Đồ án Thiết kế xây dựng Trung tâm giám định hàng hoá TP Hồ Chí Minh

775.3 Bảng 2.3 - Kết quả tính nội lực trục C 2.5. Tính toán và bố trí cốt thép dọc 2.5.1. Tiết diện chịu moment dương - Cánh nằm trong vùng chịu nén, tham gia chịu lực với sườn. Chiều rộng cánh dầm đưa vào tính toán là: bc = 30 + 2C1 Trong đó: Hình 2.8 Tiết diện chử T C1 < Với :khoảng cách giữa 2 mép trong của 2 dầm phụ kề nhau. Với : nhịp tính toán dầm phụ. 6hc = 612 = 72 cm ( vì hc = 12cm > 0.1h = 4cm ) - Từ đó lấy Xác định trục trung hoà bằng cách đi xác định giá trị Mc: Mc = Rnbchc(h0 - 0.5hc) = 11017012 (56-0.512) = 112200 daN.m Ta có Mmax = 24775.46 daN.m. Mc = 112200 daN.m > Mmax = 24775.46 daN.m thì trục trung hòa qua cánh, lúc này ta tính toán tiết diện hình chữ nhật lớn (bc x h) - Aùp dụng: tính thép nhịp A-B (M = 17935.34 daN.m) với tiết diện (170x60): Ta có Vật liệu: Bê tông Mác 250 Rn = 110 daN/cm² Ra = 2800 daN/cm²: dùng cho thép dọc. Ra = 2300daN/cm²: dùng cho thép đai. Với bc = 170 cm; h0 = 60-4 = 56 cm. Chọn thép: 3Þ16+ 2Þ 20 = 12.32cm² - Kiểm tra hàm lượng cốt thép theo điều kiện: Ta có 2.5.2. Tiết diện chịu moment âm - Với mômen âm cánh nằm trong vùng chịu kéo tính theo tiết diện chữ nhật (bxh) - Chọn a = 4cm cho mọi tiết diện: - Aùp dụng: Tính thép cho gối B (M=23157.97 daN.m) với tiết diện (30x60) (cm): Chọn thép: 4Þ20+2Þ16 = 16.69 cm² - Kiểm tra hàm lượng cốt thép theo điều kiện: Ta có BẢNG TÍNH CỐT THÉP DỌC CỦA DẦM TRỤC 2 Vị trí Moment (daN.m) A Fa (cm2) Bố trí Fa chọn Hàm lượng GốiA 0 2Þ20 6.28 0.37 Nhịp A-B 17935.34 0.0306 0.984 11.62 3Þ16+2Þ20 12.32 0.13 Gối B 23157.97 0.2238 0.872 16.94 2Þ16+4Þ20 16.69 0.99 Nhip B-C 12135.48 0.0207 0.99 7.82 1Þ16+2Þ20 8.29 0.09 Gối C 20254.58 0.1957 0.89 14.51 2Þ16+4Þ20 16.59 0.99 Nhịp C-D 11445.59 0.0195 0.99 7.37 1Þ16+2Þ20 8.04 0.08 Gối D 24775.46 0.2394 0.861 18.35 6Þ20 18.85 1.12 Nhịp D-E 23757.94 0.0405 0.979 15.47 2Þ16+4Þ20 16.59 0.17 Gối E 0 2Þ20 6.28 0.37 Bảng 2.4 - Kết quả tính thép dầm trục 2 2.5.3. Tính toán cốt thép ngang Bê tông Mac 250: Rn = 110 daN/cm², Rk = 8.8 daN/cm² Thép AI: Ra = 2300 daN/cm²; Rad = 1840 daN/cm² - Lực cắt lớn nhất trong dầm là: Q = 19759.18 daN - Chọn đai Þ6, , n = 2 nhánh - Ở gần gối tựa: và Bước cốt đai cực đại: Vậy ta chọn bước cốt đai đoạn gần gối là u = 15cm + Ở đoạn giữa dầm: và Vậy chọn bước cốt đai đoạn giữa dầm là u = 30 cm - Kiểm tra khả năng chịu của bê tông và cốt đai: Suy ra: Ta có: Qđb=21444daN > Q=19759.18daN Vậy không cần tính toán cốt xiên. 7.11 Thép treo Diện tích cốt treo : Ftreo = Trong đó: Ra - cường độ tính toán về kéo của cốt thép . P - lực tập trung truyền từ dầm phụ cho dầm chính Số cốt treo cần thiết : m = n : số nhánh đai chọn làm cốt treo. fđ : diện tích 1 nhánh đai. Khoảng cách đặt cốt treo tính từ mép dầm phụ: S = ho -hdp Nếu khoảng cách tính từ mép dầm phụ ra 1 đoạn ho-hdp không đủ để bố trí số cốt treo cần thiết, ta đặt thêm cốt vai bò chịu lực tập trung của dầm phụ truyền vào dầm chính để giảm số cốt treo cần thiết xuống. -Với n=2 - Chọn thép đai la CHƯƠNG 3. TÍNH CẦU THANG Hình 3.1 - Mặt bằng cầu thang TÍNH CẦU THANG - Cầu thang là một kết cấu rất đa dạng về kiến trúc và là mối giao thông quan trọng trong công trình xây dựng dân dụng. Cầu thang có nhiều sơ đồ tính và nhiều quan điểm tính khác nhau. Nhưng ở đây ta chọn hai sơ đồ tính như sơ đồ trình bày bên dưới, với mỗi sơ đồ cho ta một kết quả nội lực nguy hiểm nhất ở gối và ở bụng để ta tính kết cấu cho cầu thang được an toàn và hiệu quả kinh tế . 3.1. Cấu tạo cầu thang tầng điển hình Cầu thang tầng điển hình của công trình này là loại cầu thang 2 vế dạng bản, chiều cao tầng điển hình là 3,4m. Chọn bề dày bản thang là hb =12 cm để thiết kế. Cấu tạo bậc thang: h = 170mm; b = 300mm ; 10 bậc; được xây bằng gạch. 3.2. Tải trọng 3.2.1. Chiếu nghỉ 3.2.1.1. Tĩnh tải STT Vật liệu Chiều dày (m) g (daN/m3) n Tĩnh tải tính toán gtt (daN/m2) 1 Lớp đá mài 0.02 2000 1.2 48 2 Lớp vữa lót 0.015 1800 1.2 32.4 3 Bản BTCT 0.12 2500 1.1 330 4 Vữa trát 0.015 1800 1.2 32.4 Tổng cộng 0.17 416.8 Bảng 3.1 - Cấu tạo sàn chiếu nghỉ cầu thang 3.2.1.2. Hoạt tải Theo TCVN 2337-1995 đối với cầu thang pt c = 300 daN/m2, n = 1.2 pt t = 1,2 ´ 300 = 360 daN/m2 3.2.1.3. Tổng tải tác dụng lên 1m bề rộng bản chiếu nghỉ: q1 = (pt t+g t t)x1 = 808.2 daN/m 3.2.2. Bản thang 3.2.2.1. Tĩnh tải Chọn chiều dày bản thang hbt = 12 cm. Kích thước bậc thang: hb =17cm; lb = 30cm. Công thức xác định bề dày bậc thang: cos27o là góc nghiêng giữa bản cầu thang với chiếu nghỉ. Hình 3.2 - Cấu tạo các lớp sàn cầu thang STT Vật liệu Chiều dày (m) g (daN/m3) n Tĩnh tải tính toán gtt (daN/m2) 1 Lớp đá mài 0.02 2000 1.2 48 2 Lớp vữa lót 0.015 1800 1.2 32.4 3 Bậc thang 0.074 1800 1.1 173.1 4 Bản BTCT 0.12 2500 1.1 330 5 Vữa trát 0.015 1800 1.2 32.4 6 Tay vịn 30 Tổng cộng 609.3 Bảng 3.2 - Tải trọng bản thang Tổng tĩnh tải trên bản thang qui đổi về góc nghiêng: với cos27o là góc nghiêng giữa bản cầu thang với chiếu nghỉ 3.2.2.2. Hoạt tải ptt = 1.2 ´ 300 = 360 (kG/m2). Tổng tải trọng phân bố trên 1m bề rộng bản thang: 3.3 . Xác định nội lực 3.3.1. Sơ đồ tính và nội lực của vế thang thứ nhất. 3.3.1.1. Sơ đồ tính - Kích thước của dầm thang và dầm chiếu nghỉ: 20x30cm - Xét tỉ số: nên liên kết giữa bản thang với dầm thang, dầm chiếu nghỉ là liên kết khớp. - Sơ đồ tính của bản một đầu là gối cố định còn một đầu là gối di động, với sơ đồ này cho kết quả moment lớn nhất ở nhịp. Hình 3.3 - Sơ đồ tải trọng vế thang 1 Hình 3.4 - Sơ đồ tải trọng vế thang 2 3.3.1.2. Tính nội lực - Nội lực vế 1 Hình 3.5 - Biểu đồ moment vế 1 (daN.m) Hình 3.6 - Biều đồ lực cắt vế 1 (daN) Nội lực vế 2 Hình 3.7 - Biểu đồ momentt vế 2 (daN.m) Hình 3.8 - Biểu đồ lực cắt vế thang 2 (daN) 3.4. Tính cốt thép cho 1 vế thang Vì liên kết giữa dầm và bản thang trong thực tế là liên kết cứng do vậy ta sẽ điều chỉnh: + Mgối = 40% Mmax = 2587x0.4 = 1034.8 daN.m + Mnhịp = 70% Mmax = 2587x0.7 = 1810.9 daN.m Vật liệu: +Bê tông mác 250 : Rn = 110 daN/cm2 ; Rk = 8.8 daN/cm2 +Cốt thép A II: Ra = Ra’ = 2800 daN/cm2 - Chọn a = 2 cm : khoảng cách từ trọng tâm cốt thép chịu kéo đến lớp da ngoài bê tông. 3.4.1. Cốt dọc chịu moment dương của bản thang Ta có: hb = 12 cm, h0 = hb – a = 12 - 2 = 10 cm A = Fa = = Sau khi tính toán được Fa cần kiểm tra tỷ lệ cốt thép Chọn f10 a110 (Fa = 7.14 cm2) để bố trí . 3.4.2. Tính cốt thép gối A = Fa = = Sau khi tính toán được Fa cần kiểm tra tỷ lệ cốt thép. Chọn Þ8a120 (Fa = 4.19cm²)để bố trí. Vị trí M h abv ho b A Fa Bố trí Fa chọn % (daNm) cm cm cm cm cm2 cm2 NHỊP 1811 12 2 10 100 0.1646 0.9095 7.11 Þ10a110 7.14 0.71 GỐI 1035 12 2 10 100 0.0941 0.9505 3.89 Þ10a200 3.93 0.39 Bảng 3.3 - Kết quả tính thép - Vì trong công trình này hai vế của cầu thang giống nhau nên ta chỉ tính cho một vế, rồi lấy kết quả tính thép của vế đó bố trí cho vế thang còn lại. 3.5. Tính dầm thang (dầm chiếu nghỉ) 3.5.1. Tải trọng tác dụng lên dầm chiếu nghỉ. - Kích thước tiết diện dầm là 400 ´ 250 (mm). Tải trọng tác dụng lên dầm gồm: - Tải trọng do bản thang truyền vào dầm ở đoạn có bản thang trên 1m dài: Trong đó : R là phản lực của bản chiếu nghỉ truyền vào dầm. - Tải trọng do bản thang truyền vào dầm ở đoạn giữa trên 1m dài: Với - Trọng lượng bản thân của dầm : q2 = b.hd.gbt. n= 0.25x0.4x2500x1.1 = 275 daN/m - Trọng bản thân tường dày 20cm đặt trên dầm thang. q3 = bt.ht.gt.n = 0.2x(3.4 -1.7)x1800x1.1 = 673.2 daN/m - Tổng tải trọng tác dụng lên dầm thang ở đoạn có bản thang là: q = qthang + q2 + q3 = 2133+275 +673.2 = 3081 daN/m - Tổng tải trọng tác dụng lên dầm thang ở đoạn giữa là: q = qcn + q2 + q3 = 905.18+275 +673.2 = 1853 daN/m Hình 3.9 - Phản lực liên kết cầu thang Hình 3.10 - Tải tác dụng lên cầu thang, Hình 3.11 - Biểu đồ moment (KN.m) Hình 3.12 - Biểu đồ lực cắt (KN) . Tính cốt thép dọc cho dầm thang 3.5.2.1. Tính cốt thép dọc cho nhịp Với moment dương lớn nhất giữa nhịp: Mmax= 8793 daN.m - Bê tông mác 250 : Rn = 110 daN/cm2 ; Rk = 8.8 daN/cm2 Cốt thép AII :Ra = Ra’ = 2800 daN/cm2 Chọn a = 4 cm : khoảng cách từ trọng tâm cốt thép chịu kéo đến lớp da ngoài bê tông. Tính dầm theo cấu kiện chịu uốn tiết diện chữ nhật 250´400. Sử dụng các công thức dưới để tính cốt thép. A = Fa = = Sau khi tính toán được Fa cần kiểm tra tỷ lệ cốt thép: > = 0.1 % - Chọn 2Þ16+2Þ20 (Fa = 10.3cm²)để bố trí. 3.5.2.2. Tính cốt thép dọc cho gối. Cốt thép gối chọn theo cấu tạo 40% Fa = 0.4x10.19 = 4.016cm² Chọn 2Þ16 (Fa = 4.02 cm²)để bố trí. Dầm Vi trí M h ho A g Fa Bố trí Fa chọn % (daNm) cm cm cm2 cm2 Chiếu nghỉ Nhịp 8793 40 36 0.2467 0.8559 10.19 2Þ20+2Þ16 10.30 1.13 Gối 40% Fa 4.016 2Þ16 4.02 0.34 Bảng 3.4 - Bảng kết quả dầm chiếu nghỉ 3.5.2. Tính cốt thép ngang - Lực cắt lớn nhất Qmax=6655 (daN) Kiểm tra khả năng chịu cắt của bê tông 0.35Rnbho = 0.351102536 = 34650 daN > Qmaxbê tông không bị phá hoại 0.6Rk bho = 0.6 8.8 25 36 = 4752 daN < Q=6655 daN - Ta chọn bước cốt đai u = 15cm - Chọn đai Þ6, , n = 2 nhánh, Rađ = 1840 daN/cm² - Kiểm tra khả năng chịu của bê tông và cốt đai Suy ra: Ta có: Qđb = 12584 daN > Q = 4560 daN Vậy không cần tính toán cốt xiên. Bố trí đoạn gối Þ6a150 còn đoạn giữa nhịp Þ6a300 CHƯƠNG 4. BỂ NƯỚC Chọn kích thước sơ bộ -Chọn bề dày bản nắp đậy: 8cm. - Chọn bề dày bản đáy: 15 cm - Bề dày thành bể :10cm - Dầm DN1, DN2:20x30cm - Dầm DĐ1, DĐ2:25x50cm 4.1. Tính toán các bản bể nước 4.1.1. Bản nắp Hình 4.1 4.1.1.1. Sơ đồ tính - Kích thứơc bản nắp: L1xL2 (5.5mx6.5m) Vì α<2 nên sàn làm việc theo 2 phương ( bản kê 4 cạnh). - Xét : > 3 liên sàn và dầm là liên kết ngàm. Vậy bản nắp tính theo 2 phương thuộc ô bản số 9. 4.1.1.2. Tải trọng * Tĩnh tải STT Cấu tạo sàn Dung trọng g (da/m3) Bề dày d (cm) Hệ số vượt tải n Khối lượng daN/m2 1 Vữa trát 1800 0.02 1.2 43.2 2 BTCT 2500 0.08 1.1 220 3 Vữa lót 0 0.15 1.2 0 Tổng tải 263.2 Bảng 4.1 - Tải trọng bản nắp bể nước * Hoạt tải. P = 75x1.3 = 97.5 daN/m2. Vậy tổng tải bản nắp: q = 263.2+97.5 = 360.7 daN/m2 4.1.1.3. Nội lực - Tính cho bề rộng 1m chiều dài. Hình 4.2 M1 = m91xP, M2 = m92xP, MI = k91xP, MII = k92xP Với P = qxL1xL2, q = gtt+ptt m91 , m92, k91, k92: dựa vào tỷ số tra bảng. Ta có tra bảng ta được: m91 = 0.0202, m92 = 0.0148, k91 = 0.0464, k92 = 0.032 . q = 263.2+97.5 = 360.7daN/m2 , P = 360.7x6.5x5.5 = 12895 daN.m M1 = 0.0202x12895 = 260.48 daN.m; M2 = 0.0148x12895 = 190.85 daN.m MI = 0.0464x12895 = 598.33 daN.m ; MII = 0.032x12895 = 412.64 daN.m 4.1.1.4. Tính thép Vật liệu: - Bê tông: Dùng bê tông Mác 250. có Rn = 110 daN/cm2, Rk = 8.8daN/cm2 . = 0.58, A0 = 0.42 - Thép: +Nếu f10 dùng thép AI có Ra = Ra’ = 2300 daN/cm2. +Nếu >f10 dùng thép AII có Ra = Ra’ = 2800 daN/cm2. Các công thức tính cốt thép: (4.1) (4.2) (4.3) Và h0 = h – a, trong đó a = 1.5 cm Kết quả tính thép nắp bể Bể nước Moment (daN.m) h (cm) a(cm) ho(cm) A Fa (cm²) µ% Chọn Fa Fa chọn Nắp bể M1 260.48 8 1.5 6.5 0.056 0.9711 1.79 0.28% Þ6a150 1.88 M2 190.85 8 1.5 6.5 0.041 0.9790 1.30 0.20% Þ6a200 1.41 MI 598.33 8 1.5 6.5 0.129 0.9308 4.30 0.66% Þ8a110 4.57 MII 412.64 8 1.5 6.5 0.089 0.9534 2.89 0.45% Þ8a170 2.96 Bảng 4.2 - Kết quả tính thép nắp bể 4.1.2. Bản đáy Hình 4.3 - Mặt bằng dầm đáy bể 4.1.2.1. Sơ đồ tính - Kích thứơc bản nắp: L1xL2 (5.5mx6.5m) Vì α<2 nên sàn làm việc theo 2 phương ( bản kê 4 cạnh). - Xét :>3 liên sàn và dầm là liên kết ngàm. Vậy bản nắp tính theo 2 phương thuộc ô bản số 9. 4.1.2.2. Tải trọng * Tĩnh tải Cấu tạo sàn Dung trọng g (da/m3) Bề dày d (cm) Hệ số vượt tải n Khối lượng daN/m2 Gạch lót dày 10 2000 0.01 1.1 22.00 Lớp vữa trát 1800 0.02 1.2 43.20 BT chống thấm 2000 0.01 1.1 22.00 BTCT 2500 0.15 1.1 412.5 Vữa trát trần dày 15 2000 0.01 1.2 24.00 gs= 523.7 Bảng 4.3 - Tĩnh tải dầm đáy bể * Hoạt tải. - Chiều cao bể 1.6m nhưng trừ bề dày nắp bể ta được: Nước bơm vào đầy hồ 1.5m: P = 1.110001.5 = 1650 daN/m2. Vậy tổng tải trọng tác dụng lên đáy hồ q = 523.7+1650 = 2173.7 daN/m2. 4.1.1.3. Nội lực - Tính cho bề rộng 1m chiều dài. Hình 4.4 - Sơ đồ tính đáy bể M1 = m91xP, M2 = m92xP, MI = k91xP, MII = k92xP Với P = qxL1xL2, q = gtt+ptt m91 , m92, k91, k92: dựa vào tỷ số tra bảng. Ta có tra bảng ta được: m91 = 0.0202, m92 = 0.0148, k91 = 0.0464, k92 = 0.032 . q = 523.7+1650 = 2173.7 daN/m2 P = 2173.7x6.5x5.5 = 77709.78 daN.m M1 = 0.0202x77709.78 = 1569.74 daN.m; M2 = 0.0148x77709.78 = 1150.1 daN.m; MI = 0.0464x77709.78 = 3605.73 daN.m ; MII = 0.032x77709.78 = 2486.71 daN.m 4.1.1.4. Tính thép - Các công thức tính cốt thép: (4.4) (4.5) (4.6) Và h0 = h – a, trong đó a = 1.5 cm h0 = 15-1.5 = 13.5cm Kết quả tính thép đáy bể Bể nước Moment (daN.m) h (cm) a (cm) ho (cm) A Fa (cm²) µ% Chọn Fa Fa chọn Đáy bể M1 1569.74 15 1.5 13.5 0.0783 0.9592 5.27 0.39% Þ10a140 5.61 M2 1150.1 15 1.5 13.5 0.0574 0.9704 3.82 0.28% Þ8a130 3.87 MI 3605.73 15 1.5 13.5 0.1799 0.9001 10.9 0.86% Þ14a140 11.0 MII 2486.71 15 1.5 13.5 0.1240 0.9336 8.58 0.64% Þ12a130 8.7 Bảng 4.4 - Kết quả tính thép đáy bể 4.1.3. Thành bể 4.1.3.1. Sơ đồ tính - Kích thước bản thành: (5.5mx1.6m) và (6.5mx1.6m) Xét : >2 >2 Nên bản làm việc theo bản dầm. Cắt 1m theo canh ngắn tính. Tính như dầm đơn giản một đầu ngàm vào đáy và một đầu gối di động ở nắp. 4.1.3.2. TẢI TRỌNG * Tĩnh tải Cấu tạo sàn Dung trọng g (da/m3) Bề dày d (cm) Hệ số vượt tải n Khối lượng daN/m2 Gạch lót dày 10 2000 0.01 1.1 22.00 Lớp vữa trát 1800 0.02 1.2 43.20 BT chống thấm 2000 0.01 1.1 22.00 BTCT 2500 0.1 1.1 275.00 Vữa trát trần dày 15 2000 0.01 1.2 24.00 gs= 386.2 Bảng 4.5 - Tĩnh tải của thành bể * Hoạt tải - Tải gió: + Nhà có chiều cao h = (27.2+0.9)+(1.6+0.6) = 30.3m. ta có k = 1.37 Áp lực gió: W = 83 daN/m2. Hệ số gió hút c = 0.6 ; gió đẩy c = 0.8 ; n = 1.3 +Xem tải gió tác dụng lên thành bể phân bố đều, bề rộng đón gió b=1m. Gió hút qhúttt = 1.3x83x0.6x1.37x1 = 88.69 daN/m Gió đẩy qđẩytt = 1.3x83x0.8x1.37x1 = 119.12 daN/m +Thành bể chịu tác dụng của gió và áp lực nước. Có 2 tổ hợp nguy hiểm là: Bể chứa đầy nước + gió hút. Bể không chứa nước + gió đẩy. + Ta tính cho trường hợp nguy hiểm nhất là bể chứa đầy nước + gió hút. - Aùp lực nước lớn nhất ở đáy bể: P = 1. x1000x(1.5-0.08)x1 = 1420daN/m Hình 4.5 - Sơ đồ tính thành bể 4.1.3.3. Nội lực - Moment do áp lực gió hút gây ra: +Moment tại ngàm +Moment dương lớn nhất Hình 4.6 - Biểu đồ moment do gió gây ra - Moment do áp lực nước gây ra + Moment tại ngàm + Moment dương lớn nhất Hình 4.7 - Biểu đồ moment do áp lực nước Vị trí moment lớn nhất gây ra bởi 2 tải gió và áp lực nước không trùng nhau. Nhưng để đơn giản và thiên về an toàn, ta cộng hai giá trị lại để tìm moment dương lớn nhất. Moment tại ngàm: MI = 28.38 + 242.35 = 270.73 daN.m. Moment ở nhịp: M1 = 15.96 + 108.2 = 124.6 daN.m 4.1.3.4. Tính thép Và h0 = h – a, trong đó a = 1.5 cm h0 = 10-1.5 = 8.5cm Bể nước Moment (daN.m) A Fa (cm²) µ% Chọn Fa Fa chọn Thành bể Mnh 124.6 0.0180 0.9909 0.74 0.09% Þ6a200 1.41 Mg 270.73 0.0395 0.9799 1.64 0.19% Þ8a200 2.51 Bảng 4.6. Kết quả tính thép thanhd bể. 4.2. Tính toán hệ dầm của bể. 4.2.1. Tính hệ dầm nắp Hình 4.8 - Sơ đồ truyền tải lên dầm bản nắp 4.2.1.1. Tính toán dầm nắp DN1 * Tải trọng + Do bản nắp truyền vào: dưới dạng tải phân bố hình thang như hình vẽ. Qui về tải phân bố đều: + Do hai hình thang: + Do trọng lượng bản thân dầm (20x30) (cm): q2 = 1.1 x 2500 x 0.2 x 0.30 = 165 daN/m. => Tổng tải trọng tác dụng lên dầm DN1 qDN1 = 165 + 712 = 877 daN/m. * Nội lực dầm DN1 Hình 4.9 - Sơ đồ tính dầm nắp Hình 4.10 - Biểu đồ moment Hình 4.11 - Biểu đồ lực cắt - Moment dương lớn nhất ở giữa nhịp: * Tính thép dầm DN1 Vật liệu: - Bê tông : Dùng bê tông Mác 250. có Rn=110 daN/cm2 Rk = 8.8 daN/cm2 . = 0.58, A0 = 0.42 - Thép: +Nếu f10 dùng thép AI có Ra=Ra’=2300 daN/cm2. +Nếu >f10 dùng thép AII có Ra=Ra’=2800 daN/cm2. Các công thức tính cốt thép: (4.6) (4.7) (4.8) Và h0 = h – a, trong đó a = 4 cm h0 = 30 – 4 = 26 cm Dầm Vi trí M A Fa Bố trí Fa Chọn % (daN.m) cm2 cm2 DN1 Nhịp 4632 0.3115 0.8070 7.88 4Þ16 8.04 1.52 Gối Cấu tạo 2Þ14 3.08 0.59 Bảng 4.7 - Kết quả tính thép dầm nắp bể 4.2.1.2. Tính toán dầm nắp DN2 * Tải trọng + Do bản nắp truyền vào: dưới dạng tải phân bố tam giác như hình vẽ. Qui về tải phân bố đều: + Do hai hình tam giác: + Do trọng lượng bản thân dầm (20x30cm): q2 = 1.1 x 2500 x 0.2 x 0.30 = 165 daN/m. => Tổng tải trọng tác dụng lên dầm DN1 qDN1 = 165 + 620 = 785 daN/m. * Nội lực dầm DN2 Hình 4.12 - Sơ đồ tính dầm nắp DN2 Hình 4.13 - Biểu đồ moment dầm DN2 Hình 4.14 - Biểu đồ lực cắt dầm DN2 - Moment dương lớn nhất ở giữa nhịp: * Tính thép dầm DN2 Vật liệu: - Bê tông : Dùng bê tông Mác 250. có Rn=110 daN/cm2, Rk=8.8 daN/cm2 . = 0.58, A0 = 0.42 - Thép: +Nếu f10 dùng thép AI có Ra=Ra’=2300 daN/cm2. +Nếu >f10 dùng thép AII có Ra=Ra’=2800 daN/cm2 Và h0 = h – a, trong đó a = 4 cm h0 = 30 – 4 = 26cm Dầm Vi trí M A g Fa Bố trí Fa chọn % (daN.m) cm2 cm2 DN2 Nhịp 2968 0.1996 0.8876 4.59 3Þ16 6.03 0.88 Gối Cấu tạo 2Þ14 3.08 0.59 Bảng 4.8 - Kết quả tính thép dầm nắp DN2 4.2.2. Tính hệ dầm đáy 4.2.2.1. Tính dầm đáy DĐ1 Hình 4.15 - Sơ đồ truyền tải của dầm đáy *Tải trọng + Do bản nắp truyền vào: dưới dạng tải phân bố hình thang như hình vẽ. Qui về tải phân bố đều: + Do hai hình thang: + Do trọng lượng bản thân dầm (25x55cm): q2 = 1.1 x 2500 x 0.25 x 0.55 = 378.13 daN/m. + Do trọng lượng bản thành: => Tổng tải trọng tác dụng lên dầm DD1 qDN1 = 378.13 + 4292+502.1 = 5172 daN/m. * Nội lực dầm DĐ1 Hình 4.16 - Sơ đồ tính dầm đáy DĐ1 Hình 4.17 - Biểu đồ moment dầm DĐ1 Hình 4.18 - Biểu đồ lực cắt dầm DĐ1 - Moment dương lớn nhất ở giữa nhịp: - Theo điều kiện làm việc thực tế của dầm, vì dầm đổ toàn khối với cột; neo thép chặt vào cột để không ch phép gối xoay như khớp do vậy moment cần phải được điều chỉnh lại như sau: * Tính thép dầm DĐ1 Vật liệu: - Bê tông : Dùng bê tông Mác 250. có Rn=110 daN/cm2, Rk=8.8daN/cm2 . =0.58, A0=0.42 - Thép: +Nếu f10 dùng thép AI có Ra = Ra’ = 2300 daN/cm2. +Nếu >f10 dùng thép AII có Ra = Ra’ = 2800 daN/cm2. Các công thức tính cốt thép: (4.6) (4.7) (4.8) Và h0 = h – a, trong đó a = 4 cm h0 = 55 - 4 = 51cm Dầm Vi trí M A Fa Bố trí Fa chọn % (daN.m) cm2 cm2 DĐ1 Nhịp 18120 0.2673 0.8411 15.62 5Þ20 15.71 1.2 Gối 10926 0.1528 0.9167 8.35 2Þ16+2Þ20 10.30 0.65 Bảng 4.9 - Kết quả tính thép dầm đáy DĐ1 4.2.2.2. Tính toán dầm đáy DĐ2 *Tải trọng + Do bản nắp truyền vào: dưới dạng tải phân bố tam giác như hình vẽ. Qui về tải phân bố đều: + Do hai hình tam giác: + Do trọng lượng bản thân dầm (25x50) (cm): q2 = 1.1 x 2500 x 0.25 x 0.5 = 343.75 daN/m. + Do trọng lượng bản thành: => Tổng tải trọng tác dụng lên dầm DĐ2 qDN1 = 343.75 + 3736+502.1 = 4582 daN/m. * Nội lực dầm DĐ2 Hình 4.19 - Sơ đồâ tính dầm DĐ2 Hình 4.20 - Biểu đồ moment dầm DĐ2 Hình 4.21 - Biểu đồ lực cắt dầm DĐ2 - Moment dương lớn nhất ở giữa nhịp: - Theo điều kiện làm việc thực tế của dầm, ta có: * Tính thép dầm DĐ2 Vật liệu: - Bê tông : Dùng bê tông Mác 250. có Rn = 110 daN/cm2, Rk = 8.8 daN/cm2 . = 0.58, A0 = 0.42 - Thép: +Nếu f10 dùng thép AI có Ra = Ra’ = 2300 daN/cm2. +Nếu >f10 dùng thép AII có Ra = Ra’ = 2800 daN/cm2. - Các công thức tính cốt thép: (4.6) (4.7) (4.8) Và h0 = h – a, trong đó a = 4 cm h0 = 50 - 4 = 46cm Dầm Vi trí M A Fa Bố trí Fa chọn % (daN.m) cm2 cm2 DĐ2 Nhịp 12128 0.2084 0.8818 10.68 4Þ16+1Þ20 11.18 0.93 Gối 6930 0.1191 0.9364 5.75 3Þ16 6.03 0.50 Bảng 4.10 - Kết quả tính thép dầm DĐ2 CHƯƠNG 5. KHUNG TRỤC C Hình 5.1 - Sơ đồ truyền tải vào khung trục C 5.1. Chọn kích kích dầm, cột 5.1.1. Chọn kích thước dầm - Dầm khung 1-4: 400x200 (mm). - Các dầm dọc 500x250 (mm), còn lại có tiết diện : 400x200 (mm) 5.1.2. Chọn kích thước cột a. Chọn kích thước cột C–1, C-4 -Tải do sàn 1 tầng 2.756.5 (240+487.2)= 12998.7 daN. - Tải do dầm 1.12500 (0.2 0.42.75+0.3x0.5x6.5) = 3286.25 daN. -Tải do tường  1.118002.9 0.16.5 = 3732.3 daN. -Tổng tải truyền xuống cột tầng 8 N8= Ns +Nd+ Nt = 12998.7+3286.25+3732.3 = 20007.25 daN -Tổng tải truyền xuống cột tầng 7 N7 = 2N8 = 2x20007.25 = 40014.5 daN. -Tổng tải truyền xuống cột tầng 6 N6 = 3N8 = 3x20007.25 = 60021.75 daN. -Tổng tải truyền xuống cột tầng 5 N5= 4N8 = 80029daN -Tổng tải truyền xuống cột tầng 4 N4= 5N8 = 100036.25 daN -Tổng tải trọng truyền xuống cột tầng 3 N3= 6N8 = 120043.5 daN. -Tổng tải trọng truyền xuống cột tầng 2 N2= 7N8 = 140050.75 daN. -Tổng tải trọng truyền xuống cột tầng 1 N1= 8N8 = 160058 daN. - Chọn tiết diện cột C-1, C-4 Do công trình có 8 tầng, mà cứ 3 tầng thì thay đổi tiết diện một lần nên ta có 3 lần thay đổi: Tiết diện của cột tầng 1-3 cm2 Chọn cột tầng 1,2 có tiết diện là : 40x50 cm. b. Chọn kích thước cột C-2, C-3 -Tải do sàn 1 tầng 6.55.5 (240+487.2) = 25997.4 daN. - Tải do dầm 1.12500 (0.2 0.45.5+0.3x0.5x6.5 = 3891.25 daN -Tổng tải truyền xuống cột tầng 8 N8= Ns + Nd = 25997.4+3891.25 = 29888daN -Tổng tải truyền xuống cột tầng 7 N7= 2N8 = 59776daN. -Tổng tải truyền xuống cột tầng 6 N6= 3N8 = 89664daN. -Tổng tải truyền xuống cột tầng 5 N5= 4N8 = 119552daN -Tổng tải truyền xuống cột tầng 4 N4= 5N8 = 149440 daN -Tổng tải trọng truyền xuống cột tầng 3 N3= 6N8 = 179328daN. -Tổng tải trọng truyền xuống cột tầng 2 N2= 7N8 = 209216daN. -Tổng tải trọng truyền xuống cột tầng 1 N1= 8N8 = 239104daN. - Chọn tiết diện cột C-2, C-3 Do công trình có 8 tầng, mà cứ 3 tầng thì thay đổi tiết diện một lần nên ta có 3 lần thay đổi: Tiết diện của cột tầng 1-3 cm2 => Chọn cột tầng 1,2 có tiết diện là: 45 cm x60 cm. STT Nhịp dầm L (m) bxh (cm) 1 Dầm ngang nhịp 1 - 2 5.5 500 250 25x50 2 Dầm ngang nhịp 2 - 3 5.5 500 250 25x50 3 Dầm ngang nhịp 3 - 4 5.5 500 250 25x50 Bảng 5.1 - Tiết diện dầm trục C Cột Tầng Diện tích tuyền tải1 tầng (m2) Lực dọc N (daN) K Diện tích (cm2) bxh (cm) Fchọn (cm2) 1,4 1,2,3 17.88 160058 1.5 2182 50x50 2500 4,5,6 17.88 100036 1.5 1364 40x40 1600 7,8,9 17.88 40015 1.5 546 30x30 900 2,3 1,2,3 17.88 239104 1.5 3260 60x60 3200 4,5,6 17.88 149440 1.5 2038 50x50 2500 7,8,9 17.88 59776 1.5 815 30x30 900 Bảng 5.2 - Xác định tiết diện cột trục C 5.2. Tải trọng tác dụng Gồm tĩnh tải và hoạt tải dạng phân bố và dạng tải tập trung vào các nút Sơ đồ truyển tải: Hình 5.2 - Sơ đồ truyền tải lên khung trục C 5.2.1. Các công thức tính qui đổi tải tương đương 5.2.1.1. Tải trọng phân bố theo nhịp a. Tĩnh tải - Trọng lượng tường xây là: (5.1) Trọng lượng sàn qui đổi về tải tương đương - Tải phân bố hình tam giác: (5.2) - Tải phân bố hình thang: gtđ = 0.5.(1 - 2+ ) x q.L (5.3) - Tổng tĩnh tải phân bố: (5.4) b. Hoạt tải Hoạt tải sàn qui đổi về tải tương đương: ptđ (daN/m) Tải tương đương được tính như sau: - Tải phân bố hình tam giác: (5.5) - Tải phân bố hình thang: gtđ = 0.5.(1 - 2+ ) x q.L (5.6) ( với = l1 / 2l2 ) 5.2.1.2. Tải trọng tại nút a. Tĩnh tải - Trọng lượng tường xây là: (5.1) Trọng lượng sàn qui đổi về tải tương đương - Tải phân bố hình tam giác tính về nút: (5.2) -Tải phân bố hình thang tính về nút: (5.3) -Tổng tĩnh tải phân bố: (5.4) b. Hoạt tải Hoạt tải sàn qui đổi về tải tương đương: ptđ (daN/m) Tải tương đương được tính như sau: - Tải phân bố hình tam giác: (5.7) - Tải phân bố hình thang: (5.8) Do kích thước chiều cao của các tầng và nhịp không thay đổi qua các tầng nên ta tính toán cho sơ đồ truyền tải của 1 tầng điển hình cho 1-8 còn tầng mái thi tải trọng khác nên ta tính toán riêng . 5.2.2. Tải trọng tầng 2 đến tầng 8 5.2.2.1. Tĩnh tải a. Tải phân bố tầng 2 đến tầng 8 Tải của công trình bao gồm trọng lượng bản thân của dầm, cột, các lớp cấu tạo sàn và tải trọng tường, tác dụng lên khung theo diện tích truyền tải. Tải do sàn: Tải trọng phân bố tác dụng lên khung có dạng tam giác tại nhịp 1-2, 2-3, dạng tam giác tại nhịp 3-3’. Được qui đổi thành tải phân bố đều Tĩnh tải sàn gs=487.2 daN/m2, sàn vệ sinh gs=608 daN/m2. - Đoạn 1-3: Tải dạng tam giác, qui đổi tải tam giác thành tải tương đương daN/m (5.9) - Đoạn dầm 3-3’: dạng tải phân bố hình thang được qui đổi thành tải phân bố đều theo công thức: ; , (5.10) Tải trọng hình thang do ô bản S4 truyền vào dầm nhịp 3-4 qui đổi thành tải phân bố đều tương đương: Tải trọng hình thang do ô bản S7 truyền vào dầm nhịp 3-4 qui đổi thành tải phân bố đều tương đương: Tổng tải trên đoạn 3-3’ G3-3’ = g4 + g7 = 553.05+363.6 = 916.65 daN/m Tải trên đoạn 3’-4 1.118002.9 0.2 = 1148.4 daN/m. b. Tải tập trung tầng 2 đến tầng 8 Hình 5.3 Nút 1 Hình 5.4 +Do tải sàn +Do tải tường 1.118002.9 0.26.5 = 7464.6 daN. + Tải do dầm 1.12500 0.25 0.56.5= 2234.38 daN. Tổng tải tại nút 1: P1 = 5024.25+7464.6+2234.38 = 14723.23 daN. -Nút 2 Hình 5.5 +Tải do sàn + Tải do dầm 1.12500 0.25 0.56.5 = 2234.38 daN. Tổng tải: P2 = 10048.5+2234.38 = 12282.88 daN. Nút 3 Hình 5.6 Tải tác dụng lên nút 3 phía nhịp 2-3 + Tải do sàn +Do dầm 1.12500 0.25 0.56.5 = 2234.38 daN. Tải tác dụng lên nút 3 phía nhịp 3-4 Bên trái nhịp 3-4: +Tải do sàn +Do tải tường 1.118002.9 0.13.25 = 1866.15 daN. + Tải do dầm cầu thang 1.12500 0.2 0.42.75 = 605 daN. (5.11) + Tổng: Pt = 2310.55+1866.15+605 = 4781.7 daN Bên phải nhịp 3-4 +Tải do sàn +Do tải tường 1.118002.9 (0.13.25+0.22.75) = 5024.25 daN. + Tải do dầm vệ sinh 1.12500 0.2 0.42.75 = 605 daN. + Tổng: Pp =3170.45+5024.25+605 = 8799.7 daN + Tổng tại nút 3: P3 = 5024.25+2234.38+4781.7+8799.7 = 20840 daN -Nút 3’ Hình 5.7 + Tải tập trung ở thang máy S4 tác dụng lên dầm nhịp 3-4 + Tải tập trung ở thang máy S7 tác dụng lên dầm nhịp 3-4 + Tải tập trung do dầm thang máy bên ô sàn S4 tác dụng lên dầm + Tải tập trung do dầm thang máy bên ô sàn S7 tác dụng lên dầm + Tổng tải tập trung tại nút 3’ của dầm trục C P3’ =G4+G7+Gd4+Gd7 = 477.5+155.9+105+66 = 804.4 daN -Nút 4 Hình 5.8 Bên trái nhịp 3-4 +Tải do sàn +Do tải tường 1.118002.9 0.23.25 =3732.3 daN. + Tải do dầm 1.12500(0.250.53.25+0.20.42.75+0.10.31.4) =1837.69 daN. + Tổng: Pt = 1841.61+3732.3+1837.69 = 7411.6 daN Bên phải nhịp 3-4 +Tải do sàn +Do tải tường 1.118002.9 (0.23.25+0.22.75) = 6890.4 daN. + Tải do dầm vệ sinh 1.12500 0.2 0.42.75 = 605 daN. + Tải do dầm thang máy 1.12500 0.1 0.30.8 = 66 daN. + Tổng: Pp = 3379.3+6890.4+605+66 = 10940.7 daN + Tổng tại nút 4: P4 = 7411.6+10940.7 = 18352.3 daN 5.2.2.2. Hoạt tải - Hoạt tải tác dụng lên các ô sàn làm việc và vệ sinh: 240 daN/m2. - Hoạt tải tác dụng lên các ô sàn hành lang: 360 daN/m2. a. Tải phân bố đều -Đoạn 1-3: Tải dạng tam giác: Qui đổi tải tam giác thành tải tương đương daN/m -Đoạn dầm 3-3’: dạng tải phân bố hình thang được qui đổi thành tải phân bố đều theo công thức: , Tải trọng hình thang do ô bản S4 truyền vào dầm nhịp 3-4 qui đổi thành tải phân bố đều tương đương: Tải trọng hình thang do ô bản S7 truyền vào dầm nhịp 3-4 qui đổi thành tải phân bố đều tương đương: - Tổng tải trên đoạn 3-3’: G3-3’ = g4 + g7 = 408.66+268.65 = 667.31 daN/m b. Tải tập trung - Nút 1 Hình 5.9 +Do tải sàn -Nút 2 Hình 5.10 + Tải do sàn - Nút 3 Hình 5.11 Tải tác dụng lên nút 3 phía nhịp 2-3 + Tải do sàn Tải tác dụng lên nút 3 phía nhịp 3-4 Bên trái nhịp 3-4 + Tải do sàn Bên phải nhịp 3-4 + Tải do sàn + Tổng tại nút 3: P3 = 2475+1707.3+1864.2= 6046.5 daN -Nút 3’ Hình 5.12 + Tải tập trung ở thang máy S4 tác dụng lên dầm nhịp 3-4 + Tải tập trung ở thang máy S7 tác dụng lên dầm nhịp 3-4 + Tổng tải tập trung tại nút 3’ của dầm trục C P3’=P4+P7 = 352.83+115.2= 468.03 daN -Nút 4 Hình 5.13 Bên trái nhịp 3-4 Tải do sàn Bên phải nhịp 3-4 Tải do sàn + Tổng tại nút 4: P4 = 1360.8+1662.6 = 3023.4 daN Tải trọng Nhịp 1-2 Nhịp 2-3 Nhịp 3-3' Nhịp 3'-4 Tĩnh tải (daN.m) 1674.75 1674.75 916.65 1148.4 Hoạt tải (daN.m) 825 825 667.31 0 Bảng 5.3 Thống kê tải phân bố tầng 2 đến tầng 8 Tải trọng Nút 1 Nút 2 Nút 3 Nút 3' Nút 4 Tĩnh tải (daN) 14723.23 12282.88 20840 804.4 18352.3 Hoạt tải (daN) 2475 4950 6046.5 468.03 3023.4 Bảng 5.4 Thống kê tải tập trung từ tầng 2 đến tầng 8 5.2.3. Tầng sân thượng Hình 5.14 STT Các lớp cấu tạo sàn Chiều dày (d) Trọng lượng riêng HS vượt tải (n) Tĩnh tải (gi) daN/m² 1 Gạch lót 10 1800 1.2 21.6 2 Vữa lót sàn 20 2000 1.2 48 3 Bản BTCT 10 2500 1.1 275 4 Vữa trát trần 15 2000 1.2 36 Tổng tĩnh tải tính toán: gs = 380.6 Bảng 5.5 - Tĩnh tải sàn tầng thượng - Tĩnh tải : = 380.6 (daN/m²). - Tĩnh tải do lớp tạo dốc 2% ở giữa nhà: gd=1.12500454 (daN/m2). - Qui đổi ra tải tương đương : gtd = (5/8)454 = 284 daN/m2 Suy ra, tĩnh tải tác dụng :g =gs + gtd=380.6+284 = 664.6 daN/m2 - Hoạt tải : ps = 751.3 = 97.5 daN/m² 5.2.3.1. Tỉnh tải a. Tải phân bố tầng sân thượng Tải của công trình bao gồm trọng lượng bản thân của dầm, cột, các lớp cấu tạo sàn và tải trọng tường, tác dụng lên khung theo diện tích truyền tải. Tải do sàn: Tải trọng phân bố tác dụng lên khung có dạng tam giác tại nhịp 1-2, 2-3, dạng tam giác và hình thang tại nhịp 3-4. Được qui đổi thành tải phân bố đều - Đoạn 1-3: Tải dạng tam giác: Qui đổi tải tam giác thành tải tương đương daN/m - Đoạn dầm 3-4 Tải trọng hình thang truyền vào dầm nhịp 3-4 qui đổi thành tải phân bố đều tương đương: Tải trọng tam giác truyền vào dầm nhịp 3-4 qui đổi thành tải phân bố đều tương đương: daN/m Tổng tải trên đoạn 3-3’: G3-4 =g1 + g2 = 825.25+1142.28 =1967.53 daN/m b. Tải tập trung của sân thượng Hình 5.15 + Khối lượng của bể nước Hình 5.16 Khối lượng nắp bể: Khối lượng đáy bể: Khối lượng thành bể: Khối lượng dầm Khối lượng cột Tổng khối lượng bể G = 12895+77710+12049+3960+8250+1513=116377daN - Khối lượng tập trung tại mỗi cột tại trục D, E của khung 2: G1 = G/4=116377/4 = 29094 daN. - Nút 1 Hình 5.17 +Do tải sàn + Tải do dầm 1.12500 0.25 0.56.5 = 2234.38 daN. Tổng tải tại nút 1: P1 = 6853.69+2234.38+29094 = 38182.07 daN. -Nút 2 Hình 5.18 +Tải do sàn + Tải do dầm 1.12500 0.25 0.56.5=2234.38 daN. Tổng tải: P2 = 13707.38+2234.38+29094 = 45035.76 daN. - Nút 3 Hình 5.19 Tải tác dụng lên nút 3 phía nhịp 2-3 + Tải do sàn +Do dầm 1.12500 0.25 0.56.5= 2234.38 daN. Tải tác dụng lên nút 3 phía nhịp 3-4 Bên trái nhịp 3-4 +Tải do sàn + Tải do dầm cầu thang 1.12500 0.2 0.42.75= 605 daN. + Tổng: Pt = 3210+605 = 3815 daN Bên phải nhịp 3-4: +Tải do sàn + Tổng tại nút 3: P3 = 6853.69+2234.38+3815+3426.85 = 16329.92 daN -Nút 4 Hình 5.20 Bên trái nhịp 3-4 +Tải do sàn + Tải do dầm 1.12500(0.250.53.25+0.20.42.75)= 1722.19 daN. + Tổng: Pt =3210+1722.19 = 4932.19 daN Bên phải nhịp 3-4 +Tải do sàn + Tải do dầm 1.125000.250.53.25 = 1117.19 daN. + Tổng: Pp = 3426.85+1117.19 = 4544 daN + Tổng tại nút 4: P4 = 4932.19+4544 = 9476.19 daN 5.2.3.2. Hoạt tải sân thượng - Hoạt tải tác dụng lên các ô sàn sân thượng: 97.5 daN/m2. - Hoạt tải tác dụng lên các ô sàn lam việc: 240 daN/m2. a. Tải phân bố đều -Đoạn 1-3: Tải dạng tam giác: Qui đổi tải tam giác thành tải tương đương daN/m -Đoạn dầm 3-4 Tải trọng hình thang truyền vào dầm nhịp 3-4 qui đổi thành tải phân bố đều tương đương: Tải trọng tam giác truyền vào dầm nhịp 3-4 qui đổi thành tải phân bố đều tương đương: daN/m Tổng tải trên đoạn 3-4: P3-4 = p1 + p2 = 447.02+167.58 = 614.6 daN/m b. Tải tập trung - Nút 1 Hình 5.21 +Do tải sàn - Nút 2 Hình 5.22 +Tải do sàn - Nút 3 Hình 5.23 Tải tác dụng lên nút 3 phía nhịp 2-3: + Tải do sàn Tải tác dụng lên nút 3 phía nhịp 3-4 Bên trái nhịp 3-4 +Tải do sàn Bên phải nhịp 3-4 Tải do sàn + Tổng tại nút 3: P3 = 1005.49+1159.19+502.74 = 2667.42 daN - Nút 4 Hình 5.24 Bên trái nhịp 3-4 Tải do sàn Bên phải nhịp 3-4 Tải do sàn + Tổng tại nút 4: P4 = 1159.19+502.74=1661.93 daN Tải trọng Nhịp 1-2 Nhịp 2-3 Nhịp 3-4 Tĩnh tải (daN.m)  2284.56 2284.56 1967.53 Hoạt tải (daN.m) 335.16  335.16 614.6 Bảng 5.6 - Bảng thống kê tải phân bố tầng sân thượng Tải trọng Nút 1 Nút 2 Nút 3 Nút 4 Tĩnh tải (daN) 9088.07 15941.76 45423.92 38570.19  Hoạt tải (daN) 1005.49 2011 2667.42 1661.93 Bảng 5.7 - Bảng thống kê tải tập trung từ tầng sân thượng 5.2.4. Tầng mái STT Các lớp cấu tạo sàn Chiều dày (d) Trọng lượng riêng HS vượt tải (n) Tĩnh tải (gi) daN/m² 1 Vữa lót sàn 20 2000 1.2 48 2 Bản BTCT 10 2500 1.1 275 3 Vữa trát trần 15 2000 1.2 36 Tổng tĩnh tải tính toán: gs = 359 Bảng 5.8 - Tĩnh tải + Tải phân bố daN/m + Tải tập trung Tải do sàn Tải do dầm 1.125000.20.43.25 = 715 daN. Tổng tải tại nút 3, 4: P3=P4 =1851+715 = 2566 daN - Hoạt tải + Tải phân bố daN/m + Tải tập trung 5.2.5. Tải gió (theo TCVN 2737-1995) - Xem công trình xây dựng ở vùng gió IIB với chiều cao công trình là h (m) thì ta nội suy ra được giá trị của hệ số K tương ứng. + Phía gió đẩy : (5.11) + Phía hút gió : (5.12) Với: W0 = 83 KN/m2 khu vực gió IIB k : hệ số thay đỗi kể đến sự thay đổi áp lực gió theo độ cao ( tra bảng theo địa hình B) n = 1.2 hệ số vượt tải . B = 6.5 bề rộng đón gió c = + 0.8 hệ số khí động phía gió đẩy c = - 0.6 hệ số khí động phía gió hút. Độ cao (m) K W0 (daN/m2) C C ' n B (m) W (daN/m2) W ' (daN/m2) 3.4 0.816 83 0.8 -0.6 1.2 6.5 4226.2 -316.96 6.8 0.923 83 0.8 -0.6 1.2 6.5 478 -358.5 10.2 1.032 83 0.8 -0.6 1.2 6.5 534.5 -400 13.6 1.058 83 0.8 -0.6 1.2 6.5 548 -411 17 1.1 83 0.8 -0.6 1.2 6.5 570 -427 20.4 1.134 83 0.8 -0.6 1.2 6.5 587 -440 23.8 1.164 83 0.8 -0.6 1.2 6.5 603 -452 27.2 1.195 83 0.8 -0.6 1.2 6.5 619 -464 30.6 1.224 83 0.8 -0.6 1.2 3.25 317 -238 Bảng 5.9 - Xác định tải trọng gió 5.3. Các trường hợp tải 1) Tĩnh tải chất đầy: TTCĐ 2) Hoạt tải chất đầy: HTCĐ. 3) Gió trái :WT. 4) Gió phải: WP. 5.4. Tổ hợp tải (1) : COMB 1 = 1x Tĩnh tải + 1x Hoạt tải chất đầy (2) : COMB 2 = 0.9x Tĩnh tải +1.3x gió trái (3) : COMB 3 = 0.9x Tĩnh tải +1.3x gió phải (4) : COMB 4 = 1x Tĩnh tải + 0.9x(Hoạt tải chất đầy+gió trái) (5) : COMB 5 = 1x Tĩnh tải + 0.9x(Hoạt tải chất đầy+gió trái) Biểu đồ BAO = ( COMB1 ÷ COMB5) TH1 TĨNH TẢI CHẤT ĐẦY TH2: HOẠT TẢI CHẤT ĐẦY TH3: GIÓ TRÁI TH4: GIÓ PHẢI - Các biểu đồ bao nội lực BIỂU ĐỒ BAO MOMENT (daN.m) BIỂU ĐỒ BAO LỰC CẮT (daN) BIỂU ĐỒ BAO LỰC DỌC (daN) CHUYỂN VỊ CỦA KHUNG (TỔ HỢP 0.9TT+1.3GIÓ) Kiểm tra chuyển vị của khung Chạy chương trình phần mềm ETABS . = 0.02m mà => Tiết diện đa chọn là phù hợp với chuyển vị ngang cho phép của công trình - Chọn tiết diện dầm sao cho khi khi kết cấu bị phá hoại thì hình thành khớp dẻo tại mép cột (dầm yếu - cột khỏe) => Chọn a = 4cm 5.5. Tính cốt thép khung trục C 5.5.1. Tính cốt thép cột Dùng chương trình ETABS để tổ hợp nội lực cho cột. Sau đó từ chương trình ETABS xuất kết quả sang bảng tính Excel lập sẵn các công thức tính cột nén lệch tâm. * Công thức để tính cốt thép cho cột: Tiết diện chữ nhật hay hình vuông Tính độ lệch tâm ban đầu: eo = e01 + eng (5.13) Với: e01 - độ tâm do moment, e01 = ; (5.14) eng - độ lệch tâm ngẫu nhiên do sai lệch kích thước khi thi công và do độ bêtông không đồng nhất, eng =. Độ lệch tâm tính toán: e = h.e0 + - a (5.15) ; e’ = h.e0 - + a’ (5.16) Trong đó: h = (5.17) với Nt.n = (5.18) 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 lấy S = 0,122 Khi 0,05h £ e0 £ 5h thì S = (5.19) kdh : hệ số kể đến tác dụng dài hạn của tải trọng. Kdh = 1 + (5.20) Xác định trường hợp lệch tâm : x = ( đặt cốt thép đối xứng ) (5.21) 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’= (5.22) Nếu x £ 2a’thì : Fa = Fa’= (5.23) Trường hợp lệch tâm bé : x > a0 .h0 Tính x’ ( chiều cao vùng nén ) - Nếu he0 £ 0.2ho thì x’ = h - (5.24) - Nếu he0 > 0.2ho thì x’=1.8( eo.g.h - he0)+aoho với eo.g.h = 0.4 (1.25h - aoho) Fa = Fa’= (5.25) - Các bước tính toán được thể hiện ở lưu đồ và kết quả được thể ở bảng tính: Lưu đồ tính toán cốt thép đối xứng cho cột TẦNG CỘT Tổ hợp nguy hiểm M (daN.m) N (daN) Lo (m) b (m) h (m) a (m) Fa (cm²) Bố trí Fa chọn Kiểm tra μ C1 TẦNG 8 COMB5 5004.5 47384.9 2.38 25 35 5 3.0655 2Þ20 6.28 0.82 TẦNG 7 COMB5 4405.64 73222 2.38 25 35 5 6.017 2Þ20 6.28 1.10 TẦNG 6 COMB5 6641.63 100856 2.38 30 45 5 1.7855 2Þ20 6.28 0.30 TẦNG 5 COMB5 7254.24 129190 2.38 30 45 5 7.528 3Þ20 9.42 1.25 TẦNG 4 COMB5 8819.06 157882 2.38 30 45 5 14.8537 3Þ25 14.73 1.47 TẦNG 3 COMB5 8860.59 188044 2.38 40 50 5 6.1425 3Þ25 14.73 0.68 TẦNG 2 COMB5 10693.8 218343 2.38 40 50 5 13.840 3Þ25 14.73 1.34 TRỆT COMB5 13693 248075 2.38 40 50 7 23.695 5Þ25 24.54 1.49 C2 TẦNG 8 COMB5 2155.24 63819.5 2.38 20 40 5 -0.177 2Þ20 6.28 -0.05 TẦNG 7 COMB5 3263.68 95867.6 2.38 20 40 5 7.785 2Þ20 6.28 1.42 TẦNG 6 COMB5 5805.12 128760 2.38 30 50 5 1.3819 2Þ20 6.28 0.20 TẦNG 5 COMB5 7160.95 161565 2.38 30 50 5 9.0355 3Þ20 9.42 1.34 TẦNG 4 COMB5 8750.56 194387 2.38 30 50 5 16.955 4Þ25 19.64 1.36 TẦNG 3 COMB5 10641.1 228315 2.38 40 60 5 5.632 3Þ25 14.73 0.51 TẦNG 2 COMB5 12422.2 262395 2.38 40 60 5 13.617 3Þ25 14.73 1.24 TRỆT COMB5 17004.8 296547 2.38 40 60 7 24.7461 5Þ25 24.54 1.49 C3 MÁI COMB3 2376.71 5439.37 2.38 20 40 5 2.0164 2Þ20 6.28 0.58 TẦNG 8 COMB2 2922.83 31269 2.38 20 40 5 -0.4485 2Þ20 6.28 -0.13 TẦNG 7 COMB4 3132.43 79036.1 2.38 20 40 5 4.3219 2Þ20 6.28 1.23 TẦNG 6 COMB4 6663.16 118548 2.38 30 50 5 0.519 2Þ20 6.28 0.08 TẦNG 5 COMB4 7786.54 158371 2.38 30 50 5 9.113 3Þ20 9.42 1.35 TẦNG 4 COMB4 8958.06 198166 2.38 30 50 5 17.893 4Þ25 19.64 1.45 TẦNG 3 COMB4 11586.4 239162 2.38 40 60 5 8.495 4Þ25 19.64 0.77 TẦNG 2 COMB4 14023.4 280262 2.38 40 60 5 18.3630 4Þ25 19.64 1.27 TRỆT COMB5 20544 325119 2.38 40 60 7 33.386 7Þ25 34.36 1.49 C4 MÁI COMB2 2557.26 4963.5 2.38 20 35 5 2.954 2Þ20 6.28 0.98 TẦNG 8 COMB4 5862.29 26483 2.38 20 35 5 5.173 2Þ20 6.28 1.72 TẦNG 7 COMB4 6689.87 56378.1 2.38 20 35 5 9.78 2Þ25 9.82 1.50 TẦNG 6 COMB2 5382.46 69151.4 2.38 30 45 5 -1.391 2Þ20 6.28 -0.23 TẦNG 5 COMB4 6622.86 116909 2.38 30 45 5 4.4395 2Þ20 6.28 0.74 TẦNG 4 COMB4 8008.15 147769 2.38 30 45 5 11.927 3Þ25 14.73 1.24 TẦNG 3 COMB4 8264.19 180422 2.38 40 50 5 4.057 3Þ25 14.73 0.45 TẦNG 2 COMB4 10551.3 213271 2.38 40 50 5 12.732 3Þ25 14.73 1.41 TRỆT COMB2 22968.3 203466 2.38 40 50 7 28.932 6Þ25 29.45 1.52 Bảng 5.10 - Tính thep cột khung trục C 5.5.2. Tính cốt 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 (5.26) 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) (5.27) Nếu M £ Mc : trục trung hòa qua cánh, khi đó tính dầm theo tiết diện hình chữ nhật với kích thước (bc´ h) A = (5.28) với h0 = h – a; = (5.29) Fa = (5.30) Sau khi tính toán được Fa cần kiểm tra tỷ lệ cốt thép: Nếu M > Mc : trục trung hòa đi qua sườn A = (5.30) A< Ao tra bảng hoặc tính, = (5.31) Fa = . (5.32) A>Ao tiết diện chọn quá bé cần tăng tiết diện hoặc đặt cốt kép. Trường hợp moment âm ở gối : ta tính với tiết diện hình chữ nhật (b´h): Tính các thông số : A = ; g = ; Fa = Lưu đồ tính cốt thép dầm Lưu đồ kiểm tra khả năng chiu lực của dầm Bảng kết quả thép dầm khung trục C Tầng Dầm Vị trí Moment daN.m b (cm) h (cm) a (cm) Fa (cm²) Bố trí Fa chọn Kiểmtra μ MÁI B3 Gối -2135.44 20 30 4 3.18 2Þ16 4.02 0.61 Nhịp 1952.94 20 30 4 2.89 2Þ16 4.02 0.56 Gối -2287.94 20 30 4 3.43 2Þ16 4.02 0.66 T.8 B1 Gối -4619.81 20 40 4 5.03 3Þ16 6.03 0.70 Nhịp 4792.93 20 40 4 5.24 3Þ16 6.03 0.73 Gối -6813.82 20 40 6 8.51 2Þ16+2Þ20 10.30 1.25 B2 Gối -7545.79 20 40 6 9.68 2Þ16+2Þ20 10.30 1.42 Nhịp 3897.21 20 40 4 4.17 3Þ16 6.03 0.58 Gối -6396.12 20 40 4 7.28 4Þ16 8.04 1.01 B3 Gối -7271.66 20 40 4 8.49 2Þ16+2Þ20 10.30 1.18 Nhịp 3962.92 20 40 4 4.25 3Þ16 6.03 0.59 Gối -6474.92 20 40 4 7.39 4Þ16 8.04 1.03 T.7 B1 Gối -7758.31 20 40 4 9.19 3Þ20 9.42 1.28 Nhịp 4130.26 20 40 4 4.45 2Þ20 6.28 0.62 Gối -7268.04 20 40 6 9.23 3Þ20 9.42 1.36 B2 Gối -8066.06 20 40 6 10.56 2Þ16+3Þ20 13.45 1.55 Nhịp 3715.11 20 40 4 3.96 2Þ20 6.28 0.55 Gối -6636.96 20 40 4 7.61 3Þ20 9.42 1.06 B3 Gối -6088.40 20 40 4 6.88 3Þ20 9.42 0.95 Nhịp 3350.72 20 40 4 3.55 2Þ20 6.28 0.49 Gối -7407.38 20 40 4 8.68 3Þ20 9.42 1.21 T.6 B1 Gối -10172.66 25 45 6 10.85 4Þ20 12.57 1.11 Nhịp 4741.30 25 45 4 4.37 2Þ20 6.28 0.43 Gối -9127.94 25 45 6 9.55 2Þ16+2Þ20 10.30 0.98 B2 Gối -9633.01 25 45 6 10.17 2Þ16+2Þ20 10.30 1.04 Nhịp 4255.18 25 45 4 3.89 2Þ20 6.28 0.38 Gối -8977.49 25 45 4 8.78 3Þ20 9.42 0.86 B3 Gối -8541.33 25 45 4 8.29 3Þ20 9.42 0.81 Nhịp 5531.34 25 45 4 5.15 2Þ20 6.28 0.50 Gối -10684.41 25 45 4 10.74 4Þ20 12.57 1.05 T.5 B1 Gối -12579.17 25 45 6 14.12 5Þ20 15.71 1.45 Nhịp 5863.21 25 45 4 5.48 2Þ20 6.28 0.53 Gối -11383.22 25 45 6 12.45 2Þ16+3Þ20 13.45 1.28 B2 Gối -11990.70 25 45 6 13.28 2Þ16+3Þ20 13.45 1.36 Nhịp 5634.98 25 45 4 5.25 2Þ20 6.28 0.51 Gối -11628.19 25 45 6 12.78 4Þ20 12.57 1.31 B3 Gối -10262.97 25 45 4 10.24 4Þ20 12.57 1.00 Nhịp 6270.84 25 45 4 5.89 2Þ20 6.28 0.57 Gối -11647.27 25 45 6 12.81 2Þ16+3Þ20 13.45 1.31 T.4 B1 Gối -14301.75 25 45 6 16.77 2Þ16+4Þ20 16.59 1.72 Nhịp 7789.73 25 45 4 7.48 1Þ16+2Þ20 8.29 0.73 Gối -13320.65 25 45 6 15.22 5Þ20 15.71 1.56 B2 Gối -13400.14 25 45 6 15.34 5Þ20 15.71 1.57 Nhịp 6698.39 25 45 4 6.33 1Þ16+2Þ20 8.29 0.62 Gối -12897.75 25 45 6 14.59 5Þ20 15.71 1.50 B3 Gối -12202.32 25 45 6 13.58 5Þ20 15.71 1.39 Nhịp 8416.03 25 45 4 8.16 1Þ16+2Þ20 8.29 0.80 Gối -13585.64 25 45 6 15.63 5Þ20 15.71 1.60 T.3 B1 Gối -16870.81 25 50 6 17.06 6Þ20 18.85 1.55 Nhịp 10505.65 25 50 4 9.07 3Þ20 9.42 0.79 Gối -15787.67 25 50 6 15.65 2Þ16+4Þ20 16.59 1.42 B2 Gối -16163.74 25 50 6 16.13 2Þ16+4Þ20 16.59 1.47 Nhịp 9929.63 25 50 4 8.51 3Þ20 9.42 0.74 Gối -15741.20 25 50 6 15.59 5Þ20 15.71 1.42 B3 Gối -15103.97 25 50 6 14.79 5Þ20 15.71 1.34 Nhịp 11462.47 25 50 4 10.01 2Þ16+2Þ20 10.30 0.87 Gối -16370.47 25 50 6 16.40 2Þ16+4Þ20 16.59 1.49 T.2 B1 Gối -17244.66 25 50 6 17.57 6Þ20 18.85 1.60 Nhịp 10725.39 25 50 4 9.28 3Þ20 9.42 0.81 Gối -16545.98 25 50 6 16.63 6Þ20 18.85 1.51 B2 Gối -17179.54 25 50 6 17.48 6Þ20 18.85 1.59 Nhịp 10986.40 25 50 4 9.54 3Þ20 9.42 0.83 Gối -16849.10 25 50 6 17.03 6Þ20 18.85 1.55 B3 Gối -16141.31 25 50 6 16.10 6Þ20 18.85 1.46 Nhịp 12054.74 25 50 4 10.60 4Þ20 12.57 0.92 Gối -17009.62 25 50 6 17.25 6Þ20 18.85 1.57 TRỆT B1 Gối -15625.91 25 50 6 15.44 5Þ20 15.71 1.40 Nhịp 9691.22 25 50 4 8.28 3Þ20 9.42 0.72 Gối -15319.33 25 50 6 15.06 5Þ20 15.71 1.37 B2 Gối -15435.52 25 50 6 15.20 5Þ20 15.71 1.38 Nhịp 9230.05 25 50 4 7.85 3Þ20 9.42 0.68 Gối -15145.83 25 50 6 14.84 5Þ20 15.71 1.35 B3 Gối -14873.39 25 50 6 14.51 5Þ20 15.71 1.32 Nhịp 10914.67 25 50 4 9.47 3Þ20 9.42 0.82 Gối -15411.44 25 50 6 15.17 5Þ20 15.71 1.38 Bảng 5.11 - Kết quả tính thép dầm trục C 5.5.3. Tính thép đai dầm Kiểm tra điều kiện hạn chế để bêtông không bị phá hoại : Q £ ko.Rn.b.ho (5.33) trong đó ko = 0.35 đối với bêtông mác 400 trở xuống . Tính toán và kiểm tra điều kiện chịu cắt : Q £ 0.6.Rk.b.ho, (5.34) nếu thỏa điều kiện này thì không cần tính toán cốt đai ta 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 = (5.35); chọn đường kính cốt đai và diện tích tiết diện cốt đai là fđ ; số nhánh cốt đai là 1,2 Khoảng cách tính toán của các cốt đai là : Utt = (5.36) Khoảng cách cực đại giữa hai cốt đai là : Umax = (5.37) 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 5.5.4. Thép treo Diện tích cốt treo : Ftreo = (5.38) Trong đó: Ra - cường độ tính toán về kéo của cốt thép P - lực tập trung truyền từ dầm phụ cho dầm chính . Số cốt treo cần thiết : m = n : số nhánh đai chọn làm cốt treo. fđ : diện tích 1 nhánh đai. Khoảng cách đặt cốt treo tính từ mép dầm phụ: S = ho -hdp . Nếu khoảng cách tính từ mép dầm phụ ra 1 đoạn ho-hdp không đủ để bố trí số cốt treo cần thiết, ta đặt thêm cốt vai bò chịu lực tập trung của dầm phụ truyền vào dầm chính để giảm số cốt treo cần thiết xuống.