[block id=”bo-sung-1″]

Chọn sơ bộ các kích thước tiết diện và cấu tạo sàn:
Mái: sử dụng mái bằng, bê tông cốt thép, chỉ có hoạt tải sửa chữa.
Bản sàn: giả sử lựa chọn sơ bộ theo:
h_b=(1/35÷1/40) L_1=(1/35÷1/40)×3900=97.5÷111.1 mm
Vậy, chọn bề dày bản sàn là hb= 100 mm.
Dầm phụ : chọn sơ bộ kích thước tiết diện dầm
h_d=4900/(14÷18)=270÷350mm,chọn h_dp=300 mm.
b_d=h_d/(2÷3)=300/(2÷3) mm,chọn b_dp=200 mm.

thiet ke cong trinh dan dung be tong cot thep moi nhat
docx34 trang | Chia sẻ: duongneo | Ngày: 01/08/2017 | Lượt xem: 6259 | Lượt tải: 4download

Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Thiết kế công trình dân dụng bê tông cốt thép, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

BÀI THUYẾT TRÌNH BÊ TÔNG CỐT THÉP 2:
“THIẾT KẾ CÔNG TRÌNH DÂN DỤNG BÊ TÔNG CỐT THÉP”
GVHD: Th.S Nguyễn Tấn
SVTH: 1. NGUYỄN THANH BÌNH _KC12
2. NGUYỄN ĐÌNH KHẢI _XC12B
3. NGUYỄN VĂN DỰ _ XC12A
MỤC LỤC
Phần I: Đề bài
Phần II: Tính toán cốt thép và bố trí cốt thép cho sàn
1. Phân tích và đề xuất phương án tính toán cho sàn
2. Cấu tạo, kích thước tiết diện và xác định tải trọng tác dụng
3. Sơ đồ tính và phương pháp xác định nội lực
4. Tính toán và kiểm tra cốt thép
5. kiểm tra võng và nứt
Phần III:Tính toán cốt thép và bố trí cốt thép cho cầu thang bộ
1. Phân tích và đề xuất phương án tính toán cho cầu thang
2. Cấu tạo, kích thước tiết diện và xác định tải trọng tác dụng
3. Sơ đồ tính và phương pháp xác định nội lực
4. Tính toán và kiểm tra cốt thép
5. kiểm tra võng và nứt
Phần IV:Tính toán cốt thép và bố trí cốt thép cho khung không gian
1. Cấu tạo, kích thước tiết diện và xác định tải trọng tác dụng với cột và dầm
2. Sơ đồ tính và phương pháp xác định nội lực(đối với cột tính toán theo nén lệch tâm không gian,bằng phương pháp tương đương, phương pháp trực tiếp, biểu đồ tương tác)
3. Tính toán và kiểm tra cốt thép
4. kiểm tra võng và nứt
5. tính toán và kiểm tra cốt thép
6. kiểm tra nứt
Phần VI: Bản vẽ
Phần I: THÔNG SỐ ĐỀ BÀI:
Vật liệu:
Bê tông cấp độ bền: B20
Cường độ chịu nén tính toán bê tông: Rb = 11.5MPa = 11500 kN/m2.
Cường độ chịu kéo tính toán bê tông: Rbt = 0.9 MPa = 900 kN/m2.
γb = 1.0
Es = 21×104 MPa; Eb =27×103 MPa.
Cốt thép nhóm:
∅≤10=> CI: RS = 225 MPa, RSW = 175 Mpa.
∅>10=> CII: RS = 280 MPa, RSW = 225 Mpa.
Cốt thép chịu kéo của sàn CII
Cốt thép chịu kéo của dầm, cột, móng CII
Cốt đai CI
Kích thước mặt bằng công trình:
Hình 1.1 Sơ đồ mặt bằng lưới sàn
Phần 1: Tính toán và bố trí cốt thép toàn sàn:
Chọn sơ bộ các kích thước tiết diện và cấu tạo sàn:
Mái: sử dụng mái bằng, bê tông cốt thép, chỉ có hoạt tải sửa chữa.
Bản sàn: giả sử lựa chọn sơ bộ theo:
hb=135÷140L1=135÷140×3900=97.5÷111.1 mm
Vậy, chọn bề dày bản sàn là hb= 100 mm.
Dầm phụ : chọn sơ bộ kích thước tiết diện dầm
hd=490014÷18=270÷350mm, chọn hdp=300 mm.
bd=hd2÷3=3002÷3 mm, chọn bdp=200 mm.
Dầmchính : chọn sơ bộ kích thước tiết diện dầm
hd=49008 ÷15=320÷600mm, chọn hdp=500 mm.
bd=hd2÷3=4002÷3 mm, chọn bdp=250 mm
Ngoài ra còn có dầm (400×200)
CHỌN SƠ BỘ TIẾT DIỆN CỘT
Chọn sơ bộ kích thước tiết diện dầm:
-công có tiết diện 200×300
Tải trọng dầm:
Dầm chính (200×500):
gd=bh-hsngγb=0.2×0.5-0.1×1.1×25=2.2 kN/m
Trong đó: b- bề rộng dầm (200 mm)
h- chiều cao dầm 500 mm)
hs- bề dày sàn (100 mm)
ng- hệ số vượt tải
gb- khối lượng riêng bê tông (25kN/m2)
Dầm (200×300):
gd=bh-hsngγb=0.2×0.3-0.1×1.1×25=1.1 kN/m
Tĩnh tải tường: tải tường dạng phân bố đều trên dầm:
Chọn tầng có chiều cao lớn nhất là htầng = 3.675 ( m)
Tường bao:gt=bt×ht×ng×γt=0.2×3.175×1.1×18=12.573 kN/m
Tường giữa:gt=bt×ht×ng×γt=0.1×3.225×1.1×18=12.573 kN/m
Trong đó: bt – bề dày tường (0.1m-0.2 m)
ht – chiều cao tường (h – hd = 3.675 – 0.5 = 3.175 ( m)
gt – khối lượng riêng tường (18 kN/m2)
ng – hệ số vượt tải
Kích thước cột:
Tiết diện cột được chọn thông qua ước lượng tổng tải đứng tác dụng lên cột. Và việc thay đổi tiết diện cột cần tuân theo quy tắc sau để tránh thay đổi đột ngột độ cứng của cột: độ cứng của cột trên không được nhỏ hơn 70% độ cứng của cột dưới, nếu 3 tầng giảm độ cứng liên tục thì tổng lượng thay đổi không quá 50 %.
Việc chọn kích thước tiết diện cột sẽ được thực hiện theo các bước sau:
Tiết diện cột được chọn sơ bộ theo công thức:
Ao=nktNRb
Trong đó: n là số tầng (4 tầng)
Rb – Cường độ chịu nén của bê tông (B20có Rb= 11.5 MPa).
kt – Hệ số xét đến ảnh hưởng khác nhau như momen uốn, hàm lượng cốt thép, độ mảnh cột. (chọn 1.1 – 1.5)
N – Lực nén được tính toán gần đúng như sau:
Ni=qs×Si+gd+gt+gc
Trong đó: qs – trọng lượng sàn trong diện truyền tải
Si – diện truyền tải tầng thứ i
gd – trọng lượng dầm trong diện truyền tải
gt – trọng lượng bản thân tường trong diện truyền tải
gc – trọng lượng bản thân cột
gd=1nbi×hi×ng×γb×Li
gt=1nbt×ht×ng×γt×Lt
gc=1nbc×hc×ng×γb×Hc (Chưa biết các cột phía trên)
Chọn cột 2-A làm cột tính sơ bộ tiết diện cột .
Sẽ lấy qs max , gdầm max , gt max
N= 6x [(3.962+3,6) * (3.55/2*4.9/2+3.8/2*4.9/2)+2.2*((3.55+3.8)/2+4.9/2)+12.575*(3.55+3.8+4.9)/2]=923( KN)
Ao=ktNRb= (1.1-1.5) *923/(11.5*1000)=(1.1-1.5) *0.08026 (m2)
=(1.1-1.5)80261(mm2)
Lấy kt =1.1 ,suy ra A0 =88287 mm2
Chọn cột 300×300 (mm)
SƠ ĐỒ BỐ TRÍ DẦM CỘT TRÊN MỖI TẦNG NHƯ SAU :
Hình 1.2 Sơ đồ mặt bằng bố trí dầm, cột
THIẾT KẾ SÀN
Phân loại bản sàn:
Xét tỉ số 2 cạnh ô bản làm việc, L1 là cạnh ngắn, L2 là cạnh dài như sau:
Nếu L2/L1≤2=> Bản thuộc loại bản kê, bản làm việc 2 phương.
Nếu L2/L1>2=> Bản thuộc loại bản dầm, coi như bản làm việc 1 phương L1.
STT
Tên ô bản
kích thước
L2/L1
Loại bản
L2(m)
L1(m)
1
OS1
4.900
3.550
1.38
Làm việc 2 phương
2
OS2
4.900
3.800
1.29
Làm việc 2 phương
3
OS3
3.800
2.000
1.90
Làm việc 1 phương
4
OS4
3.200
1.200
2.67
Làm việc 2 phương
5
OS5
3.900
3.800
1.02
Làm việc 2 phương
6
OS6
4.900
1.300
2.77
Làm việc 1 phương
TẢI TRỌNG:
TĨNH TẢI
Hình 2.1 Cấu tạo sàn
Bảng 2.1 Tải trọng tác dụng lên sàn thường:
Tất cả tường biên là tường 200, còn lại tường ngăn là tường 100 (kể cả tấm chắn ban công). Để thiên về an toàn và đơn giản trong việc tính toán, ta cho tường có mặt ở tất cả bên trên dầm.
Tính cốt thép cho sàn toán.
Tính cho ô bản loại làm việc 2 phương
Hình 3.2 Sơ đồ ô sàn 2 phương
Các ô sàn đều có hd/hb = 400/100 = 4 ≥3 xem bản ngàm vào dầm
Tính theo sơ đồ 9 gồm 4 biên ngàm.
Sơ đồ tính
Tính M, rồi tính :
αm=MRbbh02 ; ξ=1-1-2αm ; As=ξRbbh0Rs
Tính As ,chọn thép sàn
Tính sàn 1 phương
Kiểm tra võng và nứt cho ô sàn lớn nhất ( theo TCVN 5574-2012):
Ta chọn ô bản 2để kiểm tra vì có tải trọng và nhịp lớn nhất trong các ô bản để kiểm tra độ võng và nứt cho sàn.
Với tải trọng tiêu chuẩn, ta tìm được nội lực như sau:
M1tc=
294 daN/m
M2tc =
177 daN/m
MItc =
672 daN/m
MIItc =
404 daN/m
Kiểm tra hình thành khe nứt:
Mômen cực hạn gây ra nứt cho tiết diện được tính toán theo công thức sau:
Mcrc=Rbt,serWpl
Trong đó:
Rbt,ser=1.4 MPa đối với B20
Wpl=2Ib0+αIs0+αIs0’h-x+Sb0
Trong đó:
Ib0 , Is0 , Is0′: lần lượt là mômen quán tính đối với trục trung hoà của diện tích vùng bê tông chịu nén, của diện tích cốt thép chịu kéo và của diện tích cốt thép chịu nén.
Sb0: mô men tĩnh đối với trục trung hoà của diện tích vùng bê tông chịu kéo.
Wpl: mô men kháng uốn của tiết diện đối với thớ bê tông chịu kéo ngoài cùng cốt thép đến biến dạng không đàn hồi của bê tông vùng chịu kéo.
Vị trí trục trung hòa được xác định từ phương trình:
Sb0’+αSs0′-αSs0=h-x2Abt
Với Sb0′, Ss0′, Ss0 lần lượt là mô men quán tính tĩnh đối với trục trung hòa của diện tích vùng bê tông chịu nén, diện tích cốt thép chịu nén và diện tích cốt thép chịu kéo.
Trường hợp 1: Tính tại giữa nhịp: M =294 daNm/m
Vì tính ở nhịp nên không có cốt thép trong vùng nén As’=0
Sb0’=bx22; Ss0’=0 ; Ss0=Ash0-x ; Abt=bh-x
Với α=EsEb=210003000=7
Thép ϕ6 thuộc loại CI có Es=21.104Mpa
Bêtông B20 đóng rắn tự nhiên Eb=27.103MPa
=>x= bh2+2αAsh02αAs+bh=100×10×10+2×7×1.66×8.527×1.66+100×10=5.04cm
Tính Wpl:
Ib0=bx33=100×5.0433=4267.5 cm4
Sb0=bh-x22=50×10-5.042=1230 cm4
Is0=Ash0-x2=1.66×8.5-5.042=19.87 cm4
Is0’=0
Wpl=2Ib0+αIs0+αIs0’h-x+Sb0=24267.5+7×19.87+7×010-5.04+1230=3007 cm3
Mcrc=Rbt,serWpl=14×3007=43479.4 daNcm=434.794 daNm
Kiểm tra điều kiện:
M = 297 ≤ Mcrc = 420.98 daNm => Không xuất hiện vết nứt ở nhịp
Trường hợp 2: Tính tại gối: M =672 daNm/m
As=3.87cm2
As’ =1.66 cm2
Sb0’=b(h-x)22; Ss0’=As’h0-x ; Ss0=Ash0-h+x ; Abt=bx
Với α=EsEb=210003000=7
Thép ϕ8 thuộc loại CI có Es=21.104MPa
Bêtông B20đóng rắn tự nhiên Eb=27.103Mpa
bx2 – (1.5hb + αAs’ + αAs)x + 0.5bh2 + αAs’h0 – αAsh0 + αAsh = 0
100×2–(1.5x10x100+7×1.66+7×3.87)x+0.5x100x10x10+7×1.66×8.5-7×3.87×8.5+7×3.87×10=0
100×2 -1538.71x + 5139.41= 0
x = 4.92 cm
Tính Wpl:
Ib0=b(h-x)33=100×(10-4.92)33=4369.9 cm4
Sb0=bx22=50×4.922=1210.32 cm4
Is0=Ash0-h+x2=3.87×8.5-10+4.922=45.27 cm4
Is0’=As’h0-x2=1.428.5-4.922=18.2 cm4
Wpl=2Ib0+αIs0+αIs0’h-x+Sb0=24369.9+7×45.27+7×18.210-4.92+1210.32=5105.7 cm3
Mcrc=Rbt,serWpl=14×5105.7=71479.8 daNcm=714.798 daNm
Kiểm tra điều kiện:
M = 672 ≤ Mcrc = 714.798 daNm => Không xuất hiện vết nứt ở gối.
Kết luận: Không xuất hiện vết nứt trên cấu kiện.
Kiểm tra độ võng
Độ võng giữa nhịp ; chỉ xét tải tiêu chuẩn:
f=β1rl2=βMtcBl2
Độ cứng chống uốn của dầm không có khe nứt:
B1=φb1EbIred
B2=B1φb2
φb là hệ số ảnh hưởng đến từ biến của bê tông
φb1 = 0.85 với bê tông nặng ; φb2 = 2
Ired – moment quán tính của tiết diện quy đổi với trục trọng tâm của tiết diện:
Ired=bh312=100×10312=8333.3 cm4
→B1=φb1EbIred=0.85×3000×8333.3=21249915 kNcm2
→B2=B1φb2=212499152=10624957.5 cm4
Ta có: gsc=396.2 daN/m2 ; psc=360 daN/m2; pdh=70 daN/m2
→P1=396.2+360×3.8×4.9=14080.4daN ; P2=396.2+70×3.8×4.9= 8178daN
Moment tính võng tính dựa vào tải tác dụng ngắn hạn và dài hạn:
– M1=m91×P1=0.0208×14080.4= daNm/m=292.9 kNcm/m
– M2=m91×P2=0.0208×8178 daNm/m=170.1 kNcm/m
β: hệ số phụ thuộc liên kết và dạng tải trọng tác dụng. Ta có bản sàn có dạng kết cấu 2 đầu ngàm vào dầm và chịu tải phân bố đều ⟶ β=1/16
⟶Độ võng của dầm:
f=f1+f2=βM1B1l2+βM2B2l2=116×6002×292.921.2×106+30710.6×106=0.96 cm
Ta có độ võng giới hạn của sàn phẳng khi nhịp L = 4.9m: là [f] = L/200 = 2.45 cm
=> f = 0.96 cm < 3 cm
Ta có: f < [f] nên thỏa điều kiện độ võng của ô bản.
Phần 2: THIẾT KẾ DẦM VÀ CỘT BẰNG PHẦN MỀM ETAPS :
1.TÍNH DẦM
Tỉnh tải
Tĩnh tải sàn: Đã tính ở mục phần 1 (gs = 121.2kN/m2),
Riêng nhà vệ sinh(gs=329.4 kN/m2)
Lưu ý : đã trừ btct dày 100 mm có g=275 kN/m2 do phần mềm tính trọng lượng bản thân
Tĩnh tải tường:
Ghi chú:Tải tường chỉ có ở các tầng bên dưới, tầng mái không có tải tường.
Hoạt tải
PS=360 dN/m2
Riêng nhà vệ sinh OS4 là Ps=240 dN/m2
Lưu ý: gắn tải tương lên dầm ảo
Tải gió
Nhận xét: Tải trọng gió tác dụng lên khung không gian được tính toán tương tự khung phẳng.
Tải gió bao gồm 2 thành phần tĩnh và động:
Vì công trình có chiều cao dưới 40m nên thành phần gió động của tải trọng gió không cần xét đến.
Tải trọng gió tác dụng lên khung không gian phải tính toán theo 4 hướng: gió trái, gió phải, gió trước, gió sau. Mỗi hướng gió gồm gió đẩy và gió hút. Phải tính toán tải trọng gió lên tất cả các dầm biên của công trình.
Tải trọng gió tác dụng lên dầm biên:
Gió đẩy:
W=W0×k×c×n×Btg (kNm)
Trong đó: Wo – giá trị áp lực gió tiêu chuẩn lấy theo TCVN 2737-1995
(công trình được xây dựng tại TP HCM: Wo = 95 kN/m2, khu vực II.A giảm 12 kN/m2 nên còn 83 daN/m2)
k- hệ số kể đến sự thay đổi áp lực gió theo độ cao so với mốc chuẩn và dạng địa hình. (Tra trong tiêu chuẩn 2737-1995).
n- hệ số tin cậy (lấy giá trị n = 1.2)
c- hệ số khí động phụ thuộc vào hình dáng công trình (c = +0.8)
Btg- chiều cao tầng nhà (Btg = 3.63 m)
Gió hút: (phía khuất gió của công trình)
W=W0×k×c’×n×Btg(kNm)
Trong đó: Wo – giá trị áp lực gió tiêu chuẩn lấy theo TCVN 2737-1995
(công trình được xây dựng tại thành phố Cần Thơ – khu vực II.A: Wo = 95 kN/m, khu vực II.A giảm 12 kN/m nên còn 83 daN/m2)
k- hệ số kể đến sự thay đổi áp lực gió theo độ
n- hệ số tin cậy (lấy giá trị n = 1.3)
c’- hệ số khí động phụ thuộc vào hình dáng công trình (c = – 0.6)
Btg- chiều cao tầng nhà (Btg = 3.6 m)
BẢNG TÍNH EXCEL
1.Gió tĩnh
Giá trị tiêu chuẩn của thành phần tĩnh:
Wj = Wok(zj)c
trong đó:
c – hệ số khí động
c = 0.8 + 0.6 =
1.4
k(zj) – hệ số tính đến sự thay đổi áp lực gió theo chiều cao
Gió tĩnh
Gió tĩnh
STORY
zj (m)
k(zj)
Wj (T/m2)
Bx (m)
By (m)
Fx (T)
Fy (T)
Fx (kN)
Fy (kN)
RF
19.80
0.795
0.092
18
5.2
1.47
5.10
14.74
51.03
FT
16.73
0.758
0.088
18
5.2
1.54
5.33
15.39
53.28
F3
13.37
0.712
0.083
18
5.2
1.45
5.00
14.46
50.04
F2
10.01
0.657
0.076
18
5.2
1.33
4.61
13.33
46.14
F1
6.65
0.586
0.068
18
5.2
1.07
3.70
10.69
36.99
FL
3.63
0.494
0.057
18
5.2
1.08
3.75
10.84
37.53
BASE
0.00
0.000
0.000
18
5.2
0.00
0.00
0.00
0
Lực do bể nước tác dụng ở các cột A4,C4,A3,C3 là 25kN
Tổ hợp nội lực
Kết quả tính dầm : xem file excel và bản vẽ cad
PHẦN TÍNH CỘT
Các cột trong công trình chịu moment theo cả hai phương X, Y nên tính toán theo cột chịu nén lệch tâm xiên. Việc giải chính xác cột nén lệch tâm xiên là khó khăn và tốn nhiều thời gian. Do đó sử dụng phương pháp gần đúng để tính toán cột chịu nén lệch tâm xiên. Đây là phương pháp được trình bày bởi GS. Nguyễn Đình Cống. Phương pháp gần đúng dựa trên việc biến đổi trường hợp nén lệch tâm xiên thành nén lệch tâm phẳng tương đương để tính cốt thép. Nguyên tắc của phương pháp này được trình bày trong tiêu chuẩn Anh BS8110 và USA – ACI 318, GS. Nguyễn Đình Cống đã dựa vào nguyên tắc đó để lập ra các công thức và điều kiện tính toán phù hợp với TCXDVN 356:2005.
Qui ước: mô men xoay quanh trục Y là Mx, xoay quanh trục X là My. Các cột trong công trình chịu moment theo cả hai phương X, Y nên tính toán theo cột chịu nén lệch tâm xiên. Việc giải chính xác cột nén lệch tâm xiên là khó khăn và tốn nhiều thời gian. Do đó sử dụng phương pháp gần đúng để tính toán cột chịu nén lệch tâm xiên. Đây là phương pháp được trình bày bởi GS. Nguyễn Đình Cống. Phương pháp gần đúng dựa trên việc biến đổi trường hợp nén lệch tâm xiên thành nén lệch tâm phẳng tương đương để tính cốt thép. Nguyên tắc của phương pháp này được trình bày trong tiêu chuẩn Anh BS8110 và USA – ACI 318, GS. Nguyễn Đình Cống đã dựa vào nguyên tắc đó để lập ra các công thức và điều kiện tính toán phù hợp với TCXDVN 356:2005.
Qui ước: mô men xoay quanh trục Y là Mx, xoay quanh trục X là My.
Hình 4.7: Qui ước chiều mô men trong cột.
Tính toán cột tiết diện chữ nhật theo phương pháp gần đúng:
Xét tiết diện cạnh Cx, Cy. Điều kiện để áp dụng phương pháp gần đúng là: , cốt thép được đặt theo chu vi, phân bố đều hoặc mật độ cốt thép trên cạnh b có thể lớn hơn (cạnh b được giải thích ở bảng về mô hình tính).
Tiết diện chịu lực nén N, mô men uốn Mx, My, độ lệch tâm ngẫu nhiên eax, eay . Sau khi xét uốn dọc theo 2 phương, ta có:
Mx1 = hx Mx ; My1 = hyMy.
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 4.16: Phân loại điều kiện làm việc của cột
Mô hình
Theo phương x
Theo phương y
Điều kiện
Kí hiệu
h = Cx; b = Cy
M1 = Mx1; M2 = My1
ea = eax + 0.2eay
h = Cy; b = Cx
M1 = My1; M2 = Mx1
ea = eay + 0.2eax
Giả thiết chiều dày lớp bê tông bảo vệ ao, chọn a, tính ho = h – a; Z = h –2a.
Tiến hành tính toán theo trường hợp đặt cốt thép đối xứng:
Hệ số chuyển đổi mo
Khi x1 h0 thì mo = 1 –
x1> h0 thì mo = 0.4
Tính mô men tương đương (đổi nén lệch tâm xiên ra nén lệch tâm phẳng ):
M = M1 + moM2
Độ lệch tâm ; tính eo = max( e1; ea )
Tính toán độ mảnh theo hai phương:
;
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 , tính toán gần như nén đúng tâm.
Hệ số ảnh hưởng độ lệch tâm ge
ge =
Hệ số uốn dọc phụ thêm khi xét nén đúng tâm:
je = j +
Khi l lấy j = 1; khi 14 <l< 104 lấy j theo công thức:
j = 1.028 – 0.0000288l2 – 0.0016l
Diện tích toàn bộ cốt thép dọc Ast:
Cốt thép được chọn đặt đều theo chu vi (mật độ cốt thép trên cạnh b có thể lớn hơn).
– Trường hợp 2: Khi đồng thời x1 >xRho , tính toán theo trường hợp nén lệch tâm bé.
Xác định chiều cao vùng nén x:
;
Diện tích toàn bộ cốt thép Ast:
Ast =, k = 0.4
– Trường hợp 3: Khi đồng thời x1 <xRho. Tính toán theo trường hợp nén lệch tâm lớn.
Tính Ast theo công thức: Ast = .
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.
Sau khi đã tính được cốt thép theo phương pháp gần đúng như trên, tiến hành đánh giá tính hợp lý của lượng thép tính được bằng kiểm tra hàm lượng cốt thép hợp lý. Đối với cấu kiện cột, hàm lượng cốt thép hợp lý là:
TÍNH TOÁN CỐT THÉP DỌC CỤ THỂ CỘT B5
Phương pháp tính toán: ta dùng chương trình Microsoft Excel để lọc ra các tổ hợp nội lực nguy hiểm nhất (Nmax, Mxtư, Mytư), (Ntư, Mx max, Mytư), (Ntư, Mxtư, My max). Sau đó tính toán cốt thép với các cặp nội lực này và chọn diện tích cốt thép lớn nhất tính được để thiết kế thép. Ở đây, ta tính toán minh họa chi tiết cho cặp nội lực tính ra thép có diện tích lớn nhất tương ứng của cột B1 tại tầng 1, các cặp nội lực khác tương tự và được lập thành bảng.
Tính toán cốt thép đối xứng nên không cần quan tâm đến chiều của mô men.
Vật liệu:
Bê tông B20 có:
Cường độ chịu nén tính toán: Rb = 11.5 MPa.
Mô đun đàn hồi: Eb =27x103MPa.
Thép CII có:
Cường độ chịu kéo tính toán: Rs = 280 MPa.
Mô đun đàn hồi: Es = 21×104 MPa.
Hệ số xR =0.623; aR = 0.429
Ta có : Nmax = – 999.86 (kN); Mtu= – 57.516 (kNm)
Ta có : Mymax =68.463 (kNm); Ntu = -677.08 ( kN)
Ta có: Mxmax =18.207 (kNm); Ntu = -633.75 ( kN)
TA XÉT CẶP NỘI LỰC : Nmax = – 999.86 (kN); Mx tu= – 57.516 (kNm)
Tiết diện cột: Cx =300 mm; Cy = 300 mm
Chiều dài tính toán của cột C1: theo TCXDVN 356-2005
lox = loy = 1 x lc = 1.2 x (3.675-0.5) = 3.81 ( m)
Độ lệch tâm ngẫu nhiên:
Tính gần đúng như nén đúng tâm
Hệ số ảnh hưởng độ lệch tâm ge
Hệ số uốn dọc phụ thêm khi xét nén đúng tâm:
je = j +
Khi l lấy j = 1; khi 14 <l< 104 lấy j theo công thức:
j = 1.028 – 0.0000288l2 – 0.0016l
j=1.028-0.0000288×55.72 -0.0016×55.7=0.85
je=0.96
Diện tích toàn bộ cốt thép dọc Ast:
Chọn 8d20
2.TA XÉT CẶP NỘI LỰC : Mymax= – 68.463 (kNm)Nmax = – 677.08 (kN);
Tiết diện cột: Cx =300 mm; Cy = 300 mm
Chiều dài tính toán của cột C6: theo TCXDVN 356-2005
lox = loy = 1 x lc = 1.2 x (3.675-0.5) = 3.81 ( m)
Độ lệch tâm ngẫu nhiên:
x1 <xRho=0.623×260=162(mm)
Suy ra , Ta tính lệch tâm bé
Xác định chiều cao vùng nén x:
với
Diện tích toàn bộ cốt thép Ast:
Ast =
Với k = 0.4
Chọn 4d22
3.Ta xet cặp nội lực : Mxmax =18.207 (kNm); Ntu = -633.75 ( kN)
Tiết diện cột: Cx =300 mm; Cy = 300 mm
Chiều dài tính toán của cột C6: theo TCXDVN 356-2005
lox = loy = 1 x lc = 1.2 x (3.675-0.5) = 3.81 ( m)
Độ lệch tâm ngẫu nhiên:
Tính gần đúng như nén đúng tâm
Hệ số ảnh hưởng độ lệch tâm ge
Hệ số uốn dọc phụ thêm khi xét nén đúng tâm:
je = j +
Khi l lấy j = 1; khi 14 <l< 104 lấy j theo công thức:
j = 1.028 – 0.0000288l2 – 0.0016l
j=1.028-0.0000288×55.72 -0.0016×55.7=0.85
je=0.96
Diện tích toàn bộ cốt thép dọc Ast:
BÊ TÔNG ĐỦ KHẢ NĂNG CHỊU LỰC
Để thỏa TH1,TH2 thì ta bố trí thép như sau :
Cốt thép được chọn đặt đều theo chu vi
Vì diện tích As tính toán nhỏ nên ta bố trí cốt thép cột theo cấu tạo. Tất cả các cột ở các tầng đều bố trí cốt chịu lực theo cấu tạo.
Tính toán cốt đai cột
Cấu tạo cốt đai kháng chấn theo TCXDVN 375-2006: Các vùng trong khoảng cách lcr kể từ cả hai tiết diện đầu mút của cột kháng chấn chính phải được xem như là các vùng tới hạn. Khi thiếu những thông tin chính xác hơn, chiều dài của vùng tới hạn lcr (tính bằng mm) có thể được tính toán từ biểu thức sau đây:
lcr = max {hc; lcl/6; 450}
Trong đó:
hc:kích thước lớn nhất tiết diện ngang của cột (tính bằng mm);
lcl: chiều dài thông thuỷ của cột (tính bằng mm).
Nếu lcl/ hc< 3, toàn bộ chiều cao của cột kháng chấn chính phải được xem như là một vùng tới hạn và phải được đặt cốt thép theo qui định.
Cốt đai tính toán theo TCXDVN 356 : 2005
Bê tông có thể chịu được lực cắt không lớn hơn:
smax =
Các hệ số.
Φb3 = 0.6 – với bê tông nặng.
Φb4 = 1.5 – với bê tông nặng.
Φn = 0.1 N / (Rbt b ho) 0.5 – hệ số xét đến ảnh hưởng lực dọc
φb2 = 2.0 – với bê tông nặng.
Tính toán cốt đai cho cột – khung trục C như sau:
Lực cắt lớn nhất trong cột được xác định từ phần mềm ETAB
Để đơn giản ta lấy 1 giá trị Qmax để tính toán và bố trí chung cho tất cả các cột
Từ kết quả lọc nội lực Qmax =43.02 KN
Kiểm tra khả năng chịu cắt của bê tông có lực cắt lớn nhất Q=43.02 KN
=
Q=43.02(kN)&

[block id=”bo-sung”]

Từ khóa: Thiết kế công trình dân dụng bê tông cốt thép

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *