đồ áN btct 2 tính toán và thiết kế kết cấu khung phẳng

GVHD: Huỳnh Quốc Hùng ĐỒ ÁN BTCT 2
TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ KẾT CẤU
KHUNG PHẲNG
Nội dung:
Tính toán thiết kế khung ngang trục 9 sơ đồ nhà 1của một trường học 3
tầng với kích thước mặt bằng. Chiều cao mỗi tầng h=4000mm, thành sênô xây
gạch dày 100mm cao 500m. Lan can được xây bằng gạch đặc, chiều cao 900mm,
dày 100(mm). Địa điểm xây dựng: Quảng Bình.
Cơ sở tính toán:
Quy chuẩn xây dựng Việt Nam.
TCVN 2737-1995: Tải trọng và tác động – Tiêu chuẩn thiết kế.
TCVN 5574-2012: Kết cấu bêtông và bêtông cốt thép – Tiêu chuẩn
thiết kế. Các tiểu chuẩn quy phạm hiện hành có liên quan.
Quy trình tính toán thiết kế được thực hiện như sau:
Mô tả, giới thiệu kết cấu:
Kết cấu chịu lực là hệ khung bê tông cốt thép đổ toàn khối có liên kết cứng tại
nút, liên kết giữa cột với móng được xem là ngàm tại mặt móng. Hệ khung chịu
lực của công trình là một hệ không gian, có thể xem được tạo nên từ những khung
phẳng làm việc theo hai phương vuông góc với nhau hoặc đan chéo nhau.
Tính toán hệ khung được thực hiện theo sơ đồ khung phẳng theo phương cạnh
ngắn của công trình + hệ dầm dọc (Khi tỷ số L/B =34.2/12.1 =2.8> 1.5 nội lực chủ
yếu gây ra trong khung ngang vì độ cứng khung ngang nhỏ hơn nhiều lần độ cứng
khung dọc. Vì thế tách riêng từng khung phẳng để tính nội lực: khung phẳng).
Công trình khung bêtông cốt thép toàn khối 3 tầng, 3 nhịp. Để đơn giản tính
toán, tách khung phẳng trục 9, bỏ qua sự tham gia chịu lực của của hệ giằng móng
và kết cấu tường bao che.
Mặt bằng kết cấu dầm sàn được bố trí như trên Hình1.
SVTH : Ngô Quang Lập
Trang 1

D
C
B
A
1098
S2S2
S1 S1
S1S1
S3S3
D1
D2
D3
D4
D5
K8 K9 K10
Sơ đồ kết cấu khung trục 9 tầng 2,3. Sơ đồ kết cấu khung trục 9 tầng mái.
Mặt bằng bố trí kết cấu dầm sàn khung trục 9( K9).
Chọn vật liệu và sơ bộ chọn kích thước tiết diện các cấu kiện
1. Chọn vật liệu sử dụng
a. Bêtông
Dùng bê tông cấp độ bền B20 có
-Dùng bê tông có cấp độ bền B20.
-Khối lượng riêng: γbt= 2500(daN/m3
).
-Cường độ chịu nén tính toán của bê tông: Rb = 115(daN/cm2
).
-Cường độ chịu kéo tính toán của bê tông: Rbt = 9 (daN/cm2
).
-Mô dun đàn hồi E= 2.7x105
(daN/cm2
).
Trang 2

b. Cốt thép
-Thép CI: Ø<10(mm).
+Cường độ chịu kéo, chịu nén tính toán của cốt thép : Rs=Rsc=2250 (daN/cm2
).
+Cường độ chịu cắt khi tính toán cốt ngang : Rsw= 1750 (daN/cm2
).
+Môdun đàn hồi : E=2.1x106
(daN/cm2
).
-Thép CII : Ø≥10(mm).
+Cường độ chịu kéo, chịu nén tính toán của cốt thép : Rs=Rsc=2800 (daN/cm2
).
+Cường độ chịu cắt khi tính toán cốt ngang : Rsw= 2250 (daN/cm2
).
+Môdun đàn hồi : E=2.1x106
(daN/cm2
)
2. Chọn sơ bộ kích thước tiết diện
a. Chọn chiều dày của sàn.
Chiều dày sàn được chọn theo công thức:
1b
D
h l
m
=
Chọn chiều dày bản cho ô sàn lớn nhất có kích thước: 1 2 3.8 7.6(m)l l× = ×
Chọn D=1, m= 40÷45.
→ 1
1
3800 (84.4 95)
40 45
b
D
h l mm
m
= × = × = ÷
÷
chọn hb = 100(mm).
Các ô sàn phòng học đều chọn chiều dày hb = 100(mm) để thuận lợi cho quá
trình thi công và tiết kiệm, chọn chiều dày sàn hành lang, mái và sênô hb=80(mm).
b. Chọn kích thước tiết diện của dầm
Tiết diện các dầm chủ yếu phụ thuộc vào nhịp dầm và độ lớn tải trọng.
Theo kinh nghiệm chọn tiết diện dầm theo công thức:
• Chiều cao dầm:
1
dh l
m
= × (với dầm phụ m= 12÷20, dầm khung m=8÷15).
Trang 3

• Chiều rộng dầm: bd = (0,3÷0,5)hd.
b.1 Dầm khung trục 9 (K9)
Nhịp AB: tầng 2,3 và mái
1 1
2400 (160 300)
15 8
dh mm
 
= ÷ = ÷ ÷
 
, chọn dh = 30cm,→ db =25cm; chọn kích thước
dầm nhịp AB cho tầng 2,3, mái là: 25x30 cm2
.
Nhịp BC: tầng 2,3 và mái
1 1
7600 (506.67 950)
15 8
dh mm
 
= ÷ = ÷ ÷
 
, chọn dh = 65cm, → db =25cm; chọn kích thước
dầm nhịp BC cho tầng 2,3, mái là: 25x65cm2
.
Nhịp CD: tầng 2,3 và mái
1 1
2100 (140 262.5)
15 8
dh mm
 
= ÷ = ÷ ÷
 
, chọn dh =30cm, → db = 25cm; chọn kích thước
dầm nhịp CD cho tầng 2,3, mái là: 25x30cm2
.
b.2 Dầm dọc
Trục A, B, C, D. Dầm D1→ D10 tầng 2,3 mái:
1 1
3800 (190 316.67)
20 12
dh mm
 
= ÷ = ÷ ÷
 
chọn dh =30cm, db =20cm.
Vậy chọn kích thước dầm dọc tầng 2,3, mái là: 20x30cm2
.
Trang 4

c. Chọn sơ bộ tiết diện cột
c.1 Về độ bền
D
C
B
A
1098
K8 K9 K10
Diện tích truyền tải của cột thuộc khung trục 9 (K9).
Diện tích cột Ac được xác định theo công thức: c
b
N
A k
R
=
Trong đó:
1.1 1.5k = ÷ là hệ số kể đến ảnh hưởng của moomen uốn, độ mảnh của cột,
hàm lượng cốt thép, lấy tùy thuộc vào vị trí của cột.
Rb = 115 (daN/cm2
): là cường độ chịu nén tính toán của bê tông.
N là lực dọc trong cột, được xác định theo công thức gần đúng như sau:
N=qSxq (kN/m2
).
Với chiều dày sàn 90 mm, ít tường, kích thước dầm cột bé:
( ) 2
10 14 /q kN m= ÷ .
Sxq là diện tích truyền tải từ sàn lên cột đang xét (xem hình 2).
c.2 Kiểm tra về ổn định đó là việc hạn chế độ mảnh λ
31o
b ob
l
b
λ λ= ≤ = , (với ol Hψ= , b: chiều rộng tiết diện, H: chiều cao tầng)
c.3 Thực hiện chọn tiết diện cột cho cột trục B tầng 1 của khung trục 9.
Độ bền:
2
2 3 2
3.8 3.8 7.6 2.4
3 3 57(m )
2 2 2 2
xq T T TM TS S S S S
   
= + + = = + + = ÷ ÷ 
   
.
Trang 5

Lấy q= 10(kN/m2
). → 10N = x 57= 570 (kN).
Chọn k=1.2 →
2 2570
1.2 0.059(m ) 590(cm ).
11500
o
b
N
A k
R
= × = × = =
→chọn sơ bộ kích thước tiết diện cột là: 25x30cm2
.
Kiểm tra độ ổn định tiết diện
0.7 5.5
15,4 31.
0.25
o
b ob
l H
b b
ψ
λ λ
× ×
= = = = ≤ = →thỏa mãn điều kiện về ổn định.
Tính toán và chọn sơ bộ tiết diện cột của khung trục 9 (K9)
BẢNG CHỌN TIẾT DIỆN CỘT KHUNG TRỤC 10
Cột
trục
Tầng
l
(m)
Sxq
(m2
)
q
(kN/m2
)
k
Ao
(cm2
)
b
(cm)
h
(cm)
Ac
(cm2
)
λb
Kiểm
tra
A
3 4 4.56 10
1.3
5
53.53 25 30 750 11.20 Thỏa
2 4 4.56 10
1.3
5
53.53 25 30 750 11.20 Thỏa
1
5.9
5
4.56 10
1.3
5
53.53 25 30 750 16.66 Thỏa
B
3 4 19 10 1.2 198.26 25 40 1000 11.20 Thỏa
2 4 19 10 1.2 198.26 25 40 1000 11.20 Thỏa
1
5.9
5
19 10 1.2 198.26 25 40 1000 16.66 Thỏa
C
3 4
18.4
3
10 1.2 192.31 25 40 1000 11.20 Thỏa
2 4
18.4
3
10 1.2 192.31 25 40 1000 11.20 Thỏa
1
5.9
5
18.4
3
10 1.2 192.31 25 40 1000 16.66 Thỏa
D
3 4 3.99 10
1.3
5
46.84 25 30 750 11.20 Thỏa
2 4 3.99 10
1.3
5
46.84 25 30 750 11.20 Thỏa
1
5.9
5
3.99 10
1.3
5
46.84 25 30 750 16.66 Thỏa
Trang 6

-1.95
+0.00
+4.00
+8.00
+12.00
A B C D
Sơ đồ tiết diện khung trục 9 (K9).
Lập sơ đồ tính khung ngang
Tính toán khung ngang được thực hiện theo sơ đồ khung phẳng theo phương
cạnh ngắn của công trình.
Mô hình hóa kết cấu khung thành các thanh đứng (cột), thanh ngang (dầm), liên
kết cứng với nhau tại các nút và liên kết giữa cột với móng là ngàm tại mặt móng.
Khung được tính theo sơ đồ đàn hồi, để đơn giản hóa quá trình tính toán ta lấy
nhịp tính toán bằng nhịp kiến trúc.
Ta có sơ đồ tính như sau:
Trang 7

-1.95
+0.00
+4.00
+8.00
+12.00
A B C D
Sơ đồ tính khung trục 9 (K9).
Trang 8

Xác định các loại tải trọng tác dụng lên khung
3. Xác định tĩnh tải tác dụng vào khung
a. Xác định tải trọng đơn vị trên 1m2
sàn
Xác định tải trọng đơn vị trên 1m2
sàn
Tên ô
b nả
Các l p t o thànhớ ạ
δ
(m)
γ
(daN/m3
)
n
gtc
(daN/m2
)
gtt
(daN/m2
)
Sàn
phòng
h cọ
S1
G ch lát n nạ ề
Ceramic
0.01 2200 1.1 22 24.2
L p v a xi măngớ ữ 0.03 1600 1.3 48 62.4
Sàn bê tông c tố
thép
0.1 2500 1.1 250 275
L p v a ximăngớ ữ
trát tr nầ
0.015 1600 1.3 24 31.2
T NGỔ 344 392.8
Sàn
hành
lang
S2,S3.
G ch lát n nạ ề
Ceramic
0.01 2200 1.1 22 24.2
L p v a xi măngớ ữ 0.03 1600 1.3 48 62.4
thép
0.08 2500 1.1 200 220
trát tr nầ
0.015 1600 1.3 24 31.2
T NGỔ 294 337.8
Sê nô
S5,S6
V a xi măngữ 0.03 1600 1.3 48 62.4
thép
0.08 2500 1.1 200 220
trát tr nầ
0.015 1600 1.3 24 31.2
T NGỔ 272 313.6
Sàn
mái
S4
T m đan ch ngấ ố
nhi tệ
0.05 2500 1.1 125 137.5
L p g ch thôngớ ạ
tâm 4 l trònỗ
0.05 1600 1.1 80 88
L p g ch lá nemớ ạ 0.02 1800 1.1 36 39.6
L p v a xi măngớ ữ 0.025 1600 1.3 40 52
Bê tông ch ngố 0.04 2500 1.1 100 110
Trang 9

th mấ
thép
0.1 2500 1.1 250 275
L p v a xi măngớ ữ
trát tr nầ
0.015 1600 1.3 24 31.2
T NGỔ 655 733.3
b.Xác định tải trọng tác dụng trên 1m2
tường
Xác định tải trọng tác dụng trên 1m2
tường
Lo iạ
t ngườ
Các l p c u t oớ ấ ạ
δ
(m)
γ
(daN/m3
)
n
gtc
(daN/m2
)
gtt
(daN/m2
)
Dày
100
T ng xây g chườ ạ
đ cặ
0.1 1800 1.1 180 198
V a trátữ 0.015x2 1600 1.3 48 62.4
T ngổ 228 260.4
Dày
200
T ng xây g chườ ạ
đ cặ
0.2 1800 1.1 360 396
V a trátữ 0.015x2 1600 1.3 48 62.4
T ngổ 408 458.4
Trang 10

b. Xác định tĩnh tải tác dụng vào khung trục 9
DCA B
Sơ đồ phân bố tĩnh tải sàn tầng 2,3.
-Tải trọng bản thân của kết cấu dầm khung, cột khung để chương trình tính kết
cấu tính.
-Tĩnh tải tầng 2,3. (xem hình 5).
Trang 11

Xác định tĩnh tải phân bố và tập trung sàn tầng 2,3 lên dầm khung K9.
TĨNH TẢI PHÂN BỐ (daN/m)
Kí hiệu Loại tải trọng và cách tính
gtg1
Tải trọng từ sàn S1,S1’ truyền vào dưới dạng hình tam giác với tung độ lớn nhất:
gtc =2 x 344 x 3.8/2 = 1267.2
gtt =2 x 392.8x 3.8/2 = 1388.14
gtg2
Tải trọng từ sàn S2 truyền vào dưới dạng tam giác với tung độ lớn nhất:
gtc = 2 x 2.4/2 x 294 = 705.6
gtt = 2 x 2.4/2 x 337.8 = 810.72
gtg3
gtc = 2 x 2.1/2 x 294 = 617.4
gtt = 2 x 2.1/2 x 337.8 = 709.38
Trang 12

Trang 13
TĨNH TẢI TẬP TRUNG (daN)
Kí hiệu Loại tải trọng và cách tính gtt
GA
1.Do trọng lượng bản thân dầm dọc 20×30 cm2
:
gtt = 2x1.1×2500×0.2×(0.3-0.08)×3.8/2
459.8
2.Do trọng lượng sàn S2 truyền vào:
gtt = 0.5×337.8×(3.8+1.4)×1.2
1053.94
3.Trọng lượng lan can hành lang bằng tường gạch dày 100mm xây
trên dầm cao 0.9m
gtt=260.4×0.9×3.8
890.57
TỔNG 2404.31
GB
1.Do trọng lượng bản thân dầm dọc 20×30 cm2
:
gtt=2x1.1×2500×0.2×(0.3-0.08)×3.8/2
459.8
gtt = 0.5×337.8×(3.8+1.4)×1.2
1053.94
gtt = 0.5×392.8×3.8×1.9
1318.73
4.Do trọng lượng tường xây trên dầm dọc dày 200mm
cao (4-0.3)=3.7(m): gtt= 458.4×3.7×3.8
6445.10
TỔNG 9277.57
GB'
1.Trọng lượng bản thân dầm dọc 20×30cm2
:
gtt=2x1.1×2500×0.2 ×(0.3-0.1)×3.8/2
418
2.Do trọng lượng sàn S1 truyền vào
gtt = 392.8×3.8×1.9×0.5×2
2637.47
TỔNG 3055.47
GC
:
gtt=2x1.1×2500×0.2×(0.3-0.08)×2
459.8
gtt = 392.8×3.8×1.9×0.5
1318.73
gtt = 0.5×337.8×(3.8+1.7)×1.05
975.4
4.Do trọng lượng tường xây trên dầm dọc dày 200mm
cao (4-0.3)=3.7(m): gtt= 458.4×3.7×3.8
6445.10
TỔNG 9199.03
GD
:
gtt=2x1.1×2500×0.2×(0.3-0.08)×2
459.8
gtt = 0.5×337.8×(3.8+1.7)×1.05
975.4
3.Do trọng lượng lan can hành lang dày 100mm cao 0.9m
gtt= 260.4×0.9×3.8
890.57
TỔNG 2325.77

-Tĩnh tải tầng mái (hình 6)
Trang 14

10
9
8
DCA B
Sơ đồ phân tĩnh tải sàn trên mái
Trang 15

Xác định tĩnh tải phân bố và tập trung sàn tầng mái lên dầm khung trục 9.
TĨNH TẢI PHÂN BỐ (daN/m)
Kí hiệu Loại tải trọng và cách tính
gt
Trọng lượng thành sênô dày 100mm cao 0.5m:
gtt=260.4x0.5x 2 =260.4
gtg1
Tải trọng từ sàn S4 truyền vào dưới dạng hình tam giác với tung độ lớn nhất:
gtt =733.3x3.8/2x2=2786.54
gtg2
gtg3
gtt =313.6x2.4/2x2=752.64
Tải trọng từ sàn S6 truyền vào dưới dạng tam giác với tung độ lớn nhất :
gtt= 313.6x2.1/2x2=658.56
TĨNH TẢI TẬP TRUNG (daN)
Kí hiệu Loại tải trọng và cách tính gtt
GA
1. Trọng lượng bản thân dầm dọc 20x30 cm2
gtt = 2x1.1 x 2500 x 0.2 x (0.3-0.08) x 3.8/2
459.8
gtt = 0.5x 313.6 x (3.8+1.4) x 1.2
978.43
3.Trọng lượng xê nô xây bằng tường gạch dày 100mm cao 0.5m
gtt= 260.4x3.8x0.5
494.76
TỔNG 1932.99
GB
1.Do trọng lượng bản thân dầm dọc 20x30 cm2
gtt=2x 1.1 x 2500 x 0.2 x (0.3-0.08) x 3.8/2
459.8
gtt = 0.5x 313.6 x (3.8+1.4) x 1.2
978.43
gtt = 0.5 x 733.3 x 1.9 x 3.8
2647.21
TỔNG 4085.44
GB' 1.Trọng lượng bản thân dầm dọc 20x30cm2
:
gtt=2x 1.1 x 2500 x 0.2 x (0.3-0.1) x 3.8/2
418
gtt = 2x 0.5 x 733.3 x 1.9 x 3.8
5294.43
Trang 16

TỔNG 5712.43
GC
1.Trọng lượng bản thân dầm dọc 20x30cm2:
gtt=2x1.1 x 2500 x 0.2 x (0.3-0.08) x 2
459.8
gtt = 0.5 x 733.3 x 1.9 x 3.8
2647.21
gtt =0.5 x 313.6 x(3.8+1.7) x 1.05
905.52
TỔNG 4012.53
GD
1.Trọng lượng bản thân dầm dọc 20x30cm2:
gtt=2x1.1 x 2500 x 0.2 x (0.3-0.08) x 2
459.8
gtt = 0.5 x 313.6 x(3.8+1.7) x 1.05
905.52
3.Trọng lượng xê nô xây bằng tường gạch dày 100mm cao 0.5m
gtt= 260.4x3.8x0.5
494.76
TỔNG 1860.08
Ta có sơ đồ tĩnh tải tác dụng vào khung
Trang 17

-1.95
+0.00
+4.00
+8.00
+12.00
A B C D
Sơ đồ tĩnh tải tác dụng vào khung trục 9(daN, daN/m)-TT
Trang 18

4. Xác định hoạt tải đứng tác dụng vào khung
Hoạt tải được lấy theo tiêu chuẩn TCVN 2737-1995: Tải trọng và tác động
a. Hoạt tải đơn vị
Hoạt tải đơn vị trên 1m2
sàn
Kí hiệu ô
sàn
Công năng ô sàn
Tải trọng tiêu
chuẩn
n
ptt
(daN/m2
)Toàn
phần
Phần dài
hạn
S1, S1’ Phòng học 200 70 1.2 240
S2, S3 Hành lang 300 100 1.2 360
S4,S5,S6
Sê nô và mái bằng
BTCT(không sử dụng)
75 ----- 1.3 97.5
b. Tính trường hợp hoạt tải 1
Trang 19

10
9
8
Sơ đồ hoạt tải 1 tầng 2
Trang 20

Xác định hoạt tải 1 phân bố và tập trung của sàn tầng 2 lên khung K9
Trường hợp hoạt tải 1 tầng 2(daN/m,daN)
Kí hiệu Loại tải trọng và cách tính ptt pdh
ptg
Hoạt tải S1 truyền vào dưới dạng tam giác với tung độ
lớn nhất:
ptt = 240×2×3.8/2 912
pdh=70×2×3.8/2 266
Tổng 912 266
PB,PC
Hoạt tải từ S1 truyền vào
ptt = 0.5×240×3.8×1.9 866.4
pdh=0.5×70×3.8×1.9 252.7
Tổng 866.4 252.7
PB’
ptt = 2x0.5×240×3.8×1.9 1732.8
pdh=2x0.5×70×3.8×1.9 505.4
Tổng 1732.8 505.4
Trang 21

10
9
8
DCA B
Ptg
Hoạt tải S2 truyền vào dưới dạng tam giác với tung
độ lớn nhất:
ptt = 360×2×2.4/2 864
pdh=100×2×2.4/2 240
Hoạt tải S3 truyền vào dưới dạng tam giác với tung
độ lớn nhất:
ptt = 360×2×2.1/2 756
pdh=100×2×2.1/2 210
Tổng 1620 450
PA,PB Hoạt tải từ S2 truyền vào
Trang 22

ptt = 0.5×360×(3.8+1.4)×1.2 1123.2
pdh=0.5×100×(3.8+1.4)×1.2 312
Tổng 1123.2 312
PC,PD
ptt = 0.5×360×(3.8+1.7)×1.05 1039.5
pdh=0.5×100×(3.8+1.7)×1.05 288.8
Tổng 1039.5 288.8
10
9
8
DCA B
Trang 23

Sơ đồ phân hoạt tải tầng mái
Trường hợp hoạt tải 1 tầng mái (daN/m,daN)
Kí hiệu Loại tải trọng và cách tính ptt
ptg
lớn nhất:
ptt = 97.5×2×3.8/2 370.5
Tổng 370.5
PB,PC
ptt = 0.5×97.5×3.8×3.8/2 351.98
Tổng 351.98
PB’
Hoạt tải từ S4,S4’ truyền vào
ptt = 0.5×97.5×3.8×3.8/2x2 703.96
Tổng 703.96
Xác định hoạt tải 1 phân bố và tập trung của sàn tầng mái lên khung K9
Trang 24

-1.95
+0.00
+4.00
+8.00
+12.00
A B C D
Sơ đồ hoạt tải 1 tác dụng vào khung trục 9(daN, daN/m)-HT1
Trang 25

c. Tính trường hợp hoạt tải 2
C
10
9
8
A B D
Sơ đồ phân hoạt tải 2 tầng2
Ptg Hoạt tải S2 truyền vào dưới dạng tam giác với tung
độ lớn nhất:
ptt = 2x 360×2.4/2 864
pdh=2x100x2.4/2
240
Hoạt tải S3 truyền vào dưới dạng tam giác với
tungđộ lớn nhất:
ptt = 2x 360×2.1/2
756
210
pdh=2x100x2.1/2
Trang 26

Tổng 1620 450
PA,PB
ptt = 0.5×360×(3.8+1.4)×1.2 1123.2
pdh=0.5×100×(3.8+1.4)×1.2 312
Tổng 1123.2 312
PC,PD
ptt = 0.5×360×(3.8+1.7)×1.05 1039.5
pdh=0.5×100×(3.8+1.7)×1.05 288.75
Tổng 1039.5 288.75
10
9
8
DCA B
Trang 27

ptg
lớn nhất:
ptt = 240×2×3.8/2 912
pdh=70×2×3.8/2 266
Tổng 912 266
PB,PC
ptt = 0.5×240×3.8×3.8/2 866.4
pdh=0.5×70×3.8×3.8/2 252.7
Tổng 866.4 252.7
PB’
ptt =2x 0.5×240×3.8×3.8/2 1732.8
pdh=2x 0.5×70×3.8×3.8/2 505.4
Tổng 1732.8 505.4
Trang 28

10
9
8
A B DC
Sơ đồ hoạt tải 2 tầng mái
Trường hợp hoạt tải 2 tầng mái (daN/m,daN)
Kí hiệu Loại tải trọng và cách tính ptt
Ptg
Hoạt tải S5 truyền vào dưới dạng hình tam giác với tung
độ lớn nhất:
ptt = 97.5×2.4/2×2
234
Hoạt tải S6 truyền vào dưới dạng hình tam giác với tung
độ lớn nhất:
ptt = 97.5×2.1/2×2
204.75
Tổng 438.75
PA,PB Hoạt tải từ S5 truyền vào
Trang 29

ptt = 0.5×97.5×(3.8+1.4)×1.2 304.2
Tổng 304.2
PC,PD
ptt = 0.5x97.5x 1.05 x(3.8+1.7) 281.53
Tổng 281.53
Xác định hoạt tải 2 phân bố và tập trung của sàn tầng mái lên khung K9
Trang 30

-1.95
+0.00
+4.00
+8.00
+12.00
A B C D
Sơ đồ hoạt tải 2 tác dụng vào khung trục 9 (daN, daN/m)- HT2
5. Xác định hoạt tải gió tác dụng vào khung
-Xác định theo TCVN 2737-1995: Tải trọng và tác động- Tiêu chuẩn thiết kế.
-Công trình được xây dựng tại Quảng Bình , thuộc vùng gió IIIA, có áp lực gió
đơn vị (Bảng 4-TCVN 2737-1995) là Wo=125daN/m2
, thuộc dạng địa hình B.
-Vì chiều cao công trình là 12 m <40m nên ta chỉ xét đến tác dụng tĩnh của tải
trọng gió.
-Giá trị tiêu chuẩn thành phần tĩnh của tải trọng gió W có độ cao Z so với mốc
chuẩn được xác định theo công thức:
W=Wo×k×c.
Trong đó:
+Wo là giá trị của áp lực gió lấy theo bảng đồ phân vùng phụ lục D của tiêu
chuẩn.
Trang 31

+k là hệ số tính đến sự thay đổi của áp lực gió theo độ cao so với mốc chuẩn
(xác định theo bảng G - TCVN-2737-1995) và dạng địa hình (bảng 5- TCVN-
2737-1995).
+c là hệ số khí động (bảng 6 TCVN-2737-1995):
• phía đón gió c=0.8
• phía hút gió c=-0.6.
-Tải trọng tính toán của gió tác dụng lên khung được xác định theo công thức:
+Gió đẩy: qđ=nkiWocđB
+Gió hút: qh=nkiWochB
Với n là hệ số tin cậy củ tải trọng gió n=1.2
B là phạm vi truyền tải vào khung.
Tải trọng gió tác dụng vào khung trục 10
Tầng H(m) Z(m) n k
Wo
(daN/m)
cđ ch B(m)
qđ
(daN/m)
qh
(daN/m)
1 4 4.75
1.
2
0.87 125 0.8
-
0.6
3.8 396.72 -297.54
2 4 8.75
1.
2
0.97 125 0.8
-
0.6
3.8 442.32 -331.74
3 4
12.7
5
1.
2
1.04
4
125 0.8
-
0.6
3.8 476.06 -357.05
Bảng tính toán tải trọng tác dụng của gió lên khung trục 9
-Chú ý: Mốc chuẩn để xác định hệ số k được lấy ở cao trình mặt đất tự nhiên
cách mặt đất nền ở cos ±0.000 là 0.75m.
-Tải trọng tác dụng vào phần sê nô được quy về lực tập trung đặt ở đầu cột Sđ,Sh.
-Trị số S tính theo công thức sau:
oW B 1.2 1.044 125 2 595.08i i i i i iS nk C h C h C h= = × × × = ×∑ ∑ ∑
- Gió thổi từ trái sang:
595.08 0.8 0.5 238.032(daN).
595.08 ( 0.6) 0.5 178.524(daN).
d
h
S
S
= × × =
= × − × = −
- Gió thổi từ phải sang:
595.08 0.8 0.5 238.032(daN).
595.08 ( 0.6) 0.5 178.524(daN).
d
h
S
S
= × × =
= × − × = −
Trang 32

-1.95
+0.00
+4.00
+8.00
+12.00
Sơ đồ gió trái tác dụng vào khung trục 10(daN, daN/m)-GT.
Trang 33

-1.95
+0.00
+4.00
+8.00
+12.00
A B C D
Sơ đồ gió phải tác dụng vào khung trục 10(daN,daN/m)-GP
IV. Xác định nội lực và tổ hợp nội lực
1. Xác định nội lực
Sử dụng chương trình tính toán kết cấu SAP2000 để tính toán nội lực cho khung
với sơ đồ phần tử dầm,cột như hình
Chú ý:Vì trọng lượng bản thân của dầm và cột khung chưa tính nên khi khai báo
tải trọng trong chương trình tính toán kết cấu, với trường hợp tĩnh tải phải kể đến
trọng lượng bản thân của kết cấu(cột,dầm khung) với hệ số vượt tải n=1.1.
Trang 34

2.Tổ hợp nội lực
Tổ hợp nội lực theo TCVN 2737-1995(Điều 2.4)
- Tổ hợp cơ bản 1: Tĩnh tải + 1 trường hợp hoạt tải với hệ số tổ hợp là 1
- Tổ hợp cơ bản 2: Tĩnh tải + 2 trường hợp hoạt tải trở lên với hệ số tổ
hợp là 0.9. Trên cơ sở đó ta có cấu trúc tổ hợp như sau :
TH1: TT+HT1
TH2: TT+HT2
TH3: TT+GT
TH4: TT+GP
TH5: TT+0.9(HT1+HT2)
TH6: TT+0.9(HT1+GT)
TH7: TT+0.9(HT1+GP)
TH8: TT+0.9(HT2+GT)
TH9: TT+0.9(HT2+GP)
TH10: TT+0.9(HT1+HT2+GT)
TH11: TT+0.9(HT1+HT2+GP)
Ở mỗi tiết diện phải xét 11 tổ hợp cơ bản để tìm ra các cặp nội lực nguy hiểm như
sau:
- Đối với dầm: max min max
, ,M M Q+ −
- Đối với cột: maxM +
và utN
minM −
và utN
tuM và maxN
Riêng đối với tiết diện ở chân cột tổ hợp thêm tuQ để phục vụ cho việc tính móng.
Việc tổ hợp nội lực cho dầm và cột được trình bày thành các bảng.
+ Với phần tử dầm: tổ hợp nội lực cho 3 tiết diện (2 tiết diện đầu dầm và 1 tiết diện
giữa dầm)
+ Với phần tử cột: tổ hợp nội lực cho 2 tiết diện ( tiết diện chân cột và tiết diện đầu
cột)
Trang 35

Trang 36

V.Tính toán cốt thép
1.Tính toán cốt dọc:
a.Tính toán cốt thép dọc cho dầm tầng 2
D1 D4 D7
D-25X30 D-25X65 D-25X30
210076002400
A B C D
35
44.66 45.24 167.31
122.9
164.99 44.91 46.61
36.67
Tính cốt thép tại gối A: M=-44.66 kNm
Tính theo tiết diện chữ nhật bxh=25x30 2
cm
Gỉa thiết a=50mm,ho=h-a=300-50=250 mm
Tính:
6
2 2
0
44.66 10
0.249 0.429
11.5 250 250
m R
b
M
R bh
α α
×
= = = < =
× ×
0.5(1 1 2 ) 0.5 (1 1 2 0.249) 0.855mξ α⇒ = + − = × + − × =
Tính:
6
2
0
44.66 10
747
280 0.855 250
s
b
M
A mm
R hξ
×
= = =
× ×
Kiểm tra hàm lượng cốt thép:
min
0
747
100% 100% 1.19% 0.1%
250 250
sA
bh
µ µ= × = × = > =
×
Tính cốt thép nhịp AB
Tính cốt thép cho gối Avà B (momen âm)
Các đoạn dầm có momen gần bằng nhau nên ta lấy giá trị lớn hơn để tính thép
chung cho cả hai bên.
cm
Gỉa thiết a=50mm, ho=h-a=300-50=250 mm
Tại gối A và gối B với M= -45.24 kNm
Tính:
6
2 2
0
45.24 10
0.252 0.429
11.5 250 250
m R
b
M
R bh
α α
×
= = = < =
× ×
0.5(1 1 2 ) 0.5 (1 1 2 0.252) 0.852mξ α⇒ = + − = × + − × =
Trang 37

Tính:
6
2
0
45.24 10
758
280 0.852 250
s
b
M
A mm
R hξ
×
= = =
× ×
min
0
758
100% 100% 1.21% 0.1%
250 250
sA
bh
µ µ= × = × = > =
×
Tính cốt thép nhịp AB chịu momen dương: M=35 kNm
Tính theo tiết diện chữ T cánh nằm trong vùng nén với
'
fh =80mm
Gỉa thiết a=40mm 0 300 40 260h h a mm⇒ = − = − =
Gía trị vươn của cánh cS được lấy như sau:
'
6 6 80 480
1/ 2 ( ) 1/ 2 (4 0.3) 1.875
1/ 6 1/ 6 2.4 0.4
f
c
AB
h mm
S B b m
L m
 × = × =

≤ × − = × − = ⇒
 × = × =

Chọn cS =0,4m
Tính:
'
2 250 2 400 1050f cb b S mm= + = + × =
Xác định:
' ' ' 6
0( 0,5 ) 11.5 1050 80 (260 0.5 80) 212.52 10f b f f fM R b h h h Nmm= − = × × × − × = ×
Có max 35 212.52fM kNm M kNm= < = → trục trung hòa qua cánh
Tính:
6
' 2 2
0
35 10
0.043 0.429
11.5 1050 260
m R
b f
M
R b h
α α
×
= = = < =
× ×
0.5(1 1 2 ) 0.5 (1 1 2 0.043) 0.978mξ α⇒ = + − = × + − × =
Tính:
6
2
0
35 10
492
280 0.978 260
s
b
M
A mm
R hξ
×
= = =
× ×
min
0
492
100% 100% 0.76% 0.1%
250 260
sA
bh
µ µ= × = × = > =
×
Tính cốt thép nhịp BC
Tính cốt thép cho gối B và C (momen âm)
Đoạn dầm có momen âm gần như nhau nên ta lấy giá trị lớn hơn để tính cốt thép
chung cho cả hai bên.
cm
Gỉa thiết a=60 mm, 0 650 60 590h h a mm= − = − =
Tại gối A và gối B với M= -167.31 kNm
Tính:
6
2 2
0
167.31 10
0.167 0.429
11.5 250 590
m R
b
M
R bh
α α
×
= = = < =
× ×
0.5(1 1 2 ) 0.5 (1 1 2 0.167) 0.908mξ α⇒ = + − = × + − × =
Trang 38

Tính:
6
2
0
167.31 10
1115
280 0.908 590
s
b
M
A mm
R hξ
×
= = =
× ×
min
0
1115
100% 100% 0.76% 0.1%
250 590
sA
bh
µ µ= × = × = > =
×
Tính cốt thép nhịp BC chịu momen dương: M=+122.9kNm
'
fh =100mm
'
6 6 100 600
1/ 2 ( ) 1/ 2 (4 0.3) 1.875
1/ 6 1/ 6 7.6 1.27
f
c
AB
h mm
S B b m
L m
 × = × =

≤ × − = × − = ⇒
 × = × =

Chọn cS =600mm
Tính:
'
2 250 2 600 1450f cb b S mm= + = + × =
Xác định:
' ' ' 6
0( 0,5 ) 11.5 1450 100 (600 0.5 100) 917.13 10f b f f fM R b h h h Nmm= − = × × × − × = ×
Có max 122.9 917.13fM kNm M kNm= < = → trục trung hòa qua cánh
Tính:
6
' 2 2
0
122.9 10
0.02 0.429
11.5 1450 600
m R
b f
M
R b h
α α
×
= = = < =
× ×
0.5(1 1 2 ) 0.5 (1 1 2 0.02) 0.99mξ α⇒ = + − = × + − × =
Tính:
6
2
0
122.9 10
739
280 0.99 600
s
b
M
A mm
R hξ
×
= = =
× ×
min
0
739
100% 100% 0.49% 0.1%
250 600
sA
bh
µ µ= × = × = > =
×
Tính cốt thép nhịp CD
Tính cốt thép cho gối C(momen âm)
cm
Gỉa thiết a=50mm,ho=h-a=300-50=250 mm
Tại gối C với M= -46.61kNm
Tính:
6
2 2
0
46.61 10
0.259 0.429
11.5 250 250
m R
b
M
R bh
α α
×
= = = < =
× ×
0.5(1 1 2 ) 0.5 (1 1 2 0.259) 0.847mξ α⇒ = + − = × + − × =
Tính:
6
2
0
46.61 10
786
280 0.847 250
s
b
M
A mm
R hξ
×
= = =
× ×
Trang 39

min
0
786
100% 100% 1.26% 0.1%
250 250
sA
bh
µ µ= × = × = > =
×
Tương tự gối D với momen M= -46.61kNm ta được
sA = 2
786mm , 1.26% 0.1%µ = >
Tính cốt thép nhịp CD chịu momen dương M= +36.67kNm
'
fh =80mm
'
6 6 80 480
1/ 2 ( ) 1/ 2 (4 0.3) 1.875
1/ 6 1/ 6 2.1 0.35
f
c
AB
h mm
S B b m
L m
 × = × =

≤ × − = × − = ⇒
 × = × =

Chọn cS =0,35m
Tính:
'
2 250 2 350 950f cb b S mm= + = + × =
Xác định:
' ' ' 6
0( 0,5 ) 11.5 950 80 (260 0.5 80) 192.28 10f b f f fM R b h h h Nmm= − = × × × − × = ×
Có max 36.67 192.28fM kNm M kNm= < = → trục trung hòa qua cánh
Tính:
6
' 2 2
0
36.67 10
0.05 0.429
11.5 950 260
m R
b f
M
R b h
α α
×
= = = < =
× ×
0.5(1 1 2 ) 0.5 (1 1 2 0.05) 0.975mξ α⇒ = + − = × + − × =
Tính:
6
2
0
36.67 10
517
280 0.975 260
s
b
M
A mm
R hξ
×
= = =
× ×
min
0
517
100% 100% 0.8% 0.1%
250 260
sA
bh
µ µ= × = × = > =
×
Trang 40

D1 D4 D7
D-25X30 D-25X65 D-25X30
2400 7600 2100
A B C D
D1 D4 D7
491
747 759 1115
738
1115 786 786
517
3φ18
(763)
3φ16
(603)
3φ18
(763)
3φ16
(603)
2φ18
( 911)
+ 2φ163φ18
( 1165)
+ 2φ163φ18
( 1165)
+ 2φ16
Bố trí cốt thép dầm tầng 2
b. Tính toán cốt thép dọc cho dầm tầng 3
Từ bảng tổ hợp nội lực ta chọn ra nội lực nguy hiểm nhất cho dầm:
D2 D5 D8
D-25X30 D-25X65 D-25X30
2400 7600 2100
A B C D
6.11
25.8 16.69 138.99
111.73
135.57 14.77 26.56
613.81 16.62
ph nầ
tử
ti tế
di nệ
c tố
thép
M b h a ho
αm ζ
As µ
kNm mm mm mm mm mm2 %
AB G i Aố Trên -25.8 250 300 50 250
0.14
4 0.922 400 0.64
G i Bố Trên -16.69 250 300 50 250 0.093 0.951 251 0.4
Trang 41

BC
G i Bố Trên -138.99 250 650 60 590
0.13
9 0.925 910 0.62
Gi aữ
nhip D iướ 111.73 1450 650 50 600
0.01
9 0.991 671 0.45
G i Cố Trên -135.57 250 650 60 590
0.13
5 0.927 885 0.6
CD
G i Cố Trên -14.77 250 300 50 250 0.082 0.957 220 0.35
G i Dố Trên -26.56 250 300 50 250
0.14
8 0.920 413 0.66
D2 D5 D8
D-25X30 D-25X65 D-25X30
2400 7600 2100
A B C D
D2 D5 D8
400 251 910
671
885 220 413
2φ18
(509)
191 231
2φ18
(509)
C.T C.T
2φ18
(911)
+ 2φ162φ18
( 911)
+ 2φ16
2φ18
( 710)
+ 1φ16
Bố trí cốt thép dầm tầng 3
c.Tính toán cốt thép dọc cho dầm tầng mái
D3 D6 D9
D-25X30 D-25X65 D-25X30
2400 7600 2100
A B C D
8.79 26.2 104.58
176.29
103.61 25.43 9.08
Trang 42

Từ bảng tổ hợp nội lực ta chọn ra nội lực nguy hiểm nhất cho dầm:
D3 D6 D9
D-25X30 D-25X65 D-25X30
2400 7600 2100
A B C D
D3 D6 D9
126 381 670 664 370 131
2φ18
(509)
2φ18
(710)
C.T C.T
1065
+1φ16 2φ18
(710)
+1φ16 2φ18
(509)
2φ18
( 1112)
+ 3φ16
Bố trí cốt thép cho dầm tầng mái
2.Tính toán cốt thép đai dầm:
a. Tính toán cốt đai cho dầm khung tầng 2:
Từ bảng tổ hợp nội lực chọn giá trị lực cắt lớn nhất trên từng đoạn dầm như sau:
Trang 43
ph nầ
tử
ti tế
di nệ
c tố
thép
M b h a ho
αm ζ
As µ
kNm mm mm mm mm mm2 %
AB G i Aố Trên -8.79 1050 300 50 250
0.01
2 0.994 126 0.20
G i Bố Trên -26.2 1050 300 50 250 0.035 0.982 381 0.61
BC
G i Bố Trên -104.58 250 650 60 590 0.104 0.945 670 0.45
Gi aữ
nhip D iướ 176.29 1450 650 50 600
0.02
9 0.985 1065 0.71
G i Cố Trên -103.61 250 650 60 590 0.104 0.945 664 0.45
CD
G i Dố Trên -25.43 950 300 50 250
0.03
7 0.981 370 0.59

D4 D7
2400 7600 2100
A B C D
37.62 43.35 104.06
45.11
103.70 45.95 41.18
D1
Dầm tầng 2 có 2 loại tiết diện D-25X30 và D-25X65,ta chọn giá trị lực cắt lớn nhất
cho từng loại tiết diện để tính toán và bố trí cho các đoạn còn lại
Với dầm tiết diện D25×30 chọn Q=45.95(kN).
Số liệu đầu vào bt sw11.5 ;R 0.9MPa;R 175 ; 250 .b oR MPa MPa h mm= = = =
-Kiểm tra điều kiện tính toán
+Điều kiện thứ nhất:
ax 45.95(kN) 2.5 2.5 0.9 250 250 140625 140.625( )m bt oQ R bh N kN= < × = × × × = =
=> Thỏa.
+Điều kiện thứ hai:(lấy c=3ho).
2 2
01.5 1.5 0.9 250 250
28125 28.125( ).
3 250
btR bh
N kN
c
× × ×
= = =
×
45.95( ) 28.125( )Q kN kN= < =>Không thỏa
=>Cần tính toán cốt thép ngang chịu cắt.
-Kiểm tra khả năng chịu ứng suất nén chính của bụng dầm
max 45.95( ) 0.3 0.3 11.5 250 250 215625 215.625 .b oQ kN R bh N kN= ≤ = × × × = =
-Chọn cốt đai
+Chọn đường kính cốt đai φ
đ
=8; a
sw
=50.3mm
2
+Chọn số nhánh đai n=2.
-Tính q
sw
và s
tt
( )
( )
232
2 2
45.95 10
33.37 / .
4.5 4.5 0.9 250 250
sw
bt o
Q
q N mm
R bh
×
= = =
× × ×
Trang 44

( )wmin 0.25 0.25 0.9 250 56,25 / .s btq R b N mm= = × × =
Vậy lấy w 56.25( / )sq kN mm= để tính
Tính:
2
0
0
w
1.5
0.75
bt
s
R bh
c
q
=
=
2
0
1.5 0.9 250 250
707 2 2 250 500
0.75 56.25
mm h mm
× × ×
= > = × =
×
Lấy 0 02 500c h mm= = tính wsq theo công thức sau:
3
0
w w min
0
0.75 56.25 10 0.75 0.9 250 250
37.5
1.5 1.5 250
bt
s s
Q R bh N
q q
h mm
− × − × × ×
= = = <
×
w w
w
2 50.3 175
313
56.25
s s
tt
s
na R
s mm
q
× ×
⇒ = = =
Tính
2 2
0
max max 3
0.9 250 250
: 250
56.25 10
btR bh
s s mm
Q
× ×
= = =
×
Tính: Đoạn dầm gần gối tựa (1/4 nhịp dầm)
Vì h=300 < 450mm nên (300/ 2;150 ) 150cts mm mm≤ =
Tính maxmin( ; ; ) min(313;250;150)tk tt cts s s s mm= = ⇒ chọn 150tks mm=
Đoạn còn lại ở giữa dầm:
(3 300/ 4;500 ) 225cts mm mm≤ × = ⇒ chọn 200tks mm=
Với dầm tiết diện D25×65 chọn Q=104.06(kN).
Số liệu đầu vào bt sw11.5 ;R 0.9MPa;R 175 ; 590 .b oR MPa MPa h mm= = = =
-Kiểm tra điều kiện tính toán
+Điều kiện thứ nhất:
ax 104.06(kN) 2.5 2.5 0.9 250 590 331875 331.875( )m bt oQ R bh N kN= < = × × × = =
=> Thỏa.
+Điều kiện thứ hai:(lấy c=3ho).
2 2
01.5 1.5 0.9 250 590
66375 66.375( ).
3 590
btR bh
N kN
c
× × ×
= = =
×
104.06( ) 66.375( )Q kN kN= < =>Không thỏa
=>Cần tính toán cốt thép ngang chịu cắt.
-Kiểm tra khả năng chịu ứng suất nén chính của bụng dầm
max 104.06( ) 0.3 0.3 11.5 250 590 508875 508.875 .b oQ kN R bh N kN= ≤ = × × × = =
-Chọn cốt đai
Trang 45

+Chọn đường kính cốt đai φ
đ
=8; a
sw
=50.3mm
2
+Chọn số nhánh đai n=2.
-Tính q
sw
và s
tt
( )
( )
232
2 2
104.06 10
30.72 / .
4.5 4.5 0.9 250 590
sw
bt o
Q
q N mm
R bh
×
= = =
× × ×
( )wmin 0.25 0.25 0.9 250 56.25 / .s btq R b N mm= = × × =
Vậy lấy w 56.25( / )sq kN mm= để tính
Tính:
2
0
0
w
1.5
0.75
bt
s
R bh
c
q
=
=
2
0
1.5 0.9 250 590
1668.77 2 2 590 1180
0.75 56.25
mm h mm
× × ×
= > = × =
×
Lấy 0 02 1180c h mm= = tính wsq theo công thức sau:
3
0
w w min
0
0,75 104.06 10 0.75 0.9 250 590
55.08
1,5 1.5 590
bt
s s
Q R bh N
q q
h mm
− × − × × ×
= = = <
×
w w
w
2 50.3 175
313
56.25
s s
tt
s
na R
s mm
q
× ×
⇒ = = =
Tính
2 2
0
max max 3
0.9 250 590
: 753
104.06 10
btR bh
s s mm
Q
× ×
= = =
×
Tính: Đoạn dầm gần gối tựa (1/4 nhịp dầm)
Vì h=650>450mm nên (650/3;300 ) 200cts mm mm≤ =
Tính maxmin( ; ; ) min(313;753;200)tk tt cts s s s mm= = ⇒ chọn 150tks mm=
Đoạn còn lại ở giữa dầm:
(3 650/ 4;500 ) 450cts mm mm≤ × = ⇒ chọn 250tks mm=
Trang 46

D1 D4 D7
2400 7600 2100
A B C D
φ8a150 φ8a150 φ8a250 φ8a150 φ8a150
b. Tính toán cốt đai cho dầm khung tầng 3:
D2 D5 D8
2400 7600 2100
A B C D
27.94 20.03 93.68
34.73
92.91 17.19 29.96
Tính toán tương tự như trên dầm tầng 2 ta được:
-Nhịp AB, CD: Φ8 , 150tks mm=
-Nhịp BC:
+Đoạn gần gối tựa : Φ8 , 150tks mm=
+Đoạn giữa nhịp: Φ8 , 250tks mm=
D2 D5 D8
2400 7600 2100
A B C D
φ8a150 φ8a150 φ8a250 φ8a150 φ8a150
Trang 47

c. Tính toán cốt đai cho dầm khung tầng mái:
D3 D6 D9
2400 7600 2100
A B C D
4.19 18.59 111.01
34.75
110.74 17.70 6.46
Tính toán tương tự như trên dầm tầng 2 ta được:
-Nhịp AB, CD: Φ8 , 150tks mm=
-Nhịp BC:
+Đoạn gần gối tựa : Φ8 , 150tks mm=
+Đoạn giữa nhịp: Φ8 , 250tks mm=
D3 D6 D9
2400 7600 2100
A B C D
φ8a150 φ8a150 φ8a250 φ8a150 φ8a150
3.Tính toán cốt thép cột
-Vật liệu sử dụng:
+Bê tông cấp độ bền B, đổ theo phương thẳng đứng 1.5m và bê tông đóng rắn tự
nhiên có: Rb=11.5MPa; Rbt=0.9MPa; Eb=27000MPa.
+Cốt thép nhóm CII có Rs=Rsc=280MPa; Es=21×104
MPa.
+Tra bảng với bê tông B20 cốt thép CII, hệ số điều kiện làm việc γ=1, ta được
ξR=0.623;αR=0.429.
-Tính toán cốt thép cho cột trục B tầng 1 có các cặp nội lực được chọn từ bảng tổ
hợp:
Trang 48

Ph nầ
tử
Ti tế
di nệ
C pặ
n iộ
l cự
Chi uề
dài
M(kNm) N(KN) Mdh Ndh l0(m) b(cm) h(cm)
C4
Chân
c tộ
1 5.95 -117.58 -502.9 -8.39 -508.51 4.165 25 40
2 5.95 103.91 -513.89 -8.39 -508.51 4.165 25 40
3 5.95 -11.8 -633.09 -8.39 -508.51 4.165 25 40
Đ u c tầ ộ
4 5.95 -62.91 -497.53 16.7 -492.15 4.165 25 40
5 5.95 98.91 -486.53 16.7 -492.15 4.165 25 40
6 5.95 23.55 -616.73 16.7 -492.15 4.165 25 40
Kết quả tổ hợp cột trục B tầng 1 (cột2).
-Tính cốt thép đối xứng cho cặp 1
+Độ lệch tâm tĩnh học
117.58
0,234 234
502.9
M
e m mm
N
= = = =
+Độ lệch tâm ngẫu nhiên:
400 5950
max ; max 13.3; 9.92 13.3
30 600 30 600
a
h H
e mm
   
= = = = = ÷  ÷
   
+Kết cấu thuộc hệ siêu tĩnh: 1max(e ;e ) 234o ae mm= =
+Giả thiết a=a’=40mm.
• 400 40 360oh h a mm= − = − =
• ' 360 40 320o oZ h a mm= − = − =
+ Chiều dài tính toán: 0.7 0.7 5950 4165ol H mm= = × = .
+Tính:
4165
10.4125 4
400
o
h
l
h
λ = = = > => Cần xét ảnh hưởng uốn dọc.
+Tính:
3 3
8 4250 400
13 10
12 12
b
bh
I mm
×
= = = ×
+Giả thiết: 1.8%tµ =
•
2 2
6 4400
1.8% 250 360 40 41.46 10
2 2
s t o
h
I bh a mmµ
   
= − = × × × − = × ÷  ÷
   
•
4
s
3
E 21 10
7.78
27 10bE
α
×
= = =
×
• 0
0.5 0.01 0.01 0.5 0
4165
400
.01 0.01 11.5 0.282min b
l
R
h
δ = − − = − × − × =
• ( )0 0
0.585 max , max 0.585;0.282
234
400
0.585e min
e e
h h
δ δ
 
= = → = = = ÷
 
•
0.11 0.11
1; 0.1 0.1 0.261
0.585
0.10.1
1
p
e
p
Sϕ
δ
ϕ
= = + = + =
++
Trang 49

•
40
1; 200
2 2
0h
y mmβ = = = =
•
8.39 508.51 0,2
1 1 1 1.504 2
117.58 502.9 0,2
dh dh
l
M N y
M Ny
ϕ β
+ + ×
= + = + × = <
+ + ×
+Tính Ncr:
3 8
2 2
0
66.4 6.4 27 10 0.26
4165 1.504
1 13 10
7.78 41.46 10 3438196( )b
cr s
l
E SI
N I N
l
α
ϕ
   × × × ×
= + = + × × = ÷  ÷
  
+Tính: 3
502.9 10
1
3438196
1
1.1
1 1
cr
N
N
η
×
= = =
− −
+Tính e: 0.5 1.1 234 0.5 400 40 417oe e h a mmη= + − = × + × − =
+Xác định sơ bộ vùng nén x1:
3
1
502.9 10
175
11.5 250b
N
x mm
R b
×
= = =
×
+Ta có 2 ' 2 40 80 ; 0,623 360 224R oa mm h mmξ= × = = × =
+Xảy ra trường hợp 12 ' R oa x hξ< < nén lệch tâm lớn.
=>Diện tích cốt thép:
3
' 21
s
( 0.5 ) 502.9 10 (417 360 0.5 175)
A 811
( ') 280(360 40)
o
s
sc o
N e h x
A mm
R h a
− + × × − + ×
= = = =
− −
+Kiểm tra hàm lượng cốt thép:
'
2 811
100 100 1.8%
250 360
s s
t
o
A A
bh
µ
+ ×
= × = × =
×
=>Ta có 1.8%gt ttµ µ= = Vậy diện tích cốt thép là hợp lý.
Tính toán tương tự cho các cặp nội lực còn lại và các cặp nội lực còn lại ta có bảng
tính thép của cột như sau:
Trang 50

C1 25X30
3φ16
Att
s=513mm2
Ach
s=603mm2
C2 25X30
2φ16
Att
s=160mm2
Ach
s=402mm2
C3 25X30
2φ16
Att
s=130mm2
Ach
s=402mm2
C6 25X40
Att
s=654mm2
C5 25X40
Att
s=403mm2
C4 25X40
Att
s=812mm2
Ach
s=942mm2
C9 25X40
Att
s=650mm2
Ach
s=763mm2
C8 25X40
Att
s=471mm2
C7 25X40
Att
s=815mm2
Ach
s=942mm2
C12 25X30
2φ16
Att
s=130mm2
Ach
s=402mm2
C11 25X30
2φ16
Att
s=174mm2
Ach
s=402mm2
C10 25X30
3φ16
Att
s=566mm2
Ach
s=603mm2
Ach
s=763mm2
Ach
s=763mm2
Ach
s=763mm2
A B C D
3φ18 3φ18
3φ18 3φ18
3φ20 3φ20
Hình 20.Bố trí cốt thép dọc một bên tiết diện cho khung trục 9
4.Tính toán cốt thép đai cột
Đường kính cốt đai










≥
mm
đ
5
4
maxφ
φ =
20
5
64
5
mm
mm
 
= ÷⇒ Φ
 ÷ ÷
 
Khoảng cách của cốt đai s
Trang 51

Trong đoạn nối chồng cốt thép dọc: ⇒chọn s=100mm
Trong đoạn đầu cột cần cấu tạo kháng chấn để đảm bảo độ dẻo kết cấu cục bộ,
chiều dài của vùng cấu tạo kháng chấn lcr (chiều dài tới hạn) có thể được tính toán
từ biểu thức sau đây: lcr=max(hc;lcl/6;450) (mm)
Trong đó: hc: kích thước lớn nhất tiết diện ngang của cột
lcl: chiều dài thông thủy của cột
và trong đoạn lcr cốt đai được bố trí dày hơn. Khoảng cách đai bố trí trong vùng
này là s=100mm
Như vậy ta có:
lcr= max(400;(4000-650)/6;450mm)=558mm⇒ chọn lcr=600mm
Khoảng cách: s=100mm
Trong đoạn còn lại khoảng cách cốt đai được xác định:
( ) ( ) ( ) ( )min15 ;500 15 16;500 240s mm mm mm≤ Φ = × = ⇒ chọn s=200mm
Trang 52

Trường hợp chiều cao tiết diện 50ch cm≥ thì cần có cốt dọc phụ. Đường kính cốt
dọc phụ 12Φ ≥
lan
hd
hc
hd'
lcr=600
φ6a100
φ6 a100
thep dai gia cuong
B
Hình 21. Bố trí cốt đai tại đầu cột
Trang 53

φ6 a100
thep dai gia cuong
hc
A
hd'
lan
lan
lcr=600
φ6a100
5.Tính toán cốt thép treo(tính toán giật đứt)
Tại vị trí dầm dọc gối lên dầm khung (không gối lên cột) xuất hiện lực tập trung
dầm dọc tác dụng vào dầm khung gây phá hoại cục bộ cần bố trí cốt thép để chống
lại sự phá hoại này.
Nội lực tính toán được lấy như sau: tại vị trí giao nhau của dầm dọc và dầm khung
của sơ đồ tĩnh tải và hoạt tải ta cộng các giá trị lực tập trung.
TẢI TẬP TRUNG TẦNG MÁI
D-25X30 D-25X65 D-25X30
2400 7600 2100
A B C D
3055.47+1732.8=4788.27
Trang 54

TẢI TẬP TRUNG TẦNG 2,3
D-25X30 D-25X65 D-25X30
2400 7600 2100
A B C D
5712.43+703.96=6416.39
Chọn thép treo dạng đai Ф8, n=2 nhánh, diện tích một nhánh Asw=50,3mm2
.
Thép CI có Rsw = 175mm2
.
Dầm không bị giật đứt khi thỏa mãn điều kiện sau:
1
1
s
os
sw sw
o sw sw
h
F
hh
F nxR A x
h nR A
 
− ÷
   − ≤ ⇒ ≥ ÷
 
Tính toán cốt thép cho tầng 2,3: Lực giật đứt ( )4788.27F daN=
Số cốt treo dạng đai là:
3001 47883 1
600
1.36;
2 175 50.3
s
o
sw sw
h
F
h
x
nR A
   − − ÷  ÷
   ⇒ ≥ = =
× ×
chọn 8.x =
45ο
300 200 300
50300300
650
4788.27
a808φ8
Hình 22. Bố trí cốt đai treo dạng đai dầm tầng 2,3.
Tính toán cốt thép cho dầm tầng mái : lực giật đứt ( )6416.39F daN= .
Số cốt treo dạng đai là:
3001 64164 1
600
1.82;
2 175 50.3
s
o
sw sw
h
F
h
x
nR A
   − − ÷  ÷
   ⇒ ≥ = =
× ×
chọn 8.x =
Trang 55

45ο
300 200 300
50300300
650
6416.39
a808φ8
Hình 23. Bố trí cốt đai treo dạng đai dầm tầng mái.
6. Tính toán cấu tạo các nút khung.
Tính toán cấu tạo nút góc trên cùng. Nút góc là nút giao giữa:
+Phần tử dầm D3 và phần tử cột C3.
+Phần tử dầm D9 và phần tử cột C12.
Chiều dài neo thép ở góc phụ thuộc vào tỉ số eo/hc.
Bảng tổ hợp nội lực cột của phần tử cột C3,C12.
Phần
tử
Tiết diện
Tổ hợp cơ bản tính toán
Mmax Ntư Mmin Ntư Mtư Nmin
C3 Đầu cột 8.79 -25.52 -1.53 -15.55 8.36 -26.63
C12 Đầu cột 0.86 -12.71 -9.08 -22.46 -8.62 -23.3
Phần tử
Tiết
diện
M N hc eo eo/hc
8.79 -25.52 30 34.42 1.15
C3 Đầu cột -1.53 -15.55 30 9.85 0.33
8.36 -26.63 30 31.87 1.06
0.86 -12.71 30 6.73 0.22
C12 Đầu cột -9.08 -22.46 30 40.41 1.35
-8.62 -23.3 30 36.94 1.23
Từ bảng tổ hợp chọn cặp nội lực M,N của phần tử cột C3 có độ lệch tâm eo lớn
nhất là eo/hc=1.15 > 0.5 nên ta cấu tạo cốt thép nút góc trên cùng theo trường hợp
eo/hc> 0.5
Từ bảng tổ hợp chọn cặp nội lực M,N của phần tử cột C12 có độ lệch tâm eo lớn
nhất là eo/hc=1.35 > 0.5 nên ta cấu tạo cốt thép nút góc trên cùng theo trường hợp
eo/hc> 0.5
Vì tỉ số eo/hc lớn nên yêu cầu neo cốt thép chịu kéo trên dầm vào cột càng sâu.
Tùy thuộc vào số lượng thanh thép chịu kéo mà cắt cốt thép chịu kéo ở một hoặc
Trang 56

hai tiết diện. Ở đây cốt thép chịu kéo trên dầm chỉ có 2Ф18 nên chỉ cần cắt tại một
tiết diện, chiều dài đoạn cắt cách mép dưới của dầm một đoạn lan được xác định
theo công thức:
s
an an
b
R
lan
R
ω λ φ
 
= + ∆ ÷
 
Trong đó các hệ số ,an anω λ∆ và các giá trị tối thiểu của anl được cho trong Bảng.
Như vậy với bê tông B20, cốt thép nhóm CII và cốt thép chịu kéo nằm trong vùng
bê tông chịu kéo ta tính được chiều dài đoạn neo là:
2800
0.7 11 18 448 250 600
115
s
an an an
b
R
lan mm mm l mm
R
ω λ φ
   
= + ∆ = + = > ⇒ = ÷  ÷
  
Cốt thép dưới phía dưới của dầm được neo quá mép cột một đoạn 15 .sl φ≥
Với thép 14φ thì tính được 15 15 14 210 250 .sls mm l mmφ≥ = × = ⇒ =
Trường hợp tại tiết diện mép cột xuất hiện mômen dương thì cốt thép phía dưới
của dầm phải được neo vào với đoạn .s anl l=
Để tránh tập trung ứng suất cốt thép dầm neo xuống cột phải được uốn cong với
bán kính 5 5 16 80r mmφ≥ = × = cho trường hợp không cấu tạo nách.
6 a200
Ø6
4* 4Ø16
A D
2Ø14
21
6a200
Ø6
25
25
600300
Ø6a100
6a100
Ø6
2Ø18
22
19
19
6 a100
Ø6
2Ø14
18
2Ø18
22
4*4Ø16
300600
Cấu tạo nút góc khung biên trên cùng
Trang 57

đồ áN btct 2 tính toán và thiết kế kết cấu khung phẳng

Recommandé

Recommandé

Contenu connexe

Tendances

Tendances (20)

Similaire à đồ áN btct 2 tính toán và thiết kế kết cấu khung phẳng

Similaire à đồ áN btct 2 tính toán và thiết kế kết cấu khung phẳng (20)

Plus de https://www.facebook.com/garmentspace

Plus de https://www.facebook.com/garmentspace (20)

Dernier

Dernier (20)

đồ áN btct 2 tính toán và thiết kế kết cấu khung phẳng