Thiết kế khu nhà ở cao tầng Bắc Linh Đàm

PhÇn kÕt cÊu A - chän ph­¬ng ¸n kÕt cÊu 1. Dùa vµo ®Æc ®iÓm cña c«ng tr×nh ta chän hÖ kÕt cÊu lµ kÕt cÊu khung cøng kÕt hîp lîi dông lång cÇu thang m¸y t¹o thµnh hÖ khung lâi kÕt hîp cïng tham gia chÞu t¶i träng ngang. ViÖc kÕt hîp nµy ph¸t huy ®­îc ­u ®iÓm cña hai lo¹i kÕt cÊu, ®ã lµ kh¶ n¨ng t¹o kh«ng gian lín v¸ sù linh ho¹t trong bè trÝ kÕt cÊu cña hÖ khung còng nh­ kh¶ n¨ng chÞu t¶i träng ngang vµ chÞu t¶i träng ®éng tèt cña lâi cøng. Do ®Æc ®iÓm lµm viÖc cña hai kÕt cÊu lµ kh¸c nhau: khung cøng biÕn d¹ng c¾t lµ chñ yÕu cßn lâi cøng chØ biÕn d¹ng uèn. KÕt hîp hai lo¹i kÕt cÊu nµy cho lµm viÖc ®ång thêi sÏ h¹n chÕ ®­îc nh­îc ®iÓm vµ ph¸t huy ­u ®iÓm cña chóng. VËy ta cã hÖ khung - lâi kÕt hîp h×nh thµnh s¬ ®å khung gi»ng. Khung vµ lâi cïng tham gia chÞu t¶i träng ngang cã ­u ®iÓm lµ lùc c¾t d­íi t¸c dông cña t¶i träng sÏ ph©n phèi t­¬ng ®èi ®Òu h¬n theo chiÒu cao, nhê kh¶ n¨ng chÞu uèn lín cña v¸ch do ®ã gi¶m m« men trong khung, dÉn ®Õn cã thÓ gi¶m tiÕt diÖn cét, dÇm, vµ nh­ vËy cã lîi vÒ mÆt kinh tÕ. KÕt cÊu khung gi»ng lµ kÕt cÊu thÝch hîp víi c«ng tr×nh cã chiÒu cao nhá h¬n 20 tÇng. 2. Chän vËt liÖu, s¬ bé chän kÝch th­íc tiÕt diÖn. Chän lo¹i vËt liÖu: Chän vËt liÖu dïng cho kÕt cÊu khung. Bª t«ng th­¬ng phÈm M¸c 300 cã: Rn = 130 kG/cm2 . Cèt thÐp chÞu lùc chÝnh lo¹i AII cã: Ra = 2700 kG/cm2 Cèt thÐp ®ai lo¹i AI cã: Rad = 1700 kG/cm2. S¬ bé chän kÝch th­íc tiÕt diÖn: Chän kÝch th­íc cét: DiÖn tÝch tiÕt diÖn cét s¬ bé chän: F = Trong ®ã: N : Tæng lùc däc ch©n cét. k : HÖ sè phô thuéc vµo m« men . k = 1,2 ¸ 1,5 Rn : C­êng ®é chÞu nÐn cña bª t«ng . Lùc däc N tÝnh s¬ bé lÊy b»ng tæng t¶i träng trªn phÇn diÖn tÝch chÞu t¶i. C¨n cø vµo ®Æc ®iÓm c«ng tr×nh lµ nhµ v¨n phßng nªn lÊy s¬ bé t¶i träng 1000 kG/m2 sµn. VËy tæng lùc däc N truyÒn xuèng tõ c¸c tÇng trªn lÊy theo diÖn tÝch chÞu t¶i bá qua sù liªn tôc cña dÇm sµn lµ: N = 11.6.6.1000 = 396000 (kG) = 396 (T). DiÖn tÝch cét cÇn thiÕt: F = (cm2) Ta chän kÝch th­íc cét lµ: 70x50 cm. C«ng tr×nh víi l­íi cét vu«ng 6x6 m do ®ã ta chän diÖn tÝch cét b»ng nhau cho tÊt c¶ c¸c cét. Do cµng lªn cao néi lùc cµng gi¶m v× vËy theo chiÒu cao c«ng tr×nh ta ph¶i gi¶m tiÕt diÖn cét cho phï hîp, nh­ng kh«ng ®­îc gi¶m nhanh qu¸ tr¸nh xuÊt hiÖn m« men phô tËp trung t¹i vÞ trÝ thay ®æi tiÕt diÖn. VËy chän kÝch th­íc cét nh­ sau: + TÇng 1 ¸ 4 : 70x50 cm. + TÇng 5 ¸ 8 : 60x50 cm. + TÇng 9 ¸ 11 : 50x40 cm. Chän kÝch th­íc dÇm: KÝch th­íc dÇm ®­îc chän c¨n cø vµo m« men. M« men s¬ bé M0 ®­îc lÊy víi ®iÒu kiÖn coi dÇm nh­ lµ dÇm ®¬n gi¶n chÞu t¸c dông cña tÜnh t¶i vµ ho¹t t¶i, lÊy gi¸ trÞ 0,7.M0 ®Ó x¸c ®Þnh s¬ bé kÝch th­íc dÇm. §ång thêi kÝch th­íc dÇm cßn ph¶i tho· m·n ®iÒu kiÖn: 6 m M0 = 18000kGm q0 = 6000kG/m h = (cm). X¸c ®Þnh t¶i träng : q0 = q.l = 1000.6 = 6000 (kG/m) M0 = 18000 (kGm) Gi¶ thiÕt chän bÒ réng dÇm: b = 30 cm. ChiÒu cao h÷u Ých cña dÇm lµ: h0 = 2. (m) MÆt kh¸c: h = (cm) VËy chän tiÕt diÖn dÇm nh­ sau: + DÇm chÝnh: 30x60 cm + DÇm phô : 20x40 cm Chän chiÒu dµy sµn: ChiÒu dµy sµn kª bèn c¹nh ®­îc lÊy nh­ sau: hb = Víi b¶n kª bèn c¹nh: m = 40 ¸ 45 ; chän m = 45 D = 0,8 ¸ 1,4 ; chän D = 1 Þ hb = (cm). Chän hb = 14 cm Chän kÝch th­íc lâi cÇu thang m¸y: ChiÒu dµy lâi cÇu thang m¸y lÊy b»ng chiÒu réng dÇm b»ng 30 cm. VËy ta cã s¬ ®å kÕt cÊu nh­ h×nh vÏ: B - x¸c ®Þnh t¶i träng I. TÜnh t¶i. TÜnh t¶i bao gåm träng l­îng b¶n th©n c¸c kÕt cÊu nh­ cét, dÇm, sµn vµ t¶i träng do t­êng ,v¸ch kÝnh ®Æt trªn c«ng tr×nh.Khi x¸c ®Þnh tÜnh t¶i, ta chØ cÇn x¸c ®Þnh t¶i träng do c¸c líp sµn vµ t¶i träng c¸c v¸ch t­êng truyÒn vµo c¸c khung v× khi gi¶i lùc b»ng ch­¬ng tr×nh sap90 , t¶i träng b¶n th©n cña c¸c phÇn tö cét vµ dÇm sÏ ®­îc tù ®éng céng vµo khi khai b¸o hÖ sè träng l­îng b¶n th©n. B¶ng x¸c ®Þnh t¶i träng tÜnh t¶i STT Lo¹i sµn C¸c líp sµn T¶i träng t/c (kG/m2) n T¶i träng t/t (kG/m2) Tæng céng (kG/m2) 1 Sµn c¸c phßng G¹ch l¸t sµn dµy 2,5 cm V÷a tr¸t+lãt dµy 3 cm Sµn B.T.C.T dµy 14cm 45 48 350 1,1 1,3 1,1 50 62,4 385 497,4 2 Sµn phßng vÖ sinh - G¹ch l¸t sµn V÷a tr¸t+lãt dµy 3cm Sµn B.T.C.Tdµy 14cm C¸c thiÕt bÞ kh¸c 45 48 350 50 1,1 1,3 1,1 1,1 50 62,4 385 55 552,4 3 M¸i G¹ch l¸ nem V÷a tr¸t + lãt 3 cm Sµn BTCT dµy 14 cm BT chèng thÊm dµy 4 cm XØ t¹o dèc dµy b×nh qu©n 15 cm G¹ch c¸ch nhiÖt 45 48 350 100 200 180 1,1 1,3 1,1 1,1 1,2 1,1 50 62,4 385 110 220 198 1020 TÜnh t¶i ph©n bè trªn sµn ®­îc ph©n vµo c¸c khung theo diÖn chÞu t¶i x¸c ®Þnh theo ®­êng ph©n gi¸c cña hai c¹nh « sµn. TÜnh t¶i do träng l­îng t­êng trªn dÇm ®­îc ph©n trùc tiÕp cho dÇm. KÕt qu¶ ph©n t¶i cho c¸c khung ®­îc cho trong c¸c b¶ng vµ c¸c h×nh vÏ sau. T¶i träng tÜnh t¸c dông lªn c¸c khung ®­îc x¸c ®Þnh theo s¬ ®å nh­ trong phô lôc. II. Ho¹t t¶i. T¶i träng ho¹t t¶i ng­êi ph©n bè trªn sµn c¸c tÇng ®­îc lÊy theo b¶ng mÉu cña tiªu chuÈn TCVN:2737-95. T¶i träng tiªu chuÈn vµ t¶i träng tÝnh to¸n t­¬ng øng víi c¸c lo¹i phßng ®­îc cho trong b¶ng sau . B¶ng x¸c ®Þnh t¶i träng ho¹t t¶i ph©n bè. STT Lo¹i phßng T¶i träng tiªu chuÈn (kG/m2) HÖ sè T¶i träng tÝnh to¸n (kG/m2) 1 2 3 4 Héi tr­êng + siªu thÞ Hµnh lang, cÇu thang, phßng vÖ sinh Ho¹t t¶i m¸i V¨n phßng, c¸c phßng kh¸c 400 300 75 200 1,2 1,2 1,3 1,2 480 360 24980 240 T¶i träng ph©n bè ®Òu trªn sµn ®­îc truyÒn vµo c¸c dÇm theo diÖn tÝch chÞu t¶i, c¸c t¶i nµy ph©n bè theo d¹ng h×nh thang hoÆc tam gi¸c víi gi¸ trÞ lín nhÊt b»ng 0,5.g.l1, trong ®ã l1 lµ chiÒu dµi c¹nh ng¾n cña b¶n. Trong mét sè tr­êng hîp ®Ó ®¬n gi¶n tÝnh to¸n ta qui ®æi t¶i träng ph©n bè h×nh thang hay tam gi¸c thµnh t¶i träng ph©n bè ®Òu t­¬ng ®­¬ng cã gi¸ trÞ ®¶m b¶o ®iÒu kiÖn m« men ë ®Çu ngµm b»ng nhau trong c¸c tr­êng hîp t¶i. Ho¹t t¶i: Ho¹t t¶i ®­îc chÊt lÖch tÇng lÖch nhÞp nh­ sau: Ho¹t t¶i 1. Ho¹t t¶i 2. TÇng : 1,3,5, 7,11 TÇng : 2,4,6, 8,10 Ho¹t t¶i t¸c dông lªn c¸c khung däc vµ ngang ®­îc thÓ hiÖn ë h×nh vÏ phÇn phô lôc. III. T¶i träng giã. X¸c ®Þnh thµnh phÇn giã tÜnh: T¶i träng giã ®­îc x¸c ®Þnh theo tiªu chuÈn TCVN 2737 - 95. C«ng tr×nh ®­îc x©y dùng ë §µ N½ng thuéc khu vùc II-B, d¹ng ®Þa h×nh C cã gi¸ trÞ ¸p lùc giã W0 = 95 kG/m2. §Ó x¸c ®Þnh t¶i träng giã tÜnh ta coi t¶i träng giã lµ ph©n bè ®Òu trªn mçi ®o¹n chiÒu cao c«ng tr×nh. ë ®©y ta lÊy mçi ®o¹n cã chiÒu cao lµ 3 tÇng. Gi¸ trÞ tiªu chuÈn cña thµnh phÇn giã tÜnh ë ®é cao z cña c«ng tr×nh ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc: Wj = n.W0.k.c (1) (kG/m2) Trong ®ã: W0 : Gi¸ trÞ ¸p lùc giã tiªu chuÈn. W0 = 95 (kG/m2) K : HÖ sè tÝnh ®Õn sù thay ®æi cña ¸p lùc giã theo ®é cao.ë ®©y ta lÊy gi¸ trÞ k trung b×nh. Vãi h = 9 m Þ ktb = 0,54 Vãi h = 19,8 m Þ ktb = 0,728 Vãi h = 30,6 m Þ ktb = 0,845 Vãi h = 41,4 m Þ ktb = 0,934 C : HÖ sè khÝ ®éng phô thuéc vµo h×nh d¹ng c«ng tr×nh. PhÝa giã ®Èy : c = 0,728 PhÝa giã hót : c = 0,728 n : HÖ sè v­ît t¶i, n = 1,2. Thay vµo (1) ta ®­îc: q1 = 1,2.95.0,54.0,8 = 49,2 q5 = 1,2.95.0,54.(-0,6) = -37,2 (kG/m2) q2 = 1,2.95.0,728.0,8 = 66 q6 = 1,2.95.0,728.(-0,6) = -50,4 (kG/m2) q3 = 1,2.95.0,845.0,8 = 76,8 q7 = 1,2.95.0,845.(-0,6) = -57,6 (kG/m2) q4 = 1,2.95.0,934.0,8 = 85,2 q8 = 1,2.95.0,934.(-0,6) = -63,6 (kG/m2) T¶i träng giã tÜnh ®­îc ph©n vÒ cho c¸c nót khung theo diÖn tÝch chÞu t¶i. 664,2 771,12 712,82 754,92 874,8 829,44 920,16 460,1 553,68 583,2 544,32 573,5 654,58 622,1 686,9 343,44 (KG) Khung biªn 1416,96 1542,24 1425,6 1509,84 1749,6 1658,9 1840,36 920,2 1071,84 1166,4 1088,64 1147,23 1038,96 1244,2 1373,76 686,9 (KG) Khung gi÷a X¸c ®Þnh thµnh phÇn giã ®éng: §Ó x¸c ®Þnh thµnh phÇn giã ®éng tr­íc hÕt ta x¸c ®Þnh tÇn sè dao ®éng riªng cña c«ng tr×nh øng víi 3 d¹ng dao ®éng ®Çu tiªn. Muèn vËy ta x¸c ®Þnh träng l­îng b¶n th©n c«ng tr×nh tËp trung t¹i nót khung øng víi mçi møc sµn. B¶ng khèi l­îng tËp trung t¹i nót khung (KG) TÇng Nót 1 2 3¸9 Th­îng M¸i 1 1139 1939 1613 1199 2 2253 2253 2018 1560 3 2142 2142 2445 1560 4 1929 2048 1613 1199 5 1193 2250 2018 1940 1269 6 2306 2194 1650 2622 1660 7 2194 2522 2363 2408 1584 8 2142 2398 2147 1940 1269 9 1644 2142 2018 2622 1660 10 2194 2037 2907 2408 1846 11 4733 4733 4338 4338 2806 12 2498 2498 2374 2622 1660 13 1644 2037 2018 2622 1660 14 2194 2194 2907 2408 1846 15 3933 3933 3781 3164 2692 16 2498 2498 2930 2930 1860 17 1644 2250 2018 1940 1269 18 2194 2194 1650 2622 1660 19 3620 3658 2349 2622 1660 20 2442 2442 2574 1940 1269 21 1668 1939 1613 1199 22 2142 2142 2018 1560 23 2142 2142 2018 1560 24 1929 1929 1613 1199 Tæng 54417 58514 54993 52184 27670 a.X¸c ®Þnh thµnh phÇn giã ®éng theo ph­¬ng X: Dùng hÖ trôc to¹ ®é OXY, trong ®ã: O: Gèc to¹ ®é lµ giao ®iÓm cña 2 trôc 1 vµ A X: Trôc theo ph­¬ng ngang c«ng tr×nh. Y: Trôc theo ph­¬ng däc c«ng tr×nh. §Ó x¸c ®Þnh dao ®éng theo ph­¬ng X ta ®Æt khèi l­îng tËp trung t¹i c¸c nót theo ph­¬ng X, tõ ®ã tÝnh ra ®­îc 3 d¹ng dao ®éng ®Çu tiªn øng víi c¸c tÇn sè: f1 = 0,52572 (s-1) f2 = 1,80835 (s-1) f3 = 3,784734 (s-1) Víi c«ng tr×nh bª t«ng cèt thÐp cã d = 0,3 do ®ã tÇn sè giíi h¹n fL = 1,3 (Hz). Ta cã: f1 = 0,52572 < fL = 1,3 < f2 = 1,80835 VËy ta chØ cÇn tÝnh to¸n thµnh phÇn giã ®éng theo ph­¬ng X víi mét d¹ng dao ®éng ®Çu tiªn. Gi¸ trÞ tiªu chuÈn thµnh phÇn ®éng cña t¶i träng giã t¸c dông lªn phÇn khèi l­îng thø j øng víi d¹ng dao ®éng c¬ b¶n 1 ®­îc x¸c ®Þnh: Wpj1 = Mj.x1.y1.yj1 (I) Trong ®ã: Mj : Khèi l­îng tËp trung cña phÇn c«ng tr×nh thø j. x1 : HÖ sè ®éng lùc øng víi d¹ng dao ®éng 1. Nã phô thuéc vµo th«ng sè e1 vµ ®é gi¶m l«ga cña dao ®éng. e1 = g : HÖ sè ®é tin cËy cña t¶i träng giã. g = 1,2 W0 : Gi¸ trÞ tiªu chuÈn cña t¶i träng giã. (N/m2) F1 : TÇn sè dao ®éng riªng thø 1. Thay vµo ta cã: e1 = Víi e1 = 0,0683 tra ®å thÞ ta x¸c ®Þnh ®­îc x1 = 1,75. y1 : HÖ sè phô thuéc vµo ®é biÕn d¹ng cña c«ng tr×nh trong d¹ng dao ®éng 1. y1 = WFj : Gi¸ trÞ tiªu chuÈn thµnhphÇn ®éng cña t¶i träng giã t¸c dông lªn phÇn thø j cña c«ng tr×nh khi chØ kÓ ®Õn xung vËn tèc giã. yj1 : DÞch chuyÓn t­¬ng ®èi cña träng t©m phÇn c«ng tr×nh thø j øng víi d¹ng dao ®éng riªng thø 1. : HÖ sè t­¬ng quan kh«ng gian ¸p lùc ®éng cña t¶i träng giã khi xÐt t­¬ng quan xung vËn tèc giã theo chiÒu cao vµ bÒ réng ®ãn giã, phô thuéc r vµ c. Víi r = D = 30 m; c = H = 41,4 m. Tra b¶ng ®­îc n = 0,692. z1 : HÖ sè ¸p lùc ®éng cña t¶i träng giá ë ®é cao øng víi phÇn thø j cña c«ng tr×nh, tra b¶ng. Sj : DiÖn tÝch ®ãn giã cña phÇn thø j cña c«ng tr×nh (m2). Wj : Gi¸ trÞ tiªu chuÈn cña giã tÜnh gåm giã hót vµ giã ®Èy. §Ó tÝnh lùc ®éng ta ®­a c«ng tr×nh thµnh thanh c«ng x«n víi khèi l­îng tËp trung ®Æt t¹i c¸c møc sµn, tõ ®ã x¸c ®Þnh trùc tiÕp lùc ®éng lªn c¸c khèi l­îng,nh­ng ®ã lµ lùc ®éng t¸c dông lªn møc sµn. Nhê sµn cøng v« cïng trong mÆt ph¼ng cña nã nªn sµn cã t¸c dông nh­ mét v¸ch cøng n»m ngang cã t¸c dông ph©n phèi t¶i träng ngang lªn c¸c khung vµ lâi. Tõ lùc ®éng t¸c dông lªn mçi møc sµn ta ph©n vÒ c¸c nót khung theo tû lÖ khèi l­îng ®Æt t¹i nót ®ã. Khèi l­îng tËp trung t¹i mçi møc sµn b»ng tæng khèi l­îng t¹i c¸c nót khung ë møc sµn ®ã. Thay c¸c gi¸ trÞ vµo (1) ta tÝnh ®­îc c¸c gi¸ trÞ cho ë b¶ng sau: B¶ng gi¸ trÞ thµnhphÇn giã ®éng theo ph­¬ng X STT Z (m) Wj (kG/m2) z1 Sj (m2) n WFj (KG) Mj (KG) yj1 (m) Wp (KG) 1 3,6 86,4 0,754 146,4 0,692 6600 54417 5,755.10-5 558 2 9 86,4 0,72 137,3 0,692 5909 58514 2,308.10-4 2408,4 3 12,6 116,4 0,677 109,8 0,692 5988 54993 3,706.10-4 3633,6 4 16,2 116,4 0,654 109,8 0,692 5784 54993 5,22.10-4 5119,2 5 19,8 116,4 0,632 109,8 0,692 5590 54993 6,796.10-4 6663,6 6 23,4 134,4 0,615 109,8 0,692 6281 54993 8,367.10-4 8204,4 7 27 134,4 0,605 109,8 0,692 6179 54993 9,894.10-4 9702 8 30,6 134,4 0,595 109,8 0,692 6076 54993 1,134.10-3 11120,4 9 34,2 148,8 0,584 109,8 0,692 6602 54993 1,27.10-3 12453,6 10 37,8 148,8 0,574 88,2 0,692 5213 52184 1,394.10-3 12970,8 11 41,4 148,8 0,563 33,3 0,692 1931 27670 1,506.10-3 7430,4 Tõ ®ã ta x¸c ®Þnh ®­îc hÖ sè y1: y1 = = 101,9 Thay c¸c gi¸ trÞ Mj, x1, y1, yj1 vµo biÓu thøc (I) x¸c ®Þnh ®­îc gi¸ trÞ tiªu chuÈn thµnh phÇn ®éng cña t¶i träng giã. b.X¸c ®Þnh thµnh phÇn giã ®éng theo ph­¬ng Y: §Ó x¸c ®Þnh dao ®éng theo ph­¬ng Y ta ®Æt khèi l­îng tËp trung t¹i c¸c nót theo ph­¬ng Y, tõ ®ã tÝnh ra ®­îc 3 d¹ng dao ®éng ®Çu tiªn øng víi c¸c tÇn sè: f1 = 0,5858 (s-1) f2 = 2,0403 (s-1) f3 = 4,18846 (s-1) Víi c«ng tr×nh bª t«ng cèt thÐp cã d = 0,3 do ®ã tÇn sè giíi h¹n fL = 1,3 (Hz). Ta cã: f1 = 0,5858 < fL = 1,3 < f2 = 2,0403 VËy ta chØ cÇn tÝnh to¸n thµnh phÇn giã ®éng theo ph­¬ng Y víi mét d¹ng dao ®éng ®Çu tiªn. Gi¸ trÞ tiªu chuÈn thµnh phÇn ®éng cña t¶i träng giã t¸c dông lªn phÇn khèi l­îng thø j øng víi d¹ng dao ®éng c¬ b¶n 1 ®­îc x¸c ®Þnh: Wpj1 = Mj.x1.y1.yj1 (I) Trong ®ã: x1 : HÖ sè ®éng lùc øng víi d¹ng dao ®éng 1. Nã phô thuéc vµo th«ng sè e1 vµ ®é gi¶m l«ga cña dao ®éng. e1 = Víi e1 = 0,0683 tra ®å thÞ ta x¸c ®Þnh ®­îc x1 = 1,7. y1 : HÖ sè phô thuéc vµo ®é biÕn d¹ng cña c«ng tr×nh trong d¹ng dao ®éng 1. y1 = WFj : Gi¸ trÞ tiªu chuÈn thµnhphÇn ®éng cña t¶i träng giã t¸c dông lªn phÇn thø j cña c«ng tr×nh khi chØ kÓ ®Õn xung vËn tèc giã. yj1 : DÞch chuyÓn t­¬ng ®èi cña träng t©m phÇn c«ng tr×nh thø j øng víi d¹ng dao ®éng riªng thø 1. : HÖ sè t­¬ng quan kh«ng gian ¸p lùc ®éng cña t¶i träng giã khi xÐt t­¬ng quan xung vËn tèc giã theo chiÒu cao vµ bÒ réng ®ãn giã, phô thuéc r vµ c. Víi r = D = 18 m; c = H = 41,4 m. Tra b¶ng ®­îc n = 0,738. z1 : HÖ sè ¸p lùc ®éng cña t¶i träng giá ë ®é cao øng víi phÇn thø j cña c«ng tr×nh, tra b¶ng. Sj : DiÖn tÝch ®ãn giã cña phÇn thø j cña c«ng tr×nh (m2). Wj : Gi¸ trÞ tiªu chuÈn cña giã tÜnh gåm giã hót vµ giã ®Èy. Thay c¸c gi¸ trÞ vµo (1) ta tÝnh ®­îc c¸c gi¸ trÞ cho ë b¶ng sau: Tõ ®ã ta x¸c ®Þnh ®­îc hÖ sè y1: y1 = = 85,39 B¶ng gi¸ trÞ thµnh phÇn giã ®éng theo ph­¬ng Y STT Z (m) Wj (kG/m2) z1 Sj (m2) n WFj (KG) Mj (KG) yj1 (m) Wp (KG) 1 3,6 86,4 0,754 89,76 0,738 4315 54417 5,497.10-5 439,2 2 9 86,4 0,72 84,15 0,738 3863 58514 2,108.10-4 1812 3 12,6 116,4 0,677 66,96 0,738 3894 54993 3,498.10-4 2826 4 16,2 116,4 0,654 66,96 0,738 3762 54993 5,093.10-4 4114,8 5 19,8 116,4 0,632 66,96 0,738 3635 54993 6,521.10-4 5268 6 23,4 134,4 0,615 66,96 0,738 4045 54993 8,179.10-4 6607,2 7 27 134,4 0,605 66,96 0,738 4018 54993 9,654.10-4 7798,8 8 30,6 134,4 0,595 66,96 0,738 3952 54993 9,983.10-3 8065,2 9 34,2 148,8 0,584 66,96 0,738 4295 54993 1,187.10-3 9589,2 10 37,8 148,8 0,574 66,96 0,738 4220 52184 1,221.10-3 9360 11 41,4 148,8 0,563 33,48 0,738 2070 27670 1,329.10-3 5402,4 Tõ ®ã ta x¸c ®Þnh ®­îc hÖ sè y1: y1 = = 85,39 Thay c¸c gi¸ trÞ Mj, x1, y1, yj1 vµo biÓu thøc (I) x¸c ®Þnh ®­îc gi¸ trÞ tiªu chuÈn thµnh phÇn ®éng cña t¶i träng giã theo ph­¬ng Y. Gi¸ trÞ thµnh phÇn giã ®éng tËp trung ë mçi møc sµn ®­îc ph©n cho c¸c nót khung theo tû lÖ khèi l­îng tËp trung t¹i nót ®ã. III. TÝnh to¸n néi lùc: S¬ ®å ®Ó tÝnh to¸n néi lùc lµ s¬ ®å khung kh«ng gian ngµm t¹i mãng. C«ng tr×nh chÞu t¸c dông cña c¸c lo¹i t¶i träng : tÜnh t¶i, ho¹t t¶i vµ t¶i träng giã. Ta chia ra thµnh c¸c tr­êng hîp t¶i träng sau: Tr­êng hîp tÜnh t¶i. Hai tr­êng hîp ho¹t t¶i 1 vµ ho¹t t¶i 2 chÊt lÖch tÇng lÖch nhÞp. Bèn tr­êng hîp t¶i träng giã theo c¸c ph­¬ng: X, -X, Y, -Y. Trong ®ã: Trôc X : theo ph­¬ng ngang nhµ. Trôc Y : theo ph­¬ng däc nhµ. Sö dông c¸c ch­¬ng tr×nh tÝnh néi lùc víi sù trî gióp cña m¸y tÝnh ®Ó x¸c ®Þnh néi lùc trong khung, ë ®©y ta sö dông ch­¬ng tr×nh SAP90. KÕt qu¶ néi lùc tÝnh to¸n xem phÇn phô lôc. IV. KiÓm tra sù ®óng ®¾n cña kÕt qu¶ tÝnh to¸n: §Ó kiÓm tra ®é chÝnh x¸c cña kÕt qu¶ tÝnh to¸n sau khi ch¹y m¸y ta dïng c¸c ph­¬ng ph©p sau: Dùa vµo ®iÒu kiÖn c©n b»ng lùc: Tæng ®¹i sè lùc däc trôc cña cét vµ v¸ch t¹i tÇng trÖt ph¶i b»ng toµn bé phÇn t¶i träng ®øng. SNc + SNv = G G : Tæng t¶i träng ®øng. Nc,Nv : Lùc däc trôc trong cét vµ v¸ch. Tæng ®¹i sè lùc c¾t t¹i ch©n cét, ch©n v¸ch theo mét ph­¬ng ph¶i b»ng t¶i träng ngang t¸c dông theo ph­¬ng Êy. Dùa vµo tÝnh chÊt chÞu lùc cña kÕt cÊu ®èi xøng. KÕt cÊu ®èi xøng chÞu t¶i träng ®èi xøng th× m« men, lùc däc, chuyÓn vÞ ph¶i ®èi xøng. Dùa vµo ®iÒu kiÖn c©n b»ng lùc t¹i c¸c nót khung. T¹i c¸c nót khung tæng ®¹i sè cña m« men, lùc c¾t, lùc däc ph¶i b»ng kh«ng. Dùa vµo d¹ng biÓu ®å néi lùc ®Æc tr­ng øng víi c¸c tr­êng hîp t¶i träng kh©c nhau. Ch¼ng h¹n t¶i ph©n bè ®Òu trªn dÇm th× biÓu ®å m« men uèn cã d¹ng ®­êng cong bËc hai, gi¸ trÞ m« men treo ë gi÷a nhÞp lµ ql2/8,.. Sau khi kiÓm tra néi lùc theo c¸c b­íc trªn ta thÊy ®Òu thâa m·n, do ®ã kÕt qu¶ néi lùc tÝnh ®­îc lµ ®óng. VËy ta tiÕn hµnh c¸c b­íc tiÕp theo: tæ hîp néi lùc, tÝnh thÐp cho khung, thiÕt kÕ mãng. V. Tæ hîp néi lùc: Sau khi kiÓm tra kÕt qu¶ tÝnh to¸n ta tiÕn hµnh tæ hîp néi lùc nh»m t×m ra néi lùc nguy hiÓm nhÊt ®Ó thiÕt kÕ cÊu kiÖn. Néi lùc ®­îc tæ hîp theo hai tæ hîp c¬ b¶n: Tæ hîp c¬ b¶n 1: gåm tÜnh t¶i céng víi mét tr­êng hîp ho¹t t¶i, trong ®ã hÖ sè tæ hîp lÊy b»ng mét. Tæ hîp c¬ b¶n 2: gåm tÜnh t¶i céng víi hai tr­êng hîp ho¹t t¶i trë lªn, trong ®ã ho¹t t¶i ®­îc nh©n víi hÖ sè 0,9 Tæ hîp néi lùc dÇm: cÇn xÐt c¸c cÆp néi lùc sau: MMAX MMIN QMAX QT¦ QT¦ MT¦ Tæ hîp néi lùc cét : cÇn xÐt c¸c cÆp néi lùc sau: MXMAX MYMAX MXMIN MYMIN QMAX MYT¦ MXT¦ MYT¦ MXT¦ MXT¦ NT¦ NT¦ NT¦ NT¦ MYT¦ C¸c tr­êng hîp t¶i träng: Tr­êng hîp tÜnh t¶i. Tr­êng hîp ho¹t t¶i 1. Tr­êng hîp ho¹t t¶i 2. Tr­êng hîp giã theo ph­¬ng X. Tr­êng hîp giã theo ph­¬ng -X. Tr­êng hîp giã theo ph­¬ng Y. Tr­êng hîp giã theo ph­¬ng -Y. Néi lùc cét vµ dÇm ®­îc tæ hîp vµ lËp thµnh b¶ng. ( Xem b¶ng tæ hîp néi lùc ). C - thiÕt kÕ cÊu kiÖn Chän vËt liÖu: - Bª t«ng M¸c 300 cã: Rn = 130 kG/cm2 , Rk = 10 kG/cm2 - ThÐp chÞu lùc chÝnh lo¹i AII cã: Ra = Ra = 2700 kG/cm2 ThÐp ®ai lo¹i AI cã: Ra® = 1700 kG/cm2 §­îc sù cho phÐp cña thÇy gi¸o h­íng dÉn, em tÝnh to¸n thiÕt kÕ c¸c lo¹i cÊu kiÖn cho khung K5 nh­ sau: - ThiÕt kÕ sµn tÇng ®iÓn h×nh,tÝnh thÐp vµ b¶n vÏ bè trÝ thÐp. - ThiÕt kÕ cÊu kiÖn cét: tÝnh thÐp cho cét trôc A, B. Víi mçi lo¹i tiÕt diÖn cét tÝnh mét cét ®¹i diÖn vµ bè trÝ thÐp t­¬ng tù cho c¸c cét cßn l¹i. Trong ®å ¸n nµy em tÝnh c¸c cét: C346, C350, C362, C366, C378, C381. - ThiÕt kÕ cÊu kiÖn dÇm: tÝnh thÐp cho mét sè dÇm ®¹i diÖn. ë ®©y em thiÕt kÕ dÇm nh­ sau: + TÝnh thÐp dÇm tÇng 2, vµ ®Æt thÐp t­¬ng tù cho dÇm tÇng 1, 3, 4, 5. + TÝnh thÐp dÇm tÇng 6, vµ ®Æt thÐp t­¬ng tù cho dÇm tÇng 7, 8, 9, 10. + TÝnh thÐp dÇm m¸i. - TÝnh thÐp lâi cÇu thang m¸y. MII M2 M1 MI 5700 5700 MII M2 M1 MI TÝnh thÐp tÇng sµn ®iÓn h×nh: TÝnh to¸n cèt thÐp « sµn 1: X¸c ®Þnh néi lùc: ¤ sµn 1 ®­îc tÝnh theo s¬ ®å khíp dÎo víi s¬ ®å liªn kÕt lµ hai c¹nh ngµm vµ hai c¹nh khíp. NhÞp tÝnh to¸n theo hai ph­¬ng lµ: L0 = L- 2.150 = 6000 - 2.150 = 5700 (mm). Tæng t¶i träng t¸c dông lªn b¶n sµn: q = 490 + 480 = 970 (KG/m2 ). Cèt thÐp sµn ®­îc ®Æt ®Òu theo hai ph­¬ng nªn ta cã ph­¬ng tr×nh c©n b»ng ®Ó x¸c ®Þnh c¸c m«men dÎo: (1). Trong ®ã: : M« men d­¬ng theo 2 ph­¬ng ë gi÷a « b¶n. : M« men ©m t¹i c¹nh b¶ng. V× b¶n cã 2 c¹nh khíp nªn Chän lµm Èn sè chÝnh vµ ; Ta cã : do ®ã chän: . Thay vµo (1) ta ®­îc: VËy :  TÝnh cèt thÐp chÞu lùc: TÝnh cèt thÐp chÞu m«men d­¬ng: Dïng thÐp lo¹i AI cã Sµn dµy 14 cm; gi¶ thiÕt a =2cm Chän thÐp kho¶ng c¸ch: VËy thÐp chÞu m«men d­¬ng chän TÝnh thÐp chÞu m«men ©m: Chän thÐp: Kho¶ng c¸ch: MII M2 M1 MI 5700 5700 MII M2 M1 MI MI` MI` VËy chän thÐp: TÝnh to¸n cèt thÐp « sµn 2: X¸c ®Þnh néi lùc: ¤ sµn 2 ®­îc tÝnh theo s¬ ®å khíp dÎo víi s¬ ®å liªn kÕt lµ 3 c¹nh ngµm vµ 1 c¹nh khíp. NhÞp tÝnh to¸n theo hai ph­¬ng lµ: L0 = 5,7m. Tæng t¶i träng t¸c dông lªn b¶n sµn: q = 490 + 480 = 970 (KG/m2 ). Ph­¬ng tr×nh c©n b»ng ®Ó x¸c ®Þnh c¸c m«men dÎo: (1). Chän lµm Èn sè chÝnh : Ta cã : do ®ã chän :. Thay vµo (1) ta ®­îc: TÝnh cèt thÐp chÞu lùc: TÝnh cèt thÐp chÞu m«men d­¬ng: Dïng thÐp lo¹i AI cã Sµn dµy 14 cm; gi¶ thiÕt a =2cm Chän thÐp kho¶ng c¸ch: . VËy chän thÐp: . TÝnh thÐp chÞu m«men ©m: . Chän thÐp: VËy chän thÐp: . 5700 ThÐp chÞu m«men ©m : chän . MII M2 M1 MI 5700 MII M2 IMII` M1 MI MI` MII` MI` 3. TÝnh to¸n cèt thÐp « sµn 3: X¸c ®Þnh néi lùc: S¬ ®å tÝnh to¸n theo 2 ph­¬ng lµ: . V× « sµn 3 thuéc hµnh lang nªn tæng t¶i träng t¸c dông lªn sµn lµ: q=490+360=850 Chän M1 lµm Èn sè chÝnh: Ta cã ph­¬ng tr×nh c©n b»ng: (1). Chän Thay vµo (1) : TÝnh to¸n cèt thÐp chÞu lùc: TÝnh cèt thÐp chÞu m«men d­¬ng : Dïng thÐp lo¹i AI cã Sµn dµy 14 cm; gi¶ thiÕt: a =2cm Chän thÐp Kho¶ng c¸ch: . VËy chän thÐp: TÝnh cèt thÐp chÞu m«men ©m: Cèt thÐp chÞu m«men ©m t¹i c¸c c¹nh b¶n chän MII M2 M1 MI 5700 3650 MII M2 IMII` M1 MI MI` MII` MI` 4. TÝnh to¸n cèt thÐp « sµn 4: X¸c ®Þnh néi lùc: S¬ ®å tÝnh to¸n lµ b¶n kª 4 c¹nh ngµm: NhÞp tÝnh to¸n theo hai ph­¬ng lµ: ; T¶i träng t¸c dông lªn sµn: q = 490 + 480 = 970 (KG/m2). Chän lµm Èn sè chÝnh: Ph­¬ng tr×nh c©n b»ng: (1). Ta cã: . Do ®ã chän: . Thay vµo (1) ta ®­îc: TÝnh to¸n cèt thÐp chÞu lùc: TÝnh to¸n cèt thÐp chÞu m«men d­¬ng: Cèt thÐp chÞu m«men Cèt thÐp ®­îc chän theo cÊu t¹o, ta chän thÐp TÝnh to¸n cèt thÐp chÞu m«men ©m: TÝnh to¸n t­¬ng tù cèt thÐp chÞu m«men d­¬ng . Ta chän thÐp MII M2 M1 MI 4050 2850 MII M2 IMII` M1 MI MI` MII` MI` 5. TÝnh to¸n cèt thÐp 5: X¸c ®Þnh néi lùc: ¤ sµn 5 ®­îc tÝnh theo s¬ ®å khíp dÎo víi s¬ ®å liªn kÕt 4 c¹nh ®Òu ngÇm. NhÞp tÝnh to¸n « sµn lµ: l1 = 2850 mm; l2 = 4050 mm. Tæng t¶i träng t¸c dông lªn « sµn vÖ sinh lµ: q=650+360=1010 (KG/m2). Chän lµm Èn sè chÝnh: Ph­¬ng tr×nh c©n b»ng: (1). Ta cã: Chän: ThÕ vµo (1) ®­îc: . TÝnh cèt thÐp chÞu lùc: TÝnh cèt thÐp chÞu m«men d­¬ng: Chän thÐp Kho¶ng c¸ch: VËy chän thÐp: Cèt thÐp chÞu m«men d­¬ng vµ cèt thÐp chÞu m«men ©m chän TÝnh cèt thÐp chÞu m«men ©m Chän thÐp Kho¶ng c¸ch: VËy chän thÐp II. tÝnh thÐp cét. TÝnh to¸n thÐp cét theo lý thuyÕt nÐn lÖch t©m xiªn dùa theo tiªu chuÈn cña Anh BS 8110 - 1985 do Gi¸o s­ NguyÔn §×nh Cèng so¹n vµ c¶i tiÕn theo tiªu chuÈn TCVN 5574 - 1991 Lý thuyÕt tÝnh to¸n cña BS 8110 - 1985 nh­ sau: Sè liÖu: TiÕt diÖn ch÷ nhËt cã c¸c c¹nh ax, ay (ax > ay) tga1 = ay/ax £ 1 Víi a: Gãc hîp bëi ®­êng chÐo vµ trôc x Cèt thÐp ®­îc ®Æt ®Òu theo chu vi vµ ®èi xøng qua hai trôc. Gäi: Fa : Tæng diÖn tÝch cña toµn bé cèt thÐp däc. x a1 ax ay y Fb : DiÖn tÝch tiÕt diÖn, Fb = ax.ay l0 : ChiÒu dµi tÝnh to¸n cña cét, l0 = 0,7.H H : ChiÒu cao tÇng nhµ. N : Tæng lùc däc tÝnh to¸n trong cét. Tû lÖ phÇn tr¨m cèt thÐp trong cét: m% = (%) mMIN = 0,4% < m% < mMAX = 6% Ta cã: tga = My/Mx Víi Mx, My : M« men uèn trong mÆt ph¼ng chøa trôc ax, ay Tïy theo t­¬ng quan gi÷a a vµ a1 mµ x¶y ra 2 tr­êng hîp: tga > tga1 tga £ tga1 a1 h = ax b = ay a1 b = ax h = ay Hay , chän b, h nh­ h×nh vÏ §Æt: M1 = My M2 = Mx Hay , chän b, h nh­ h×nh vÏ §Æt: M1 = Mx M2 = My S¬ ®å víi M1 , M2 , b, h nh­ h×nh vÏ. M2 M1 h d2 a d1 a b Ký hiÖu d1 , d2 theo b vµ h TÝnh Nu - Kh¶ n¨ng chÞu nÐn ®óng t©m: Nu = 0,45.Rn.Fb + 0,87.Ra.Fa TÝnh Na - Kh¶ n¨ng chÞu nÐn lÖch t©m khi ®Æt thÐp ®èi xøng vµ ë tr¹ng th¸i c©n b»ng biÕn d¹ng. Na = 0,25.Rn.b.d1 Trong ®ã: Rn : C­êng ®é ®Æc tr­ng cña bª t«ng, lÊy b»ng c­êng ®é trung b×nh cña c¸c mÉu thö l¨ng trô. Rn = 285 kG/cm2 Ra : C­êng ®é ®Æc tr­ng cña cèt thÐp, lÊy b»ng giíi h¹n ch¶y. Ra = 3000 kG/cm2 §é lÖch t©m do ¶nh h­ëng cña uèn däc sÏ t¨ng lªn: au = ba.k.h ba = , k = min Néi lùc tÝnh to¸n: M« men uèn cã xÐt tíi uèn däc: M* = M1 + N.au M« men tæng tÝnh ®æi: M = M* + b.M2.d1/d2 Trong ®ã: b lµ hÖ sè tra b¶ng phô thuéc vµo n = N/(Rn.b.h) n 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 ³0,6 b 1 0,88 0,77 0,65 0,53 0,42 0,3 TÝnh to¸n cèt thÐp: Th«ng th­êng, gi¶ thuyÕt tr­íc cèt thÐp Fa ®Ó tÝnh Nu , sau ®ã tÝnh to¸n l¹i cèt thÐp theo c«ng thøc sau: TÝnh : j = , víi e0 = vµ c = Tr­êng hîp 1: Khi j £ 0,3; tÝnh g = Þ Fa ³ Tr­êng hîp 2: Khi j > 0,3 vµ c £ 0,3.d1 th× Fa ³ Tr­êng hîp 3: Khi j > 0,3 vµ c > 0,3.d1 th× Fa ³ ¸p dông tÝnh to¸n: 1. TÝnh to¸n cèt thÐp cét 350: Tõ b¶ng tæ hîp néi lùc ta chän ra c¸c cÆp néi lùc nguy hiÓm ®Ó tÝnh to¸n cèt thÐp cho cét, trong ®ã Mx, My lµ m« men uèn quay quanh trôc x vµ y. C¸c cÆp néi lùc ®­îc chän ®Ó tÝnh to¸n lµ: (1) Mxmax = - 26997,1 (2) Mx = 1252,73 (3) Mx = - 1215,72 (kGm) My = - 2260,743 Mymax = 46113,47 My = 41729,4 (kGm) N = - 346842,3 N = - 347159,1 Nmax = - 425186 (kG) TÝnh to¸n cèt thÐp víi cÆp néi lùc (1) : y x a1 ax ay Gäi c¸c c¹nh cña tiÕt diÖn cét lµ ax , ay ; víi ax ³ ay ax = 70 cm vµ ay = 50 cm Ta cã: tga1 = tga = V× tga = 0,084 < tga1 = 0,714 Nªn ®Æt M1 = Mx = 26997,1 (kGm) M2 = My = 2260,743 (kGm) C¸c kÝch th­íc b, h, d1, d2 nh­ h×nh vÏ. M2 M1 h d2 a h a b DiÖn tÝch tiÕt diÖn cét: Fb = ax.ay = 70.50 = 3500 (cm2) Gi¶ thiÕt diÖn tÝch cèt thÐp lµ Fagt = 16 cm2 : Kh¶ n¨ng chÞu nÐn ®óng t©m: Nu = 0,45.Rn.Fb + 0,87.Ra.Fa = 0,45.285.3500 +0,87.3000.16 = 490635 (kG) Kh¶ n¨ng chÞu nÐn lÖch t©m khi ®Æt cèt thÐp ®èi xøng vµ ë tr¹ng th¸i c©n b»ng giíi h¹n: Na = 0,25.Rn.b.d1 = 0,25.285.50.66 = 235125 (kG) TÝnh hÖ sè uèn däc au: au = ba.k.h ba = Trong ®ã: l0 = 0,7.(360 + 50) = 300 (cm) k = min Þ k = 0,563 h = 70 (cm) Thay vµo ta ®­îc: au = 0,01.0,563.0,7 = 0,004 M« men uèn cã xÐt ®Õn uèn däc: M* = M1 + N.au = 26997,1 + 346842,3.0,004 = 28409 (kGm) M« men tæng tÝnh ®æi: M = M* + b.M2.d1/d2 n = . Tra b¶ng ta ®­îc b = 0,59 Þ M = 28409 + 0,59.2261.66/46 = 30322 (kGm) §é lÖch t©m t­¬ng ®­¬ng: e0 = (m) = 8,7 (cm) TÝnh: j = g = V× j = 0,12 < 0,3 nªn diÖn tÝch cèt thÐp cÇn thiÕt ®­îc tÝnh theo c«ng thøc sau: Fa ³ (cm2) Fa ³ 16,07 (cm2). TÝnh to¸n cèt thÐp víi cÆp néi lùc (2) : Mx = 1252,73 (kGm) Mymax = 46113,47 (kGm) N = - 347259,1 (kG) Gäi c¸c c¹nh cña tiÕt diÖn cét lµ ax , ay ; víi ax ³ ay ax = 70 cm vµ ay = 50 cm y x a1 ax ay Ta cã: tga1 = tga = V× tga = 36,81 > tga1 = 0,714 Nªn ®Æt: M1 = My = 46113,47 (kGm) M2 = Mx = 1252,73 (kGm) C¸c kÝch th­íc b, h, d1, d2 nh­ h×nh vÏ. DiÖn tÝch tiÕt diÖn cét: Fb = ax.ay = 70.50 = 3500 (cm2) M2 M1 h d2 a h a b Gi¶ thiÕt diÖn tÝch cèt thÐp lµ: Fagt = 58 cm2: Kh¶ n¨ng chÞu nÐn ®óng t©m: Nu = 0,45.Rn.Fb + 0,87.Ra.Fa = 0,45.285.3500 +0,87.3000.58 = 600255 (kG) Kh¶ n¨ng chÞu nÐn lÖch t©m khi ®Æt cèt thÐp ®èi xøng vµ ë tr¹ng th¸i c©n b»ng giíi h¹n: Na = 0,25.Rn.b.d1 = 0,25.285.50.66 = 235125 (kG) TÝnh hÖ sè uèn däc au: au = ba.k.h ba = Trong ®ã: l0 = 0,7.(360 + 50) = 300 (cm); h = 70 (cm) k = min Þ k = 0,693 Thay vµo ta ®­îc: au = 0,01.0,693.0,7 = 0,005 M« men uèn cã xÐt ®Õn uèn däc: M* = M1 + N.au = 46113,47 + 347259,1.0,005 = 47853 (kGm) M« men tæng tÝnh ®æi: M = M* + b.M2.d1/d2 n = . Tra b¶ng ta ®­îc b = 0,59 Þ M = 46113,47 + 0,59.1252,73.66/46 = 48914 (kGm) §é lÖch t©m t­¬ng ®­¬ng: e0 = (m) = 14,1 (cm) TÝnh: j = g = V× j = 0,2 < 0,3 nªn diÖn tÝch cèt thÐp cÇn thiÕt ®­îc tÝnh theo c«ng thøc sau: Fa ³ (cm2) Fa ³ 57,34 (cm2). TÝnh to¸n cèt thÐp víi cÆp néi lùc (3) : Mx = 1215,72 (kGm) My = 41729,4 (kGm) Nmax = - 425186 (kG) Gäi c¸c c¹nh cña tiÕt diÖn cét lµ ax , ay ; víi ax ³ ay ax = 70 cm vµ ay = 50 cm y x a1 ax ay Ta cã: tga1 = tga = V× tga = 34,32 > tga1 = 0,714 Nªn ®Æt: M1 = My = 41729,4 (kGm) M2 = Mx = 1215,72 (kGm) C¸c kÝch th­íc b, h, d1, d2 nh­ h×nh vÏ. DiÖn tÝch tiÕt diÖn cét: Fb = ax.ay = 70.50 = 3500 (cm2) M2 M1 h d2 a h a b Gi¶ thiÕt diÖn tÝch cèt thÐp lµ: Fagt = 72 cm2: Kh¶ n¨ng chÞu nÐn ®óng t©m: Nu = 0,45.Rn.Fb + 0,87.Ra.Fa = 0,45.285.3500 +0,87.3000.72 = 636795 (kG) Kh¶ n¨ng chÞu nÐn lÖch t©m khi ®Æt cèt thÐp ®èi xøng vµ ë tr¹ng th¸i c©n b»ng giíi h¹n: Na = 0,25.Rn.b.d1 = 0,25.285.50.66 = 235125 (kG) TÝnh hÖ sè uèn däc au: au = ba.k.h ba = Trong ®ã: l0 = 0,7.(360 + 50) = 300 (cm) k = min Þ k = 0,527 h = 70 (cm) Thay vµo ta ®­îc: au = 0,01.0,527.0,7 = 0,004. M« men uèn cã xÐt ®Õn uèn däc: M* = M1 + N.au = 41729,4 + 425186.0,004 = 43349 (kGm). M« men tæng tÝnh ®æi: M = M* + b.M2.d1/d2 n = . Tra b¶ng ta ®­îc b = 0,5 Þ M = 43349 + 0,5.1252,73.66/46 = 44221 (kGm) §é lÖch t©m t­¬ng ®­¬ng: e0 = (m) = 10,4 (cm) TÝnh: j = g = V× j = 0,15 < 0,3 nªn diÖn tÝch cèt thÐp cÇn thiÕt ®­îc tÝnh theo c«ng thøc sau: Fa ³ (cm2). Fa ³ 72,94 (cm2). Nh­ vËy, sau khi tÝnh to¸n víi 3 cÆp néi lùc ta chän thÐp nh­ sau: 18 f 22 , cã : Fa =76,02 cm2 Hµm l­îng cèt thÐp : m% = (%). 700 30 30 700 30 30 18 f25 2. TÝnh to¸n cèt thÐp c¸c cét kh¸c: §Ó ®¬n gi¶n trong tÝnh to¸n ta lËp thµnh b¶ng tÝnh cèt thÐp cho c¸c cét cßn l¹i b»ng ch­¬ng tr×nh Excel. Néi lùc ®­îc chän ®Ó tÝnh to¸n cña c¸c cét ®­îc ®¸nh dÊu trong b¶ng tæ hîp néi lùc. KÕt qu¶ tÝnh to¸n thÐp cña c¸c cét cßn l¹i xem B¶ng tÝnh to¸n thÐp cét khung K5. 3. TÝnh to¸n cèt ®ai cét: V× lùc c¾t trong cét nhá nªn cèt ®ai cét ®­îc x¸c ®Þnh theo cÊu t¹o nh­ sau: Cèt ®ai cét chän thÐp AI, f8 cã Ra® = 1700 kG/cm2. + Trong vïng tíi h¹n: ë hai ®Çu mót cét c¸ch mÐp dÇm mét kho¶ng lc b»ng max(h,l/6,450) = 70 cm ®Æt cèt ®ai cã kho¶ng c¸ch: u = min(6fd, b/4,150) = (6.2,2 = 13,2;50/4 = 12,5; 150) . Chän u = 100. + Trong kho¶ng gi÷a cét ®Æt cèt ®ai f8, kho¶ng c¸ch u = 200. III. TÝnh thÐp dÇm. Néi lùc tÝnh to¸n ®­îc chän nh­ ®· ®¸nh dÊu trong b¶ng tæ hîp néi lùc. ë ®©y ta chän c¸c cÆp néi lùc cã m« men d­¬ng vµ m« men ©m lín nhÊt ®Ó tÝnh thÐp dÇm. TÝnh to¸n cèt däc chÞu lùc: TÝnh to¸n víi tiÕt diÖn chÞu m« men ©m: TÝnh to¸n theo s¬ ®å ®µn håi, víi bª t«ng M¸c 300 cã A0 = 0.412 V× c¸nh n»m trong vïng kÐo nªn bá qua, tÝnh to¸n víi tiÕt diÖn b x h b Fa’ x h0 a h Fa TÝnh gi¸ trÞ: A = , h0 = h - a - NÕu A £ A0 th× tra hÖ sè g theo phô lôc hoÆc tÝnh to¸n : g = 0,5.(1 + ) DiÖn tÝch cèt thÐp cÇn thiÕt: Fa = KiÓm tra hµm l­îng cèt thÐp : (%) mmin = 0,15% < m% < mmax NÕu m < mmin th× gi¶m kÝch th­íc tiÕt diÖn råi tÝnh l¹i. NÕu m > mmax th× t¨ng kÝch th­íc tiÕt diÖn råi tÝnh l¹i. - NÕu A > A0 th× nªn t¨ng kÝch th­íc tiÕt diÖn ®Ó tÝnh l¹i. NÕu kh«ng t¨ng kÝch th­íc tiÕt diÖn th× ph¶i ®Æt cèt thÐp chÞu nÐn F’a vµ tÝnh to¸n theo tiÕt diÖn ®Æt cèt kÐp. TÝnh to¸n víi tiÕt diÖn chÞu m« men d­¬ng: Do b¶n sµn ®æ liÒn khèi víi dÇm nªn nã sÏ cïng tham gia chÞu lùc víi s­ên khi n»m trong vïng nÐn. V× vËy khi tÝnh to¸n víi m« men d­¬ng ta ph¶i tÝnh theo tiÕt diÖn ch÷ T. BÒ réng c¸nh ®­a vµo tÝnh to¸n : bc = b + 2.c1 Trong ®ã c1 kh«ng v­ît qu¸ trÞ sè bÐ nhÊt trong 3 gi¸ trÞ sau: + Mét nöa kho¶ng c¸ch gi÷a hai mÐp trong cña dÇm. + Mét phÇn s¸u nhÞp tÝnh to¸n cña dÇm. + 6.hc . Khi hc > 0,1.h th× cã thÓ t¨ng thµnh 9.hc hc : chiÒu cao cña c¸nh, lÊy b»ng chiÒu dµy b¶n. Fa b c1 bc c1 hc h0 a h X¸c ®Þnh vÞ trÝ trôc trung hoµ: Mc = Rn.bc.hc.(h0 - 0,5.hc) NÕu M £ Mc trôc trung hoµ qua c¸nh, lóc nµy tÝnh to¸n nh­ ®èi víi tiÕt diÖn ch÷ nhËt kÝch th­íc bc.h. NÕu M > Mc trôc trung hoµ qua s­ên, cÇn tÝnh cèt thÐp theo tr­êng hîp vïng nÐn ch÷ T. ¸p dông tÝnh to¸n: 1. TÝnh thÐp dÇm 393: TÝnh thÐp chÞu m« men d­¬ng: M = 11005,7 kGm BÒ réng c¸nh ®­a vµo tÝnh to¸n : bc = b + 2.c1 Trong ®ã c1 kh«ng v­ît qu¸ trÞ sè bÐ nhÊt trong 3 gi¸ trÞ sau: + Mét nöa kho¶ng c¸ch gi÷a hai mÐp trong cña dÇm: 0,5.(6 - 2.0,15) = 2,85 (m) + Mét phÇn s¸u nhÞp tÝnh to¸n cña dÇm: l/6 = 6/6 = 1 (m) Fa 30 84 198 84 14 55 5 60 + 6.hc = 6.0,14 = 0,84 (m) hc = 14 (cm) : chiÒu cao cña c¸nh, lÊy b»ng chiÒu dµy b¶n. VËy lÊy c1 = 0,84 (m) = 84 (cm) Þ bc = 30 + 2.84 = 198 (cm) Gi¶ thiÕt a = 5 cm Þ h0 = 60 - 5 = 55 (cm) X¸c ®Þnh vÞ trÝ trôc trung hoµ: Mc = Rn.bc.hc.(h0 - 0,5.hc) =130.198.14.(55 - 0,5.14) = 17297280 (kGcm). = 172972,8 (kGm) Ta cã M = 11005,7 (kGm) < Mc = 172972,8 (kGm) nªn trôc trung hoµ ®i qua c¸nh, tÝnh to¸n theo tiÕt diÖn ch÷ nhËt 198 x 60 cm. A = < A0 = 0,412 Fa = (cm2) KiÓm tra hµm l­îng cèt thÐp : m% = > mmin = 0,15 % 30 55 5 60 Chän thÐp: 3 f 20; Fa = 9,42 (cm2) TÝnh thÐp chÞu m« men ©m: M = - 30931,2 kGm TÝnh víi tiÕt diÖn ch÷ nhËt 60x30 cm Ta cã: A = < A0 = 0,412 Fa = (cm2) KiÓm tra hµm l­îng cèt thÐp : m% = > mmin = 0,15 % Chän thÐp: 5 f 25; Fa = 24,54 (cm2) 2. TÝnh thÐp dÇm 394: a. TÝnh thÐp chÞu m« men d­¬ng: M = 11322,47 kGm Ta cã M = 11322,47 (kGm) < Mc = 172972,8 (kGm) nªn trôc trung hoµ ®i qua c¸nh, tÝnh to¸n theo tiÕt diÖn ch÷ nhËt 198x60 cm. A = < A0 = 0,412 Fa = (cm2) KiÓm tra hµm l­îng cèt thÐp : m% = > mmin = 0,15 % Chän thÐp: 3 f 20; Fa = 9,42 (cm2) b. TÝnh thÐp chÞu m« men ©m: M = - 34038,2 kGm TÝnh víi tiÕt diÖn ch÷ nhËt 60x30 cm Ta cã: A = < A0 = 0,412 Fa = (cm2) KiÓm tra hµm l­îng cèt thÐp : m% = > mmin = 0,15 % Chän thÐp: 5 f 25; Fa = 24,54 (cm2) 3. TÝnh thÐp dÇm 395: a. TÝnh thÐp chÞu m« men d­¬ng: M = 7249,81 kGm Ta cã M = 7249,81 (kGm) < Mc = 172972,8 (kGm) nªn trôc trung hoµ ®i qua c¸nh, tÝnh to¸n theo tiÕt diÖn ch÷ nhËt 198x60 cm. A = < A0 = 0,412 Fa = (cm2) KiÓm tra hµm l­îng cèt thÐp : m% = > mmin = 0,15 % Chän thÐp: 3 f 20; Fa = 9,42 (cm2) b. TÝnh thÐp chÞu m« men ©m: M = - 27826,4 kGm TÝnh víi tiÕt diÖn ch÷ nhËt 60x30 cm Ta cã: A = < A0 = 0,412 Fa = (cm2) KiÓm tra hµm l­îng cèt thÐp : m% = > mmin = 0,15 % Chän thÐp: 5 f 25; Fa = 24,54 (cm2) §Ó ®¬n gi¶n c¸c dÇm cßn l¹i ta lËp thµnh b¶ng tÝnh nhê ch­¬ng tr×nh Excel. KÕt qu¶ tÝnh ®­îc thÓ hiÖn ë b¶ng sau: 4. TÝnh to¸n cèt ®ai cho dÇm. §Ó ®¬n gi¶n trong thi c«ng, ta tÝnh to¸n cèt ®ai cho dÇm cã lùc c¾t lín nhÊt vµ bè trÝ t­¬ng tù cho c¸c dÇm cßn l¹i. Lùc c¾t lín nhÊt trong dÇm: Qmax = 22009 (kG) KiÓm tra ®iÒu kiÖn h¹n chÕ vÒ lùc c¾t: Qmax £ k0.Rn.b.h0 Trong ®ã: k0 : HÖ sè, víi bª t«ng M¸c 300 th× k0 = 0,35 VÕ ph¶i: VP = 0,35.130.30.55 = 75075 (kG) Qmax = 22009 (kG) < 75075 (kG) Þ Tho· m·n ®iÒu kiÖn. KiÓm tra ®iÒu kiÖn: Qmax £ 0,6.Rk.b.h0 22009 (kG) > 0,6.10.30.55 = 9900 (kG) Nh­ vËy bª t«ng kh«ng ®ñ kh¶ n¨ng chÞu c¾t d­íi t¸c dông cña øng suÊt nghiªng.Ta cÇn ph¶i tÝnh to¸n cèt ®ai. Chän ®­êng kÝnh cèt ®ai lµ f8 thÐp AI, cã diÖn tÝch tiÕt diÖn lµ f® = 0,503 cm2, Ra® = 1700 kG/cm2. Sè nh¸nh cèt ®ai n = 2. Kho¶ng c¸ch tÝnh to¸n cña cèt ®ai: ut = (cm) kho¶ng c¸ch cùc ®¹i gi÷a hai cèt ®ai: umax = (cm).