THIẾT KẾ SÀN LẦU 5
KẾT CẤU CẦU THANG
Kết cấu cầu thang
Cầu thang dạng bản 2 vế, mỗi vế 10 bậc, kích thước lxh mỗi bậc là 250x165mm Độ dốc cầu thang: 165 0
l Chọn sơ bộ chiều dày bản thang:
Chọn sơ bộ kích thước các dầm cầu thang:
Hình 2.1 Mặt bằng cầu thang chính.
Hoàng Quang Tiệp MSSV:207KH047 28
Cấu tạo các lớp bậc thang:
Hình 2.2 Cấu tạo các lớp cầu thang 2.1.2 Tải trọng
2.1.2.1 Tĩnh tải: Gồm trọng lượng bản thân các lớp cấu tạo
- Đối với bản chiếu nghỉ:
Trong đó: i là khối lượng của lớp thứ i i là chiều dày của lớp thứ i n i là hệ số tin cậy của lớp thứ i
- Đối với bản thang (Phần bản nghiêng)
Trong đó: i là khối lượng lớp thứ i n i là hệ số tin cậy cưa lớp thứ i
tdi là chiều dày tương đương của lớp thứ I theo phương của bản nghiêng
Đối với lớp gạch Ceramic và lớp vữa xi măng có chiều dày i ,chiều dày tương đương xác định như sau:
Trong đó: là góc nghiêng của cầu thang
-Gạch ceramic dày 10 -Lớp vữa lót dày 20 -Bậc thang xây gạch -Bản BTCT dày 120 -Lớp vữa trát dày 15
-Gạch ceramic dày 10-Lớp vữa lót dày 20-Bản BTCT dày 100-Lớp vữa trát dày 10
Hoàng Quang Tiệp MSSV:207KH047 29 l b là chiều dài bậc thang h b là chiều cao bản thang
Đối với bậc thang: os 2 td b h c
Tải trọng tác dụng lên bản thang g 2 , có phương thẳng góc với trục của bản nghiêng,phân làm 2 lực theo 2 phương:
Theo phương dọc trục bản nghiêng:là g , 2 tạo lực dọc trong bản nghiêng ,để đơn giản tính toán khi tính toán không xét đến thành phần lực dọc này
Bảng 2.1 Tĩnh tải chiếu nghỉ
STT Vật liệu Chiều dày
(kN/m 3 ) n Tĩnh tải tính toán gtt 2 (kN/m 2 )
Bảng 2.2 Tĩnh tải bản thang
Chiều dày td i (m) n Tĩnh tải tính toán g 1 tt(kN/m 2 )
Tải trọng theo phương đứng:
Hoàng Quang Tiệp MSSV:207KH047 30
2.1.2.3 Tổng tải Đối với chiếu nghỉ: q 1 g 1 tt p 3.809 3.6 7.409 kN m/ 2 Đối với bản thang: q 2 g 2 tt p 7.234 3.6 10.834 kN m/ 2
2.1.3 Sơ đồ tính bản thang
Liên kết giữa bản thang và dầm chiếu nghỉ được coi là liên kết khớp, trong khi hai cạnh liên kết với chiếu nghỉ cũng được xem là liên kết khớp, và cạnh còn lại sẽ ở trạng thái tự do.
Bản thang theo phương cạnh dài không liên kết vào vách cứng cần được thi công với cốt thép cấu tạo nhằm chống nứt ở phần giữa bản thang và mặt tường.
Hình 2.3 Sơ đồ tính vế 1
Hình 2.4 Sơ đồ tính vế 2
Hoàng Quang Tiệp MSSV:207KH047 31
Xét tại một tiết diện bất kỳ, cách gối tựa A một đoạn là x,tính moment tại tiết diện đó:
Lấy đạo hàm của Mx theo x và cho đạo hàm đó bằng không,tìm được x:
Từ đó tìm được Mmax là:
-Tính vế 2:kết quả tương tự như vế 1
Sử dụng: Bê tông B20 có: Rb = 11.5 (Mpa)
Cốt thép AI có: Rs = 225 (Mpa) Cốt thép AII có: Rs = 280 (Mpa)
Giả thiết : a = 20 (mm), h0 = 120– 20 = 100 (mm), b = 1000 (mm)
Kết quả tính toán cốt thép cầu thang :
Hoàng Quang Tiệp MSSV:207KH047 32
Bố trí cốt thép: xem bản vẻ KC 02/09
2.1.4 Sơ đồ tính sàn chiếu nghỉ:
Chọn bề dày sàn chiếu nghỉ là hs0mm
100 3 3 d s h h ,Xem liên kết giữa dầm và sàn là liên kết ngàm 2.1.4.1 Tải trọng
Tổng tải trọng: qcn=3.809+3.6=7.409kN/m 2
Hình 2.5 Sơ đồ tính sàn chiếu nghỉ
Mômen tại nhịp và gối :
Trong đó các hệ số m m k k 91 ; 92 ; 91 ; 92 được tra trong phụ lục sách kết cấu bêtông cốt thép phần cấu kiện nhà cửa – Võ Bá Tầm
Bảng 2.5 Kết quả nội lực Ô sàn L1(m) L2(m) 1
Sàn chiếu tới 1.5 3 2 m91 0.0183 M1 0.61 m92 0.0046 M2 0.15 k91 0.0392 MI 1.31 k92 0.0098 MII 0.33
Hoàng Quang Tiệp MSSV:207KH047 33
2.1.4.4.Kết quả tính và bố trí cốt thép:
Betong B20 ,Rb = 11.5 MPa, thép AI, Rs= 225MPa
Ta có kết quả tính và bố trí cốt thép như bảng sau
Bảng 2.6 Kết quả cốt thép
M α ξ As tính As chọn Thép μ%
Bố trí cốt thép: xem bản vẻ KC 02/09
2.1.5.1 Sơ đồ tính của dầm chiếu nghỉ:
Sơ đồ tính của dầm chiếu nghỉ là ngàm hai đầu
Hình 2.6 Sơ đồ tính dầm chiếu nghỉ
+Trọng lượng bản thân dầm:
+Tải trọng do bản chiếu nghỉ truyền vào có dạng hình thang,để đơn giản ta chuyển về dạng phân bố đều:
+Tải trọng do phản lực gối tựa của bản thang truyền vào:
Hoàng Quang Tiệp MSSV:207KH047 34
Tổng tải trọng tác dụng lên dầm chiếu nghỉ:
Biểu đồ moment và lực cắt:
Hình 2.7 Biểu đồ moment qL/2
Hình 2.8 Biểu đồ lực cắt
Betong B20 ,Rb = 11.5 MPa, thép AI, Rs= 225MPa
Ta có kết quả tính và bố trí cốt thép như bảng sau
Bảng 2.6 Kết quả cốt thép
M α ε As tính As chọn Thép μ%
Hoàng Quang Tiệp MSSV:207KH047 35
Bố trí cốt thép: xem bản vẻ KC 02/09
Chọn cốt đai 6 ,số nhánh n=2
Lực cắt lớn nhất QF.86kN
Tính khả năng chịu cắt của bê tông
Suy ra:phải tính cốt đai
Bước cốt đai lớn nhất:
Bước cốt đai cấu tạo:
Đối với đoạn dầm gần gối tựa(đoạn L/4)
Đối với đoạn dầm giữa nhịp (đoạn L/2)
Bước cốt đai tính toán:
Chọn cốt đai 6 ,số nhánh n=2,khoảng cách các cốt đai s0mm ở gần gối và s 0mm ở giữa nhịp
Cốt đai bố trí đủ khả năng chịu cắt
Bố trí cốt thép: xem bản vẻ KC.02/09
Hoàng Quang Tiệp MSSV: 207KH047 36
THIẾT KẾ BỂ NƯỚC
Cấu tạo bể nước
Đây là tòa nhà chung cư 10 tầng mỗi tầng có 8 căn hộ, mỗi căn hộ 5 người Vậy số người trong tòa nhà là 400 người
Trang thiết bị ngôi nhà loại IV được định nghĩa là nhà có hệ thống cấp thoát nước đầy đủ, bao gồm các dụng cụ vệ sinh và thiết bị tắm thông thường Để biết thêm chi tiết, tham khảo bảng 1.1 trong sách cấp thoát nước của Bộ Xây Dựng.
Tiêu chuẩn dùng nước trung bình q tb sh 0 l/người.ngày đêm
Hệ số điều hòa ngày:Kng=1.35 (1.35 1.5) theo TCXD –33 –68
Với số đám cháy đồng thời :1 đám cháy trong thời gian 10 phút,nhà 3 tầng trở lên ,tra bảng phụ lục ta đươc: qcc (l/s)
Dung lượng sử dụng nước sinh hoạt trong ngày đêm: max
Lượng nước dùng để chữa một đám cháy trong 10 phút
Dung tích hồ nước mái:
Như vậy ta chọn 1 hồ nước và mỗi ngày bơm 2 lần
Bể nước đặt trên hệ cột trục 2,3 và B’,C’ căn cứ vào hệ lưới cột ta có kích thước của bể là:a=9m,b=6.9m
Như vậy chọn chiều cao bể h=1m
6.9 a h m a m b Như vậy bể nước của công trình thuộc dạng bể thấp
Hoàng Quang Tiệp MSSV: 207KH047 37
Hình 3 Mặt bằng bể nước
Hoàng Quang Tiệp MSSV: 207KH047 38
Hình3.1 Cấu tạo hồ nước Chọn sơ bộ tiết diện :
Tính toán bản nắp
3.2.1.Kích thước và cấu tạo nắp bể
Chọn chiều dày bản nắp: hb = 80 mm,kích thước ô bản 3.45x4.5
Hoàng Quang Tiệp MSSV: 207KH047 39
Bảng 3.1 Tĩnh tải bản nắp
Trọng lượng riêng(kN/m 3 ) n gi tt(kN/m 2 )
+Hoạt tải: Ta có p c 75daN m/ 2 p tt p c n 0.75 1.3 0.975 kN m/ 2
Tổng tải trọng: q bn p tt g tt 3.547 0.975 4.522 kN m/ 2
Ta có kích thước L2xL1=4.5x3.45
L thuộc loại bản kê bốn cạnh
Xét tỷ số d 3 b h h Do đó bản liên kết với các dầm bao quanh xem là liên kết ngàm, bản thuộc loại ô số 9
Hình 3.2.Sơ đồ nội lực bản nắp
Mômen tại nhịp và gối :
Hoàng Quang Tiệp MSSV: 207KH047 40
Trong đó các hệ số m m k k i 1 ; i 2 ; ; i 1 i 2 được tra trong phụ lục sách kết cấu bêtông cốt thép phần cấu kiện nhà cửa – Võ Bá Tầm
Bảng 3.2 Kết quả nội lực Ô sàn L1(m) L2(m) 1
Betong B25 ,Rb = 14.5 MPa, thép AI, Rs= 225MPa
Ta có kết quả tính và bố trí cốt thép như bảng sau
Bảng 3.3 Kết quả cốt thép
M α ξ As tính As chọn Thép μ%
3.2.5 Chọn bố trí cốt thép: hình vẻ KC: 02/09
Tính toán bản thành
Chọn bể dày bản thành là hthành = 120 mm để thiết kế
Tĩnh tải bản thành là trọng lượng tự thân của bản thành, mặc dù không được xem xét trong tính toán bản thành, nhưng lại quan trọng cho việc tính toán dầm đáy của bể nước.
Hoàng Quang Tiệp MSSV: 207KH047 41
Bảng 3.4.Tĩnh tải bản thành
STT Vật liệu Chiều dày
Tĩnh tải tiêu chuẩn (kN/m 2 )
Tĩnh tải tính toán (kN/m 2 )
3.3.1.2 Tải trọng nước và tải trọng gió
+Áp lực thủy tĩnh phân bố hình tam giác và lớn nhất ở đáy bể, cột nước tối đa trong bể nước là : hmax = 1m
Công trình nằm tại TP Hồ Chí Minh, thuộc khu vực IIA theo phụ lục E của TCVN 2373-1995, với áp lực gió W O = 83 daN/m² = 0.83 kN/m² Để đảm bảo an toàn, áp lực gió được tính cho đỉnh bể nước, có cao trình là +40m Theo bảng 5 TCVN 2737-1995, hệ số k được xác định là 1.43.
W W 0.712 1.3 0.925 / tc o tt tc k c kN m n kN m
Các bản thành có L/h >2:bản thuộc loại bản dầm,cắt một dãy theo phương cạnh h có bề rộng b=1m để tính
Hoàng Quang Tiệp MSSV: 207KH047 42
Hình3.2 Sơ đồ tính bản thành bể nước mái
Biểu đồ mô men bản thành bể nước mái được xây dựng dựa trên phương pháp cơ học kết cấu để tính toán nội lực cho từng trường hợp tải Kết quả của quá trình này cho thấy sự phân bố mô men và ảnh hưởng của các tải trọng lên cấu trúc bể nước mái.
Sử dụng Bê Tông B25 có:Rb.5MPa
Hoàng Quang Tiệp MSSV: 207KH047 43
Thép AI có Rs"5Mpa
Chiều dày lớp bê tông bảo vệ a mm
Bảng3.5 Kết quả tính và bố trí cốt thép
Tiết diện M(kNm) ho(m) α ξ As tính(mm2) As chọn(mm2) Thép μ%
-Chọn bố trí cốt thép: hình vẻ KC: 02/09
Tính toán đáy bể
3.4.1 Kích thước và cấu tạo đáy bể
Chọn chiều dày bản đáy: hb = 15 cm,kích thước ô bản 3.45x4.5
+Tĩnh tải: tĩnh tải được tính toán trình bày trong bảng sau:
Bảng 3.6.Tĩnh tải bản đáy
STT Vật liệu Chiều dày
(kN/m 3 ) n Tĩnh tải tiêu chuẩn (kN/m 2 )
Tĩnh tải tính toán (kN/m 2 )
+Hoạt tải: Chiều cao tối đa cột nước trong bể là m:
Tổng tải trọng tác dụng lên bản đáy :
3.4.3 Sơ đồ tính và kết quả nội lực
Hoàng Quang Tiệp MSSV: 207KH047 44
L thuộc loại bản kê bốn cạnh, bản làm việc theo hai phương
Ta có : d 3 b h h Do đó bản liên kết với các dầm bao quanh xem là liên kết ngàm, bản thuộc loại ô số 9
Hình 3.5 Sơ đồ nội lực bản đáy
Mômen tại nhịp và gối :
Trong đó các hệ số m m k k i 1 ; i 2 ; ; i 1 i 2 được tra trong phụ lục sách kết cấu bêtông cốt thép phần cấu kiện nhà cửa – Võ Bá Tầm
Bảng 3.7 Kết quả nội lực
3.4.4 Kết quả tính và bố trí cốt thép
Ta có kết quả tính và bố trí cốt thép như bảng sau
Bảng 3.8 Kết quả tính và bố trí cốt thép Ô sàn L1(m) L2(m)
Hoàng Quang Tiệp MSSV: 207KH047 45
M α ξ As tính As chọn Thép μ%
-Chọn bố trí cốt thép: hình vẻ KC: 02/09
Tính toán dầm bể
Sử dụng phần mềm Etabs 9.7 để giải nội lực hệ khung của bể
Dầm nắp DN1 kích thước 250x500:
- Trọng lượng bản thân:để chương trình tự tính
- Tải trọng do bản nắp truyền qua có dạng hình thang: sơ đồ truyền tải từ sàn vào dầm DN1
Dầm nắp DN2 kích thước 250x450:
- Trọng lượng bản thân:để chương trình tự tính
- Tải trọng do bản nắp truyền qua có dạng tam giác: sơ đồ truyền tải từ sàn vào dầm DN2
Dầm nắp DN3 kích thước 200x400:
- Trọng lượng bản thân:để chương trình tự tính
- Tải trọng do bản nắp truyền qua có dạng hình thang:
Hoàng Quang Tiệp MSSV: 207KH047 46 sơ đồ truyền tải từ sàn vào dầm DN3
Dầm nắp DN4 kích thước 200x300:
- Trọng lượng bản thân:để chương trình tự tính
- Tải trọng do bản nắp truyền qua có dạng tam giác: sơ đồ truyền tải từ sàn vào dầm DN4
Dầm nắp DD1 kích thước 300x700:
- Trọng lượng bản thân:để chương trình tự tính
- Tải trọng do bản đáy truyền qua có dạng hình thang: sơ đồ truyền tải từ sàn vào dầm DD1
- Trọng lượng thành hồ: gt=4.863kN/m
Dầm nắp DD2 kích thước 300x650:
- Trọng lượng bản thân:để chương trình tự tính
- Tải trọng do bản đáy truyền qua có dạng tam giác:
Hoàng Quang Tiệp MSSV: 207KH047 47 sơ đồ truyền tải từ sàn vào dầm DD2
- Trọng lượng thành hồ: gt=4.863kN/m
Dầm nắp DD3 kích thước 250x600:
- Trọng lượng bản thân:để chương trình tự tính
- Tải trọng do bản đáy truyền qua có dạng hình thang: sơ đồ truyền tải từ sàn vào dầm DD3
Dầm nắp DD4 kích thước 250x500:
- Trọng lượng bản thân:để chương trình tự tính
- Tải trọng do bản đáy truyền qua có dạng tam giác: sơ đồ truyền tải từ sàn vào dầm DD4
Hoàng Quang Tiệp MSSV: 207KH047 48
3.5.2 Sử dụng phần mềm Etabs 9.7 để giải nội lực
Hình 3.6 Sơ đồ tải trọng
Hình 3.7 Biểu đồ moment dầm DD1 và DN1
Hoàng Quang Tiệp MSSV: 207KH047 49
Hình 3.8 Biểu đồ cắt dầm DD1 và DN1
Hình 3.9 Biểu đồ moment dầm DD2 và DN2
Hình 3.10 Biểu đồ lực cắt dầm DD2 và DN2
Hoàng Quang Tiệp MSSV: 207KH047 50
Hình 3.11 Biểu đồ moment dầm DD3 và DN3
Hình 3.12 Biểu đồ lực cắt dầm DD3 và DN3
Hình 3.13 Biểu đồ moment dầm DD4 và DN4
Hoàng Quang Tiệp MSSV: 207KH047 51
Hình 3.14 Biểu đồ lực cắt dầm DD4 và DN4
3.5.4.1 Tính cốt thép cho dầm nắp
Chọn chiều dày lớp bê tông bảo vệ a0mm
Bê tông B25 có Rb.5MPa
Thép AII có Rs(0MPa
Ta có kết quả tính và bố trí cốt thép như bảng sau
Bảng 3.9 Kết quả cốt thép ở nhịp
Bảng 3.10 Kết quả cốt thép ở gối
Tên dầm M(kNm) ho(m) α ξ As tính(mm2) As chọn(mm2) Thép μ%
Hoàng Quang Tiệp MSSV: 207KH047 52
Bê tông B25 có Rb.5MPa,Rbt=1.05MPa
Thép AI có Rs"5MPa ,Rsw5MPa
Dầm Dn1 có kích thước 250x500:
Chọn cốt đai 6 ,số nhánh n=2
Lực cắt lớn nhất Q.38kN
Tính khả năng chịu cắt của bê tông
Bước cốt đai lớn nhất:
Bước cốt đai cấu tạo:
Đối với đoạn dầm gần gối tựa(đoạn L/4)
Đối với đoạn dầm giữa nhịp (đoạn L/2)
Bước cốt đai tính toán:
Kiểm tra điều kiện : ax 80.03 0.3 w 1 m l b b b o
Hoàng Quang Tiệp MSSV: 207KH047 53
Vậy cốt đai đủ khả năng chịu lực
Dầm Dn2 có kích thước 250x450:
Chọn cốt đai 6 ,số nhánh n=2
Lực cắt lớn nhất QB.96kN
Tính khả năng chịu cắt của bê tông
Bước cốt đai lớn nhất:
Bước cốt đai cấu tạo:
Đối với đoạn dầm gần gối tựa(đoạn L/4)
Đối với đoạn dầm giữa nhịp (đoạn L/2)
Bước cốt đai tính toán:
Kiểm tra điều kiện : ax 42.96 0.3 w 1 m l b b b o
Vậy cốt đai đủ khả năng chịu lực
Dầm Dn3 có kích thước 200x400
Hoàng Quang Tiệp MSSV: 207KH047 54
Chọn cốt đai 6 ,số nhánh n=2
Lực cắt lớn nhất Q@.56 kN
Tính khả năng chịu cắt của bê tông
Suy ra phải tính cốt đai
Bước cốt đai lớn nhất:
Bước cốt đai cấu tạo:
Đối với đoạn dầm gần gối tựa(đoạn L/4)
Đối với đoạn dầm giữa nhịp (đoạn L/2)
Bước cốt đai tính toán:
Kiểm tra điều kiện : ax 40.56 0.3 w 1 m l b b b o
Vậy cốt đai đủ khả năng chịu lực
Dầm Dn4 có kích thước 200x300 Chọn cốt đai 6 ,số nhánh n=2
Hoàng Quang Tiệp MSSV: 207KH047 55
Lực cắt lớn nhất Q.39 kN
Tính khả năng chịu cắt của bê tông
Bước cốt đai lớn nhất:
Bước cốt đai cấu tạo:
Đối với đoạn dầm gần gối tựa(đoạn L/4)
Đối với đoạn dầm giữa nhịp (đoạn L/2)
Bước cốt đai tính toán:
Kiểm tra điều kiện : ax 40.91 0.3 w 1 m l b b b o
Vậy cốt đai đủ khả năng chịu lực
Tại vị trí dầm DN4 gác lên dầm DN1:
Sử dụng cốt treo dạng vai bò để gia cường trong phạm vi Ss
Hoàng Quang Tiệp MSSV: 207KH047 56
- Diện tích cốt thép vai bò (1 bên):
Chọn 2 14 có A s 308mm 2 để bố trí
- Đoạn neo của thép vai bò:
Tại vị trí dầm DN3 gác lên dầm DN2:
Sử dụng cốt treo dạng vai bò để gia cường trong phạm vi Ss
- Diện tích cốt thép vai bò (1 bên):
Chọn 2 12 có A s 226.2mm 2 để bố trí
- Đoạn neo của thép vai bò:
Tại vị trí dầm DN4 gác lên dầm DN3:
Sử dụng cốt treo dạng vai bò để gia cường trong phạm vi Ss
- Diện tích cốt thép vai bò (1 bên):
Chọn 2 12 có A s 226.2mm 2 để bố trí
- Đoạn neo của thép vai bò:
Hoàng Quang Tiệp MSSV: 207KH047 57
3.5.4.2 Tính cốt thép cho dầm đáy
Chọn chiều dày lớp bê tông bảo vệ a0mm
Bê tông B25 có Rb.5MPa
Thép AII có Rs(0MPa
Ta có kết quả tính và bố trí cốt thép như bảng sau
Bảng 3.11 Kết quả cốt thép ở nhịp
Tên dầm M(kNm) ho(m) α ξ As tính(mm2) As chọn(mm2) Thép μ%
Bảng 3.12 Kết quả cốt thép ở gối
Tên dầm M(kNm) ho(m) α ξ As tính(mm2) As chọn(mm2) Thép μ%
Bê tông B25 có Rb.5MPa,Rbt=1.05MPa
Thép AI có Rs"5MPa ,Rsw5MPa
Dầm Dd1 có kích thước 300x700:
Chọn cốt đai 6 ,số nhánh n=2
Lực cắt lớn nhất Q8.51kN
Tính khả năng chịu cắt của bê tông
Bê tông không đủ khả năng chịu cắt nên phải tính cốt đai
Bước cốt đai lớn nhất:
Bước cốt đai cấu tạo:
Hoàng Quang Tiệp MSSV: 207KH047 58
Đối với đoạn dầm gần gối tựa(đoạn L/4)
Đối với đoạn dầm giữa nhịp (đoạn L/2)
Bước cốt đai tính toán:
1 là hệ số xét ảnh hưởng của cốt đai,xác định theo công thức:
0.01 đối với bê tông nặng,bê tông hạt nhỏ
0.02 đối với bê tông nhẹ
Suy ra Q189.51kN0.3 1 b 1 b R bh b o 780.4kN.Thỏa
Vậy bố trí d6a150 ở gần gối và d6a300 ở giữa nhịp
Dầm Dd2 có kích thước 300x650:
Chọn cốt đai 6 ,số nhánh n=2
Lực cắt lớn nhất Q9.12kN
Tính khả năng chịu cắt của bê tông
Bê tông không đủ khả năng chịu cắt nên phải tính cốt đai
Bước cốt đai lớn nhất:
Bước cốt đai cấu tạo:
Đối với đoạn dầm gần gối tựa(đoạn L/4)
Hoàng Quang Tiệp MSSV: 207KH047 59
Đối với đoạn dầm giữa nhịp (đoạn L/2)
Bước cốt đai tính toán:
1 là hệ số xét ảnh hưởng của cốt đai,xác định theo công thức:
0.01 đối với bê tông nặng,bê tông hạt nhỏ
0.02 đối với bê tông nhẹ
Suy ra Q159.12kN0.3 1 b 1 b R bh b o 722kN.Thỏa
Vậy bố trí d6a150 ở gần gối và d6a300 ở giữa nhịp
Dầm Dd3 có kích thước 250x600:
Chọn cốt đai 6 ,số nhánh n=2
Lực cắt lớn nhất Q5.05kN
Tính khả năng chịu cắt của bê tông
Bê tông không đủ khả năng chịu cắt nên phải tính cốt đai
Bước cốt đai lớn nhất:
Bước cốt đai cấu tạo:
Đối với đoạn dầm gần gối tựa(đoạn L/4)
Đối với đoạn dầm giữa nhịp (đoạn L/2)
Hoàng Quang Tiệp MSSV: 207KH047 60
Bước cốt đai tính toán:
1 là hệ số xét ảnh hưởng của cốt đai,xác định theo công thức:
0.01 đối với bê tông nặng,bê tông hạt nhỏ
0.02 đối với bê tông nhẹ
Suy ra Q155.05kN0.3 1 b 1 b R bh b o 557.96kN.Thỏa
Vậy bố trí d6a150 ở gần gối và d6a300 ở giữa nhịp
Dầm Dd4 có kích thước 250x500:
Chọn cốt đai 6 ,số nhánh n=2
Lực cắt lớn nhất Q1.67kN
Tính khả năng chịu cắt của bê tông
Bê tông không đủ khả năng chịu cắt nên phải tính cốt đai
Bước cốt đai lớn nhất:
Bước cốt đai cấu tạo:
Đối với đoạn dầm gần gối tựa(đoạn L/4)
Đối với đoạn dầm giữa nhịp (đoạn L/2)
Bước cốt đai tính toán:
Hoàng Quang Tiệp MSSV: 207KH047 61
1 là hệ số xét ảnh hưởng của cốt đai,xác định theo công thức:
0.01 đối với bê tông nặng,bê tông hạt nhỏ
0.02 đối với bê tông nhẹ
Suy ra Q131.67kN0.3 1 b 1 b R bh b o 487.68kN.Thỏa
Vậy bố trí d6a150 ở gần gối và d6a300 ở giữa nhịp
Tại vị trí dầm DD4 gác lên dầm DD1:
Sử dụng cốt treo dạng vai bò để gia cường trong phạm vi Ss
- Diện tích cốt thép vai bò (1 bên):
Chọn 2 18 có A s 509mm 2 để bố trí
- Đoạn neo của thép vai bò:
Tại vị trí dầm DD3 gác lên dầm DD2:
Sử dụng cốt treo dạng vai bò để gia cường trong phạm vi Ss
- Diện tích cốt thép vai bò (1 bên):
Hoàng Quang Tiệp MSSV: 207KH047 62
Chọn 2 18 có A s 509mm 2 để bố trí
- Đoạn neo của thép vai bò:
Tại vị trí dầm DD4 gác lên dầm DD3:
Sử dụng cốt treo dạng vai bò để gia cường trong phạm vi Ss
- Diện tích cốt thép vai bò (1 bên):
Chọn 2 18 có A s 509mm 2 để bố trí
- Đoạn neo của thép vai bò:
- Chọn bố trí cốt thép: hình vẻ KC: 03/09
TÍNH TOÁN KHUNG TRỤC 1 VÀ TRỤC A
Tải trọng tác dụng
Bảng 4.1: tính tĩnh tải các lớp hoàn thiện Riêng tải trọng bản bê tông cốt thép dày 100mm để chương trình Etabs tự tính
Tải trọng bản thân dầm để chương trình Etabs tự tính
- Cột: để chương trình Etabs tự tính
- Hoạt tải sàn: được xác định theo công năng sử dụng của từng ô sàn, lấy theo TCVN 2737-
Hoàng Quang Tiệp MSSV: 207KH047 64
STT Loại tải trọng P tc
Hệ số độ tin cậy
Bảng 4.2 tính hoạt tải sàn
4.1.3 Thành phần tĩnh của tải trọng gió:
Giá trị tiêu chuẩn thành phần tĩnh của tải trọng gió W tại độ cao z so với mốc chuẩn được xác định theo công thức:
- W0 : giá trị của áp lực gió lấy theo bản đồ phân vùng phụ lục D và điều 6.4 theo TCVN
- k : hệ số kể đến sự thay đổi của áp lực gió theo độ cao Xác định nội suy từ bảng 5,
- c : hệ số khí động lấy theo bảng 6, TCVN 2737 : 1995
Công trình chung cư cao cấp Nguyễn Văn Luông được xây dựng tại nội thành thành phố
Hồ Chí Minh nằm trong vùng áp lực gió IIA, với các công trình có mặt phẳng thẳng đứng đón gió Hệ số khí động được xác định là c=+0.8 cho phía đón gió và c=-0.6 cho phía khuất gió Hệ số k được tính dựa trên bảng với mốc cao độ là mặt đất.
Tầng cao độ z(m) hệ số k Tầng cao độ z(m) hệ số k
Hoàng Quang Tiệp MSSV: 207KH047 65
Giá trị tính toán thành phần tĩnh của tải trọng gió:
- Hệ số tin cậy của tải trọng gió lấy bằng 1,2
- S là diện tích đón gió
Kết quả tính toán thành phần tĩnh được tóm tắt trong bảng sau
Tầng cao độ z (m) hệ số k Wtc
Bảng 4.4 Tính gió đẩy theo phương x
Tầng cao độ z (m) hệ số k Wtc
Hoàng Quang Tiệp MSSV: 207KH047 66
Bảng 4.5 Tính gió hút theo phương x
Tầng cao độ z (m) hệ số k Wtc
Hoàng Quang Tiệp MSSV: 207KH047 67
Bảng 4.6 Tính gió đẩy theo phương y
Tầng cao độ z (m) hệ số k Wtc
Bảng 4.7 Tính gió hút theo phương y.
Sơ bộ tiết diện các cấu kiện
4.2.1 Sơ bộ chiều dày sàn:
- Chiều dày sàn từ tầng trệt đến tầng 12 ta đã chọn ở chương 1
- Chiều dày sàn tầng mái ta chọn như sàn điển hình
4.2.2 Sơ bộ tiết diện dầm: Trong lúc thiết kế sàn tầng điễn hình đã tính
Hoàng Quang Tiệp MSSV: 207KH047 68
4.2.3 Sơ bộ tiết diện Cột:
- Diện tích tiết diện cột xác định sơ bộ theo công thức: t 0 b
R Trong đó: kt: hệ số kể đến tải trọng ngang k = (1.3÷1.5) t , chọn kt=1.3
Cường độ chịu nén của bê tông B20 đạt 11.5 MPa Lực nén (N) được tính toán gần đúng theo công thức: N = ms × q × Fs, trong đó ms là số sàn phía trên tiết diện đang xét.
Fs: diện tích mặt sàn truyền tải trọng lên cột đang xét q: tải trọng tương đương tính trên mỗi mét vuông mặt sàn Giá trị q đã tính ở chương 1 q g p 3.575 1.95 5.525 kN m/ 2
Bảng sơ bộ tiết diện cột 1A,1E,A4
(m 2 ) (kN/m 2 ) (kN) (cm 2 ) (c m) (cm) (cm 2 )
Hoàng Quang Tiệp MSSV: 207KH047 69
Bảng 4.8 Tính tiết diện cột 1A,1E,A4
Bảng sơ bộ tiết diện cột 1B,1C,1D
Bảng 4.9 Tính tiết diện cột 1B,1C,1D
Bảng sơ bộ tiết diện cột A2,A3
Hoàng Quang Tiệp MSSV: 207KH047 70
Bảng 4.10 Tính tiết diện cột A2,A3.
Các trường hợp chất tải lên khung không gian
Hoàng Quang Tiệp MSSV: 207KH047 71
2 Hoạt tải các tầng chẵn
3 Hoạt tải các tầng lẻ
4 Tĩnh tải +hoạt tải 1+ gió trái
5 Tĩnh tải +hoạt tải 1+ gió phải
6 Tĩnh tải +hoạt tải 1+ gió trước
7 Tĩnh tải +hoạt tải 1+ gió sau
8 Tĩnh tải +hoạt tải 2+ gió trái
9 Tĩnh tải +hoạt tải 2+ gió phải
10 Tĩnh tải +hoạt tải 2+ gió trước
11 Tĩnh tải +hoạt tải 2+ gió sau
4.4.1 Khai báo mô hình trên etabs
- Khai báo đặc trưng vật liệu: Define/Material Properties
- Khai báo đặc trưng tiết diện cột, dầm: Define/Frame Sections
Hoàng Quang Tiệp MSSV: 207KH047 72
- Khai báo đặc trưng tiết diện sàn, vách: Define/Wall|Slab|Deck Sections
Hoàng Quang Tiệp MSSV: 207KH047 73
- Khai báo trường hợp tải: Define/Static Load Cases
- Khai báo số Model dao động cần phân tích: Analyze/Set Analysis Options/Set Dynamic
Hoàng Quang Tiệp, with student ID 207KH047, focuses on the application of concentrated loads on structures and the assignment of distributed loads on beams This involves utilizing tools such as Assign/Joint Point Loads/Force for concentrated loads and Assign/Frame Line Loads/Distributed for distributed loads.
- Khai báo điều kiện biên: Assign/ Joint\Point /Restraints(Supports)
Hoàng Quang Tiệp MSSV: 207KH047 75
- Khai báo chuyển vị công trình
- Kiểm tra điều kiện biên
Hoàng Quang Tiệp MSSV: 207KH047 76
- Xuất kết quả bước môt
4.5 TÍNH TOÁN CỐT THÉP CHO CÁC CẤU KIỆN KHUNG TRỤC 1 VÀ TRỤC A
- Chọn nội lực nguy hiểm tính thép
- Xuất kết quả từ phần mềm ETABS, dùng phần mềm excel để hỗ trợ việc tìm tổ hợp nội lực nguy hiểm nhất
- Đối với cấu kiện là dầm: Lấy kết quả của tổ hợp bao để tính toán mà không cần thông qua các bước xử lý khác
Đối với cột, cần tính toán tất cả các giá trị của các tổ hợp tải trọng để xác định lượng thép cần thiết Tuy nhiên, do số lượng tổ hợp tải trọng lớn, việc tính toán trở nên khó khăn Do đó, chúng ta nên lựa chọn các cặp nội lực bất lợi nhất để tính toán cốt thép, từ đó đảm bảo an toàn và hiệu quả cho cấu kiện.
Tính toán cốt thép cho các cấu kiện trục 1 và trục A
Các cặp nội lực nguy hiểm cần tính toán cho cột trong khung làm việc không gian bao gồm momen theo hai phương X và Y, với đặc điểm là chúng tương đương nhau Kết quả là cột sẽ chịu nén lệch tâm xiên, do đó việc xác định các cặp nội lực này là rất quan trọng trong thiết kế.
Nmax, Mx, My tương ứng
Mx max, N, My tương ứng
My max, N, Mx tương ứng
4.5.1.Tính toán cốt thép dầm trục 1,trục A:
4.5.1.1.Nội lực trong dầm trục 1, trục A :
Hoàng Quang Tiệp MSSV: 207KH047 78
Hoàng Quang Tiệp MSSV: 207KH047 79
Hình 4.3: Lực cắt khung trục 1
Hoàng Quang Tiệp MSSV: 207KH047 80
Hình 4.4: Lực dọc khung trục 1
Hoàng Quang Tiệp MSSV: 207KH047 81
Hoàng Quang Tiệp MSSV: 207KH047 82
Hình 4.6: Lực cắt khung trục A
Hoàng Quang Tiệp MSSV: 207KH047 83
Hình 4.7: Lực dọc khung trục A
Tính toán cốt thép cho cấu kiện dầm
Sử dụng bê tông B20 có:
Cường độ chịu nén tính toán: Rb = 11.5 MPa
Mô đun đàn hồi: Eb 0x10 3 MPa
Sử dụng thép AII có:
Cường độ chịu kéo tính toán: Rs = 280 MPa
Hoàng Quang Tiệp MSSV: 207KH047 84
Mô đun đàn hồi: E s = 21x10 4 MPa
Cốt thép dầm được cho trong bảng tính excel
Bảng 4.11 Bảng tính cốt thép cho dầm khung trục 1
Tầng Nhịp Tiết diện M b (mm) h (mm) ho (mm) m ξ As (mm2) Chọn thép
As(mm2) chọn à(%) Gối trái 160,6 300 600 575 0,111666 0,118712 1060,46 4Φ20 1257 0,73 A-B Nhịp 153,1 300 600 575 0,106451 0,112815 1007,778 4Φ18 1018 0,6 Gối phải 200,7 300 600 575 0,139548 0,150939 1348,343 4Φ20+1 Φ16 1458 0,84 Gối trái 161,9 300 600 575 0,11257 0,119738 1069,628 4Φ20 1257 0,73 B-C Nhịp 133,4 300 600 575 0,092754 0,097507 871,0378 4Φ18 1018 0,6
1 Gối phải 176,7 300 600 575 0,12286 0,131507 1174,76 4Φ20 1257 0,73 Gối trái 167,8 300 600 575 0,116672 0,124411 1111,369 4Φ20 1257 0,73 C-D Nhịp 130,9 300 600 575 0,091015 0,095583 853,8505 4Φ18 1018 0,6 Gối phải 168,4 300 600 575 0,117089 0,124888 1115,627 4Φ20 1257 0,73 Gối trái 191,9 300 600 575 0,133429 0,143763 1284,238 4Φ20+1Φ16 1458 0,84 D-E Nhịp 153,3 300 600 575 0,10659 0,112971 1009,178 4Φ18 1018 0,6
Hoàng Quang Tiệp MSSV: 207KH047 85
Gối phải 166,5 300 600 575 0,115768 0,123379 1102,153 4Φ20 1257 0,73 Gối trái 186 300 600 575 0,129327 0,138985 1241,559 4Φ20+1Φ16 1458 0,84 A-B Nhịp 154,3 300 600 575 0,107285 0,113756 1016,183 4Φ18 1018 0,6 Gối phải 189,4 300 600 575 0,131691 0,141735 1266,125 4Φ20+1Φ16 1458 0,84 Gối trái 166,6 300 600 575 0,115838 0,123459 1102,862 4Φ20 1257 0,73 B-C Nhịp 134 300 600 575 0,093171 0,09797 875,1682 4Φ18 1018 0,6
2 Gối phải 184,1 300 600 575 0,128006 0,137452 1227,865 4Φ20 1257 0,73 Gối trái 174,3 300 600 575 0,121192 0,129588 1157,615 4Φ20 1257 0,73 C-D Nhịp 131,4 300 600 575 0,091363 0,095968 857,285 4Φ18 1018 0,6 Gối phải 174,6 300 600 575 0,1214 0,129828 1159,756 4Φ20 1257 0,73 Gối trái 188,1 300 600 575 0,130787 0,140683 1256,722 4Φ20 1257 0,73 D-E Nhịp 154,1 300 600 575 0,107146 0,113599 1014,782 4Φ18 1018 0,6 Gối phải 188,5 300 600 575 0,131065 0,141006 1259,614 4Φ20+1Φ16 1458 0,84 Gối trái 180,8 300 600 575 0,125711 0,134796 1204,138 4Φ20 1257 0,73 A-B Nhịp 159,5 300 600 575 0,110901 0,117845 1052,711 4Φ18 1018 0,6 Gối phải 194,4 300 600 575 0,135167 0,145795 1302,395 4Φ20+1Φ16 1458 0,84 Gối trái 168,3 300 600 575 0,11702 0,124808 1114,917 4Φ20 1257 0,73
Hoàng Quang Tiệp MSSV: 207KH047 86
3 Gối phải 181,6 300 600 575 0,126267 0,135439 1209,883 4Φ20 1257 0,73 Gối trái 172 300 600 575 0,119592 0,127753 1141,22 4Φ20 1257 0,73 C-D Nhịp 130,7 300 600 575 0,090876 0,09543 852,4771 4Φ18 1018 0,6 Gối phải 176,7 300 600 575 0,12286 0,131507 1174,76 4Φ20 1257 0,73 Gối trái 184,2 300 600 575 0,128075 0,137533 1228,585 4Φ20 1257 0,73 D-E Nhịp 159,2 300 600 575 0,110692 0,117608 1050,6 4Φ20 1257 0,73 Gối phải 182,5 300 600 575 0,126893 0,136163 1216,352 4Φ20 1257 0,73 Gối trái 180,3 300 600 575 0,125363 0,134394 1200,549 4Φ20 1257 0,73 A-B Nhịp 165,9 300 600 575 0,115351 0,122904 1097,903 4Φ20 1257 0,73 Gối phải 197,9 300 600 575 0,137601 0,148649 1327,887 4Φ20+1Φ16 1458 0,84 Gối trái 175 300 600 575 0,121678 0,130147 1162,612 4Φ20 1257 0,73 B-C Nhịp 133 300 600 575 0,092476 0,097199 868,2853 4Φ20 1257 0,73
4 Gối phải 185,2 300 600 575 0,12877 0,138339 1235,79 4Φ20 1257 0,73 Gối trái 176,7 300 600 575 0,12286 0,131507 1174,76 4Φ20 1257 0,73 C-D Nhịp 129,9 300 600 575 0,09032 0,094815 846,9858 4Φ20 1257 0,73 Gối phải 183,5 300 600 575 0,127588 0,136969 1223,545 4Φ20 1257 0,73
Hoàng Quang Tiệp MSSV: 207KH047 87
Gối trái 188,6 300 600 575 0,131134 0,141087 1260,337 4Φ20+1Φ16 1458 0,84 D-E Nhịp 165,5 300 600 575 0,115073 0,122587 1095,071 4Φ20 1257 0,73 Gối phải 179,4 300 600 575 0,124738 0,133672 1194,094 4Φ20 1257 0,73 Gối trái 165,8 300 600 575 0,115281 0,122824 1097,195 4Φ20 1257 0,73 A-B Nhịp 172,9 300 600 575 0,120218 0,12847 1147,631 4Φ20 1257 0,73 Gối phải 195,5 300 600 575 0,135932 0,146691 1310,398 4Φ20+1Φ16 1458 0,84 Gối trái 176,4 300 600 575 0,122652 0,131267 1172,615 4Φ20 1257 0,73 B-C Nhịp 132,4 300 600 575 0,092058 0,096737 864,1585 4Φ20 1257 0,73
5 Gối phải 181,5 300 600 575 0,126198 0,135359 1209,165 4Φ20 1257 0,73 Gối trái 174,7 300 600 575 0,12147 0,129908 1160,47 4Φ20 1257 0,73 C-D Nhịp 128,9 300 600 575 0,089625 0,094047 840,1269 4Φ20 1257 0,73 Gối phải 184,4 300 600 575 0,128214 0,137694 1230,025 4Φ20 1257 0,73 Gối trái 187,9 300 600 575 0,130648 0,140521 1255,277 4Φ20 1257 0,73 D-E Nhịp 172,4 300 600 575 0,11987 0,128072 1144,069 4Φ20 1257 0,73 Gối phải 162,6 300 600 575 0,113057 0,120292 1074,569 4Φ20 1257 0,73 Gối trái 157,8 300 600 575 0,109719 0,116506 1040,751 4Φ20 1257 0,73 A-B Nhịp 185,9 300 600 575 0,129257 0,138904 1240,837 4Φ20 1257 0,73
Hoàng Quang Tiệp MSSV: 207KH047 88
Gối phải 204,5 300 600 575 0,14219 0,154056 1376,192 4Φ20+1Φ16 1458 0,84 Gối trái 187,7 300 600 575 0,130509 0,140359 1253,832 4Φ20 1257 0,73 B-C Nhịp 130,9 300 600 575 0,091015 0,095583 853,8505 4Φ20 1257 0,73
6 Gối phải 181,7 300 600 575 0,126337 0,13552 1210,602 4Φ20 1257 0,73 Gối trái 177,7 300 600 575 0,123556 0,132308 1181,915 4Φ20 1257 0,73 C-D Nhịp 126,8 300 600 575 0,088165 0,092437 825,7422 4Φ20 1257 0,73 Gối phải 194,8 300 600 575 0,135445 0,146121 1305,304 4Φ20+1Φ16 1458 0,84 Gối trái 199,2 300 600 575 0,138505 0,149711 1337,377 4Φ20+1Φ16 1458 0,84 D-E Nhịp 185,3 300 600 575 0,12884 0,13842 1236,511 4Φ20 1257 0,73 Gối phải 134,6 300 600 575 0,093588 0,098432 879,3007 4Φ20 1257 0,73 Gối trái 151,1 300 600 575 0,105061 0,111249 993,7881 4Φ20 1257 0,73 A-B Nhịp 187,3 300 600 575 0,130231 0,140036 1250,942 4Φ20 1257 0,73 Gối phải 194,7 300 600 575 0,135376 0,14604 1304,577 4Φ20+1Φ16 1458 0,84 Gối trái 183,1 300 600 575 0,12731 0,136646 1220,667 4Φ20 1257 0,73 B-C Nhịp 131,9 300 600 575 0,091711 0,096353 860,721 4Φ20 1257 0,73
Hoàng Quang Tiệp MSSV: 207KH047 89
C-D Nhịp 127,5 300 600 575 0,088651 0,092973 830,5342 4Φ20 1257 0,73 Gối phải 190,9 300 600 575 0,132734 0,142951 1276,988 4Φ20+1Φ16 1458 0,84 Gối trái 190,2 300 600 575 0,132247 0,142383 1271,916 4Φ20+1Φ16 1458 0,84 D-E Nhịp 185,5 300 600 575 0,128979 0,138581 1237,953 4Φ20 1257 0,73 Gối phải 147,2 300 600 575 0,102349 0,108203 966,579 4Φ20 1257 0,73 Gối trái 157,2 300 600 575 0,109302 0,116034 1036,534 4Φ20 1257 0,73 A-B Nhịp 198,7 300 600 575 0,138157 0,149303 1333,726 4Φ20+1Φ16 1458 0,84 Gối phải 188,9 300 600 575 0,131343 0,14133 1262,507 4Φ20+1Φ16 1458 0,84 Gối trái 181,1 300 600 575 0,12592 0,135037 1206,292 4Φ20 1257 0,73 B-C Nhịp 132,5 300 600 575 0,092128 0,096814 864,8461 4Φ20 1257 0,73
8 Gối phải 183 300 600 575 0,127241 0,136566 1219,948 4Φ20 1257 0,73 Gối trái 179 300 600 575 0,12446 0,133351 1191,227 4Φ20 1257 0,73 C-D Nhịp 127,7 300 600 575 0,08879 0,093127 831,9039 4Φ20 1257 0,73 Gối phải 189,3 300 600 575 0,131621 0,141654 1265,401 4Φ20+1Φ16 1458 0,84 Gối trái 185,1 300 600 575 0,128701 0,138259 1235,069 4Φ20 1257 0.73 D-E Nhịp 188,7 300 600 575 0,131204 0,141168 1261,061 4Φ20+1Φ16 1458 0,84 Gối phải 152,8 300 600 575 0,106243 0,11258 1005,678 4Φ20 1257 0,73
Hoàng Quang Tiệp MSSV: 207KH047 90
Gối trái 161,1 300 600 575 0,112014 0,119107 1063,985 4Φ20 1257 0,73 A-B Nhịp 191,7 300 600 575 0,13329 0,1436 1282,788 4Φ20+1Φ16 1458 0,84 Gối phải 182,8 300 600 575 0,127102 0,136405 1218,509 4Φ20 1257 0.73 Gối trái 179,4 300 600 575 0,124738 0,133672 1194,094 4Φ20 1257 0,73 B-C Nhịp 132,8 300 600 575 0,092336 0,097045 866,9095 4Φ20 1257 0,73
9 Gối phải 183,2 300 600 575 0,12738 0,136727 1221,386 4Φ20 1257 0,73 Gối trái 179,2 300 600 575 0,124599 0,133511 1192,66 4Φ20 1257 0,73 C-D Nhịp 127,9 300 600 575 0,088929 0,09328 833,2738 4Φ20 1257 0,73 Gối phải 187,8 300 600 575 0,130578 0,14044 1254,554 4Φ20 1257 0,73 Gối trái 179,8 300 600 575 0,125016 0,133993 1196,962 4Φ20 1257 0,73 D-E Nhịp 190,6 300 600 575 0,132525 0,142708 1274,814 4Φ20+1Φ16 1458 0,84 Gối phải 156,1 300 600 575 0,108537 0,115169 1028,809 4Φ20 1257 0,73 Gối trái 174,5 300 600 575 0,121331 0,129748 1159,043 4Φ20 1257 0,73 A-B Nhịp 190,2 300 600 575 0,132247 0,142383 1271,916 4Φ20+1Φ16 1458 0,84 Gối phải 178,7 300 600 575 0,124251 0,13311 1189,077 4Φ20 1257 0,73 Gối trái 175,8 300 600 575 0,122235 0,130787 1168,327 4Φ20 1257 0,73 B-C Nhịp 133,7 300 600 575 0,092962 0,097739 873,1027 4Φ20 1257 0,73
Hoàng Quang Tiệp MSSV: 207KH047 91
10 Gối phải 184,6 300 600 575 0,128353 0,137855 1231,466 4Φ20 1257 0,73 Gối trái 180,9 300 600 575 0,125781 0,134876 1204,856 4Φ20 1257 0,73 C-D Nhịp 128,8 300 600 575 0,089555 0,09397 839,4413 4Φ20 1257 0,73 Gối phải 184,1 300 600 575 0,128006 0,137452 1227,865 4Φ20 1257 0,73 Gối trái 176,2 300 600 575 0,122513 0,131107 1171,185 4Φ20 1257 0,73 D-E Nhịp 189 300 600 575 0,131413 0,141411 1263,23 4Φ20+1Φ16 1458 0,84 Gối phải 168,9 300 600 575 0,117437 0,125285 1119,176 4Φ20 1257 0,73 Gối trái 87,81 300 600 575 0,061055 0,063042 563,1549 4Φ20 1257 0,73 A-B Nhịp 211,8 300 600 575 0,147265 0,160078 1429,982 4Φ20+1Φ16 1458 0,84 Gối phải 196,8 300 600 575 0,136836 0,147751 1319,866 4Φ20+1Φ16 1458 0,84 Gối trái 193,8 300 600 575 0,13475 0,145307 1298,033 4Φ20+1Φ16 1458 0,84
11 B-C Nhịp 130,8 300 600 575 0,090946 0,095507 853,1637 4Φ20 1257 0,73 Gối phải 174,5 300 600 575 0,121331 0,129748 1159,043 4Φ20 1257 0,73 Gối trái 173,5 300 600 575 0,120635 0,128949 1151,909 4Φ20 1257 0,73 C-D Nhịp 125,3 300 600 575 0,087122 0,091288 815,483 4Φ20 1257 0,73 Gối phải 199,9 300 600 575 0,138991 0,150284 1342,492 4Φ20+1Φ16 1458 0,84 Gối trái 195,3 300 600 575 0,135793 0,146528 1308,942 4Φ20+1Φ16 1458 0,84
Hoàng Quang Tiệp MSSV: 207KH047 92
Bảng 4.12 Kết quả tính toán cốt thép dầm trục A
Tầng Nhịp Tiết diện M b (mm) h (mm) ho (mm) m ξ As(mm2) Chọn thộp As(mm2) chọn à(%)
Gối phải 307,13 300 600 575 0,213549 0,243097 2171,594 4Φ20+2Φ25 2239 1,29 Gối trái 222,48 300 600 575 0,154691 0,168966 1509,38 4Φ20+2Φ18 1766 1,02 3_4 Nhịp 183,17 300 600 575 0,127359 0,136703 1221,171 4Φ20 1257 0,73
Gối phải 214,63 300 600 575 0,149233 0,162424 1450,939 4Φ20+2Φ18 1766 1,02 Gối trái 218,09 300 600 575 0,151639 0,165301 1476,642 4Φ20+2Φ18 1766 1,02 1_2 Nhịp 182,95 300 600 575 0,127206 0,136526 1219,588 4Φ20 1257 0,73
Hoàng Quang Tiệp MSSV: 207KH047 93
Gối phải 325,85 300 600 575 0,226565 0,260493 2326,997 4Φ20+3Φ22 2397 1,38 Gối trái 208,81 300 600 575 0,145187 0,157606 1407,904 4Φ20+2Φ18 1766 1,02 3_4 Nhịp 180,86 300 600 575 0,125753 0,134844 1204,569 4Φ20 1257 0,73
Gối phải 225,21 300 600 575 0,15659 0,171253 1529,813 4Φ20+2Φ18 1766 1,02 Gối trái 215,13 300 600 575 0,149581 0,162839 1454,648 4Φ20+2Φ18 1766 1,02 1_2 Nhịp 287,83 300 600 575 0,20013 0,225571 2015,03 4Φ20+2Φ22 2017 1,16
Gối phải 322,42 300 600 575 0,22418 0,257275 2298,25 4Φ20+3Φ22 2397 1,38 Gối trái 203,99 300 600 575 0,141835 0,153637 1372,448 4Φ20+2Φ18 1766 1,02 3_4 Nhịp 184,88 300 600 575 0,128548 0,138081 1233,483 4Φ20 1257 0,73
Hoàng Quang Tiệp MSSV: 207KH047 94
Gối phải 325,03 300 600 575 0,225995 0,259723 2320,113 4Φ20+3Φ22 2397 1,38 Gối trái 209,74 300 600 575 0,145833 0,158374 1414,764 4Φ20+2Φ18 1766 1,02 3_4 Nhịp 190,1 300 600 575 0,132177 0,142302 1271,192 4Φ20+2Φ18 1766 1,02
Gối phải 253,28 300 600 575 0,176107 0,195148 1743,265 4Φ20+2Φ18 1766 1,02 Gối trái 202,55 300 600 575 0,140834 0,152455 1361,888 4Φ20+2Φ18 1766 1,02 1_2 Nhịp 201,63 300 600 575 0,140194 0,151701 1355,149 4Φ20+2Φ18 1766 1,02
Gối phải 314,67 300 600 575 0,218791 0,250055 2233,753 4Φ20+3Φ22 2397 1,38 Gối trái 211,86 300 600 575 0,147307 0,160128 1430,426 4Φ20+2Φ18 1766 1,02 3_4 Nhịp 197,19 300 600 575 0,137107 0,148069 1322,709 4Φ20+2Φ18 1766 1,02
Hoàng Quang Tiệp MSSV: 207KH047 95
Gối phải 309,91 300 600 575 0,215482 0,245655 2194,445 4Φ20+3Φ22 2397 1,38 Gối trái 232,18 300 600 575 0,161436 0,177122 1582,236 4Φ20+2Φ18 1766 1,02 3_4 Nhịp 212,86 300 600 575 0,148003 0,160956 1437,825 4Φ20+2Φ18 1766 1,02
Gối phải 195,11 300 600 575 0,135661 0,146373 1307,559 4Φ20+2Φ18 1766 1,02 Gối trái 191,24 300 600 575 0,13297 0,143227 1279,452 4Φ20+2Φ18 1766 1,02 1_2 Nhịp 215,86 300 600 575 0,150088 0,163446 1460,066 4Φ20+2Φ18 1766 1,02
Gối phải 307 300 600 575 0,213458 0,242978 2170,527 4Φ20+3Φ22 2397 1,38 Gối trái 216,64 300 600 575 0,150631 0,164094 1465,86 4Φ20+2Φ18 1766 1,02 3_4 Nhịp 211,24 300 600 575 0,146876 0,159615 1425,842 4Φ20+2Φ18 1766 1,02
Hoàng Quang Tiệp MSSV: 207KH047 96
Gối phải 214,67 300 600 575 0,149261 0,162457 1451,236 4Φ20+2Φ18 1766 1,02 Gối trái 201,74 300 600 575 0,140271 0,151791 1355,954 4Φ20+2Φ18 1766 1,02 1_2 Nhịp 216,45 300 600 575 0,150499 0,163936 1464,448 4Φ20+2Φ18 1766 1,02
Gối phải 304,76 300 600 575 0,211901 0,240923 2152,173 4Φ20+3Φ22 2397 1,38 Gối trái 207,71 300 600 575 0,144422 0,156699 1399,798 4Φ20+2Φ18 1766 1,02 3_4 Nhịp 211,9 300 600 575 0,147335 0,160161 1430,722 4Φ20+2Φ18 1766 1,02
Gối phải 223,08 300 600 575 0,155109 0,169468 1513,866 4Φ20+2Φ18 1766 1,02 Gối trái 208,87 300 600 575 0,145228 0,157656 1408,346 4Φ20+2Φ18 1766 1,02 1_2 Nhịp 217,36 300 600 575 0,151131 0,164693 1471,211 4Φ20+2Φ18 1766 1,02
Hoàng Quang Tiệp MSSV: 207KH047 97
Gối phải 229,91 300 600 575 0,159857 0,175206 1565,122 4Φ20+2Φ18 1766 1,02 Gối trái 225,93 300 600 575 0,15709 0,171858 1535,211 4Φ20+2Φ18 1766 1,02 1_2 Nhịp 213,74 300 600 575 0,148614 0,161685 1444,342 4Φ20+2Φ18 1766 1,02
Gối phải 300,4 300 600 575 0,208869 0,23694 2116,591 4Φ20+3Φ22 2397 1,38 Gối trái 192,53 300 600 575 0,133867 0,144275 1288,81 4Φ20+2Φ18 1766 1,02 3_4 Nhịp 208,67 300 600 575 0,145089 0,157491 1406,872 4Φ20+2Φ18 1766 1,02
Gối phải 245,25 300 600 575 0,170523 0,188241 1681,561 4Φ20+2Φ18 1766 1,02 Gối trái 120,48 300 600 575 0,08377 0,087608 782,6041 4Φ20 1257 0,73 1_2 Nhịp 243,9 300 600 575 0,169585 0,187085 1671,239 4Φ20+2Φ18 1766 1,02
Hoàng Quang Tiệp MSSV: 207KH047 98
Hoàng Quang Tiệp MSSV: 207KH047 99
Tiến hành xác định lực cắt nguy hiểm nhất trong dầm bằng cách lấy lực cắt cao nhất từ từng nhóm tiết diện dầm để tính toán cốt đai Điều kiện tính toán cần được tuân thủ để đảm bảo độ an toàn và hiệu quả trong thiết kế.
3 1 ax 0.3 w 1 b f n R bhbt o Qm l b bR bhb o
b 3 0.6 đối với bê tông nặng
f 0 là hệ số xét đến ảnh hưởng của cánh chịu nén
n 0 là hệ số xét đến ảnh hưởng của lực dọc
Tính cốt đai chịu cắt cho dầm :
Chọn cốt đai có dsw = 8mm, đai hai nhánh n = 2 Thép đai loại AI có Rsw = 175Mpa
Khoảng cách giữa hai cốt đai theo tính toán là:
Khoảng cách lớn nhất giữa hai cốt đai là:
Khoảng cách giữa các cốt đai theo cấu tạo
Trong đoạn dầm gần gối tựa(đoạn L/4)
mm khi chiều cao dầm h450mm
mm khi chiều cao dầm h450mm
Hoàng Quang Tiệp MSSV: 207KH047 100
Trong đoạn dầm giữa nhịp(đoạn L/2)
mm khi h300mm Khoảng cách thiết kế của cốt đai smin s s tt , m ax ,s ct
4.5.1.3.1 Bảng tính cốt đai dầm khung trục 1
Bảng 4.13 Kết quả tính toán cốt đai dầm trục A-B
Tầng Dầm b(mm) h(mm) Q(Km) Qmin So sánh Stt Smax
Bảng 4.14 Kết quả tính toán cốt đai dầm trục B-C Tầng Dầm b(mm) h(mm) Q(Km) Qmin So sánh Stt Smax
Hoàng Quang Tiệp MSSV: 207KH047 101
4.5.1.3.2 Bảng tính cốt đai dầm khung trục A
Bảng 4.15 Kết quả tính toán cốt đai dầm trục 1_2
Tầng Dầm b(mm) h(mm) Q(Km) Qmin So sánh Stt Smax
Hoàng Quang Tiệp MSSV: 207KH047 102
Bảng 4.16 Kết quả tính toán cốt đai dầm trục 2_3
Tầng Dầm b(mm) h(mm) Q(Km) Qmin So sánh Stt Smax
Bảng 4.17 Kết quả tính toán cốt đai dầm trục 3_4
Tầng Dầm b(mm) h(mm) Q(Km) Qmin So sánh Stt Smax
Hoàng Quang Tiệp MSSV: 207KH047 103
4.5.1.3.3 Tính toán đoạn neo nối cốt thép
Tính đoạn neo: Đoạn neo cốt thép lan tính theo công thức : an an s an an b l R d d
Nhưng không nhỏ hơn lan=and và giá trị lan tối thiểu
an ,an,an, lantối thiểu tra bảng 36 TCXDVN 356-2005 d: đường kính cốt thép
Rs: cường độ tính toán của cốt thép
Rb: cường độ tính toán của cốt thép
Chiều dài đoạn neo tính toán:
Bảng 4.18 Tính đoạn neo cốt thép Đường kính d Đoạn neo trong vùng bê tông
Hoàng Quang Tiệp MSSV: 207KH047 104
Vậy chọn chiều dài đoạn neo là 30d (với d là đường kính cốt thép) cho cả vùng bê tông chịu kéo và chịu nén
Bảng 4.19 Tính đoạn nối chồng cốt thép Đường kính d Đoạn nối trong vùng bê tông
Vậy chọn chiều dài đoạn nối chồng là 30d cho cả vùng bê tông chịu kéo và chịu nén.
Tính toán cốt thép cho cột khung trục 1, trục A
4.6.1 Kết quả tổ hợp nội lưc nguy hiểm khung trục 1:
Bảng 4.20 Tổ hợp nội lực cột trục 1 A
Trường hợp Tầng Cột Tổ hợp Nội lực (T-m)
Hoàng Quang Tiệp MSSV: 207KH047 105
Hoàng Quang Tiệp MSSV: 207KH047 106
Bảng 4.21 Tổ hợp nội lực cột trục 1 B
Trường hợp Tầng Cột Tổ hợp Nội lực (T-m)
Hoàng Quang Tiệp MSSV: 207KH047 107
Bảng 4.22 Tổ hợp nội lực cột trục 1 C
Trường hợp Tầng Cột Tổ hợp Nội lực (T-m)
Hoàng Quang Tiệp MSSV: 207KH047 108
Hoàng Quang Tiệp MSSV: 207KH047 109
Bảng 4.23 Tổ hợp nội lực cột trục 1 D
Trường hợp Tầng Cột Tổ hợp Nội lực (T-m)
Hoàng Quang Tiệp MSSV: 207KH047 110
Bảng 4.24 Tổ hợp nội lực cột trục 1 E Trường hợp Tầng Cột Tổ hợp Nội lực (T-m)
Hoàng Quang Tiệp MSSV: 207KH047 111
Hoàng Quang Tiệp MSSV: 207KH047 112
4.6.2 Kết quả tổ hợp nội lưc nguy hiểm khung trục A:
Bảng 4.25 Tổ hợp nội lực cột trục A 2 Trường hợp Tầng Cột Tổ hợp Nội lực (T-m)
Hoàng Quang Tiệp MSSV: 207KH047 113
Bảng 4.26 Tổ hợp nội lực cột trục A 3 Trường hợp Tầng Cột Tổ hợp Nội lực (T-m)
Hoàng Quang Tiệp MSSV: 207KH047 114
Hoàng Quang Tiệp MSSV: 207KH047 115
Bảng 4.27 Tổ hợp nội lực cột trục A 4 Trường hợp Tầng Cột Tổ hợp Nội lực (T-m)
Hoàng Quang Tiệp MSSV: 207KH047 116
4.6.3.Tính toán cốt thép cột
4.6.3.1.Phương pháp tính toán cốt thép cột
Hoàng Quang Tiệp MSSV: 207KH047 117
Sử dụng phương pháp gần đúng để tính toán cột nén lệch tâm xiên, ta có thể biến đổi trường hợp này thành nén lệch tâm phẳng tương đương Quy trình thực hiện bao gồm các bước cụ thể nhằm đảm bảo tính chính xác trong các phép tính.
-Tính độ lệch tâm theo từng phương:
Cần xét đến độ lệch tâm ngẫu nhiên ea theo mỗi phương
Lúc này độ lệch tâm ban đầu: e0x = max(e1x, eax) e0y = max(e1y, eay) Trong đó: lc : chiều cao cột h : chiều cao tiết diện cột
Mx – mô men theo phương X
My – mô men theo phương Y
Qui ước mô men xoay quanh trục Y là Mx và xoay quanh trục X là My Trong quá trình thể hiện mặt cắt bố trí thép, đã thực hiện việc xoay trục để phù hợp với lý thuyết tính toán đã được đề ra.
Hoàng Quang Tiệp MSSV: 207KH047 118
Hình 4.8 Quy ước chiều mô men trong cột
-Tính hệ số uốn dọc theo từng phương:
Tìm độ mảnh từng phương : x = 0x x l i , y = 0 y y l i
Xét ảnh hưởng của uốn dọc theo từng phương khi độ mảnh theo từng phương lớn hơn
14 và bỏ qua khi độ mảnh bé hơn 14 Hệ số ảnh hưởng uốn dọc:
l – hệ số kể đến tác động dài hạn của tải trọng đến độ cong của cấu kiện l 1 M l 1
Lưu ý: Nếu mômen uốn do toàn bộ tải trọng M và do tổng tải trọng thường xuyên và dài hạn Ml có dấu khác nhau thì l được lấy như sau:
Trong đó: l1 – được xác định như l nhưng lấy M =Nxa a – khoảng cách từ trọng tâm tiết diện dến thớ chịu kéo –nén ít do Ml , Nl gây ra
e – hệ số, lấy bằng e0 / h, nhưng nhỏ hơn e,min e mim , 0.5 0.01l 0 0.01 b h R
Hoàng Quang Tiệp MSSV: 207KH047 119
Lúc này Mx1 =Nxeox ; My1 =Nyeoy
-Tính toán cột tiết diện hình vuông theo phương pháp gần đúng:
Xét tiết diện cạnh Cx ,Cy Điều kiện để áp dụng phương pháp gần đúng là: 0.5 x 2 y
Cốt thép được bố trí theo chu vi với mật độ phân bố đều, tuy nhiên, mật độ cốt thép trên cạnh b có thể lớn hơn so với các cạnh khác, như đã được giải thích trong bảng mô hình tính.
Tiết diện chịu lực nén N, mômen uốn Mx, My, độ lệch tâm ngẫu nhiên eax, eay Sau khi xét uốn dọc theo 2 phương, ta có:
Mx1 =Nxeox = x Mx ; My1 =Nyeoy = yMy
Tùy theo tương quan giữa giá trị Mx1 và My1 với kích thước các cạnh mà ta đưa về một trong hai mô hình tính toán (theo phương X hoặc Y)
Bảng 4.28 Phân loại điều kiện làm việc của cột
Mô hình Theo phương X Theo phương Y Điều kiện x 1 y 1 x y
M1 = Mx1; M2 = My1 ea = eax +0.2 eay h = Cy; b = Cx
M1 = My1; M2 = Mx1 ea = eay +0.2 eax
Giả thiết chiều dày lớp bê tông bảo vệ a, ho = h – a; Z = h –2a
Tiến hành tính tóan theo trường hợp đặt cốt thép đối xứng:
Hoàng Quang Tiệp MSSV: 207KH047 120
Hệ số chuyển đổi mo
0.6x h x1> h0 thì mo = 0.4 Tính mô men tương đương (đổi nén lệch tâm xiên ra nén lệch tâm phẳng ):
M = M1 + moM2h b Độ lệch tâm 1 M e N ; tính eo = max( e1; ea ); e = eo + h/2 –a Tính toán độ mảnh theo hai phương: ox oy x y i ; i x y l l
m Dựa vào độ lệch tâm eo và giá trị x1 để phân biệt các trường hợp tính toán
- Trường hợp 1: Nén lệch tâm rất bé khi o 0.3 o e
h , tính toán gần như nén đúng tâm
Hệ số ảnh hưởng độ lệch tâm e:
Hệ số uốn dọc phụ thêm khi xét nén đúng tâm:
Khi 14 lấy = 1; khi 14 < < 104 lấy theo công thức:
Hoàng Quang Tiệp MSSV: 207KH047 121
Diện tích toàn bộ cốt thép dọc Ast: e b e st sc b
Cốt thép được chọn đặt đều theo chu vi (mật độ cốt thép trên cạnh b có thể lớn hơn)
h đồng thời x1 > Rho , tính toán theo trường hợp nén lệch tâm bé
Xác định chiều cao vùng nén x:
h Diện tích toàn bộ cốt thép Ast:
h đồng thời x1 < Rho Tính toán theo trường hợp nén lệch tâm lớn
Tính Ast theo công thức:
Cốt thép được đặt theo chu vi trong đó cốt thép đặt theo cạnh b có mật độ lớn hơn hoặc bằng mật độ theo cạnh h
Hoàng Quang Tiệp MSSV: 207KH047 122
Sau khi tính toán cốt thép bằng phương pháp gần đúng, cần đánh giá tính hợp lý của lượng thép đã tính bằng cách kiểm tra hàm lượng cốt thép Đối với cấu kiện cột, hàm lượng cốt thép phải đảm bảo không vượt quá 600.
4.6.3.2 Tính toán cốt thép cột
Tính toán chi tiết cho cặp nội lực Nmax, Mx, My tương ứng của cột 4A từ tầng T1–T11 và tương tự cho 2 cặp còn lại
Các cột còn lại được tính toán tương tự và lập thành dạng bảng
Tính toán cốt thép đối xứng nên không cần quan tâm đến chiều của mô men
Cường độ chịu nén tính toán: Rb = 11.5 MPa
Mô đun đàn hồi: Eb 0x10 3 MPa
Cường độ chịu kéo tính toán: Rs = 280 MPa
Mô đun đàn hồi: Es = 21x10 4 MPa
-Chiều dài tính toán các cột như sau :
- b,h là tiết diện ngang của cột.
Tính cột cho một cặp nội lực bất kì
Hoàng Quang Tiệp MSSV: 207KH047 123
Chiều dài tính toán của cột 4A: theo TCXDVN 356-2005 lox = loy = 0.4 x lc = 0.4 x 3.3 = 1.32 m Độ lệch tâm ngẫu nhiên:
Vậy bỏ qua uốn dọc theo hai phương
Mô men đã gia tăng:
My1 = My = - 0.679kNm h = b = Cx = Cy = 400mm
Hoàng Quang Tiệp MSSV: 207KH047 124
Giả thiết lớp bê tông bảo vệ là a0 = 0.05 m
N = -7975 kN Độ lệch tâm ngẫu nhiên ea = eay + 0.2eax = 0.028 m
Tiến hành tính toán theo trường hợp đặt cốt thép đối xứng :
m0 = 0.4 Tính moment tương đương M(đổi từ lệch tâm xiên ra lệch tâm phẳng) :
Với kết cấu siêu tĩnh thì : e0 = max ( e1 ; ea ) = 0.028 m
=> Tính theo trường hợp nén đúng tâm
Hoàng Quang Tiệp MSSV: 207KH047 125
Hệ số ảnh hưởng độ lệch tâm e:
Hệ số uốn dọc phụ thêm khi xét nén đúng tâm: ( λ