CHệễNG VIII TÍNH TOÁN VÁCH CỨNG
VIII.6 PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN
VIII.6.3 Nội dung chính của phương pháp tính toán
- Các công thức đưa ra dựa trên cơ sở thực nghiệm. Bố trí cốt thép trước trên tiết diện, sau đó kiểm tra lại, cụ thể:
• Bước 1: Bố trí cốt thép trên tiết diện
- Tính toán cốt thép Fa, Fan như tính toán cốt thép cho tiết diện chịu nén lệch tâm, tiết diện chữ nhật đặt cốt thép đối xứng Fa = Fa’. Sau đó phân bố lại treõn tieỏt dieọn theo tyỷ leọ:
fx = (0.7÷1.0) Fa
fy = (0.4÷0.5) Fa
fx + fy = (1.1÷1.5) Fa
- Cụ thể là bố trí 70% - 100% cho vùng từ mép đến 0.1h và (40 ÷50)% cho phần 0.4h còn lại (rãi theo chu vi).
Hình 8.7: Bố trí cốt thép trong vách cứng
• Bước 2: Kiểm tra khả năng chịu lực của vách cứng
SVTH: ẹinh Vaờn Sụn MSSV: 20661170 Trang 151
fx fy
fx
h fy
b
a1
- Khi tải trọng gió tác dụng theo phương trục Y thì vách cứng chịu lực chủ yếu là vách V3. Khi tải trọng gió tác dụng theo phương trục X thì vách cứng chịu lực chủ yếu là vách V1
Hình 8.8: Sơ đồ chịu lực của các vách thành phần tương ứng với phương tác dụng của tải trọng gió
- Gọi fx, fy diện tích cốt thép theo mỗi cạnh ( có thể có nhiều lớp)
- Kiểm tra theo các công thức xác định bằng thực nghiệm[19] theo trình tự sau
bh R n N
n
=
bh R
f R
n x a x = α
bh R
f R
n y a y = α
h a1 δ =
SVTH: ẹinh Vaờn Sụn MSSV: 20661170 Trang 152 δ
λ = − 2 1
y
n y
α λ
α α λ
1 +2
= +
Nth
− N
= 1
η 1
+
= b b a a
dh
th E J E J
K S N 6l,4 ( )
2 0
Tra αgh theo δ từ bảng sau
δ 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 0.14 0.16
αgh 0.53 0.52 0.51 0.50 .049 0.48 0.46
• Khi α1 ≤ 2δ Kieồm tra:
− + − − − +
≤ α δ α δ α λ
λ α α
η n α y x
o R bh
Ne (1 ) )(1 ) 2
2 1 1 1
2 1
• Khi α1 > 2δ và α1 <αgh Kiểm tra:
[ λ α α λ]
η R bh n
Neo ≤ n 2 2 ( x + y)+
• Khi α1 > αgh Kieồm tra:
λ αgh αy n1 = +
m1 = 0.125 + 0.5λαy + λαx
Neáu
1 1
n m h eo η >
:
c1 = ( ) 2
1 αo −δ
[ 1 1( 1 )]
2 m c n n
bh R
Neoη≤ n + − Neáu
1 1
n m h eo
η ≤ :
n2 = 0.8 + 2(αy + αo )
SVTH: ẹinh Vaờn Sụn MSSV: 20661170 Trang 153 c2 =
1 2
1
n n
m
−
Neoη≤ Rnbh2c2[n2−n]
Tính Nth :
Ja = 12 bh3
Jb = (Fa+Fa’)(0.5h-a)2 S = 0.1 +
h eo + 1 . 0
11 . 0
Kdh = 1 +
Ny M
y N Mdh dh
+
+ với y = 2 h
- Các trình tự tính trên được tính toán lập thành bảng và tóm tắt theo lưu đồ sau:
bh R n N
n
=
bh R
f R
n x a x = α
bh R
f R
n y a y = α
h a1 δ =
δ λ= −
2 1
y
n y
α λ
α α λ
1 +2
= +
Nth
− N
= 1 η 1
Tra bảng αgh
Thoả
− + − − − +
≤ g (g h)(1 g h) 2g g )
2 (1 bh g R
Neo n 2 1 1 y 1 1 x
α1 ≤ 2δ
SVTH: ẹinh Vaờn Sụn MSSV: 20661170 Trang 154 Hình 8.9: Lưu đồ kiểm tra khả năng chịu lực của vách cứng
SVTH: ẹinh Vaờn Sụn MSSV: 20661170 Trang 155 Tầng Vách M (T.m) N
(T)
e0 (m)
Mdh
(T.m) Ndh
(T)
l (m)
l0 (m)
b (cm)
h
(cm) λh a=a' (cm)
h0
(cm) e0gh àgt (%)
Ja
(cm4)
Jb
(cm4) e0/h Kủh S 3 574.47 2944.4 0.22 0 0 27.40 19.18 25 820 2.3 5.0 815.0 230.7 3.0 100260281 1148683333 0.0262 1.0 0.84 4.6 285.88 2868.2 0.12 0 0 27.40 19.18 25 820 2.3 5.0 815.0 230.7 3.0 100260281 1148683333 0.0146 1.0 0.84 7 171.53 1720.9 0.12 0 0 27.40 19.18 25 820 2.3 5.0 815.0 230.7 3.0 100260281 1148683333 0.0146 1.0 0.84 1 459.58 2355.5 0.22 0 0 27.40 19.18 25 820 2.3 5.0 815.0 230.7 3.0 100260281 1148683333 0.0262 1.0 0.84 2 402.13 2061.1 0.22 0 0 27.40 19.18 25 820 2.3 5.0 815.0 230.7 3.0 100260281 1148683333 0.0262 1.0 0.84 3 265.5 1374.0 0.21 0 0 54.40 38.08 25 820 4.6 5.0 815.0 230.7 3.0 100260281 1148683333 0.0260 1.0 0.84 4,6 105.76 1056.7 0.12 0 0 54.40 38.08 25 820 4.6 5.0 815.0 230.7 3.0 100260281 1148683333 0.0146 1.0 0.84 7 63.46 634.0 0.12 0 0 27.40 19.18 25 820 2.3 5.0 815.0 230.7 3.0 100260281 1148683333 0.0146 1.0 0.84 1 212.42 1099.2 0.21 0 0 27.40 19.18 25 820 2.3 5.0 815.0 230.7 3.0 100260281 1148683333 0.0260 1.0 0.84 2 185.87 961.8 0.21 0 0 27.40 19.18 25 820 2.3 5.0 815.0 230.7 3.0 100260281 1148683333 0.0260 1.0 0.84
BẢNG 8.3: TÍNH CỐT THÉP THEO CẤU KIỆN CHỊU NÉN LÊCH TÂM CHO VÁCH CỨNG
1-8
9-16
SVTH: ẹinh Vaờn Sụn MSSV: 20661170 Trang 156 Tầng Vách Nth
(kG) η e x
(cm) α0h0 Nhận
xeùt x' σa e' Fa (cm2) Fa (cm2)
àt +à't (%)
àmax (%) 3 835,663,362 1.0 426.5 906 448.3 lt QB! 787.0 3310 383.49 64.53 50.49 18 Φ 18 45.78 44 Φ 12 49.74 0.47 2.75 4.6 835,663,362 1.0 417.0 883 448.3 lt QB! 801.7 3350 393.03 42.43 35.38 12 Φ 18 30.52 44 Φ 12 49.74 0.39 2.75 7 835,663,362 1.0 417.0 530 448.3 lt QB! 801.7 3350 393.03 -131.27 -130.79 18 Φ 18 45.78 44 Φ 12 49.74 0.47 2.75 1 835,663,362 1.0 426.5 725 448.3 lt QB! 787.0 3310 383.49 -26.67 -33.73 12 Φ 18 30.52 44 Φ 12 49.74 0.39 2.75 2 835,663,362 1.0 426.5 634 448.3 lt QB! 787.0 3310 383.49 -72.27 -75.84 12 Φ 18 30.52 44 Φ 12 49.74 0.39 2.75 3 211,999,427 1.0 426.3 423 448.3NLT lớn! 787.3 3311 383.68 -178.77 -108.68 18 Φ 14 27.69 44 Φ 12 49.74 0.38 2.75 4,6 211,999,427 1.0 417.0 325 448.3NLT lớn! 801.6 3350 392.99 -231.82 -161.38 12 Φ 14 18.46 44 Φ 12 49.74 0.33 2.75 7 835,663,362 1.0 417.0 195 448.3NLT lớn! 801.6 3350 392.99 -295.82 -225.38 18 Φ 14 27.69 44 Φ 12 49.74 0.38 2.75 1 835,663,362 1.0 426.3 338 448.3NLT lớn! 787.3 3311 383.68 -221.31 -151.22 12 Φ 14 18.46 44 Φ 12 49.74 0.33 2.75 2 835,663,362 1.0 426.3 296 448.3NLT lớn! 787.3 3311 383.68 -242.58 -172.49 12 Φ 14 18.46 44 Φ 12 49.74 0.33 2.75
fychọn (cm2) fxchọn
(cm2)
BẢNG 8.4: TÍNH CỐT THÉP THEO CẤU KIỆN CHỊU NÉN LÊCH TÂM CHO VÁCH CỨNG
1-8
9-16
SVTH: ẹinh Vaờn Sụn MSSV: 20661170 Trang 157 - Diện tích cốt thép từ bảng tính trên là rất nhỏ, nên trong đồ án chọn các diện
tích thép như trên để thoả các yêu cầu về cấu tạo về vách cứng theo [2]:
• Đối với vách cứng và lõi cứng cần đặt hai lớp lưới thép. Đường kính cốt thép (kể cả thép thẳng đứng và cốt thép nằm ngang) chọn không nhỏ hơn 10mm. Hai lớp lưới thép này phải được liên kết với nhau bằng các móc đai hình chữ s với mật độ 4 móc/m2
• Khoảng cách giữa các cốt thép chọn ≥ 200mm nếu b ≤ 300mm và ≤ 2b/3 neáu b > 300mm.
• Hàm lượng cốt thép thẳng đứng chọn ≥ 0.4%, hàm lượng cốt thép nằm ngang chọn không ít hơn 1/3 lượng cốt thép dọc. Do đó, việc chọn cốt thép như trên để đảm bảo hàm lượng cốt thép tối thiểu cho vách cứng.
• Trường hợp vách có lỗ mở nhỏ ≤ 500mm phải đặt tăng cường ít nhất 2φ12 ở mỗi biên và mỗi góc lỗ mở.
• Nếu vách có lỗ mở lớn, nên tăng độ dày vách quanh lỗ và cấu tạo thành vách dưới dạng các dầm bao.
• Đối với các vách có lỗ khi thiết kế phải cấu tạo thêm thép ở khu vực biên của các cột vách cũng như cho các dầm lanh tô của vách (trong đồ án chọn φ10 a 300 tại khu vực lanh tô của các lỗ cửa như trong bản vẽ).
- Sau khi chọn cốt thép như trên, hàm lượng cốt thép sẽ được kiểm tra lại khả năng chịu lực của vách theo các bảng sau:
SVTH: ẹinh Vaờn Sụn MSSV: 20661170 Trang 158 x
y x y x y x y
27.709 34.558 18.473 34.558 Taàng
45.17 32.26 29.70 3
Vách fa
(cm2) 45.805 49.763
-221.31 64.53 42.43
-
-295.82 _ -221.31 -295.82
1-8
9-16 3 4,6 4,6
6 22
4 22 18
12
6
ứ
30.536
14 10 14
22 4 22
49.763 3
2 3
2 ứ
12
3 2 3 2
10 ứ
ứ ứ
Ea(kG/cm2) 2.00E+06
Số lớp d
(mm) R'a
(kG/cm2) Rk
(kG/cm2)
3400 Beâ toâng M400
Eb
(kG/cm2) 3.30E+05 12
Coát theùp CIII Rn(kG/cm2)
170
BẢNG 8.6: BỐ TRÍ CỐT THÉP VÁCH
α0 0.58 Ra
(kG/cm2)
Theùp phửụng Fa = Fa'
(cm2)
3400
Chọn thép fi
(cm2) số lượng
21.22
18 ứ
ứ ứ
SVTH: ẹinh Vaờn Sụn MSSV: 20661170 Trang 159 Tầng Vách Kiểm tra
cặp
M (T.m)
N
(T) Mdh (T.m) Ndh (T) e0 (m)
a1 (cm)
a (cm)
l0
(cm)
b (cm)
h
(cm) n αx αy
1 443.1329 2895.425 138.13 2627.29 0.15 42.5 95.25 2740 25 820 0.831 0.045 0.049 2 574.4729 2944.358 138.13 2627.69 0.20 42.5 95.25 2740 25 820 0.845 0.045 0.049 1 384.3937 2771.247 138.13 2627.29 0.14 42.5 95.25 2740 25 820 0.795 0.03 0.049 2 285.8819 2868.167 138.13 2627.69 0.10 42.5 95.25 2740 25 820 0.823 0.03 0.049 1 203.9924 1351.198 96.691 1839.103 0.15 42.5 95.25 5440 25 820 0.388 0.027 0.034 2 265.5279 1374.034 96.691 1839.103 0.19 42.5 95.25 5440 25 820 0.394 0.027 0.034 1 142.0662 1020.986 96.691 1839.103 0.14 42.5 95.25 5440 25 820 0.293 0.018 0.034 2 105.7601 1056.693 96.691 1839.103 0.10 42.5 95.25 5440 25 820 0.303 0.018 0.034
BẢNG 8.7: KIỂM TRA CỐT THÉP VÁCH
1-8 4,6
9-16 3
3 4,6
Tầng Vách Kiểm
tra cặp gh 1 α1 α1 gh Ja (cm4) Jb (cm4) S Kdh Nth
1 0.0518 0.524 0.448 0.772 Thỏa Thỏa 18935273.01 1148683333.33 1.027 1.886 208248236 2 0.0518 0.524 0.448 0.783 Thỏa Thỏa 18935273.01 1148683333.33 0.9886 1.8628 203769490 1 0.0518 0.524 0.448 0.743 Thỏa Thỏa 15910111.05 1148683333.33 1.0408 1.9288 201505713 2 0.0518 0.524 0.448 0.765 Thỏa Thỏa 15910111.05 1148683333.33 1.0808 1.9059 210372263 1 0.0518 0.524 0.448 0.402 Thỏa Thỏa 18935273.01 1148683333.33 1.029 2.3296 44399208 2 0.0518 0.524 0.448 0.408 Thỏa Thỏa 18935273.01 1148683333.33 0.9902 2.2946 43566341 1 0.0518 0.524 0.448 0.32 Thỏa Thỏa 15910111.05 1148683333.33 1.0404 2.7645 37733726 2 0.0518 0.524 0.448 0.329 Thỏa Thỏa 15910111.05 1148683333.33 1.0803 2.7207 39432984 1-8
3 4,6
9-16 3 4,6
SVTH: ẹinh Vaờn Sụn MSSV: 20661170 Trang 160 Tầng Vách Kiểm
tra cặp η n1 m1 η.e0/h m1/n1 η.e0/h>m1/n1 n2 c2 ηe0.N (T.m) Rn.b.h2.c2(n2-n) Nhận xét 1 1.00 0.63 0.16 0.019 0.25 Thoả! 2.057 0.109 443.139 3834.86231 Thoả!
2 1.00 0.63 0.16 0.024 0.25 Thoả! 2.057 0.109 574.481 3790.95292 Thoả!
1 1.00 0.63 0.15 0.017 0.24 Thoả! 2.057 0.105 384.399 3777.31472 Thoả!
2 1.00 0.63 0.15 0.012 0.24 Thoả! 2.057 0.105 285.886 3694.06832 Thoả!
1 1.00 - - - 203.999 652169440 Thoả!
2 1.00 - - - 265.536 660561370 Thoả!
1 1.00 - - - 142.070 507734738 Thoả!
2 1.00 - - - 105.763 520857152 Thoả!
1-8 3 4,6
9-16 3 4,6
BẢNG 8.8: KIỂM TRA CỐT THÉP VÁCH
Nhận xét: vậy các kích thước chọn sơ bộ ban đầu và hàm lượng cốt thép như trên là thoả mãn các yêu cầu về kiểm tra khả năng chịu lực của vách cứng.
SVTH : ẹinh Vaờn Sụn MSSV : 20661170 Trang 161