Đồ án Thiết kế Nhà điều hành sản xuất cảng sài gòn (số 3 – đường Nguyễn Tất Thành - Quận 4)

g. + Tốc độ dòng chảy cực đại khi lũ: V = 2.22m/s * Sóng - Khu vực CSG nằm sâu trong sông kín không chịu ảnh hưởng của sóng biển. Sóng của sông nhỏ không đáng kể. * Lũ - Lũ đầu nguồn không gây ảnh hưởng lớn đến khu vực sông Sài Gòn. Cơn lũ lịch sử đầu nguồn xảy ra vào năm 1952, mực nước cao nhất ghi nhận được là +4.32m (Hải đồ). * Độ mặn nước sông - Nước sông Sài Gòn vào mùa khô bi nhiễm mặn nhẹ, nước thuộc nhóm lợ nhạt ( S = 0.05 0.5%), vào nửa mùa mưa tới cuối mùa mưa thì nước sông hoàn toàn ngọt. * Động đất và núi lửa - Khu vực cảng Sài Gòn nói riêng và khu vực TP. HCM nói chung không nằm trong vành đai hoạt động của động đất và núi lửa, vì vậy trong tính toán các công trình của cảng Sài Gòn không tính đến động đất và núi lửa. III. GIẢØI PHÁP MẶT BẰNG - Công trình gồm có 10 tầng: 1trệt ,7 lầu ,1 sân thượng ,1 kỹ thuật. - Công trình được xây tại: số 3-đường Nguyễn Tất Thành- Q4 – Tp.HCM - Hệ thống giao thông gồm có: 2 thang bộ và một thang máy phục vụ đi lại cho các nhân viên, cán bộ, công nhân. - Hệ thống điện,điện thoại được lắp đặt đầy đủ. - Một số kích thước của công trình: + Tổng chiều cao công trình là:37.4m tính từ mặt đất. + Tổng chiều dài công trình là:17.5m,chiều rộng là:35m. + Tầng trệt cao 4.2m, sân thượng cao 4m, tầng kỹ thuật cao 3.5m, còn lại các tầng lầu cao 3.6m. + Sân thượng có căn tin, phòng đa dụng. IV.GIẢI PHÁP KẾT CẤU: - Tuổi thọ trung bình phải đảm bảo trên 50 năm .Do vậy giải pháp kết cấu cho công trình được chọn là khung bê tông cốt thép toàn khối. - Hệ thống khung gồm : dầm khung, cột và các khung dầm có kích thước tiết diện khác nhau nhằm đáp ứng yêu cầu về kiến trúc kết cấu của từng bộ phận . - Sàn bê tông cốt thép đổ tại chỗ, riêng sàn khu vệ sinh đổ thấp hơn cốt sàn để đặt các đường ống kỹ thuật . - Tường làm nhiệm vụ bao che và ngăn giữa các phòng, tường bao dày 200 ,tường ngăn khu vệ sinh dày 100. - Cầu thang dạng bản, bậc xây gạch. Giải pháp kết cấu trên nhằm thỏa mãn tuổi thọ của công trình, yêu cầu kiến trúc, yêu cầu sử dụng được thuận lợi V. GIẢI PHÁP KIẾN TRÚC - Với phương châm thiết kế: “thích dụng –mỹ quan –bềøn chắc –tiết kiệm “, công trình được thiết kế với một giải pháp kiến trúc tương đối phù hợp với những chức năng riêng của từng bộ phận. PHẦN II: KẾT CẤU Chương I: TÍNH TOÁN SÀN PHẲNG I. MẶT BẰNG SÀN TẦNG Mặt bằng sàn lầu 1 bố trí như hình vẽ. Để xác định xem có bao nhiêu ô sàn khác nhau và những ô đó thuộc loại dầm hay bản kê 4 cạnh ta tiến hành đánh số hiệu trên mặt bằng sàn BẢNG TỔNG HỢP SỐ LƯỢNG Ô SÀN Số hiệu l1(m) l2(m) Tỉ số l2/l1 Số lượng S1 4 5.5 1.375 4 S2 2.5 4 1.6 1 S3 3 7.5 2.5 4 S4 2.5 3 1.2 2 S5 7 7.5 1.07 5 S6 2.5 7 2.8 3 S7 2 7.5 3.75 1 S8 2 5 2.5 1 II. ĐẶC ĐIỂM KỸ THUẬT - Căn cứ vào mặt bằng kiến trúc thì sàn bê tông cốt thép gồm nhiều ô bản có kích thước khác nhau, công năng sử dụng khác nhau. Từ đó ta lập mặt bằng kết cấu sàn kê trên hệ dầm đỡ chia sàn làm nhiều ô bản làm việc theo một phương hay làm việc hai phương (bản kê bốn cạnh) tuỳ theo kích thước cạnh dài l2 và cạnh ngắn l1 của từng ô bản. III. SƠ BỘ CHỌN KÍCH THƯỚC TIẾT DIỆN - Việc chọn kích thước tiết diện các cấu kiện có ý nghĩa rất quan trọng vì nó thay đổi khối lượng bê tông cho các cấu kiện và cho toàn công trình tức là thay đổi trọng lượng bản thân thường xuyên tác dụng lên toàn hệ kết cấu.Do vậy cần cân nhắc kỹ lưỡng và chọn sao cho có cơ sở hợp lý về mặt cấu tạo của từng loại cấu kiện. 1. Chọn chiều dày sàn - Chọn sơ bộ theo biểu thức: + m = 30 35: bản loại dầm + m = 40 45: bản kê 4 cạnh + D = 0.8 1.4 tuỳ thuộc vào trị số tải trọng sử dụng toàn sàn - Để tiện thi công sau này nên chọn thống nhất một loại chiều dày sàn hs = , 2. Cấu tạo sàn 3. Xác định tải trọng tính toán phân bố lên sàn (tính cho một m2 sàn) * Tĩnh tải sàn Cấu tạo sàn Trọng lượng tiêu chuẩn (kG/m2) Hệ số độ tin cậy Trọng lượng tính toán (kG/m2) Lát gạch Ceramic 0.008x2000 1.1 17.6 Vữa lót 0.02x1800 1.2 43.2 Sàn BTCT 0.12x2500 1.1 330 Vữa trát 0.015x1800 1.1 27.9 Cộng 418.7 * Hoạt tải sàn (TCVN 2737-1995) Chức năng sử dụng Tải trọng tiêu chuẩn (kG/m2) Hệ số độ tin cậy Tải trọng tính toán (kG/m2) Phòng làm việc 200 1.2 240 Hành lang,cầu thang 300 1.2 360 Logia 200 1.2 240 Phòng WC 200 1.2 240 l1 4. Công thức áp dụng để tính nội lực: a. Bản làm việc 1 phương: (l2/l1 > 2) - Momen uốn xác định theo phương cạnh ngắn l2 Mg= ; l2 Mn= - Xét điều kiện liên kết:>3 Mg= liên kết ngàm - Sơ đồ tính: Mn= b. Bản làm việc hai phương: - Sơ đồ tính MII l2 MI M2 M1 MI l1 MII + Momen nhịp: M1 = mi1 x P M2 = mi2 x P Với i:sơ đồ thứ i P:tổng tĩnh tải tác dụng lên sàn P=(p+g)l1l2 +Momen gối: MI = ki1 x P MII= ki2 x P Với mi, ki tra trong bảng sổ tay thực hành của GS.PTS Vũ Mạnh Hùng c. Tính cốt thép - Để tính cốt thép cho các ô sàn, ta sử dụng các công thức tính toán cốt thép đối với cấu kiện như sau: A = ; Fa = Trong đó : + M: Momen uốn tính toán (KGm) + Rn: Cường độ chịu nén của bê tông (kG/cm2) Bê tông mác 250: Rn=110 kG/cm2 + b: Chiều rộng tiết diện (cm) + ho:Chiều cao làm việc của tiết diện (cm) + : hệ số tra bảng sau khi tính được A ( Sử dụng bảng tra trong sách “Sổ tay thực hành kết cấu công trình của GS.PTS Nguyễn Mạnh Hùng ) + Ra: Cường độ chịu kéo của cốt thép (kG/cm2) d. Tính và bố trí thép - Chiều cao tính toán của bản sàn: Giả thiết: a = 2 cm ho = hs - a =12 - 2 =10 cm *Nhận xét : - Những ô bản tính toán hàm lượng cốt thép giới hạn trong khoảng 0.3%0.9 chứng tỏ chiều dày bản ta chọn hợp lý. Ở những ô bản có hàm lượng thép % < 0.2 thì ta bố trí thép cấu tạo - Các giá trị tính toán được lập thành bảng BẢNG TỔNG HỢP THÔNG SỐ TÍNH TOÁN Số hiệu Kích thước l2/l1 TẢI TRỌNG TÍNH TOÁN P=(p+g)xl1xl2 mi1 mi2 ki1 ki2 sàn ( kG/m2 ) ( kG/m2 ) S1 4 x 5.5 1.375 949.2 20882.4 0.021 0.011 0.042 0.025 S2 2.5 x 4 1.6 678.7 6787 0.0205 0.008 0.045 0.018 S3 3 x7.5 2.5 971 Bản làm việc một phương S4 2.5 x 3 1.2 778.7 5840.25 0.0204 0.014 0.047 0.033 S5 7 x7.5 1.07 678.7 35631.75 0.0191 0.017 0.044 0.039 S6 2.5 x 7 2.8 778.7 Bản làm việc một phương S7 2 x7.5 3.75 778.7 Bản làm việc một phương S8 2 x 5 2.5 778.7 Bản làm việc một phương Chương II: TÍNH TOÁN CẦU THANG I.ĐẶC ĐIỂM KỸ THUẬT: - Thang gồm hai vế, mỗi vế có 9 bậc hbậc=180 mm gbậc=300 mm - Bậc thang xây gạch, bản thang bằng bê tông cốt thép dày 12 cm, mặt bậc thang làm bằng đá mài. II. TÍNH TOÁN VÀ BỐ TRÍ THÉP 1. Cấu tạo cầu thang * Tĩnh tải tính cho 1m2 bản thang Cấu tạo sàn Trọng lượng tiêu chuẩn (kG/m2) Hệ số độ tin cậy Trọng lượng tính toán (kG/m2) Lớp đá mài bậc thang 0.01x2000 1.1 22 Vữa trát (hồ cốt) 0.02x1800 1.2 43.2 Bậc thang(xây gạch) 0.077x1800 1.1 152.8 Bản bê tông cốt thép 0.12x2500 1.1 330 Vửa trát 0.015x1800 1.1 29.7 CỘNG : 577.7 KG/m2 * Xác định : S1= S2 S1 S2 =l1= ==77.177 mm S2 * Hoạt tải tính cho 1m2 bản thang: - Hoạt tải tiêu chuẩn Ptc = 300 kG/m2 - Hệ số vược tải n= 1,2 P = 300x1.2 = 360 kG/m2 P = (p + g) x1.6 = 1500.33 Kg/m. Tải trọng toàn phần. * Tĩnh tải tính cho 1m2 bản chiếu nghỉ: Cấu tạo Trọng lượng tiêu chuẩn (kG/m2) Hệ số độ tin cậy Trọng lượng tính toán (kG/m2) Lớp đá mài 0.01x2000 1.1 22 Vữa trát(hồ cốt) 0.02x1800 1.2 43.2 Bản BTCT 0.12x2500 1.1 330 Vữa trát 0.015x1800 1.1 29.7 CỘNG: 424.9KG/m2 * Hoạt tải tính cho 1 m2 chiếu nghỉ: - Hoạt tải tiêu chuẩn Ptc=300 kG/m2 - Hệ số vược tải n= 1,2 p = 300 x 1.2 = 360 kG/m2 P = (p+g) x 1.75=(360 + 424.9) x1.75 = 1373.575 kG/m2 2.Tính và bố trí thép * Thang B1 : SƠ ĐỒ TÍNH THANG B1 BIỂU ĐỒ MOMEN THANG B1 BIỂU ĐỒ PHẢN LỰC THANG B1 * Thang B2: SƠ ĐỒ TÍNH THANG B2 BIỂU ĐỒ MOMEN THANG B2 BIỂU ĐỒ PHẢN LỰC THANG B2 Kết quả nội lực thang B1 và thang B2 tương tự nhau a. Tính thép cho bản thang b = 1.6m = 160 cm hb=12 cm ho = hb -2 = 12-2 = 10 cm - Bê tông mác 250 có Rn =110KG/cm2 - Thép CI có Ra =2100KG/cm2 Các công thức áp dụng tính cốt thép: A = g Fa = * Nhịp chiếu nghỉ: M = 0.19 Tm A= g = 0.9945 Fa = = 0.91 cm2 Chọn f 8 a200 (vì Fa nhỏ , bản dày 80 nên dùng f 8 a200 để bố trí ) * Gối bản thang : + M1g = - 0.4 Tm A = g = 0.9885 Fa = = 1.927 cm2 Chọn f 8 a200 , Fa chọn= 4.53 cm2 + M2g = 4.63Tm A = g = 0.844 Fa = = 26.117 cm2 Chọn f14 a 90 , Fa chọn= 27.16cm2 * Nhịp bản thang : M = 4.72 Tm A = g = 0.8404 Fa = = 26.74 cm2 Chọn f14 a 90 , Fa chọn= 27.16cm2 b. Tính dầm chiếu nghỉ * Sơ đồ tính : 3700 * Tải trọng tác dụng lên dầm : - Trọng lượng bản thân dầm ( 20 x 30 ):2500 x 0.2 x 0.3 x 1.1=165 kG/m - Trọng lượng tường xây trên dầm :1600 x 0.2 x 1.8 x 1.2 = 691.2 kG/m - Trọng lượng chiếu nghỉ : 720 kG/m 1576.2 kG/m BIỂU ĐỒ MOMENT BIỂU ĐỒ LỰC CẮT * Tính cốt thép ở nhịp : h = 30 cm ; b = 20 cm ho = h – a = 30 – 2.5 = 27.5 cm A = g = 0.91 Fa = = 5.132 cm2 Chọn 3 f16, Fa chọn= 6.03 cm2 * Tính cốt thép ở gối: Để an toàn ta tính cốt thép ở gối theo sơ đồ ngàm BIỂU ĐỒ MOMENT A= g = 0.9426 Fa = = 3.306cm2 Chọn 3 f12 ,Fa chọn= 3.39 cm2 * Tính cốt đai cho dầm chiếu nghỉ : - Các số liệu : Rn = 110 kG/cm2 Rk = 8.3 kG/cm2 Rađ = 1800 kG/cm2 - Giá trị lực cắt : Q = 2.92 T K1 x Rk x b x ho = 0.6 x 8.3 x 20 x 27.5 = 2904 kG Q = 2920 kG Vậy K1 x Rk x b x ho < Q ( 2904 kG < 2920 kG ) Dự kiến chọn đai f6 có fđ = 0.283 cm2 (n = 2) uct = umax utt Vậy dùng cốt thép đai là f 6 a 200, f 6 a 150 CHƯƠNGIII: TÍNH DẦM DỌC I. Sơ bộ chọn kích thước tiết diện - Chiều cao dầm : nhịp L 10 m thì chiều cao hd Với l = 7 m thì hd = 0.466 cm Chọn hd = 50 cm - Chiều rộng dầm : bd II. Tính tải trọng qui đổi từ các bản sàn truyền vào hệ dầm 1. Tải trọng phân bố qui đổi - Với tĩnh tải sàn : -Với hoạt tải sàn : Trong đó gs : trọng lượng bản thân sàn tuỳ thuộc vào cấu tạo các lớp mặt sàn BẢNG TÍNH TẢI QUI ĐỔI TẦNG TÊN Ô DẠNG SƠ ĐỒ l1 l2 gs ps HỆ SỐ qg qp BẢN (m) (m) (kG/m2) (kG/m2) k (kG/m) (kG/m) 1 Hình thang 2.5 4 418.7 360 0.836 437.5 376.2 2 Hình thang 2.5 3 418.7 360 0.725 379.4 326.3 3 Chữ nhật 2.5 7 418.7 360 523.4 450 4 Chữ nhật 2.5 7 418.7 360 523.4 450 TẦNG 5 Chữ nhật 2.5 7 418.7 360 523.4 450 ĐIỂN 6 Hình thang 2.5 3 418.7 360 0.725 379.4 326.3 HÌNH 7 Tam giác 4 6 418.7 260 523.4 325 (LẦU 1) 8 Tam giác 7 8 418.7 260 0.665 974.5 605.2 9 Tam giác 7 8 418.7 260 0.665 974.5 605.2 10 Tam giác 7 8 418.7 260 0.665 974.5 605.2 11 Tam giác 4 6 418.7 260 523.4 325 BẢNG TÍNH TĨNH TẢI 2. Sơ đồ truyền tải MẶT BẰNG TRUYỀN TẢI DẦM DỌC Sau khi tính tải qui đổi , ta được các trường hợp tải TĨNH TẢI HOẠT TẢI 1 HOẠT TẢI 2 HOẠT TẢI 3 HOẠT TẢI 4 HOẠT TẢI 5 Từ các trường hợp tải trên ta có các trường hợp tổ hợp tải trọng như sau : Tổ hợp 1 = Tĩnh tải + Hoạt tải 1 Tổ hợp 2= Tĩnh tải + Hoạt tải 2 Tổ hợp 3= Tĩnh tải + Hoạt tải 3 Tổ hợp 4= Tĩnh tải + Hoạt tải 4 Tổ hợp 5= Tĩnh tải + Hoạt tải 5 Tổ hợp6 = Tĩnh tải + Hoạt tải 1+ Hoạt tải 2 Tổ hợp bao(Biểu đồ bao nội lực) = nối các đỉnh của biểu đồ các tổ hợp 1 + 2 + 3 + 4 + 5 + 6 Kết quả nội lực giải bằng phần mềm SAP 2000N7 BIỂU ĐỒ MOMEN DẦM DOC TH TINH TẢI BIỂU ĐỒ MOMEN DẦM DỌC HT1 BIỂU ĐỒ MOMEN DẦM DỌC HT2 BIỂU ĐỒ MOMEN DẦM DỌC HT3 BIỂU ĐỒ MOMEN DẦM DỌC HT4 BIỂU ĐỒ MOMEN DẦM DỌC HT5 BIỂU ĐỒ MOMEN DẦM DỌC TOHOP1 BIỂU ĐỒ MOMEN DẦM DỌC TOHOP2 BIỂU ĐỒ MOMEN DẦM DỌC TOHOP3 BIỂU ĐỒ MOMEN DẦM DỌC TOHOP4 BIỂU ĐỒ MOMEN DẦM DỌC TOHOP5 BIỂU ĐỒ BAO MOMEN DẦM DỌC BIỂU ĐỒ LỰC CẮT TỔ HỢP 1 BIỂU ĐỒ LỰC CẮT TỔ HỢP 2 BIỂU ĐỒ LỰC CẮT TỔ HỢP 3 BIỂU ĐỒ LỰC CẮT TỔ HỢP4 BIỂU ĐỒ LỰC CẮT TỔ HỢP5 BIỂU ĐỒ LỰC CẮT TỔ HỢP6 BIỂU ĐỒ BAO LỰC CẮT 3. Tính và bố trí thép: * Với Moment âm : - Tính theo tiết diện chữ nhật + Nhịp l = 4 m, 3 m : b = 25 cm, h = 30 cm Giả thiết a =4 cm, ho = 28 cm + Nhịp l = 7 m: b =25 cm , h = 50 cm Giả thiết a = 4 cm, ho = 48 cm - Các công thức tính toán: A = Với Rn = 110 kg/cm2, b = 25cm, h0 = h – a g = 0.5 (1+ ) Fa = Ra = 2100 (kG/cm2) ( thép CI ) * Với Moment dương: - Tính theo tiết diện chữ T cánh trong vùng nén + Nhịp 1-2, l = 4 m Có kích thước như sau: hc = 8 cm bề rộng cánh bc =b + 2C1 Với : C1 bé hơn ba trị số sau: + một nửa khoảng cách hai mép trong của dầm :0.5 x 3.75 = 1.875 m + 1/6 x ld = 1/6 x 3.75 = 0.625 m + 9hc (hc = 8 cm > 0.1h = 3 cm ) bằng 0.72 m Tính bc =b + 2C1 = 25 + 2 x 62.5 =150 cm Mc = Rn x bc x hc (ho – 0.5hc )= 110 x 169 x 8(28 -4) = 3569280 KG cm = 35.693 Tm > Mmax = 4.01 Tm - Vì trục trung hòa qua cánh , tính như tiết diện chữ nhật A = Với Rn = 110 kG/cm2, b = 25 (cm), h0 = h – a = 30 – 4 = 26 cm g = 0.5 (1+ ) Fa = Ra = 2100 (kG/cm2) ( thép CI ) - Tính tương tự cho các nhịp còn lại thì tất cả trục đều qua sườn - Lập bảng tính thép cho dầm dọc trục C BẢNG CHỌN THÉP DẦM DỌC TRỤC C NHIP DẦM TIẾT DIỆN b h M A g Fatt CHỌN THÉP Fach µ% (cm) (cm) (Tm) (cm2) (cm2) Nhip 1 25 30 4.01 0.2696 0.8393 7.067 3f18 7.63 1.17 L=4m Gối2 25 30 3.16 0.2124 0.8791 5.317 2 f18 5.09 0.783 Gối2 25 30 3.16 0.2124 0.8791 5.317 2f18 5.09 0.783 L=3m Nhip2 25 30 2.18 0.1465 0.92036 3.504 2 f18 5.09 0.783 Gối3 25 30 3.44 0.2313 0.8665 5.873 3 f18 7.63 1.17 Gối3 25 50 3.44 0.0493 0.9747 2.951 2 f18 5.09 0.45 L=7m Nhip 3 25 50 12.16 0.17414 0.9036 11.25 2f16- 3f18 11.65 1.013 Gối4 25 50 16.36 0.2343 0.8644 15.82 2 f18-4f20 17.65 1.53 Gối4 25 50 16.36 0.2343 0.8644 15.82 2f18-4f20 17.65 1.53 L=7m Nhip4 25 50 6.9 0.09881 0.9478 6.086 3 f18 7.63 0.663 Gối5 25 50 16.22 0.2322 0.8658 15.66 2 f18-4f20 17.65 1.53 Gối5 25 50 16.22 0.2322 0.8658 15.66 2f18-4f20 17.65 1.53 L=7m Nhip 5 25 50 12 0.1718 0.905 11.08 2 f 16-3f18 11.65 1.013 Gối 6 25 50 3.72 0.0532 0.9726 3.198 2 f18 5.09 0.45 Gối 6 25 30 3.72 0.2501 0.8534 6.447 3 f18 7.63 1.17 L=3m Nhịp 6 25 20 1.8 0.121 0.9353 2.847 2f16 4.02 0.618 Gối 7 25 30 1.95 0.1311 0.9295 3.104 2f16 4.02 0.618 Gối 7 25 30 1.95 0.1311 0.9295 3.104 2f16 4.02 0.618 L=4m Nhịp 7 25 30 2.65 0.1781 0.90113 4.35 3f16 6.03 0.928 4. Tính cốt thép ngang Số liệu tính toán - Cường độ tính toán chịu kéo của bê tông mác 250: Rk = 8.3 KG/cm2 - Cường độ tính toán của cốt thép đai khi tính theo chịu lực cắt: Rađ = 2100KG/cm2 ứng với thép nhóm CII * Dầm nhịp 1-2, 2-3, 8-9, 9-10 (25-30)cm Tại gối 2 : Chọn khoảng cách mép trên dầm đén mép thép chịu lực ao = 2 cm a = 2+ ho = 30 – 2.9 = 27.1 cm ho = 27.1 – 26 = 1.2 < 1.5 cm * Dầm nhịp 3-4, 4-7, 7-8 (25 x 50)cm Chọn ao = 2 cm a = 2+ ho = 50 – 3.0 = 47 cm ho = 47 – 46 = 1 cm < 1.5 cm * Kiểm tra điều kiện tính cốt đai: + Dầm tiết diện (25x 30)cm 0.6 x Rk x b x ho = 0.6 x 8.3 x 25 x 27.1 = 3373.95 KG 0.35 x Rn x b x ho = 0.35 x 110 x 25 x 27.1 =26083.75 KG - Căn cứ vào biểu đồ bao lực cắt chọn lực cắt nguy hiểm nhất tại các nhịp có tiết diện (25 x 30)cm : Q = Qtrái gối 2=6.16 T 3373.95 KG < Q = 6160 KG < 26083.75 KG Nên phải tính toán cốt đai - Chọn đai hai nhánh f6 (fđ = 0.283 cm2) - Lực mà cốt đai phải chịu - Khoảng cách tính toán của cốt đai - Khoảng cách cực đại của hai cốt đai - Khoảng cách cốt đai theo cấu tạo hd = 30 cm < 45 cm thì Gối: Nhịp: Chọn u = min(utt, umax, uct) Như vậy: Khoảng 1/4l gần gối tựa : đai f6 a 150 mm Khoảng giữa nhịp : đai f6 a 220 mm + Dầm tiết diện (25 x 50) 0.6 x Rk x b x ho = 0.6 x 8.3 x 25 x 47 = 5851.66 KG 0.35 x Rn x b x ho = 0.35 x 110 x 25 x 47 =45237.5 KG - Căn cứ vào biểu đồ bao lực cắt chọn lực cắt nguy hiểm nhất tại các nhịp có tiết diện (25 x 50)cm : Q = Qtrái gối 4=13480 KG 5851.66 KG < Q = 13480 KG < 45237.5 KG Nên phải tính toán cốt đai - Chọn đai hai nhánh f6 (fđ = 0.283 cm2) - Lực mà cốt đai phải chịu - Khoảng cách tính toán của cốt đai - Khoảng cách cực đại của hai cốt đai - Khoảng cách cốt đai theo cấu tạo hd = 50 cm > 45 cm thì Gối: Nhịp: Chọn u = min(utt, umax, uct) Như vậy: Khoảng 1/4l gần gối tựa : đai f6 a 160 mm Khoảng giữa nhịp : đai f6 a 240 mm CHƯƠNG IV TÍNH TOÁN BỂ NUỚC Đây là bể chứa nước chữ nhật: l2 = 7 m, l1 = 2.5 m, h = 2.2 m, đúc bê tông toàn khối, ô cửa 60 cm x 60 cm I. TÍNH TOÁN NẮP BỂ - Chọn nắp bể dày 8 cm 1.Tính bản nắp a.Tải trọng - Tĩnh tải: + Vữa xi măng láng mặt dày 2 cm : 0,02 18001,3 = 46,8 kG/m2 +Trọng lượng bản thân lớp BTCT dày 8cm:1,125000,08=220 kG/m2 + Lớp chông thấm dày 3 cm : 1,3 2000 0,03 = 78 kG/m2 : qn = 345 kG/m2 - Hoạt tải: pn = 1,3 75 = 97,5 kG/m2 98 kG/m2 Tổng tải trọng : q = qn + pn = 345 + 98 = 443kG/m2 b. Tính nội lực và cốt thép - Bản nắp kích thước : (72,5)m Tỉ số = 2.8 > 2 Bản chịu lực theo một phương. * Nội lực được tính theo bản loại dầm - Cắt theo phương cạnh ngắn một dải có bề rộng b=1m ,tải trọng tác dụng lên dải là: qb = q.b = 4431 = 443 kG/m . +Moment tại gối : M1 = 443 = 230.73 kGm. + Moment tại nhịp: M2 = 443 = 115.36 KGm. * Tính thép + Thép ở nhịp : A = = = 0.0248 g = = = 0,9874 Fa1 = = = 0.7815 cm2. Chọn 8a200 ; (Fa = 2.51 , = 0.386%) + Thép gối : A = = = 0,0496 = = 0,9743 FaI = = = 1.584 cm2. Chọn 8a200 ; (Fa = 2,51 , = 0,386%) 2. Tính dầm nắp Nhận xét :Ta không tính dầm nắp ( DN1,DN2 ) mà chỉ lấy theo cấu tạo là 2030 cm. Bởi vì dưới dầm nắp đã có thành bể đở nó. Ta chỉ tính tải trọng truyền lên dầm nắp để sau này tính cột. - Sơ đồ truyền tải lên dầm : - Tải trọng tác dụn g lên dầm DNA : + Do sàn truyền vào : qd = q1 = 443 =554 kG/m + Do trọng lượng bản thân dầm : gd = 1,1 2500 0,2 0,3=165 kG/m + Tổng tải : q1= 554+ 165 = 719 kG/m - Tải trọng tác dụng lên dầm DNB: + Do trọng lượng bản thân dầm : gd = 1,1 2500 0,20,3 = 165 kG/m q2 = 165 kG/m II.TÍNH TOÁN THÀNH BỂ Chọn nắp bể dày 8 cm. 1.Tính ô bản 1 - Kích thước ô bản (2.2 m7 m) Bản làm việc theo phương cạnh ngắn.Cắt ra một dải bản rộng 1m để tính như một dầm có liên kết một đầu ngàm, một đầu tựa đơn, nhịp 2,2 m - Aùp lực nước tác dụng vào thành: qn = 1,1h1 = 1,1 1000 2,2 1 = 2420 kG/m - Tải trọng gió hút ở tại cao trình bể: g = 86,41 = 86,4 kG/m Bỏ qua trọng lượng bản thân thành bể ta tính được mômen ở nhịp và gối theo sổ tính toán kết cấu Tổng tải trọng q = 2420+ 86,4 = 2506,4 kG/m Mg = kGm Mnh = kGm * Tính thép : + Tại ngàm : Mg = kGm A = Fa = cm2 Chọn 10 a 170 (Fa = 4.62 cm2 ; = 0,5435%) + Tại nhịp : Mnh = kGm A = Fa = cm2 Chọn 8 a 200 (Fa = 2,51 cm2 ; = 0,294%) Cốt thép theo phương ngang chọn theo cấu tạo 6 a 200 3. Tính ô bản 2 - Kích thước ô bản (2.2 m2,5 m) - Thành bể được tính ngàm 3 cạnh tựa đơn 1 cạnh - Ta có Bản làm việc theo hai phương, thuộc ô bảng số 8 tra trong sổ tay thực hành của PGS-PTS Nguyễn Mạnh Hùng Tra bảng ta có: m81= 0,0235 ; m82= 0,0206 ; k81= 0,0499 ; k82 = 0,0525 - Tổng tải tác dụng lên ô bản: P = qL1L2 = 2506.42.2x2.5 = 13785.2 kG - Mômen lớn nhất tác dụng lên ô bản : M1 = m81P = 0,023513785.2 = 323.95 kGm M2 = m82P = 0,020613785.2 = 283.97 kGm MI = k81P = 0,049913785.2 = 687.88 kGm MII = k82P = 0,052513785.2 = 723.72 kGm *Tính thép + Thép ở nhịp : . Theo phương cạnh ngắn : M1 = m81P = 0,023513785.2 = 323.95 kGm A1 = Fa1 = cm2 Chọn 8 a 200 (Fa1 = 2,5 cm2 ; = 0,213 %) . Theo phương cạnh dài M2 = m82P = 0,020613785.2 = 283.97 kGm A2 = Fa2 = cm2 Chọn 8 a 200 (Fa1 = 2,5 cm2 ; = 0,213 %) + Thép ở gối: . Theo phương cạnh ngắn : MI = k81P = 0,049913785.2 = 687.88 kGm A = FaI = cm2 Chọn 10a200 ; (Fa = 3.96 , = 0,465%) . Theo phương cạnh dài MII = k82P = 0,052513785.2 = 723.72 kGm A = FaII = cm2 Chọn 10a200 ; (Fa = 3.96 , = 0,465 %) III. TÍNH TOÁN ĐÁY BỂ - Chọn bề dày của đáy hb = 13 cm - Chọn kích thước dầm đáy DĐA = 2060 cm DĐB = 2035cm DĐC = 2035 cm A.TÍNH BẢN ĐÁY 1.Tải trọng - Gạch men dày 1 cm:1,1 4500 0,01 = 49,5 kG/m2 - Vữa XM tạo dốc 2 cm : 1,2 1800 0,02 = 46,8 kG/m2 - Chống thấm 5 cm : 1,2 2000 0,05 = 120 kG/m2 - Đan BTCT dày 12 cm :1,12500 0,12 = 357.5 kG/m2 - Vữa trát 1 cm : 1,1 1800 0,01 = 23,4 kG/m2 - Khối nước cao 2,2 m : 1,1 1000 2,2 = 2420 kG/m2 Tải = 3017.2 kG/m2 - Đối với bản đáy không kể vào hoạt tải sữa chữa vì tải trọng của khối nước có thể bù vào cho họat tải (khi sữa chữa hồ không chứa nước ) 2.Tính nội lực - Do có hai ô bản giống nhau nên chỉ tính một bản - Sơ đồ tính: Bản làm việc theo bản kê có 4 cạnh ngàm - Kích thước ô bản (2.5 x 3.5) Ta có : Bản làm việc hai phương ,tra ô bảng số 9 trong sổ tay thực hành của PGS-PTS Nguyễn Mạnh Hùng Tra bảng ta có: M91= 0,021; m92= 0,0107; k91= 0,0373; k92 = 0,024 - Tổng tải tác dụng lên ô bản: P = qL1L2 = 3017.22.5 x 3.5 = 26400.5 kG - Mômen lớn nhất tác dụng lên ô bản : M1 = m91 P = 0,021 26400.5 = 554.4 kGm M2 = m92 P = 0,0107 26400.5 = 282.5 kGm MI = k91 P = 0,0373 26400.5 = 984.7 kGm MII = k92 P = 0,024 26400.5 = 633.6 kGm * Tính thép + Thép ở nhịp : .Theo phương cạnh ngắn : M1 = m91 P = 0,02126400.5 = 554.4 kGm A = Fa1 = cm2 Chọn 8 a 200 (Fa1 = 2,51 cm2 ; = 0,239 %) . Theo phương cạnh dài M2 = m92P = 0.010726400.5 = 282.5 kGm A = Fa2 = cm2 Chọn 8 a 200 (Fa1 = 2.51cm2 ; = 0,239 %) + Thép ở gối: .Theo phương cạnh ngắn : MI = k91P = 0,037326400.5 = 984.7 kGm A = FaI = cm2 Chọn 10a180 ; (Fa = 4.36 , = 0.4152%) .Theo phương cạnh dài MII = k92P = 0,02426400.5 = 633.6 kGm A = FaII = cm2 Chọn 8a180 ; (Fa = 2.79 , = 0,266 %) B.TÍNH DẦM ĐÁY 1. Sơ bộ chọn kích thước dầm  DĐ1 : (20-60) cm DĐ2 : (20- 35) cm DĐ3 : ( 20-35) cm - Sơ đồ truyền tải lên dầm : 2. Xác định tải trọng DĐ3: Tải trọng phân bố từ bản đáy và trọng lượng bản thân dầm,trọng lượng thành hồ q 3 = 5/8 x 3017.2 x2.5 + 2500 x 0.2 x 0.35 x 1.1= 4906.8KG/m DĐ2 : Tải trọng phân bố từ bản đáy , trọng lượng bản thân dầm , trọng lượng thành hồ q 2 = 5/16 x 3017.2 x 2.5 + 2500 x 0.2 x 0.35 x 1.1+1063.7 =3655.6 KG/m DĐ1 : Tải trọng phân bố từ bản đáy , trọng lượng bản thân dầm , trọng lượng thành hồ , trọng lượng do DĐ3 truyền lên q1 =0.79 x 3071.2 x 2.5+ 2500 x 0.2 x 0.6 x 1.1+ 1063.7 =7459.3 KG/m P = 4569.5 KG - Với tải trọng thành bể: Gạch men 1cm : 1,1 4500 0,01 2.2 = 108.9 kG/m Vữa XM lót 2 cm: 1,21800 0,02 2.2 = 95.04 kG/m Lớp chống thấm 4 cm :1,2 2000 0,04 2.2 = 211.2 kG/m Đan BTCT dày 10 cm :1,1 25000,1 2.2 = 605 kG/m Vữa trát 1cm : 1,118000,012.2 = 43.56 kG/m q t = 1063.7 kG/m a.Dầm DĐ3 * Sơ đồ tính: dầm đơn giản * Tính thép dọc: Mmax = 3833.4 kGm A = Fa = cm2 Chọn 220 (Fa = 6.28 cm2 ; = 1.046%). * Tính thép ngang: Qmax = 6133.5 kG - Điều kiện giới hạn : Q1= k1Rkbh0 = 0,6 8.320(35-5) = 2988 kG Q2= k0Rnbh0 = 0,35 11020(35-5) = 23100 kG Q1= 2988 < Qmax = 6133.5 kG < 23100 kG Phải tính cốt đai. utt=cm umax = uct ( cm) chọn uct = 170 mm (phần gối ) uct ( cm) chọn uct = 260 mm (phần nhịp ) - Kiểm tra lại : qd = kG/cm Qdb = = 10520.8 kG Qdb > Qmax Cốt đai đủ khả năng chịu lực. b. Dầm DĐ2 * Sơ đồ tính: dầm đơn giản * Tính thép dọc : Mmax = 2855.9 kGm A = Fa = cm2 Chọn218(Fa = 5.09 cm2 ; = 0.848%). * Tính thép ngang: Qmax = 4569.5 kG - Điều kiện giới hạn : Q1= k1Rkbh0 = 0,6 8.320(35-5) = 2988 kG Q2= k0Rnbh0 = 0,35 11020(35-5) = 23100 kG Ta có: Q1= 2988 < Qmax = 4569.5 kG < 23100 kG Phải tính cốt đai. utt=cm umax = uct ( cm) chọn uct =170 mm (phần gối ) uct ( cm) chọn uct = 260 mm (phần nhịp ) c. Dầm DĐ1 * Sơ đồ tính : Dầm đơn giản - * Tính thép dọc + Tại nhịp: Mmax = 55520 kGm A = Fa = cm2 Chọn 230+628 (Fa = 51.09 cm2 ; = 2.66%). * Tính thép ngang: Qmax = 29440 kG - Điều kiện giới hạn : Q1= k1Rkbh0 = 0,6 8.330(70-6) = 12748.8 kG Q2= k0Rnbh0 = 0,35 11030(70-6) = 73920 kG Q1= 12748.8 kG < Qmax = 29440 kG < 73920 kG Phải tính cốt đai. utt=cm umax = uct chọn uct = 190 mm (phần gối ) uct chọn uct = 500 mm (phần nhịp ) - Kiểm tra lại : qd = kG/cm Qdb = = 29574.8 kG Qdb > Qmax Cốt đai đủ khả năng chịu lực. 3. Tính toán cốt treo chỗ dầm phụ đặt lên dầm chính của đáy hồ nước - Lực tập trung do dầm DĐ3 truyền vào là :p = 4569.5 kG - Diện tích cốt treo cần thiết là : Ftr = = = 1.98 cm2 - Số cốt treo cần thiết là : c CHƯƠNG V TÍNH KHUNG TRỤC 3 A. SƠ BỘ CHỌN TIẾT DIỆN DẦM , CỘT 1.Dầm khung a. Dầm khung tầng 28 *Nhịp AC – DH (l = 7.5 m) Chọn hd = 50 cm bd = =25 cm *Nhịp C D (l = 2.5 m) Chọn hd = 30 cm bd = 25 cm b. Dầm khung tầng sân thượng *Nhịp AB – GH (l = 2 m) Chọn hd =25cm bd = =25 cm *Nhịp BC- DG (l = 5.5 m) Chọn hd = 50 cm bd =25 cm *Nhịp BC- DG (l = 5.5 m) Chọn hd = 50 cm bd =25 cm 2. Chọn cột - Cột thường là cấu kiện chịu nén lệch tâm, thường có tiết diện hình vuông, chữ nhật, tròn hay đa giác đều cạnh. Đối với tiết diện hình chữ nhật thì h/b =1,5÷3, thường được sử dụng rộng rải trong thiết kế nhà dân dụng. -Tiết diện cột được chọn sơ bộ theo công thức gần đúng trước khi thiết kế( cụ thể như phần tính dưới đây), và chú ý những điều kiện ổn định sau 0 = l0/r <0 b = l0/b Trong đó: + lo: chiều dài tính toán cột, l0=0.7h + r : bán kính quán tính của thiết diện + : độ mảnh giới hạn đối với cột nhà 0 = 120, b =31 cốt thép chịu lực có đường kính từ 12÷40 mm. Khi cạnh tiết diện lớn hơn 20 dùng đường kính tối thiểu 16 mm. - Để chọn tiết diện cột ta dựa vào tải trọng tác dụng vào cột. Có hai loại tải trọng: + Tải trọng tập trung truyền trực tiếp vào đầu cột + Tải trong phân bố đều trên dầm ta đưa tải phân bố đều này về dạng tải tập trung truyền vào đầu cột theo công thức - Công thức tính tiết diện cột Trong đó: + k : hệ số phụ thuộc vị trí cột k = 1.3 :cột góc k = 1.2 : cột biên k = 1.1 : cột giữa + Rn : cường độ chịu nén của bê tông + N : lực nén sơ bộ tác dụng lên cột N = Fsàn x qsàn x nsàn + Fcột : diện tích tiết diện ngang của cột + q : tổng tải trọng trên 1m2 sàn , gồm hoạt tải- tĩnh tải (sàn , dầm, cột, tường) Kinh nghiệm: q = 10001200 kG/m2 CAO ĐỘ TRỤC nS qs Fs Rn k N Fcột b h (m) (kG/m2) (m2) (kG/cm2) (kG) (cm2) (cm) (cm) A = H 8 1200 18.75 110 1.2 180000 1963.636 40 60 0.00-->11.4 C = D 8 1200 25 110 1.1 240000 2400 40 60 A = H 5 1200 18.75 110 1.2 112500 1227.273 30 50 11.4-->29.4 C = D 5 1200 25 110 1.1 150000 1500 30 50 B = G 20 30 29.4-->33.4 C = D 1 1200 6.25 110 1.2 7500 81.81818 20 30 BẢNG CHỌN TIẾT DIỆN CỘT KHUNG TRỤC 3 B. TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN KHUNG 1. Cấu tạo sàn bê tông cốt thép * Tính cho 1m2 sàn Cấu tạo sàn Trọng lượng tiêu chuẩn (kG/m2) Hệ số độ tin cậy Trọng lượng tính toán (kG/m2) Lát gạch Ceramic 0.008x2000 1.1 17.6 Vữa lót 0.02x1800 1.2 43.2 Sàn BTCT 0.12x2500 1.1 330 Vữa trát 0.015x1800 1.1 27.9 Cộng 418.7 * Hoạt tải sàn:(TCVN 2737-1995) Chức năng sử dụng Tải trọng tiêu chuẩn (kG/m2) Hệ số độ tin cậy Tải trọng tính toán (kG/m2) Phòng làm việc 200 1.2 240 Hành lang,cầu thang 300 1.2 360 Logia 200 1.2 240 Phòng WC 200 1.2 240 2. Sơ đồ tính - Liên kết giữa dầm và cột là liên kết nút cứng - Liên kết giữa cột và móng là liên kết ngàm tại cao trình mặt móng 3. Sơ đồ truyền tải SƠ ĐỒ TRUYỀN TẢI KHUNG TRỤC 3 TẦNG 2 8 SƠ ĐỒ TRUYỀN TẢI KHUNG TRỤC 3 TẦNG SÂN THƯỢNG 4. Xác định tải trọng * Tải trọng phân bố qui đổi - Với tĩnh tải sàn : - Với hoạt tải sàn : Trong đógs:trọng lượng bản thân sàn tuỳ thuộc vào cấu tạo các lớp mặt sàn BẢNG TÍNH TẢI QUI ĐỔI PHÂN BỐ TRÊN KHUNG TRỤC 3 TẦNG TÊN Ô DẠNG SƠ ĐỒ L1 L2 gs ps HỆ SỐ K qg qp (m) (m) (kG/m2) (kG/m2) 1-22+3 (kG/m) (kG/m) 1 Hình thang 7 7.5 419 240 0.665 975.2225 605.15 1 Hình thang 7 7.5 419 240 0.665 975.2225 605.15 TẦNG 2-8 2 Chữ nhật 3 7.5 419 240 628.5 390 3 Tam giác 2.5 3 419 360 327.3438 281.25 2 Chữ nhật 3 7.5 419 240 628.5 390 1 Tam giác 5.5 7 419 240 720.1563 446.875 2 Tam giác 2 3 419 240 261.875 162.5 SÂN THƯỢNG 3 Chữ nhật 3 5.5 419 240 628.5 390 4 Tam giác 2.5 3 419 360 327.3438 281.25 MÁI 1 Tam giác 2.5 3 419 75 327.3438 58.5938 BẢNG TÍNH TẢI PHÂN BỐ TRÊN KHUNG TRỤC 3 TẦNG NHIP KÍCH THƯỚC b h g gbt h(tường) d(tường) g g(tường) g(tổng) (m) (m) (m) (kG/m3) (kG/m) (m) (m) (kG/m3) (kG/m) (kG/m) AC 7.5 0.25 0.5 2500 343.75 3.6 0.1 1600 633.6 2581.073 TẦNG 2-8 CD 2.5 0.25 0.3 2500 206.25 533.5938 DH 7.5 0.25 0.5 2500 343.75 3.6 0.1 1600 633.6 2581.073 AB 2 0.25 0.25 2500 171.875 433.75 BC 5.5 0.25 0.5 2500 343.75 1692.406 SÂN THƯỢNG CD 2.5 0.25 0.3 2500 206.25 533.5938 DG 5.5 0.25 0.5 2500 343.75 1692.406 GH 2 0.25 0.25 2500 171.875 433.75 BC 5.5 0.15 0.3 2500 123.75 123.75 MÁI DG 5.5 0.15 0.3 2500 123.75 123.75 CD 2.5 0.25 0.3 2500 206.25 533.5938 BẢNG TÍNH TẢI TẬP TRUNG QUI ĐỔI TRÊN KHUNG TRỤC 3 TẦNG TÊN Ô DẠNG SƠ ĐỒ L1 L2 gs ps HỆ SỐ K Pg Pp (m) (m) (kG/m2) (kG/m2) 1-2b2+b3 (kG) (kG) 5 Tam giác 7 7.5 419 260 3207.969 1990.63 TẦNG2-8 6 Chữ nhật 2.5 7 419 360 1833.125 1575 7 Tam giác 7 7.5 419 260 3207.969 1990.63 8 Hinh thang 2.5 3 419 360 0.725 569.5781 489.375 5 Hinh thang 2 3 419 260 0.815 512.2275 317.85 6 Hinh thang 2.5 3 419 360 0.725 569.5781 489.375 SÂN THƯỢNG 7 Chữ nhật 2 7 419 260 1466.5 910 8 Chữ nhật 2 7 419 260 1466.5 910 9 Hinh thang 5.5 7 419 260 0.752 3032.722 1881.88 10 Chữ nhật 2.5 7 419 360 1833.125 1575 BẢNG TÍNH TẢI TẬP TRUNG TRÊN KHUNG TRỤC 3 TẦNG TRỤC b h g Pbt P(tổng) Pp (m) (m) (kG/m3) (kG) (kG) (kG) A 4720.47 1990.63 TẦNG 2-8 C 0.25 0.3 2500 309.375 7123.17 4055 D 0.25 0.5 2500 1203.13 7123.17 4055 H 4720.47 1990.63 A 2803.73 1227.85 B 5836.45 3109.73 SÂN THƯỢNG C 0.25 0.3 2500 309.375 6260.43 3946.26 D 0.25 0.5 2500 515.625 6260.43 3946.26 G 6702.7 3109.73 H 3669.98 1227.85 * Tải trọng gió -Công trình có chiều cao là 36.9 m < 40 m do đó ta không xét đến gió động. Trong quá trình tính tải gió, ta quan niệm gió thổi ngang tác động vào tường và từ tường truyền tải trọng gió vào khung . - Theo “Tải trọng và tác động TCVN 2737-1995” thì TP.HCM thuộc khu vực IIA có áp lực gió tiêu chuẩn Wo = 83 KG/m2 -Tính toán tải gió phân bố đều trên khung theo các cao trình khác nhau theo công thức : qtt = Wo x k x c x n x B Trong đó: + Wo : giá trị áp lực gió tiêu chuẩn + k : hệ số tính đến sự thay đổi áp lực gió theo chiều cao công trình ( tra bảng 5, TCVN 2737-1995) + c : hệ số khí động Đối với mặt đón gió thẳng đứng : Hướng gió thổi : c =+0.8 Hướng gió hút : c = -0.6 + n : hệ số vượt tải n = 1.2 + B : bề rộng mặt đón gió bằng một nửa bên trái và một nửa bên phải của bước cột khung cần tính tải gió Đối với khung kết cấu trục 3 thì B = 5 m BẢNG XÁC ĐỊNH TẢI GIÓ TẠI CÁC CAO TRÌNH PHÂN BỐ LÊN KHUNG KẾT CẤU Cao trình z (m) GIÓ ĐẨY c = +0.8 GIÓ HÚT c = -0.6 k qrr= Wox k x c x n x B k qrr= Wox k x c x n x B +5.7 1.085 432.4 1.0854 324.3 +7.8 1.131 450.83 1.131 338.1 +11.4 1.197 476.8 1.197 357.6 +15 1.24 494.016 1.24 370.5 +18.6 1.276 504.77 1.276 .81.3 +22.2 1.308 520.95 1.308 .90.7 +25.8 1.336 532.42 1.336 399.3 +29.4 1.365 543.89 1.365 407.9 +33.4 1.39 553.93 1.39 415.5 +36.9 1.414 562.3 1.414 421.7 5. Các trường hợp tải và tổ hợp tải trọng a. Các trường hợp tải trọng TRƯỜNG HỢP TĨNH TẢI TRƯỜNG HỢP 1: TĨNH TẢI TRƯỜNG HỢP 2: HOẠT TẢI 1 TRƯỜNG HỢP 3: HOẠT TẢI 2 TRƯỜNG HỢP 4: HOẠT TẢI 3 TRƯỜNG HỢP 5 : HOẠT TẢI 4 TRƯỜNG HỢP 6 : HOẠT TẢI 5 TRƯỜNG HỢP 7 : HOẠT TẢI 6 TRƯỜNG HỢP 8 : HOẠT TẢI 7 TRƯỜNG HỢP 9 : HOẠT TẢI 8 b. Các trường hợp tổ hợp tải trọng + Tổ hợp 1 = tĩnh tải +hoạt tải 1+hoạt tải 7 + Tổ hợp 2 = tĩnh tải +hoạt tải 1+hoạt tải 8 + Tổ hợp 3 = tĩnh tải + hoạt tải 2+ hoạt tải 7 + Tổ hợp 4 = tĩnh tải + hoạt tải 2+ hoạt tải 8 + Tổ hợp 5 = tĩnh tải + hoạt tải 3+ hoạt tải 7 + Tổ hợp 6 = tĩnh tải + hoạt tải 3+ hoạt tải 8 + Tổ hợp 7 = tĩnh tải + hoạt tải 4+ hoạt tải 7 + Tổ hợp 8 = tĩnh tải + hoạt tải 4+ hoạt tải 8 + Tổ hợp 9 = tĩnh tải + hoạt tải 5+ hoạt tải 7 + Tổ hợp 10 = tĩnh tải + hoạt tải 5+ hoạt tải 8 + Tổ hợp 11 = tĩnh tải + hoạt tải 6+ hoạt tải 7 + Tổ hợp 12 = tĩnh tải + hoạt tải 6+ hoạt tải 8 + Tổ hợp 13= tĩnh tải + hoạt tải 7+ hoạt tải 7 + Tổ hợp 14= tĩnh tải + hoạt tải 7+ hoạt tải 8 + Tất cả các trường hợp tổ hợp đều được tổ hợp bằng chương trình SAP2000 và trường hợp tổ hợp bao (biểu đồ bao momen) cũûng được tổ hợp bằng chương trình SAP2000 TỔ HỢP BAO (BIỂU ĐỒ BAO MOMEN)= NỐI CÁC ĐỈNH CỦA CÁC TỔ HỢP 1à TỔ HỢP 15 c. Tính nội lực khung + Tính nội lực bằng chương trình SAP2000 + Kết quả nội lực được trình bày ở phần phụ lục + Sau khi có kết quả nội lực nguy hiểm nhất ta tiến hành tính cốt thép C. TÍNH VÀ BỐ TRÍ CỐT THÉP CHO DẦM CỘT 1. Tính thép dọc cột - Chọn lựa các cặp nội lực dưới đây từ phần phụ lục : Mmax và Ntư : Mmin và Ntư : Nmax và Mtư - Sau đó dùng 3 cặp giá trị này để tính thép và so sánh để tìm ra lượng Fa max để bố trí cho các tiết diện tương ứng . - Ở đây cốt thép được tính và bố trí theo trường hợp cốt thép đối xứng .Vì tính khung phẳng nên cốt thép trong cột được bố trí theo cạnh ngắn của cột Tính độ lệch tâm ban đầu eo = e01 + eng Với: + e01 : là độ lệch tâm do nội lực e01 = + eng : độ lệch tâm ngẫu nhiên do sai lệch kích thước khi thi công và do độ bêtông không đồng nhất eng = - Đối với cột biên có công thêm độ lệch tâm do sự thay đổi tiết diện cột Với: + Ntrên , Ndưới : lực dọc tầng trên, tầng dưới + ehh : độ lệch tâm hình học do thay đổi tiết diện - Độ lệch tâm tính toán : e = h.e0 + - a ; e’ = h.e0 - + a’ Trong đó : h = với Nt.n = + Jb ; Ja : moment quán tính của tiết diện bêtông và toàn bộ cốt thép dọc lấy đối với trục đi qua trung tâm tiết diện và vuông góc với mặt phẳng uốn + S : hệ số kể đến ảnh hưởng của độ lệch tâm . . Khi e0 5h . Khi 0,05h £ e0 £ 5h thì S = - Kdh : hệ số kể đến tác dụng dài hạn của tải trọng Kdh = 1 + * Xác định trường hợp lệch tâm : x = ( đặt cốt thép đối xứng ) + Nếu x < a0.h0 thì lệch tâm lớn . + Nếu x > a0 .h0 thì lệch tâm bé . .Trường hợp lệch lớn : x < a0.h0 + Nếu x > 2a’ thì : Fa = Fa’= + Nếu x £ 2a’ thì : Fa = Fa’= .Trường hợp lệch tâm bé : x > a0 .h0 Tính x’ ( chiều cao vùng nén ) + Nếu he0 £ 0.2ho thì x’ = h - + Nếu he0 > 0.2ho thì x’=1.8( eo.g.h - he0)+aoho với eo.g.h = 0.4 (1.25h - aoho) Fa = Fa’= Kiểm tra lại m : mmin £ m £ mmax Aùp dụng các công thức trên ta lập thành bảng tính Excel 2. Thép dọc dầm - Trường hợp moment dương ở nhịp ta tính thép theo tiết diện chữ T * Điều kiện cấu tạo để đưa vào tính toán bề rộng cánh là bc = b + 2.c Trong đó c không được vượt quá giá trị bé nhất trong 3 giá trị sau + lo : lo là khoảng cách giữa 2 mép của dầm . + l : l là nhịp tính toán của dầm . + 6.hc :khi hc > 0.1 h thì có thể lấy là 9.hc * Xác định vị trí trục trung hòa Mc = Rn.bc.hc.(ho – 0.5.hc) + Nếu M £ Mc Þ trục trung hòa qua cánh, khi đó tính dầm theo tiết diện hình chữ nhật với kích thước (bc´ h) + Nếu M > Mc Þ trục trung hòa đi qua sườn . - Trường hợp moment âm ở gối ta tính với tiết diện hình chữ nhật (b´h) Tính các thông số A = ; g = ; Fa = * Kiểm tra hàm lượng mmin = 0.01% < m = < mmax = ao 3. Thép đai dầm - Kiểm tra điều kiện hạn chế về lực cắt : Q £ ko.Rn.b.ho Trong đó: ko =0.35 đối với bêtông mác 400 trở xuống . - Tính toán và kiểm tra điều kiện : Q £ 0.6.Rk.b.ho - Nếu thỏa điều kiện này thì không cần tính toán cốt đai mà chỉ cần đặt theo cấu tạo , ngược lại nếu không thỏa thì phải tính toán cốt thép chịu lực cắt . + Lực cắt mà cốt đai phải chịu là : qđ = Chọn: . đường kính cốt đai và diện tích tiết diện cốt đai là fđ ; . n số nhánh cốt đai là 1, 2 lw L1 L1 L2 + Khoảng cách tính toán của các cốt đai là : Utt = + Khoảng cách cực đại giữa hai cốt đai là : Umax = - Khoảng cách cốt đai chọn không được vượt quá Utt và Umax , đồng thời còn phải tuân theo yêu cầu về cấu tạo như sau : + Với h £ 45 cm thì Uct £ và 15 cm + Với h ³ 50 cm thì Uct £ và 30 cm 4. Thép đai cột - Cốt đai cột được đặt theo cấu tạo theo qui phạm TCXD 198 :1997 – Nhà cao tầng – Thiết kế cấu tạo bêtông cốt thép toàn khối . - Chọn cốt đai trong cột thỏa f³ fmax/4 =25/4 = 6.25 Þ chọn f8 + Bố trí cốt đai cho cột thỏa Uđai £ Utt Uđai £ Umax Uđai £ Uctạo + Trong khoảng L1 L1=max{hc; 1/6Lw ; 450 mm }thì Uctạo £ 6 fdọc Uctạo £ 100 min + Trong các khoảng còn lại Uctạo £ b cạnh ngắn của cọt Uctạo £ 12 fdọc + Trong các nút khung phải dùng đai kín cho cả dầm và cột - Kết quả tính dầm cột đều được trình bày bằng bảng tính BẢNG GIÁ TRỊ TỔ HỢP NỘI LỰC NGUY HIỂM VÀ CHỌN THÉP DẦM KHUNG TRỤC 3 PT MẶT CẮT l Q M b h A g CỐT DỌC mchon BƯỚC CỐT ĐAI (cm) (m) (m) (T) (T.m) (cm) (cm) Fatt Bo tri thep Fachon (%) U(ct) U(tt) U(max) U(chon) 37 1 7.5 14.65 27.33 30 50 0.39 0.73 30.02 5f28 30.79 2.23 17 35 57 17 2 7.5 4.41 8.38 30 50 0.12 0.94 7.21 3f18 7.63 0.55 17 391 190 17 3 7.5 14.57 26.28 30 50 0.38 0.75 28.26 5f28 30.79 2.23 17 36 58 17 38 4 2.5 8.14 10.10 30 40 0.24 0.86 12.04 2f28 12.32 1.14 15 70 63 15 5 2.5 7.45 0.67 30 40 0.02 0.99 0.70 2f18 6.15 0.57 15 84 69 15 6 2.5 8.14 10.10 30 40 0.24 0.86 12.04 2f28 12.32 1.14 15 70 63 15 39 7 7.5 14.57 26.28 30 50 0.38 0.75 28.26 5f28 30.79 2.23 17 36 58 17 8 7.5 4.41 8.38 30 50 0.12 0.94 7.21 3f18 7.63 0.55 17 391 190 17 9 7.5 14.65 27.33 30 50 0.39 0.73 30.02 5f28 30.79 2.23 17 35 57 17 40 10 7.5 14.12 25.55 30 50 0.37 0.76 27.11 3f28+2f25 28.29 2.05 17 38 59 17 11 7.5 3.78 7.76 30 50 0.11 0.94 6.64 3f18 7.63 0.55 17 532 222 17 12 7.5 13.90 24.37 30 50 0.35 0.77 25.33 3f28+2f25 28.29 2.05 17 39 60 17 41 13 2.5 7.19 8.56 30 40 0.20 0.89 9.93 2f25 9.82 0.91 15 90 71 15 14 2.5 6.41 0.40 30 40 0.01 1.00 0.41 2f18 3.08 0.29 15 113 80 15 15 2.5 7.19 8.56 30 40 0.20 0.89 9.93 2f25 9.82 0.91 15 90 71 15 42 16 7.5 13.90 24.37 30 50 0.35 0.77 25.33 3f28+2f25 28.29 2.05 17 39 60 17 17 7.5 3.78 7.76 30 50 0.11 0.94 6.64 3f18 7.63 0.55 17 532 222 17 18 7.5 14.12 25.55 30 50 0.37 0.76 27.11 3f28+2f25 28.29 2.05 17 38 59 17 43 19 7.5 13.68 23.48 30 50 0.34 0.79 24.05 5f25 24.54 1.78 17 41 61 17 20 7.5 3.30 8.40 30 50 0.12 0.94 7.23 3f18 7.63 0.55 17 698 254 17 21 7.5 13.45 22.06 30 50 0.32 0.80 22.11 5f25 24.54 1.78 17 42 62 17 44 22 2.5 6.28 7.59 30 40 0.18 0.90 8.66 2f25 9.82 0.91 15 118 82 15 23 2.5 5.27 0.72 30 40 0.02 0.99 0.74 2f18 3.08 0.29 15 168 97 15 24 2.5 6.28 7.59 30 40 0.18 0.90 8.66 2f25 9.82 0.91 15 118 82 15 45 25 7.5 13.45 22.06 30 50 0.32 0.80 22.11 5f25 24.54 1.78 17 42 62 17 26 7.5 3.30 8.40 30 50 0.12 0.94 7.23 3f18 7.63 0.55 17 698 254 17 27 7.5 13.68 23.48 30 50 0.34 0.79 24.05 5f25 24.54 1.78 17 41 61 17 46 28 7.5 13.08 20.31 30 50 0.29 0.82 19.86 4f25 19.63 1.42 17 44 64 17 29 7.5 2.65 9.49 30 50 0.14 0.93 8.25 4f18 10.18 0.74 17 1082 316 17 30 7.5 12.93 19.04 30 50 0.27 0.84 18.31 4f25 19.63 1.42 17 45 65 17 47 31 2.5 5.14 6.60 30 40 0.15 0.92 7.41 3f18 7.63 0.71 15 176 100 15 32 2.5 4.14 1.27 30 40 0.03 0.98 1.33 2f18 5.09 0.47 15 271 124 15 33 2.5 5.14 6.60 30 40 0.15 0.92 7.41 3f18 13.43 1.24 15 176 100 15 48 34 7.5 12.93 19.04 30 50 0.27 0.84 18.31 4f25 19.63 1.42 17 45 65 17 35 7.5 2.65 9.49 30 50 0.14 0.93 8.25 4f18 10.18 0.74 17 1082 316 17 36 7.5 13.08 20.31 30 50 0.29 0.82 19.86 4f25 19.63 1.42 17 44 64 17 49 37 7.5 12.59 18.50 30 50 0.26 0.84 17.67 3f18+2f25 17.45 1.26 17 48 67 17 38 7.5 2.08 9.23 30 50 0.13 0.93 8.00 4f18 10.18 0.74 17 1756 403 17 39 7.5 12.34 17.11 30 50 0.25 0.86 16.07 3f18+2f25 17.45 1.26 17 50 68 17 50 40 2.5 4.41 5.56 30 40 0.13 0.93 6.15 3f18 7.63 0.71 15 239 116 15 41 2.5 3.40 1.17 30 40 0.03 0.99 1.22 2f18 13.43 1.24 15 403 151 15 42 2.5 4.41 5.56 30 40 0.13 0.93 6.15 3f18 7.63 0.71 15 239 116 15 51 43 7.5 12.34 17.11 30 50 0.25 0.86 16.07 3f18+2f25 17.45 1.26 17 50 68 17 44 7.5 2.08 9.23 30 50 0.13 0.93 8.00 4f18 10.18 0.74 17 1756 403 17 45 7.5 12.59 18.50 30 50 0.26 0.84 17.67 3f18+2f25 17.45 1.26 17 48 67 17 52 46 7.5 12.03 15.99 30 50 0.23 0.87 14.83 6f18 15.27 1.11 17 52 70 17 47 7.5 1.48 9.51 30 50 0.14 0.93 8.26 4f18 10.18 0.74 17 3468 566 17 48 7.5 11.80 14.78 30 50 0.21 0.88 13.53 6f18 15.27 1.11 17 55 71 17 53 49 2.5 3.41 4.46 30 40 0.10 0.94 4.86 3f18 7.63 0.71 15 400 151 15 50 2.5 2.40 1.35 30 40 0.03 0.98 1.41 2f18 5.09 0.47 15 808 214 15 51 2.5 3.41 4.46 30 40 0.10 0.94 4.86 3f18 7.63 0.71 15 400 151 15 54 52 7.5 11.80 14.78 30 50 0.21 0.88 13.53 6f18 15.27 1.11 17 55 71 17 53 7.5 1.48 9.51 30 50 0.14 0.93 8.26 4f18 10.18 0.74 17 3468 566 17 54 7.5 12.03 15.99 30 50 0.23 0.87 14.83 6f18 15.27 1.11 17 52 70 17 55 55 7.5 11.61 14.69 25 50 0.25 0.85 13.89 3f25 14.73 1.28 17 47 60 17 56 7.5 1.28 9.01 25 50 0.15 0.92 7.92 3f18 7.63 0.66 17 3864 546 17 57 7.5 11.12 12.73 25 50 0.22 0.87 11.71 3f25 14.73 1.28 17 51 63 17 56 58 2.5 2.70 3.33 25 40 0.09 0.95 3.60 2f18 5.09 0.57 15 532 158 15 59 2.5 1.69 1.15 25 40 0.03 0.98 1.20 2f18 5.09 0.57 15 1358 253 15 60 2.5 2.70 3.33 25 40 0.09 0.95 3.60 2f18 5.09 0.57 15 532 158 15 57 61 7.5 11.12 12.73 25 50 0.22 0.87 11.71 3f25 14.73 1.28 17 51 63 17 62 7.5 1.28 9.01 25 50 0.15 0.92 7.92 3f18 7.63 0.66 17 3864 546 17 63 7.5 11.61 14.69 25 50 0.25 0.85 13.89 3f25 14.73 1.28 17 47 60 17 58+59 64 7.5 15.57 12.88 25 50 0.22 0.87 11.88 5f18 12.72 1.11 17 26 45 17 65 7.5 14.99 16.49 25 50 0.28 0.83 16.01 2f25+3f18 17.45 1.52 17 28 47 17 66 7.5 12.15 13.41 25 50 0.23 0.87 12.45 5f18 12.72 1.11 17 43 57 17 60 67 2.5 1.94 4.22 25 40 0.12 0.94 4.63 2f18 5.09 0.57 15 1030 220 15 68 2.5 1.00 3.06 25 40 0.09 0.96 3.30 2f18 5.09 0.57 15 3878 428 15 69 2.5 1.94 4.22 25 40 0.12 0.94 4.63 2f18 5.09 0.57 15 1030 220 15 61+62 70 7.5 12.15 13.41 25 50 0.23 0.87 12.45 5f18 12.72 1.11 17 43 57 17 71 7.5 14.99 16.49 25 50 0.28 0.83 16.01 2f25+3f18 17.45 1.52 17 28 47 17 72 7.5 15.57 12.88 25 50 0.22 0.87 11.88 5f18 12.72 1.11 17 26 45 17 63 73 5.5 0.35 0.27 15 30 0.02 0.99 0.40 2f18 5.09 1.31 15 10196 388 15 74 5.5 0.14 0.16 15 30 0.01 0.99 0.23 2f18 5.09 1.31 15 60269 943 15 75 5.5 0.14 0.16 15 30 0.01 0.99 0.23 2f18 5.09 1.31 15 60269 943 15 64 76 2.5 0.79 0.70 20 30 0.05 0.98 1.02 2f18 5.09 0.98 15 2626 227 15 77 2.5 0.06 0.18 20 30 0.01 0.99 0.26 2f18 5.09 0.98 15 496279 3125 15 78 2.5 0.79 0.70 20 30 0.05 0.98 1.02 2f18 5.09 0.98 15 2626 227 15 65 79 5.5 0.14 0.16 15 30 0.01 0.99 0.23 2f18 5.09 1.31 15 60269 943 15 80 5.5 0.14 0.16 15 30 0.01 0.99 0.23 2f18 5.09 1.31 15 60269 943 15 81 5.5 0.35 0.27 15 30 0.02 0.99 0.40 2f18 5.09 1.31 15 10196 388 15 BẢNG GIÁ TRỊ TỔ HỢP NỘI LỰC NGUY HIỂM VÀ CHỌN THÉP CỘT KHUNG TRỤC 3 Nhập nội lực và kích thước cột Chon thep TẦNG CỘT CẶP NL M N Mdh b h l a (cm) a' (cm) k mgt Fatt Chon thep Fach mch TRỆT+1+2 BT+1+2 1 21.01 97.57 0.4 0.5 5.7 4 4 0.7 2.000% 9.24 8f25 39.27 1.96 2 23.64 153.18 0.4 0.5 5.7 4 4 0.7 2.000% 19.79 3 7.58 153.18 0.4 0.5 5.7 4 4 0.7 2.000% 3.68 GT+1+2 1 23.87 149.48 0.4 0.6 5.7 4 4 0.7 1.400% 7.64 8f22 30.41 1.27 2 21.41 214.75 0.4 0.6 5.7 4 4 0.7 1.400% 14.89 3 16.94 214.75 0.4 0.6 5.7 4 4 0.7 1.400% 9.69 TẦNG 3+4+5 B3+4+5 1 10.54 66.04 0.3 0.4 3.6 4 4 0.7 1.900% 6.59 6f22 22.81 1.90 2 9.37 94.59 0.3 0.4 3.6 4 4 0.7 1.900% 10.79 3 1.79 94.59 0.3 0.4 3.6 4 4 0.7 1.900% 2.16 G3+4+5 1 9.81 99.5 0.3 0.5 3.6 4 4 0.7 1.400% 2.76 6f22 22.81 1.52 2 11.62 135.23 0.3 0.5 3.6 4 4 0.7 1.400% 9.87 3 4.86 135.23 0.3 0.5 3.6 4 4 0.7 1.400% 2.76 TẦNG 6+7 B6+7 1 6.37 29.05 0.25 0.4 3.6 4 4 0.7 1.200% 3.31 4f18 10.17 1.02 2 6.83 36.25 0.25 0.4 3.6 4 4 0.7 0.800% 3.45 3 1.31 36.25 0.25 0.4 3.6 4 4 0.7 1.200% 1.80 G6+7 1 5.86 44.44 0.25 0.4 3.6 4 4 0.7 1.600% 1.92 4f20 12.56 1.26 2 6.2 56.17 0.25 0.4 3.6 4 4 0.7 0.800% 2.54 3 0.154 56.17 0.25 0.4 3.6 4 4 0.7 1.600% 1.80 TẦNG 8 B8 1 0.274 0.875 0.15 0.3 4 4 4 0.7 1.000% 0.78 4f16 8.04 1.79 2 1.23 1.07 0.15 0.3 4 4 4 0.7 1.000% 1.93 3 0.084 1.07 0.15 0.3 4 4 4 0.7 1.000% 0.78 G8 1 1.49 5.94 0.2 0.3 4 4 4 0.7 2.500% 1.65 4f16 8.04 1.34 2 0.847 6.61 0.2 0.3 4 4 4 0.7 2.500% 1.04 3 0.936 6.61 0.2 0.3 4 4 4 0.7 2.500% 1.04