314 12 8 904.3 2 6792 135.28 0.9 0.81 0.6 1152259 -3653 12 6 678.2 3 6792 135.28 0.3 0.09 0.6 1138743 -3701 12 6 678.2 4 6792 135.28 -0.3 0.09 0.6 1125226 -3749 12 6 678.2 5 6792 135.28 -0.9 0.81 0.6 1111710 -3797 12 6 678.2 6 6792 135.28 -1.45 2.1 0.5 1099319 -2547 12 8 904.3 Bảng kết quả tính thép vách tầng 16÷18 phần tử Nz(KN) Mx (KNm) xi (m) xi2 (m2) a (m) Ni (N) Astính (mm2) chọn thép Ø số thanh Aschọn (mm2) 1 4547 119.89 1.45 2.1 0.5 786863 -3663 12 8 904.3 2 4547 119.89 0.9 0.81 0.6 775882 -4997 12 6 678.2 3 4547 119.89 0.3 0.09 0.6 763903 -5040 12 6 678.2 4 4547 119.89 -0.3 0.09 0.6 751924 -5082 12 6 678.2 5 4547 119.89 -0.9 0.81 0.6 739945 -5125 12 6 678.2 6 4547 119.89 -1.45 2.1 0.5 728964 -3870 12 8 904.3 Bảng kết quả tính thép vách tầng 19÷20 phần tử Nz(KN) Mx (KNm) xi (m) xi2 (m2) a (m) Ni (N) Astính (mm2) chọn thép Ø số thanh Aschọn (mm2) 1 2043 195.09 1.45 2.1 0.5 387623 -5089 12 8 904.3 2 2043 195.09 0.9 0.81 0.6 369754 -6447 12 6 678.2 3 2043 195.09 0.3 0.09 0.6 350261 -6517 12 6 678.2 4 2043 195.09 -0.3 0.09 0.6 330768 -6587 12 6 678.2 5 2043 195.09 -0.9 0.81 0.6 311275 -6656 12 6 678.2 6 2043 195.09 -1.45 2.1 0.5 293407 -5425 12 8 904.3 4.7.2.2/Tính cốt thép ngang Theo TCXD 198:1997 [8] cốt thép ngang được chọn không ít hơn 1/3 lượng cốt thép dọc với hàm lượng 0.25% ( đối với vùng động đất yếu và 0.4% (đối với vùng động trung bình và đất mạnh) . Chọn Ø10a250