Chung cư 23 Pháp Vân - Tứ Hiệp - HN

PHẦN II: KẾT CẤU CHƯƠNG III TÍNH TOÁN SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH Xác định sơ bộ kích dầm và sàn : Kích thước tiết diện dầm Chiều cao dầm được chọn sơ bộ theo công thức sau: hd = trong đó: md: hệ số phụ thuộc vào tính chất của khung và tải trọng: md = 12 16 - đối với dầm khung nhiều nhịp; md = 8 12 - đối với dầm khung một nhịp; md = 12 16 – đối với dầm dầm phụ; ld: nhịp dầm. Bề rộng dầm được chọn theo công thức sau: Kích thước dầm được trình bày trong bảng 2.1 Bảng 3.1: Sơ bộ chọn kích thước dầm Kí hiệu Nhịp dầm (m) Hệ số Chiều cao (cm) Bề rộng (cm) Chọn tiết diện (cmxcm) D1 8.0 12 66.7 33.35 70X30 D2 7.5 12 62.5 31.25 70X30 D3 2.5 12 20.8 10.4 30X10 D4 4.15 12 34.6 17.3 40X20 D5 8.0 14 57.1 28.55 60X30 D6 7.5 14 53.5 26.75 60X30 D7 3.35 14 23.9 11.95 30X20 D8 4.15 14 29.6 14.8 30X20 D9 3.85 14 27.5 13.75 30X20 Xác định chiều dày bản sàn hs Chiều dày bản sàn được chọn sơ bộ theo công thức sau: trong đó: D = 0.81.4  hệ số phụ thuộc tải trọng; ms = 3035 đối với sàn làm việc 1 phương; ms = 4045 đối với sàn làm việc 2 phương; l - độ dài cạnh ngắn của sàn; Chiều dày sàn được trình bày trong bảng 2.2 Bảng 3.2: Sơ bộ chọn chiều dày sàn Ký hiệu Cạnh ngắn ln (m) Cạnh dài ld (m) Tỉ số ld/ln Loại dầm Hệ số D Hệ số ms Diện tích (m2) Chiều dày (cm) S1 4.15 6.19 1.49 sàn 2 phương 1.1 40 25.69 11.41 S2 4.15 5.69 1.37 sàn 2 phương 1.1 40 23.61 11.41 S3 3.35 3.61 1.08 sàn 2 phương 1.1 40 12.09 9.213 S4 3.35 4.61 1.38 sàn 2 phương 1.1 40 15.44 9.213 S5 3.35 3.39 1.01 sàn 2 phương 1.1 40 11.36 9.213 S6 3.35 4.11 1.23 sàn 2 phương 1.1 40 13.77 9.213 S7 3.61 3.85 1.07 sàn 2 phương 1.1 40 13.9 9.928 S8 3.85 4.61 1.2 sàn 2 phương 1.1 40 17.75 10.59 S9 3.39 3.85 1.14 sàn 2 phương 1.1 40 13.05 9.323 S10 3.85 4.11 1.07 sàn 2 phương 1.1 40 15.82 10.59 S11 2.8 3 1.07 sàn 2 phương 1.1 40 8.4 7.7 S12 2.11 4.15 1.97 sàn 2 phương 1.1 40 8.757 5.803 S13 2.11 8.00 3.78 sàn 1 phương 1.1 35 16.88 6.6 S14 1.81 4.15 2.27 sàn 1 phương 1.1 35 7.439 5.689 S15 2.5 7.5 3 sàn 1 phương 1.1 35 18.75 7.857 S16 2.5 8.0 3.2 sàn 1 phương 1.1 35 20 7.857 Sơ bộ chọn chiều dày bản sàn hs = 100mm Ghi chú: Ở đây, đối với những sàn ở khu vệ sinh do dùng vật liệu chống thấm có Dung trọng nhỏ và độ dày lớp chống thấm không lớn nên ta bỏ qua tải trọng của các lớp chống thấm. Hình 3.1: Mặt bằng bố trí dầm sàn tầng điển hình Xác định tải trọng tác dụng lên sàn Tải trọng thường xuyên Trọng lượng bản thân sàn và các lớp cấu tạo Công thức tính: gs = (daN/m2) trong đó: gi - khối lượng riêng của lớp thứ i; ni - hệ số độ tin cây; - độ dày lớp thứ i. Các lớp cấu tạo sàn được thể hiện ở hình 2.2: Hình 3.2: Các lớp cấu tạo sàn Kết quả tính toán được trình bày trong bảng 2.3. Bảng 3.3: Xác định trọng lượng các lớp cấu tạo STT Các lớp cấu tạo gi (daN/m3) ni gctc (daN/m2) gctt (daN/m2) 1 Gạch ceramic 2000 10 1.1 20 22 2 vửa lót 1800 30 1.3 54 70.2 3 sàn BTCT 2500 100 1.1 250 275 4 Vửa trát trần 1800 15 1.3 27 35.1 5 Trần treo 1.2 100 120 Tổng 451 522.3 gstt = 522.3 daN/m2 Trọng lượng tường ngăn Trọng lượng tường ngăn trên sàn được qui đổi thành tải trọng phân bố đều trên sàn (cách tính này đơn giản mang tính chất gần đúng). Tải trọng tường ngăn có xét đến sự giảm tải (trừ đi 30% diện tích lổ cửa) được tính theo công thức: gtqđ = trong đó: n – hệ số tin độ cậy; lt – chiều dài tường; ht – chiều cao tường; - trọng lượng đơn vị tường tiêu chuẩn, =180daN/m2 (tường xây 100). Kết quả tính toán được trình bày trong bảng 3.4 Bảng 3.4: Tính tải trọng tường qui đổi Ký hiệu Diện tích sàn A Chiều dài tường lt (m) Chiều cao tường ht h(m) (daN/m2) Hệ số độ tin cậy n Tri tiêu chuẫn trọng lượng tường qui đổi gtct Trọng lượng tường qui đổi gtqđ(daN/m2) 12 8.4 2.8 3.5 180 1.3 147 191.1 14 7.4 1.7 3.5 180 1.3 101.3 131.7 Ghi chú: Đối với sàn những sàn S14: chọn sàn có mật độ tường nhiều nhất để xác định tải trọng tường qui đổi (đơn giản trong tính toán và thiên về an toàn). Tải trọng tạm thời Tải trọng tạm thời (hoạt tải) tiêu chuẩn phân bố đều trên sàn lấy theo bảng 3 TCVN 2737-1995: pstt = ptc.n (daN/m2) trong đó: ptc – tải trọng tiêu chuẩn lấy theo bảng 3 TCVN 2737- 1995 phụ thuộc vào công năng cụ thể của từng phòng; n – hệ số vượt tải, theo TCVN 2737- 1995: n = 1.3 ptc < 200 daN/m2 n = 1.2 ptc >200 daN/m2 Theo TCVN 2737-1995, khi tính bản sàn, tải trọng toàn phần trong bảng 3 được phép giảm tải như sau: Đối với các phòng ở mục 1,2,3,4,5 bảng 3 nhân với hệ số (A > A1 = 9m2) Đối với các phòng ở mục 6,7,8,9,10,12,14 bảng 3 nhân với hệ số (A > A2 = 36m2) Kết quả tính toán được trình bày trong bảng 3.5. Bảng 3.5: Hoạt tải tính toán các ô sàn Ký hiệu Công năng Diện tích(m2) Hệ số Hoạt tải tiêu chuẩn (daN/m2) Hệ số vượt tải n Hoạt tải tính toán (daN/m2) S1 Phòng khách, phòng ăn, buồng vệ sinh, phòng tắm,bếp 25.69 0.76 150 1.3 148.2 S2 Phòng khách 23.61 0.77 150 1.3 150.15 S3 Phòng khách, phòng ăn 12.09 0.92 150 1.3 179.4 S4 Phòng ngủ 15.44 0.86 150 1.3 167.7 S5 Phòng ngủ 11.36 0.93 150 1.3 181.35 S6 Phòng ngủ 13.77 0.89 150 1.3 173.55 S7 Phòng ngủ 13.9 0.88 150 1.3 171.6 S8 Phòng ngủ, phòng giặt 17.75 0.83 150 1.3 161.85 S9 Phòng ngủ 13.05 0.9 150 1.3 175.5 S10 Phòng ngủ 15.82 0.85 150 1.3 165.75 S11 Hành lang 8.4 1.02 300 1.2 367.2 S12 Hành lang 8.757 1.01 300 1.2 362.98 S13 Sảnh tầng 16.88 0.83 300 1.2 298.8 S14 Hành lang 7.439 1.06 300 1.2 381.58 S15 Hành lang 18.75 0.82 300 1.2 293.65 S16 Hành lang 20 0.8 300 1.2 288.9 Tính toán các ô bản sàn Tính ô bản sàn 1 phương (ô bản thuộc loại dầm) Theo bảng 3.2 các ô bản loại dầm gồm các ô sau đây:S13, S14,S15,S16. Các giả thiết khi tính toán: Các ô bản loại dầm được tính toán như ô bản đơn, không xét đến ảnh hưởng của các ô kế cân; Các ô ban được tính theo sơ đàn hồi; Cắt một dải bản có bề rộng 1m theo phương cạnh ngắn để tính toán; Nhịp tính toán là khoảng cách giữa tim mép dầm.. a. Xác định sơ đồ tính toán của sàn Xét liên kết giữa dầm với sàn theo tỉ số giữa chiều cao dầm và sàn: Do hd 400 (xem bảng 3.1) và hs =100 >3 Bản sàn gàm vào dầm. Sơ đồ tính thể hiện trên hình 3.3 Hình 3.3: sơ đồ tính sàn một phương Xác định nội lực Giá trị moment gối và moment nhịp của dải bản được tính theo công thức sau: - Moment nhịp: Mnh = - Moment gối: Mg = Trong đó: q – tải trong toàn phần, q = gstt + gtqđ + pstt; L – nhịp tính toán. Kết quả được trình bày trong bảng 2.7 Bảng 3.6: Xác định nội lực ký hiệu nhịp L(m) tỉnh tải hoạt tải pstt (daN/m2) tải trọng toàn phần q (daN/m2) giá trị moment gstt (daN/m2) gtqđ (daN/m2) Mg (daNm) Mnh (daNm) S13 2.11 522.3 298.8 821.1 304.63 152.32 S14 1.81 522.3 131.7 381.58 1035.58 282.72 141.36 S15 2.5 522.3 - 293.65 815.95 424.97 212.48 S16 2.5 522.3 - 288.9 811.2 422.5 211.25 Tính toán cốt thép Ô bản được tính toán như cấu kiện chịu uốn. Giả thiết tính toán: a = 1.5 cm - khoảng cách từ trọng tâm cốt thiép đến mép bê tông chịu kéo; ho - Chiều cao có ích của tiết diện. ho = hs – a =10 – 1.5 = 8.5 cm; b =100 cm - bề rộng tính toán của dải bản. Đặc trưng vật liệu cho ở bảng 3.8 Bảng 3.7 : Đặc trưng vật liệu Bê tông M300 Cốt thép CI Rn (daN/cm2) Rk Eb Ao Ra Ra’ Ea (daN/cm2) (daN/cm2) (daN/cm2) (daN/cm2) (daN/cm2) (daN/cm2) 130 10 2,9.105 0.58 2000 2000 2,1.106 Diện tích cốt thép được tính theo công thức sau: Trong đó: với A = Kiểm tra hàm lượng thép m theo điều kiện sau: Trong đó: min = 0.05% (theo bảng 15 TCVN 5574 : 1991) Giá trị hợp lý nằm trong khoảng 0.3% 0.9% [1] Kết quả tính toán được trình bày trong bảng 3.9 Bảng 3.8 : Bảng tính và chọn thép Ký hiệu Vị trí Giá trị momrent (daNm) b (cm) ho (cm) A α Fatt (cm2) chọn thép % Nhận xét a Fa chọn (cm2) S13 Gối 304.63 100 8.5 0.032 0.033 1.82 6 150 1.89 0.22 thỏa Nhịp 152.32 100 8.5 0.016 0.016 0.9 6 200 1.41 0.16 thỏa S14 Gối 282.72 100 8.5 0.03 0.031 1.69 6 150 1.89 0.22 thỏa Nhịp 141.36 100 8.5 0.015 0.015 0.84 6 200 1.41 0.16 thỏa S15 Gối 424.97 100 8.5 0.045 0.046 2.56 8 200 2.50 0.29 thỏa Nhịp 212.48 100 8.5 0.023 0.023 1.26 6 200 1.41 0.16 thỏa S16 Gối 422.5 100 8.5 0.045 0.046 2.54 8 200 2.5 0.29 thỏa Nhịp 211.25 100 8.5 0.022 0.023 1.26 6 200 1.41 0.16 thỏa Tính toán các bản sàn làm việc 2 phương (bản kê 4 cạnh) Các ô bản loại bản kê 4 cạnh là: S1, S2, S3, S4…S12. Giả thiết tính toán: Ô bản được tính toán như ô bản đơn, không xét đến sự ảnh hưởng của ô bản bên cạnh. Ô bản đươc tính theo sơ đồ đàn hồi Cắt 1 dải bản có bề rộng là 1m theo phương cạnh ngắn và cạnh dài để tính toán. Nhịp tính toán là khoảng cách gi ữa hai trục dầm. Xác định sơ đồ tính của bản sàn Ta cũng xét tỉ số hd/hs để xác định liên kết giữa cạnh bản sàn với dầm. Điều kiện tương tự như 3.3.1.a. Do đó các ô bản S1, S2, S3, …S12. có cùng một sơ đồ tính là ngàm 4 cạnh như hình 3.4. Hình 3.4: Sơ đồ tính và vị trí moment ở nhịp và gối theo 2 phương Xác định nội lực Do 4 cạnh đều là ngàm nên bản thuộc ô bản số 9 trong 11 loại ô bản Nội lực (moment)của ô bản xác định như sau: Theo phương cạnh ngắn ln Ở gối: MI = k91.P Ở nhịp: M1 = m91.P Theo phương cạnh dài ld Ở gối: MII = k92.P Ở nhịp: M2 = m92.P Trong đó: - k91, k92, m91, m92 là các hệ số tra bảng phụ thuộc vào tỉ số ld/ln và loại ô bản (ô bản số 9). [2] - P = q. ld.ln (được tính trong bảng 3.10). - q = gstt + gsqđ + qstt (được tính theo bảng 3.10). Bảng 3.9: Xác định lực P tác dụng lên từng ô sàn Ký hiệu ln (m) ld (m) gstt (daN/m2) gsqđ (daN/m2) PStt (daN/m2) q (daN/m2) P (daN) S1 4.15 6.19 522.3 - 148.2 670.5 17224.1 S2 4.15 5.69 522.3 - 150.15 672.45 15878.9 S3 3.35 3.61 522.3 - 179.4 701.7 8486.01 S4 3.35 4.61 522.3 - 167.7 690 10656 S5 3.35 3.39 522.3 - 181.35 703.65 7991 S6 3.35 4.11 522.3 - 173.55 695.85 9580.81 S7 3.61 3.85 522.3 - 171.6 693.9 9644.17 S8 3.85 4.61 522.3 - 161.85 684.15 12142.6 S9 3.39 3.85 522.3 - 175.5 697.8 9107.34 S10 3.85 4.11 522.3 - 165.75 688.05 10887.4 S11 2.8 3 522.3 191.1 367.2 1080.6 9077.04 S12 2.11 4.15 522.3 362.98 885.28 7751.95 Bảng 3.10: Xác định moment ở nhịp và gối trong từng ô sàn Ký hiệu ln (m) ld (m) ld/ln P (daN) m91 M1 (daNm/m) m92 M2 (daNm/m) k91 MI (daNm/m) S1 4.15 6.19 1.49 17224.1 0.0208 358.26 0.0093 160.18 0.0464 799.2 S2 4.15 5.69 1.37 15878.9 0.0210 333.46 0.0115 182.61 0.0474 752.66 S3 3.35 3.61 1.08 8486.01 0.0194 164.63 0.0161 136.62 0.0450 381.87 S4 3.35 4.61 1.38 10656 0.0210 223.78 0.0107 114.02 0.0473 504.03 S5 3.35 3.39 1.01 7991 0.0179 143.04 0.0179 143.04 0.0417 333.22 S6 3.35 4.11 1.23 9580.81 0.0207 198.32 0.0133 127.42 0.0473 453.17 S7 3.61 3.85 1.07 9644.17 0.0187 180.35 0.0171 164.92 0.0437 421.45 S8 3.85 4.61 1.2 12142.6 0.0204 247.71 0.0142 172.43 0.0461 559.78 S9 3.39 3.85 1.14 9107.34 0.0200 182.15 0.0150 136.61 0.0468 426.22 S10 3.85 4.11 1.07 10887.4 0.0194 211.21 0.0171 186.17 0.0437 475.78 S11 2.8 3 1.07 9077.04 0.0187 169.74 0.0171 155.22 0.0437 396.67 S12 2.11 4.15 1.97 7751.95 0.0186 144.19 0.0049 37.985 0.0400 310.08 Tính toán cốt thép Ô bản được tính như cấu kiện chịu uốn. Giả thiết tính toán: a1 =1.5 cm khoàng cách từ trọng tâm cốt thép theo phương cạnh ngắn đến mép bê tông chịu kéo. a2 =2 cm khoàng cách từ trọng tâm cốt thép theo phương cạnh dài đến mép bê tông chịu kéo. ho Chiều cao có ích của tiết diện: ho1 = hs – a1= 10 – 1.5=8.5 ho1 = hs – a2= 10 – 2=8 bề rộng tính toán của dải bản b =100cm Đặc trưng vật liệu theo bảng 3.8, công thức tính toán và kiểm tra hàm lượng m tương tự như ở mục 3.3.1.c. Kết quả tính toán được trình bày trong bảng 3.1 Bảng 3.11 : Tính và chọn thép sàn 2 phương Ký hiệu Vị trí Giá trị moment daNm/m b (cm) h01 (cm) h02 (cm) A a Fatt (cm2/m) chọn thép m% Nhận xét f a Fachọn (cm2/m) S1 M1 358.26 100 8.5 0.038 0.039 2.15 8 200 2.5 0.29 thỏa M2 160.18 100 8 0.019 0.019 1.01 6 200 1.41 0.18 thỏa MI 799.2 100 8.5 0.085 0.089 4.92 8 100 5.03 0.59 hợp lý MII 354.82 100 8 0.043 0.044 2.27 8 150 3.35 0.39 hợp lý S2 M1 333.46 100 8.5 0.036 0.036 2 8 200 2.5 0.29 thỏa M2 182.61 100 8 0.022 0.022 1.15 6 200 1.41 0.18 thỏa MI 752.66 100 8.5 0.08 0.084 4.62 8 100 5.03 0.59 hợp lý MII 416.03 100 8 0.05 0.051 2.67 8 150 3.35 0.39 hợp lý S3 M1 164.63 100 8.5 0.018 0.018 0.98 6 200 1.41 0.17 thỏa M2 136.62 100 8 0.016 0.017 0.86 6 200 1.41 0.18 thỏa MI 381.87 100 8.5 0.041 0.042 2.29 8 200 2.5 0.29 thỏa MII 315.68 100 8 0.038 0.039 2.01 8 200 2.5 0.31 hợp lý S4 M1 223.78 100 8.5 0.024 0.024 1.33 6 200 1.41 0.17 thỏa M2 114.02 100 8 0.014 0.014 0.72 6 200 1.41 0.18 thỏa MI 504.03 100 8.5 0.054 0.055 3.05 8 150 3.35 0.39 hợp lý MII 255.74 100 8 0.031 0.031 1.62 6 150 1.89 0.24 thỏa S5 M1 143.04 100 8.5 0.015 0.015 0.85 6 200 1.41 0.17 thỏa M2 143.04 100 8 0.017 0.017 0.9 6 200 1.41 0.18 thỏa MI 333.22 100 8.5 0.035 0.036 2 8 200 2.5 0.29 thỏa MII 333.22 100 8 0.04 0.041 2.13 8 200 2.5 0.31 hợp lý S6 M1 198.32 100 8.5 0.021 0.021 1.18 6 200 1.41 0.17 thỏa M2 127.42 100 8 0.015 0.015 0.8 6 200 1.41 0.18 thỏa MI 453.17 100 8.5 0.048 0.049 2.73 8 150 3.35 0.39 hợp lý MII 290.3 100 8 0.035 0.036 1.85 6 150 1.89 0.24 thỏa S7 M1 180.35 100 8.5 0.019 0.019 1.07 6 200 1.41 0.17 thỏa M2 164.92 100 8 0.02 0.02 1.04 6 200 1.41 0.18 thỏa MI 421.45 100 8.5 0.045 0.046 2.54 8 200 2.5 0.29 thỏa MII 379.98 100 8 0.046 0.047 2.43 8 200 2.5 0.31 hợp lý S8 M1 247.71 100 8.5 0.026 0.027 1.48 6 200 1.41 0.17 thỏa M2 172.43 100 8 0.021 0.021 1.09 6 200 1.41 0.18 thỏa MI 559.78 100 8.5 0.06 0.061 3.4 8 150 3.35 0.39 hợp lý MII 394.64 100 8 0.047 0.049 2.53 8 200 2.5 0.31 hợp lý S9 M1 182.15 100 8.5 0.019 0.02 1.08 6 200 1.41 0.17 thỏa M2 136.61 100 8 0.016 0.017 0.86 6 200 1.41 0.18 thỏa MI 426.22 100 8.5 0.045 0.046 2.57 8 200 2.5 0.29 thỏa MII 317.85 100 8 0.038 0.039 2.03 8 200 2.5 0.31 hợp lý S10 M1 211.21 100 8.5 0.022 0.023 1.26 6 200 1.41 0.17 thỏa M2 186.17 100 8 0.022 0.023 1.18 6 200 1.41 0.18 thỏa MI 475.78 100 8.5 0.051 0.052 2.87 8 150 3.35 0.39 hợp lý MII 428.96 100 8 0.052 0.053 2.75 8 150 3.35 0.42 hợp lý S11 M1 169.74 100 8.5 0.018 0.018 1.01 6 200 1.41 0.17 thỏa M2 155.22 100 8 0.019 0.019 0.98 6 200 1.41 0.18 thỏa MI 396.67 100 8.5 0.042 0.043 2.38 8 200 2.5 0.29 thỏa MII 357.64 100 8 0.043 0.044 2.29 8 200 2.5 0.31 hợp lý S12 M1 144.19 100 8.5 0.015 0.015 0.85 6 200 1.41 0.17 thỏa M2 37.985 100 8 0.005 0.005 0.24 6 200 1.41 0.18 thỏa MI 310.08 100 8.5 0.033 0.034 1.86 6 150 1.89 0.22 thỏa MII 82.946 100 8 0.01 0.01 0.52 6 200 1.41 0.18 thỏa Ghi chú: khi bố trí thép, đối với thép mũ trên gối chọn giá trị thép lớn đem bố trí. KẾT LUẬN: Các kết quả tính toán đều thỏa mản khả năng chịu lực và các điều kiện kiểm tra nên các giả thiết ban đầu đặt ra là hợp lý. Tính toán và kiểm tra độ võng Điều kiện về độ võng f < [f] trong đó: f – Độ võng tính toán [f] – độ võng giới hạn lấy theo bảng 2 TCVN 5574 : 1991 Tính toán độ võng giống như đối với dầm đơn giãn 2 đầu ngàm. Sàn 1 phương Tính độ võng của ô sàn S15 Ta có: f = b = 5/48 ( theo phụ lục 5 TCVN 5574 : 1991) (dầm đơn giản tải phân bố đếu) M = 177.8 daNm C = 2: khi taûi taùc duïng daøi haïn B = kd ´ Eb ´ Jtd kd = 0.85: heä soá xeùt ñeán bieán daïng deûo cuûa beâ toâng; Jtd = Eb = 2.9´105 kG/cm2 B = 0.85 ´ 2.9 ´ 105 ´ 8333.33 = 20541 ´ 105 cm2 Khi ñoù: f = mm f = 2.3 mm < [ f ] = 25 mm → thỏa [f] = L/200 = 3000/200 = 15mm > f = 5.2mm → thỏa Sàn 2 phương Tính độ võng ô sàn lớn nhất S1: Theo phương cạnh dài (L=6.25m): Ta có: f = b = 5/48 ( theo phụ lục 5 TCVN 5574 : 1991) (dầm đơn giản tải phân bố đếu) M = 159.2 daNm C = 2: khi taûi taùc duïng daøi haïn B = kd ´ Eb ´ Jtd kd = 0.85: heä soá xeùt ñeán bieán daïng deûo cuûa beâ toâng; Jtd = Eb = 2.9´105 kG/cm2 B = 0.85 ´ 2.9 ´ 105 ´ 8333.33 = 20541 ´ 105 cm2 Khi ñoù: f = mm f = 6.3 mm < [ f ] = 25 mm → thỏa theo phương cạnh ngắn (L=4.0m): ta có: f = b = 5/48 ( theo phụ lục 5 TCVN 5574 : 1991) (dầm đơn giản tải phân bố đếu) M = 466.84 daNm C = 2: khi taûi taùc duïng daøi haïn B = kd ´ Eb ´ Jtd kd = 0.85: heä soá xeùt ñeán bieán daïng deûo cuûa beâ toâng; Jtd = Eb = 2.9´105 kG/cm2 B = 0.85 ´ 2.9 ´ 105 ´ 8333.33 = 20541 ´ 105 cm2 Khi ñoù: f = mm f = 7.6 mm < [ f ] = 25 mm → thỏa 3.5. Bố trí thép sàn Cốt thép sàn được bố trí trong bản vẽ KC-01/08 CHƯƠNG IV TÍNH TOÁN CẦU THANG Cấu tạo cầu thang Hình 1: Mặt bằng và mặt cắt ngang cầu thang Xác định tải trọng Chọn kích thước của bậc thang, chiều dày bản thang Chọn chiều dày bản thang hbt = 14cm. Kích thước bậc thang được chọn theo công thức sau: 2hb + lb = (60÷62) cm Ta chọn hb = 16cm, suy ra lb = 28cm. Tải trọng thường xuyên (tĩnh tải) Tĩnh tải gồm trọng lượng bản thân các lớp cấu tạo. Chiếu nghỉ: Trọng lượng bản thân các lớp cấu tạo được xác định theo công thức: gc = (daN/m2) trong đó: - khối lượng của lớp thứ i; - chiều dày của lớp thứ i; ni – hệ số độ tin cây của lớp thứ i. Bảng 1: Xác định trọng lượng các lớp cấu tạo của bản chiếu nghỉ và chiếu tới STT Vật liệu (mm) (daN/m3) Hệ số độ tin cậy n gi (daN/m2) 1 Đá granit 10 2000 1.3 26 2 Vửa xi măng 20 1800 1.3 46.8 3 Bản BTCT 140 2500 1.1 385 4 Vửa trát 15 1800 1.3 35.1 gctt 492.9 Bản thang (phần bản nghiêng) Trọng lượng bản thân các lớp cấu tạo được xác định theo công thức: gb = (daN/m2) trong đó: - khối lượng của lớp thứ i; - chiều dày tương đương của lớp thứ i; + Đối với các lớp gạch ( đá hoa cương, đá mài…) và lớp vữa có chiều dày chiều dày tương đương được xác định như sau: - góc nghiêng của cầu thang. + Đối với bậc thang xây gạch có kích thước lb, hb, chiều dày tương đương được xác định như sau: ni – hệ số độ tin cây của lớp thứ i. Hình 2: Các lớp cấu tạo bản thang Bảng 2: Bảng tính chiều dày tương đương các lớp cấu tạo bản thang. STT Vật liệu lb(mm) hb(mm) (mm) a(độ) (mm) 1 Đá mài 280 160 10 30 14 2 Vửa xi măng 280 160 20 30 27 3 Bậc xây gạch 280 160 - 30 69 4 Vửa trát 280 160 15 30 20 Bảng 3: Xác định tải trọng các lớp cấu tạo bản thang STT Vật liệu (mm) (daN/m3) n gi (daN/m2) 1 Đá mài 14 2000 1.1 22 2 Vửa xi măng 27 1800 1.3 63.18 3 Bậc thang 69 1800 1.3 189.75 4 Bản BTCT 140 2500 1.1 385 5 Vửa trát 20 1800 1.3 46.8 gbtt 706.73 Tải trọng do lan can truyền vào bản thang qui về tải trọng phân bố đều trên bản thang. Trọng lượng của lan can gtc =30 daN/m. Do đó qui tải lan can trên đơn vị m2 bản thang: glc = 30/1.2=25 (daN/m2). Tải trọng tạm thời (hoạt tải) Hoạt tải tiêu chuẩn phân bố đều trên bản thang và bản chiếu nghĩ lấy theo bảng 3 TCVN 2737:1995: ptt = ptc.n (daN/m2) trong đó: ptc – tải trọng tiêu chuẩn lấy theo bảng 3 TCVN 2737:1995, đối với cầu thang chung cư lấy ptc = 300 (daN/m2). n – Hệ số đô tin cậy, theo TCVN 2737:1995: n = 1.3 ptc < 200 (daN/m2) n = 1.2 ptc 200 (daN/m2). Như vậy ptt = 300x1.2 = 360 (daN/m2). Tải trọng toàn phần Tải trong toàn phần tác dụng lên bảng thang: qbttt = gbtt +glc + ptt = 706.73 +25+ 360 = 1092 (daN/m2). Tải trong toàn phần tác dụng lên chiếu nghĩ, chiếu tới: qcnttt = gctt + ptt = 492.9 + 360 = 853 (daN/m2). Tính toán các bộ phận cầu thang Bản thang Sơ đồ tính Cắt 1 dải bản có bề rộng 1m để tính. Sơ đồ tính của bản thang được thể hiện trên hình 3.3. Hình 3: Sơ đồ tính bản thang Xác định nội lực và phản lực gối tựa bản thang Dùng phần mềm sap 2000 để tính toán nội lực cho vế 1 và vế 2 : Kết quả phần mềm xuất ra: Vế 1: Moment ghi rõ trên biểu đồ moment, hình 3.4 Hình 4: Biểu đồ moment của vế 1 Phản lực gối tựa(xem hình 4.5): Hình 5: Phản lực gối tựa vế 1 Gối A: VA = 3980 (daN); Gối B: VB = 3440 (daN). Tính toán cốt thép Do hai vế giống nhau (nội lực gần bằng nhau) nên chỉ tính toán cho vế 1, vế 2 bố trí thép tương tự. Sử dụng moment lớn nhất để tình và bố trí thép. Bản thang được tính như cấu kiện chịu uốn. Giả thiết tính toán: a = 1.5 khoảng cách từ trọng tâm cốt thép đến mép bê tông chịu kéo; ho = 14-1.5=12.5 cm chiểu cao có ích của tiết diện; b = 100cm bề rộng tính toán của dải Đặc trưng vật liệu sử dụng tính toán trình bày trong bảng 4.4. Bảng 4: Đặc trương vật liệu Bê tông M300 Cốt thép CI Rn (daN/cm2) Rk (daN/cm2) Eb (daN/cm2) Ra (daN/cm2) Ra’ (daN/cm2) Ea (daN/cm2) 130 10 2.9x105 0.58 2000 2000 2.1x106 Công thức tính toán cốt thép và kiểm tra hàm lượng cốt thép m% tương tự như mục 3.3.1.c. Kết quả tính toán được trình bày trong bảng 4.4. Bảng 5: Bảng tính thép Vị trí Giá trị moment (daNm) b(cm) ho(cm) A a Fatt (cm2) chọn thép m% Nhận xét F(mm) a(mm) Fachọn (cm2) GốiA 1908 100 12.5 0.0939 0.099 8.029 12 140 8.07 0.64 Thỏa Nhịp 3339 100 12.5 0.1644 0.181 14.68 12 80 14.13 1.13 Thỏa Dầm chiếu nghĩ (DCN) Dầm có kích thước, sơ đồ tính,. Tải trọng tác dụng Trọng lượng bản thân dầm gd = b.h.g.n = 0.2x0.4x2500x1.1 = 220(daN/m) Tải trọng do bản thang truyền vào (phản lực gối tựa) gbt = 3440(daN/m) Trọng lượng tường xây trên dầm: gt=0.2x1.75x1.1x1800=693 (daN/m) Tổng tải trọng tác dụng qdcntt = gd + gbt =220 + 693+3440 = 4353 (daN/m). Sơ đồ tính Sơ đồ tính xem hình 4.8 Hình 6: sơ đồ tính của dầm chiếu nghỉ Xác định nội lực Moment: Mmax = (daNm) Lực cắt: Qmax = (daNm) q = qdcntt = 4353 daN/m: tải trọng toàn phần; l =4.15m: chiều dài dầm. Tính toán cốt thép Tính toán cốt thép dọc Giả thiết tính toán: a = 2 cm khoảng cách từ trọng tâm cốt thép đến cấu vùng bê tông chịu kéo; ho = 40-4 =36 cm chiều cao có ích của tiết diện. Đặc trưng vật liệu cho trong bảng 4.6. Bảng 6: Đặc trưng vật liệu Bê tông M300 Cốt thép CII Rn (daN/cm2) Rk (daN/cm2) Eb (daN/cm2) Ra (daN/cm2) Ra’ (daN/cm2) Ea (daN/cm2) 130 10 2.9x105 0.58 2600 2600 2.1x106 Công thức tính thép, kiểm tra hàm lượng thép tương tự như mục 3.3.1.c. Kết quả tính thép được trình bày trong bảng 4.7. Bảng 7: Kết quả tính thép dầm chiếu nghĩ Dầm Giá trị moment (daNm/m) ho b (cm) ho (cm) A a Fa(cm2) Chọn thép m% Nhận xét F Số thanh Fachọn (cm2) chiếu nghỉ 9371 20 36 0.278 0.33 10.03 18 4 10.18 0.014 thoả Tính toán cốt đai Dùng lực cắt Q = 9032 daN để tính cốt đai. Xét điều kiện bố trì cốt đại: k1.Rk .b.ho ≤ Q ≤ ko.Rn .b.ho Ta có: Q ≤ ko.Rn .b.ho = 0.35x130x20x36 = 32760 (daN) Q ≤ k1.Rk .b.ho = 0.6x10x20x36 = 4320 (daN) Phải tính toán cốt đai. Chọn đai F6 (A= 0.283), đai hai nhánh (n=2), bước đai u=150. Khả năng chịu lực cắt của đai qđ = Khả năng chịu lực cắt của đai và bê tông Qđb = > Q Vậy cốt đai đủ khả năng chịu lực cắt. Chiều cao dầm h = 400 do đó: Trong phạm vi ¼ nhịp dầm bố trí đai F6a150 đảm bảo khoảng cách cốt đai không vượt quá bước đai theo cấu tạo h/2 = 400/2 =200, Đoạn giữa nhịp còn lại bố trí đai F6a250 đảm bảo khoảng cách cốt đai không lớn hơn 3h/4 = 3x300/4= 300. Kết luận Các kết quả tính toán đều thỏa mản các điều kiện và giả thiết đặt ra ban đầu. Bố trí thép Bố trí thép được thể hiện cụ thể trong bản vẽ KC- 02/08 CHƯƠNG V TÍNH TOÁN HỒ NƯỚC MÁI Công năng và kích thước hồ nước mái Hồ nước mái có nhiệm vụ cung cấp toàn bộ nước sinh hoạt cho tòa nhà và phục vụ cho công tác cứu hỏa. Sơ bộ tính nhu cầu dùng nước của chung cư như sau: Cứ một người một ngày đêm dùng 200l, chung cư có 9 tầng, mổi tầng có 11 căn hộ, mổi căn hộ có khoảng 5 người. Do đó lượng nước yêu cầu mổi ngày cần cấp cho chung cư là: Vyc = 200x9x11x5 = 99000 (lít) = 99 m3 Dựa vào nhu cầu sử dụng đó ta bố trí 2 hồ nước mái giống nhau trên sân thượng (xem bản vẽ mặt bằng mái). Kích thước hồ nước mái được thể hiện cụ thể trên hình 4.1. Thể tích 1 hồ nước mái là: Vhồ = 7.5x8x1.6= 96 (m3) Vì vậy việc bơm nước vào hồ nước mái sẽ diễn ra 2 ngày bơm một lần. Hình 5.1: Mặt bằng bản nắp hồ nước mái Hình 5.2: Mặt cắt ngang hồ nước mái Hình 5.3: Mặt cắt dọc hồ nước mái Tải trọng tác dụng Xác định sơ bộ kích thước các bộ phận hồ nước mái Chọn chiều dày bản Chọn chiều dày bản theo công thức: hb = trong đó: D = 0.8 ÷ 1.4 – hệ số kinh nghiệm phụ thuộc hoạt tải sử dụng; m = 30÷ 35 – đối với bản một phương; m = 40÷ 45 – đối với bản kê 4 cạnh; l – nhịp cạnh ngắn của ô bản. Do đó chiều dày ô bản được sơ bộ xác định theo bảng 4.1 Bảng 5.1: chiều dày ô bản Tên cấu kiện D m ln (m) htính (m) hchọn (cm) Bản nắp 0.8 40 3.75 7.5 8 Bản thành 1.4 30 1.6 7.4 10 Bản đáy 1.4 40 3.75 13.25 12 Xác định sơ bộ kích thước dầm Dựa theo công thức tính ở mục 2.1.1. Bảng 5.2: Xác định tiết diện dầm như hình vẽ: Xác định tiết diện cột Chọn sơ bộ tiết diện cột: Cột C1,C2,C3,C4: 30x30 Xác định tải trọng Bản nắp + Tĩnh tải Gồm trọng lượng bản thân các lớp cấu tạo. Được tính toán cụ thể trong bảng 4.3. Bảng 5.3: Xác định tĩnh tải STT Các lớp cấu tạo sàn Chiều dày (mm) (daN/m3) gtc (daN/m2) n gtt (daN/m2) 1 Vữa trát 20 1800 36 1.3 46.8 2 Bản sàn BTCT 80 2500 200 1.1 220 3 Vữa trát 15 1800 27 1.3 35.1 Tổng cộng gttbn 301.9 + Hoạt tải Lấy theo TCVN 2737- 1995 lấy hoạt tải sửa chửa là: ptc = 75 (daN/m2); Với hệ số vượt tải n = 1.3 ptt = ptc.n = 75x1.3 = 97.5 (daN/m2). + Tải trọng toàn phần qbn = gtt bn+ ptt = 301.6 + 97.5 = 399 daN/m2 Bản đáy + Tỉnh tải Gồm trọng lượng các lớp cấu tạo bản đáy. Bảng 5.4: Trọng lượng các lớp cấu tạo bản đáy STT Các lớp cấu tạo Chiều dày (mm) (daN/m3) gtc (daN/m2) n gtt (daN/m2) 1 Gạch Ceramic 10 2000 20 1.1 22 2 Vữa lát gạch, vữa tạo dốc 50 1800 90 1.3 117 3 Bê tông chống thấm 30 2000 60 1.1 66 4 Bản sàn BTCT 120 2500 300 1.1 330 5 Lớp vữa trát 15 1800 27 1.3 35.1 Tổng gttbđ 497 570.1 + Tải trọng nước qntt = =1760 daN/m2 + Tải trọng toàn phần qbđ =gtt + qntt = 570.1 + 1760 =2330.1 daN/m2. Bản thành + Tỉnh tải Gồm trọng lượng của các lớp cấu tạo. Bảng 5.5.: Trọng lượng các lớp cấu tạo bản thành STT Các lớp cấu tạo Chiều dày (mm) (daN/m3) gtc (daN/m2) n gtt (daN/m2) 1 Gạch Ceramic 10 2000 20 1.1 22 2 Vữa lót 20 1800 36 1.3 46.8 3 Bê tông chống thấm 30 2000 60 1.1 66 4 Bản sàn BTCT 100 2500 250 1.1 275 5 Lớp vữa trát 15 1800 27 1.3 35.1 Tổng gttbt 444.9 + Tải trọng gió Theo TCVN 2737:1995 tải trọng gió được xác định theo công thức W = n.k.c.Wo (daN/m2) trong đó: Wo - Giá trị áp lực gió tiêu chuẩn lấy theo bản đồ phân vùng phụ lục D và điều 6.4 TCVN 2737-1995; k - Hệ số kể đến sự thay đổi áp lực gió theo độ cao lấy theo bảng 5; c - Hệ số khí động lấy theo bảng 6. Công trình được xây dựng ở Thành Phố HÀ NỘI thuộc vùng IIb Do đó: Wo = 95 daN/m2 Công trình được xây dựng tại nơi tương đối chống trải (dạng địa hình B), tại độ cao z = 32.5 m k = 1.22 Theo bảng 6 TCVN hệ số khí động c: Phía gió đẩy: c = + 0.8 Phía gió hút: c= - 0.6 Vậy : Phía gió đẩy: Wđ = 1.2x1.23x0.8x95 = 112.17(daN/m2); Phía gió hút: Wh = 1.2x1.23x0.6x95 = 84.13(daN/m2). Tính toán các bộ phận hồ nước mái Bản nắp Ở đây chỉ có một loại ô bản có tỉ số cạnh dài trên cạnh ngắn là: ld/ln = 4.0/3.75 = 1.067. Do đó ô bản thuộc loại bản kê. + Sơ đồ tính Xét tỉ số chiều cao dầm nắp với chiều dày bản sàn: hd/hs = 50/8 =6.25 > 3 Do đó bản nắp có sơ đồ tính 4 cạnh liên kết ngàm với dầm nắp và dầm phụ trên bản thành hồ nước mái thuộc loại ô bản số 9 trong 11 loại ô bản xem hình 4.4. Hình 5.4: Sơ đồ tính bản nắp + Xác định nội lực Giả thiết tính toán: Ô bản được tính toán như ô bản đơn, không xét đến sự ảnh hưởng của ô bản bên cạnh; Ô bản đươc tính theo sơ đồ đàn hồi; Cắt 1 dải bản có bề rộng là 1m theo phương cạnh ngắn và cạnh dài để tính toán. Nhịp tính toán là khoảng cách giữa hai trục dầm Ta có: qbn = 399 daN/m2 P = qbn.ld.ln = 399x3.75x4 = 5985 (daN). Theo phương cạnh ngắn: Moment tại nhịp: M1 = m91.P = 0.0187x5985 = 111.92 (daNm) Moment tại gối: MI = k91.P = 0.0171x5985 = 102.34(daNm) Theo phương cạnh dài: Moment tại nhịp: M2 = m92.P = 0.0437x5985 = 261.54 (daNm) Moment tại gối: MII = k92.P = 0.0394x5985 = 235.81 (daNm). K91, k92, m91, m92 là các hệ số tra bảng phụ thuộc vào tỉ số ld/ln và loại ô bản (ô bản số 9). [2] Cốt thép bản nắp được tính như cấu kiện chịu uốn. Bảng 5.6: Đặc trưng của vật liệu sử dụng tính toán Bê tông M300 Cốt thép CI a Rn (daN/cm2) Rk (daN/cm2) Eb (daN/cm2) Ra (daN/cm2) Ra’ (daN/cm2) Ea (daN/cm2) 130 10 2.6x106 2000 2000 2.1x105 0.58 Giả thiết tính toán: a1 =1.5 cm khoàng cách từ trọng tâm cốt thép theo 2 phương đến mép bê tông chịu kéo; Ô bản Moment A a Fatt Chọn thép m% nhân xet F a Fachọn S1 M1 111.92 0.024 0.024 1.03 6 200 1.41 0.21 Thỏa MI 102.34 0.022 0.022 0.941 6 200 1.41 0.21 Thỏa M2 261.54 0.056 0.058 2.449 8 200 2.5 0.38 Hợp lý MII 235.81 0.051 0.052 2.201 8 200 2.5 0.38 Hợp lý ho Chiều cao có ích của tiết diện: ho = hs – a1= 8 – 1.5=6.5 bề rộng tính toán của dải bản b =100cm. Đặc trưng vật liệu theo bảng 4.6, công thức tính toán và kiểm tra hàm lượng m tương tự như ở mục 2.3.1.c. Kết quả tính toán được trình bày trong bảng 4.7. Bảng 5.7.: Bảng tính toán cốt thép bản nắp Tại vị trí lỗ thăm có Facắt = 0.85 cm2 theo phương cạnh ngắn và Facắt = 1.51 cm2 theo phương cạnh dài. Chọn Fgia cường ≥1.2 Facắt Theo phương cạnh ng._.ắn: Fgia cương = 1.2x0.85= 1.02 cm2 Theo phương cạnh dài: Fgia cương = 1.2x1.51 = 1.81 cm2 Chọn 2 f 12 (2.26cm2)gia cường cho cả 2 phương và có đoạn neo là: Lneo ≥30d = 30x12 =360mm, chọn lneo = 400mm Bản thành Tải trọng Bản thành là cấu kiện chịu nén uốn đồng thời, Lực nén trong bản thành chỉ do trọng lương bản thân thành và của bản nắp gây nên, để đơn giản ta xem bản thành chỉ chịu uốn. Bản thành có tỉ số cạnh dài chia cạnh ngắn luôn l ớn hơn 2 (theo phương cạnh ngắn của hồ nước mái: ld/ln=7.5/1.5=5, theo phương cạnh dài của hồ nước mái thì: ld/ln=8/1.5=5.3 ) nên bản thành thuộc bản kê. Sơ đồ tải trọng tác dụng vào bản thành được trình bày trong hình 4.5. Hình 5.5: Sơ đồ tải trọng tác dụng lên bản thành Do đó trường hợp tải bất lợi là phía có gió hút, Dùng tải trọng này để xác định nội lực trong bản thành. Sơ đồ tính Sơ đồ tinh như hình 4.6. Hình 5.6: Sơ đồ và tải trọng tính bản thành Xác định nội lực Hình 5.7: Biểu đồ moment do gió(hình bên trái) và áp lực nước gây ra (hình bên phải). MWhgối = (daNm); Mqngối =(daNm); Mqnnhịp =(daNm). MWhnhịp = (daNm); Mgối = MWhgối + Mqngối = 23.66 + 264 = 287.66 (daNm); Mnhịp = MWhnhịp + Mqnnhịp = 117.85+ 13.31 = 131.16(daNm). Tính toán cốt thép Giả thiết: a = 1.5cm - Khoảng cách từ trọng tâm cốt thép đến mép bê tông chịu kéo ho = hthành – a = 10-1.5 = 8.5cm Chiều cao có ích của tiết diện. Cốt thép được tính toán như cấu kiện chịu uốn, sử dụng vật liệu như bảng 4.6, công thước tính toán và kiểm tra hàm lượng thép giống như ở mục 2.3.1.c. Kết quả tính toán được thể hiện ở bảng 4.8. Bảng 5.8 Tính cốt thép bản thành hồ nước mái. Ô bản Moment (daNm) A a Fatt (cm2) Thép chọn m (%) Nhận xét F a Fachọn Thành bể Mgối 287.66 0.031 0.0311 1.72 6 150 1.89 0.223 Thỏa Mnhịp 131.16 0.014 0.0141 0.78 6 200 1.41 0.166 Thỏa Kiểm tra cốt thép bản thành theo cấu kiện chịu nén lệch tâm ( theo lưu đồ thể hiện trên hình 4.8) Hình 5.8: Lưu đồ kiểm tra khả năng chịu lực bản thành theo cấu kiện nén lệch tâm Cắt 10cm bề rộng bản thành để kiểm tra Với: Moment M = 287.66x0.1 = 28.766 daNm Lực dọc từ bản thành truyền vào (thiên về an toàn): N = (444.9x0.1+301.9x1.6)x0.1 = 52.75 daN. Tiết diện kiểm tra: bxh = 10x12 (cm2) lo = 0.7x l = 0.7x1.5 = 1.05 m Độ mảnh l = lo/b = 105/10 = 10.5 , xét đến uốn dọc a = a’ = 1.5 cm ho = 10 – 1.5 = 8.5 cm Fa = 1.89 cm2, Fa’ = 1.41 cm2 eo = M/N + eon = 28.76x100/52.75 + 1 = 55.52 cm , vậy s = 0.122 m = Jb = bh3/12 = 10x103/12 = 833.3 cm4 Ja = mt.bho(0.5h - a )2 = 0.038x10x8.5x(0.5x10-1.5)2 = 39.57 Kdh = 2 Ndh = daN e = eo + h/2 – a = 55.52 + 10/2 – 1.5 = 59.02cm e’ = eo - h/2 – a’ = 55.52 - 10/2 – 1.5 = 49.02cm x = cm x 2a’ = 3 cm N.e = 52.75x59.02 = 3113 daN Rn.b.x.(ho-0.5x) + Ra’.Fa’ (ho – a’) =130x10x0.78x(8.5-0.5x0.78) + 2000x1.41x(8.5-1.5) = 27963.5 daN Vậy Ne < Rn.b.x.(ho-0.5x) + Ra’.Fa’ (ho – a’) Bản thành đủ khả năng chịu lực. Kiểm tra khe nứt bản thành(trạng thái giới hạn 2) (Theo TCVN 5574 : 1991) An < angh angh = 0.25mm an = trong đó: angh – khe nứt giới hạn của cấu kiện cấp 3, có một phần tiết diện chịu nén, lấy theo bản 1 TCVN : 1991; k = 1 – cấu kiện chịu uốn; C = 1.5 – hệ số kể đến tác dụng tải trọng dài hạn; = 1 – hệ số ảnh hưởng bề mặt thanh thép; Ea – modun đàn hồi của thanh thép(Ea=2.1x106daN/cm2); d – đường kính cốt thép chịu lực; p – hàm lượng cốt thép chịu kéo. Fa = P =min(; 2). Tải tiêu chuẩn tác dụng lên bản thành Tải gió: Whtc = 84.13/1.2 = 70.1daN/m2 Áp lực nước tại đáy hồ: gntc = 1760/1.1 = 1600 daN/m2 Nội lực tiêu chuẩn: MWhgối = (daNm) MWhnhịp = (daNm) Mqngối =(daNm) Mqnnhịp = (daNm) Vậy: Mgtc = 19.68+ 240 = 259.68(daNm) Mnhtc = 11 + 107.14 = 118.14(daNm) Tính toán khe nứt tương tư như mục 4.3.3.d ở dưới đây. Kết quả được thể hiện ở bảng 4.9. Bảng 5.9: Kiểm tra khe nứt Bản đáy Sơ đồ tính Xét tỉ số cạnh dài/cạnh ngắn = ld/ln= 4/3.75 =1.06< 2, bản thuộc loại bản kê 4 cạnh. Xét liên kết giữa dầm với sàn theo tỉ số giữa chiều cao dầm và sàn: Do hd = 700, và hs =120 >3 Bản đáy liên kết ngàm với dầm Ô bản thuộc ô bản số 9 trong 11 loại ô bản. Sơ đố tính xem hình 4.8 Hình 5.9: Sơ đồ tính bản đáy Xác định nội lưc Giả thiết tính toán: Ô bản được tính toán như ô bản đơn, không xét đến sự ảnh hưởng của ô bản bên cạnh. Ô bản đươc tính theo sơ đồ đàn hồi Cắt 1 dải bản có bề rộng là 1m theo phương cạnh ngắn và cạnh dài để tính toán. Nhịp tính toán là khoảng cách giũa hai trục dầm Ta có: qbđ = 2330.1 daN/m2 P = 2330.1 .ld.ln = 3023x4.0x3.75 = 34951.5(daN). Theo phương cạnh ngắn: Moment tại nhịp: M1 = m91.P = 0.0187x34951.5 = 653.59 (daNm) Moment tại gối: MI = k91.P = 0.0437x34951.5 = 1527.38 (daNm) Theo phương cạnh dài: Moment tại nhịp: M2 = m92.P = 0.0171x34951.5 = 597.68 (daNm) Moment tại gối: MII = k92.P = 0.0394x34951.5 = 1377.1 (daNm). K91, k92, m91, m92 là các hệ số tra bảng phụ thuộc vào tỉ số ld/ln và loại ô bản (ô bản số 9). Tính toán cốt thép Bảng 5.10: Đặc trưng vật liệu sử dụng tính toán Bê tông M300 Cốt thép CII a Rn (daN/cm2) Rk (daN/cm2) Eb (daN/cm2) Ra (daN/cm2) Ra’ (daN/cm2) Ea (daN/cm2) 130 10 2.6x106 2600 2600 2.1x106 0.58 Giả thiết: a = 1.5cm Khoảng cách từ trọng tâm cốt thép đến mép bê tông chịu kéo ho = hbđ – a = 12 - 1.5 = 10.5cm Chiều cao có ích của tiết diện. Cốt thép được tính toán như cấu kiện chịu uốn, sử dụng vật liệu như bảng 4.6, công thước tính toán và kiểm tra hàm lượng thép giống như ở mục 2.3.1.c. Với Kết quả tính toán được thể hiện ở bảng 4.10. Bảng 5.11: Tính toán cốt thép bản đáy Ô bản Moment A a Fatt Chọn thép m% nhân xet f a Fachọn S2 M1 653.59 0.046 0.047 2.451 8 200 2.5 0.23 Thỏa MI 1527.38 0.107 0.113 5.93 10 130 6.04 0.57 Thỏa M2 597.68 0.042 0.043 2.237 8 200 2.5 0.23 Thỏa MII 1377.1 0.096 0.101 5.313 10 130 6.04 0.57 Thỏa Kiểm tra nứt bản đáy (theo trạng thái giới hạn 2) (Theo TCVN 5574 : 1991_ tượng tự mục 4.3.2.f) Xác định nội lực tiêu chuẩn như xác định nội lực tính toán bản đáy với: Tải trọng tiêu chuẩn tác dụng lên bản đáy qtc= 497+1760/1.1 = 2097 daN/m2 Ptc = qtc .ld.ln = 2097x4x3.75 = 31455 (daN). Vậy: M1 = m91.P = 0.0187x31455 = 588.21(daNm/m) MI = k91.P = 0.0437x31455 = 1374.5 (daNm/m) M2 = m92.P = 0.0171x31455 = 537.88 (daNm/m) MII = k92.P = 0.0394x31455 = 1239.32(daNm/m). Bảng 5.12: Kiểm tra bề rộng khe nứt bản đáy Ôbản Moment ho (cm) d (mm) Fa (cm2) A g Z1 sa P 20P an Kiểm tra Bản đáy M1 588.21 10.5 8 2.5 0.041 0.979 10.28 22.89 0.24 4.76 0.0021 Thỏa M2 537.88 10.5 8 2.5 0.0375 0.981 10.299 20.89 0.24 4.76 0.0019 Thỏa MI 1374.5 10.5 10 6.04 0.0959 0.949 9.9697 22.83 0.58 11.5 0.02 Thỏa MII 1239.32 10.5 10 6.04 0.0865 0.955 10.025 20.47 0.57 11.5 0.018 Thỏa Dầm nắp và dầm đáy : Hình 5.10: Sơ đồ truyền tải vào dầm nắp,dầm đáy: Xác đinh tải trọng Trọng lượng bản thân dầm +B ẢN NẮP: Dầm D1(30x50): gD1 = 0.3x(0.5-0.08)x2500x1.1 = 346.5 (daN/m); Dầm D2(30x50): gD2 = 0.3x(0.5-0.08)x2500x1.1 = 346.5(daN/m); Dầm D3(25x45): gD3 = 0.25x(0.45-0.08)x2500x1.1 = 254.4 (daN/m); Dầm D4(25x45): gD4 = 0.25x(0.45-0.08)x2500x1.1 = 254.4 (daN/m); +BẢN ĐÁY: Dầm D5(30x70): gD1 = 0.3x(0.7-0.12) x2500x1.1 = 478.5 (daN/m); Dầm D6(30x70): gD2 =0.3x(0.7-0.12) x2500x1.1 = 478.5 (daN/m); Dầm D7(30x60): gD5 = 0.3x(0.6-0.12)x2500x1.1 = 396 (daN/m); Dầm D8(30x60): gD6 =0.3x(0.6-0.12)x2500x1.1 = 396 (daN/m); -Tải trọng từ bản nắp (bản đáy) truyền vào dầm nắp (dầm đáy). -DầmD1 do bản nắp truyền vào có dạng hình thang: P1= qbn x3.75/2=399x3.75/2= 748 daN/m -DầmD2 do bản nắp truyền vào có dạng hình tam giác: P2 = qbn x3.75/2=399x3.75/2= 748 daN/m -DầmD3 do bản nắp truyền vào có dạng hình thang: P3 = qbn x3.75=399x3.75/2= 1496.25 daN/m -DầmD4 do bản nắp truyền vào có dạng hình tam giác: P4 = qbn x3.75= 399x3.75/2= 1496.25 daN/m Đối với bản đáy: -DầmD5.trọng lượng thành hồ:gt = 445 daN/m Tổng tải:G5 =g1+ gt = 445+478.5 = 923.5 daN/m do bản nắp truyền vào có dạng hình thang: P5= qbn x3.75/2= 2330x3.75/2 = 4368 daN/m -DầmD6.trọng lượng thành hồ:gt = 445 daN/m Tổng tải:G6 =g1+ gt = 445+478.5 = 923.5 daN/m do bản nắp truyền vào có dạng hình tam gi ác: P6 = qbn x3.75/2= 2330x3.75/2 = 4368 daN/m -DầmD7: do bản nắp truyền vào có dạng hình thang P7 = qbn x3.75= 2330x3.75 = 8736 daN/m -DầmD8: do bản nắp truyền vào có dạng hình tam giác: P8 = qbn x3.75= 2330x3.75 = 8736 daN/m Sơ đồ tính Tinh nội lực Dùng phần mềm tính kết cấu sap 2000 để xác định nội lực. Kết quả xem trên biểu đồ moment và lực căt. Nội lực dầm nắp D1 và D2,D3,D4:, Hình 5.11: Biểu đồ moment dầm nắp D1 và D2,D3,D4: Dầm D1: moment nhịp lớn nhất Mnh = 13700 (daNm); Dầm D2: moment nhịp lớn nhất Mnh = 13000(daNm). Dầm D3: moment nhịp lớn nhất Mnh = 7850(daNm); Dầm D4: moment nhịp lớn nhất Mnh = 6840 (daNm). Hình 5.12: Biểu đồ lực cắt dầm nắp D1 và D2,D3,D4. Dầm D1: Lực cắt lớn nhất Q= 4840 (daN); Dầm D2: Lực cắt lớn nhất Q = 4790 (daN). Dầm D3: Lực cắt lớn nhất Q= 4190 (daN); Dầm D4: Lực cắt lớn nhất Q = 3750 (daN). -Nội lực dầm nắp D5 và D6,D7,D8:, Hình 5.13: Biểu đồ moment dầm nắp D5 và D6,D7,D8: Dầm D5: moment nhịp lớn nhất Mnh = 65000 (daNm); Dầm D6: moment nhịp lớn nhất Mnh = 59700 (daNm). Dầm D7: moment nhịp lớn nhất Mnh = 37340 (daNm); Dầm D8: moment nhịp lớn nhất Mnh = 35136 (daNm Dầm D5: Lực cắt lớn nhất Q= 22560 (daN); Dầm D6: Lực cắt lớn nhất Q = 21550 (daN). Dầm D7: Lực cắt lớn nhất Q= 19180(daN); Dầm D8: Lực cắt lớn nhất Q = 19180(daN). Bảng 5.12: Đặc trưng vật liệu sử dụng tính toán Bê tông M300 Cốt thép CIII a Rn (daN/cm2) Rk (daN/cm2) Eb (daN/cm2) Ra (daN/cm2) Ra’ (daN/cm2) Ea (daN/cm2) 130 10 2.6x106 3400 3400 2.1x106 0.58 Tính toán cốt thép dầm nắp và dầm đáy: Dầm Giá trị momet nhịp (daNm) Lực cắt (daN) b(cm) h(cm) a(cm) A a Fa (Cm2) Thép chọn Số thanh Fachọn (cm2) D1 13700 4840 30 50 5 0.17 0.19 9.9 4F18 9.82 D2 13000 4790 30 50 5 0.16 0.18 9.34 4F18 9.82 D3 7850 4190 25 45 5 0.15 0.16 6.29 3F18 6.28 D4 6840 3750 25 45 5 0.13 0.14 5.41 2F20 6.28 D5 65000 22560 30 70 5 0.39 0.54 40.3 8F26 40.14 D6 59700 22550 30 70 5 0.36 0.48 35.4 7F26 35.2 D7 37340 19800 30 60 5 0.32 0.39 24.9 5F25 24.65 D8 35136 19180 30 60 5 0.3 0.36 22.5 6F22 22.8 + Cốt đai Kiềm tra điều kiện để tính cốt đai: Nếu .b.ho ≤ Q ≤ ko.Rn .b.ho Tính cốt đai.; Nếu Q < k1.Rk .b.ho không cần tính cốt đai; Nếu Q > ko.Rn .b.ho Tiết diện không hợp lý cần tăng tiết diện hoặc tăng mac bê tông và tính lại. Ta có: Đối với dầm nắp D1, D2,D3,D4: ko.Rn .b.ho = 0.35x130x30x45 = 61425 (daN); k1.Rk .b.ho = 0.6x10x30x45 = 8100 (daN); ko.Rn .b.ho = 0.35x130x25x40 = 45500 (daN); k1.Rk .b.ho = 0.6x10x25x40 = 6000 (daN); Đối với dầm đáy D5, D6:D7,D8: ko.Rn .b.ho = 0.35x130x30x65 = 88725 (daN); k1.Rk .b.ho = 0.6x10x30x65 = 11700 (daN); ko.Rn .b.ho = 0.35x130x30x55 = 75075 (daN); k1.Rk .b.ho = 0.6x10x30x55 = 9900 (daN). Dựa vào bảng 4.12 và điều kiện tinh cốt đai thì: Dầm nắp D1, D2 ,D3,D4 cốt đai được bố trí theo cấu tạo. Dùng đai f 8, đai hai nhánh ¼ nhịp: U = 200 (mm); Giữa nhịp: U = 300 (mm). Dầm đáy phải tính cốt đai theo các công thức sau: Lực cốt đai phải chịu: qđ = Chọn đai f 8 có fđ = 0.503 cm2, đai hai nhánh. Khoảng cách tính toán của cốt đai: Utt = Khoảng cách lớn nhất của cốt đai: Umax = Khoảng cách đai theo cấu tạo: Trong phạm vị lực cắt lớn, nếu hd > 450 Uct ≤ hd/3 và Uct ≤ 300 Trong phạm vi lực cắt nhỏ, nếu hd > 300: Uct ≤ 3hd/4 và Uct ≤ 500 Khoảng cách đai được chọn là giá trị nhỏ nhất trong 3 giá trị sau: Utt, Umax, Uct. Kết quả tính cốt đai được trình bày trong bảng 4.15 Bảng 5.13: Tính toán cốt đai Dầm Lực cắt b (cm) ho (cm2) fđ (cm2) n Rađ (daN/cm2) qđ (daN/cm2) Utt Umax Uct 1/4nhịp Giữa nhịp D5 22560 30 65 0.503 2 1600 50.19 32.1 84.28 50 15 30 D6 22550 30 65 0.503 2 1600 50.15 32.1 84.31 50 15 30 D7 19800 30 60 0.503 2 1600 45.38 35.5 81.82 50 15 30 D8 19180 30 60 0.503 2 1600 42.58 37.8 84.46 50 15 30 Ở vị trí dầm D4 kê lên dầm D3 và Dầm D8 kê lên D7 có lực tập trung(chính là PD3, PD7) Phải bố trí cốt treo để gia cường cho dầm D3, D7, công thức tính toán cốt treo được trình bày dưới đây: Diện tích cốt treo cần thiết: Ftr = P - Lực tập trung tại vị trí dầm phụ kê lên dầm chính; Ra – Cường độ thép làm cốt treo. Số lượng cốt treo cần thiết ở mổi bên m = Bề rộng cần bố trí cốt treo gia cường : b1 = hdầmchính - hdầmphụ Để thi công được yêu cầu bước đai U ≥ 50 mm, do đó cho phép bố trí cốt treo trong đoạn b2 = bdầm phụ + b1 khi số lượng thanh cốt treo lớn. Ta chọn cốt treo F10 (fđ = 0.785cm2), Ra = 2000 daN/cm2, đai 2 nhánh (n =2). Tính toán cột hồ nước mái Cột hồ nước mái chủ yếu là chịu nén, do tải trong ngang quá nhỏ.Nên ta chỉ xác định lực nén tác dụng xuống chân cột và tính thép cột theo cấu kiện chịu nén đúng tâm là đủ. Tải trọng Trọng lượng bản thân cột truyền xuống chân cột: Cột C1(30x30): GC1 = 0.3x0.3x1x2500x1.1 = 247.5 daN Trọng lượng hồ nước truyền vào chân cột: Dựa vào mặt bằng kiến trúc thì: cột C1 nhận ¼ khối lượng hồ nước. Ta tính khối lượng của hồ nước như sau: Khối lượng bản nắp + hoạt tải, bản đáy + nước đổ đầy bể: G1 = (399 + 2330)x7.5x8.0 = 163740 daN Khối lượng bản thành: G2 = 444.9x(7.5+8.0)x1.6x1.3 = 14343 daN Khối lượng của các dầm là: G3 = (8.0+7.5)x(0.25x0.45+0.3x0.5+ 0.3X0.6 +0.3x0.7)x2500x1.1 = 27812 daN Vậy lực nén lớn nhất ở chân cột: Cột C1: N = 247.5+ ¼(163740+14343+27812) =57721 (daN) Cột C2,C3,C4,giống cột C1: Tính toán cốt thép Cốt thép cột được tính theo cấu kiện chịu nén đúng tâm với: N = 57721 daN Khả năng chịu nén của cột: Cột C1: NC1 = Rnxbxh = 130x30x30 = 117000 (daN) Nhận thấy rằng khả năng chịu nén của cột là rất lớn so với lực nén tính toán được, do đó cốt thép cột đựơc bố trí theo cấu tạo. Cột C1: Bố trí 4F 16 Bố trí cốt thép Bố trí cốt thép xem bản vẽ KC 03/08 CHƯƠNG VI: TÍNH TOÁN DẦM DỌC TÍNH TOÁN DẦM DỌC TRỤC B TẦNG ĐIỂN HÌNH 6. TÍNH TOÁN DẦM DỌC 6.1 Sơ đồ tính Hình 6.1: Sơ đồ tính toán dầm dọc trục B tầng 3 Sơ bộ chọn kích thước dầm và sơ đồ truyền tải từ sàn lên dầm Sơ bộ chọn dầm dọc như sau: Chọn dầm dọc trục B là trục dầm chính,trục vuông góc với trục B là trục dầm phụ. Chiều cao dầm được chọn sơ bộ theo công thức sau: hd = (5.1) trong đó: md: hệ số phụ thuộc vào tính chất của khung và tải trọng: md = 12 16 - đối với dầm khung nhiều nhịp; md = 8 12 - đối với dầm khung một nhịp; md = 12 16 – đối với dầm phụ; ld: nhịp dầm. Bề rộng dầm được chọn theo công thức sau: (5.2) + Sơ đồ truyền tải từ sàn lên dầm Hình 6.2: Sơ đồ truyền tải từ sàn lên dầm dọc trục B Tải trọng + Tĩnh tải: Tải trọng tác dụng lên dầm dọc bao gồm: Tải trọng từ sàn truyền lên dầm, được quy về tải trọng phân bố đều. Tải trọng bản thân dầm, là tải trọng phân bố đều. Tải trọng bản thân tường trên dầm được quy về tải phân bố trên dầm. Tải tập trung do các dầm phụ tác dụnglên dầm. Tải trọng tác dụng lên dầm( phản lực gối tựa của cầu thang chính là tải phân bố đều trên dầm). Tải trọng do sàn truyền vào dầm có dạng tam giác hoặc hình thang, ta sư dụng côngthức quy đổi tải trọng tương đương như sau: Hình 6.3: Sơ đồ quy dổi về tải trọng tương đương Tải trọng do bản thân dầm: Trọng lượng bản thân dầm: gd = b.(h-hs).ng.gb. (5.2) Dầm 30x70: gd = 0.3x(0.7-0.1)x2500x1.1 = 495 (daN/m); Dầm 20x30: gd = 0.2x(0.3-0.1)x2500x1.1 = 110 (daN/m); Tải trọng do tường xây: Trọng lượng tường xây trên dầm (tính cho đơn giản và thiên về an toàn): Tường 20cm, cao 3.5m (Đoạn từ trục 1-2); gt1 = bt.ht.ng.gt = 0.22x(3.5-0.7)x1.1x1800 = 1220 (daN/m) (5.2) Tải trọng dầm trục B: Tải trọng do sàn truyền vào: - Nh ịp 1-2 : + Tải trọng từ ô sàn 1-2 truyền vào dầm trục B phía trái là tải trọng hình thang, trị số lớn nhất là 2.5qs/2 (daN/m) chuyển sang tải trọng phân bố đều tương đương: gtđ = (daN/m) trong đó β = = 0.17 gtđ1 = = 618 (daN/m); Do ô bản 1-2 phía phải truyền lên dầm có dạng hình thang và hình tam giác nên không có công thức tính .ta tính trung bình cộng của 2 dạng nàytruyền nên nhịp dầm S1= x3.13x1.565=2.4 m2 gtđ2 =2.45x522.3 = 1279 daN S2= x (3.93+2.12)X 0.905 = 2.74 m2 gtđ2 =2.74x522.3 = 1429 daN Qui về tải phân bố đều trên nhịp : gtđ = = 360 daN Tải trọng do tường xây trên dầm dọc : gt1 = bt.ht.ng.gt = 0.22x(3.5-0.7)x1.1x1800 = 1220 (daN/m) T ải trọng do d ầm ph ụ truy ền v ào : TLBT : gd = 0.3x(0.6-0.1)x2500x1.1 = 412.5 (daN/m); do s àn truy ền v ào d ầm ph ía tr ái : gs1 = = 456 (daN/m); gs2 = = 566 (daN/m) Tr ọng l ư ợng do t ư ờng : gt1 = bt.ht.ng.gt = 0.1x3.5x1.1x1800 = 693 (daN/m) T ải trọng do d ầm ph ụ 1 truy ền v ào d ầm ph ụ ch ính : do s àn truy ền v ào: gs = 817 (daN/m) Tr ọng l ư ợng do t ư ờng : gt1 = bt.ht.ng.gt = 0.1x3.5x1.1x1800 = 693 (daN/m) Qui v ề t ải t ập trung : `gtđ = x 3.13x( 693 +817 ) = 2363 daN/m T ải trọng do d ầm ph ụ 2 truy ền v ào d ầm ph ụ ch ính : do s àn truy ền v ào: gs = 864 (daN/m) Tr ọng l ư ợng do t ư ờng : gt1 = bt.ht.ng.gt = 0.1x3.5x1.1x1800 = 693 (daN/m) Qui v ề t ải t ập trung : `gtđ = x 3.39 x( 693 + 864 ) = 2639 daN/m Qui về tải tập trung tác dụng lên dầm chính : G = 7.5x( 412.5 + 456 +566+ 2363 +2639 ) G =24 000 daN ., - Ho ạt t ải : + Tải trọng từ ô sàn 1-2 truyền vào dầm trục B phía trái là tải trọng hình thang, trị số lớn nhất là 2.5qs/2 (daN/m) chuyển sang tải trọng phân bố đều tương đương: Ptđ = (daN/m) Ptđ = = 284 (daN/m) Do ô bản 1-2 phía phải truyền lên dầm có dạng hình thang và hình tam giác nên không có công thức tính .ta tính trung bình cộng của 2 dạng nàytruyền nên nhịp dầm : Ptđ2 =2.45 x 240 = 588 daN Ptđ2 =2.74 x 240 = 657 daN P23 = =166 daN Ho ạt t ải do d ầm ph ụ truy ền v ào do s àn truy ền v ào: P1 = 218 daN/m P2 = 260 daN/m Ho ạt t ải do d ầm ph ụ 1 truy ền v ào d ầm ph ụ ch ính : do s àn truy ền v ào: Pd1 = 880 daN/m Pd2= 790 daN/m Qui v ề t ải t ập trung : Qui về tải tập trung tác dụng lên dầm chính : P = 7.5x( 218 + 260 +880+ 790 ) =8055 daN/m - Nh ịp 2-3 : + Tải trọng từ ô sàn 2-3 truyền vào dầm trục B phía trái là tải trọng hình thang, trị số lớn nhất là 2.5qs/2 (daN/m) chuyển sang tải trọng phân bố đều tương đương: gtđ = (daN/m) trong đó β = = 0.15 gtđ1 = = 625 (daN/m); Do ô bản 2-3 phía phải truyền lên dầm có dạng hình thang và hình tam giác nên không có công thức tính .ta tính trung bình cộng của 2 dạng nàytruyền nên nhịp dầm S1= x3.13x1.565=2.4 m2 gtđ1 =2.45x522.3 = 1279 daN gtđ2 = 1710 daN Qui về tải phân bố đều trên nhịp : gtđ = = 374 daN Tải trọng do tường xây trên dầm dọc : gt1 = bt.ht.ng.gt = 0.22x(3.5-0.7)x1.1x1800 = 1220 (daN/m) T ải trọng do d ầm ph ụ truy ền v ào : TLBT : gd = 0.3x(0.6-0.1)x2500x1.1 = 412.5 (daN/m); do s àn truy ền v ào d ầm ph ía tr ái : gs1 = = 456 (daN/m); gs2 = = 566 (daN/m) Tr ọng l ư ợng do t ư ờng : gt1 = bt.ht.ng.gt = 0.1x3.5x1.1x1800 = 693 (daN/m) Qui về tải tập trung tác dụng lên dầm chính : G =24 500 daN ., - Ho ạt t ải : + Tải trọng từ ô sàn 2-3 truyền vào dầm trục B phía trái là tải trọng hình thang, trị số lớn nhất là 2.5qs/2 (daN/m) chuyển sang tải trọng phân bố đều tương đương: Ptđ = (daN/m) Ptđ = = 287 (daN/m) Do ô bản 1-2 phía phải truyền lên dầm có dạng hình thang và hình tam giác nên không có công thức tính .ta tính trung bình cộng của 2 dạng nàytruyền nên nhịp dầm : Ptđ2 =2.5 x 240 = 600 daN Ptđ3 =2.85 x 240 = 672 daN P23 = = 159 daN Ho ạt t ải do d ầm ph ụ truy ền v ào do s àn truy ền v ào: P1 = 222 daN/m P2 = 265 daN/m Ho ạt t ải do d ầm ph ụ 1 truy ền v ào d ầm ph ụ ch ính : do s àn truy ền v ào: Pd1 = 893 daN/m Pd2= 794 daN/m Qui v ề t ải t ập trung : Qui về tải tập trung tác dụng lên dầm chính : P = 8x( 222+ 265 +893+ 794 ) =8690 daN/m Bảng 6.1: bản tải trọng tác dụng vào dầm dọc trục B Tải trọng (daN) 1-2 2-3 Gd 495 495 Gs 979 1000 Gt 1220 1220 Gs+ Gd + Gt 2694 2715 P 400 446 Tính toán nội lực và tổ hợp Các trường hợp tải trọng: Tĩnh tải; Hoạt tải cách nhịp 1 (TH 1); Hoạt tải cách nhịp 2 (TH 2); Hoạt tải liền nhịp 1 ( TH 3); Hoạt tải liền nhịp 2 ( TH 4); Hoạt tải liền nhịp 3 ( TH 5); Các trường hợp tổ hợp nội lực: TT + HT1; TT + HT2; TT + HT3; TT + HT4; TT + HT5; BAO(1,2,3,4,5) + Kết quả nội lực được gải từ ETAB. Hình 6.4: Sơ đồ truyền tải tĩnh tải (T/m) Hình 6.5: Hoạt tải cách nhịp 1 (T/m) Hình 6.6: Hoạt tải cách nhịp 2 (T/m) Hình 6.7: Hoạt tải liền nhịp 1 (T/m) Hình 6.8: Hoạt tải liền nhịp 2 (T/m) Hình 6.9: Hoạt tải liền nhịp 3 (T/m) Các trường hợp biểu đồ momen: BIỂU ĐỒ MÔMEN CÁC TRƯỜNG HỢP TẢI VÀ BIỂU ĐỒ MÔMEN _ LỰC CẮT Hình 6.10: Tĩnh tải (T/m) Hình 6.11: Hoạt tải cách nhịp 1 (T/m) Hình 6.12: Hoạt tải cách nhịp 2 (T/m) Hình 6.13: Hoạt tải liền nhịp 1 (T/m) Hình 6.14: Hoạt tải liền nhịp 2 (T/m) P. tử TD T.HỢP1 T.HỢP2 T.HỢP3 T.HỢP4 T.HỢP5 T.HỢP6 Mmax Mmin M+ M - M+ M - M+ M - M+ M - M+ M - M+ M - 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 3.35 58.7 40.11 54.8 41.2 58.5 58.7 58.7 7.5 -49.8 -51.8 -58.7 -49 -50.5 -58.7 -58.7 2 0 -49.8 -51.8 -58.7 -49 -50.5 -49.4 -58.7 4.15 24 44.1 41.5 40 25 44.1 44.1 8 -43.6 -43 -41.8 -52.4 -41.1 -58.7 -58.7 3 0 -43.6 -43 -41.8 -52.4 -41.1 -41 -52.4 3.85 47.2 26 28.3 42.6 44 47.2 47.2 8 -45 -44 -43 -43 -54 -54 -54 4 0 -45 -44 -43 -43 -54 -42.9 -54 3.85 26.2 46.8 43.5 28 43.1 46.8 46.8 8 -44 -44 -53.1 -42.3 -42.1 -53 -53.1 5 0 -44 -44 -53.1 -42.3 -42.1 -42.1 -53.1 4.15 47.5 26.9 44.3 43.7 28.5 47.5 47.5 8 -43.7 -43.3 -41.3 -52.5 -42 -52.5 -52.5 6 0 -43.7 -43.3 -41.3 -52.5 -42 -41.3 -52.5 3.85 23.9 44 24.9 40.3 41.3 23.9 44 8 -49.8 -51.7 -50.4 -49.4 -58.6 -58.6 -58.6 7 0 -49.8 -51.7 -50.4 -49.4 -58.6 -49.4 -58.6 4.15 58.7 40.1 58.5 41.1 54.8 58.7 58.7 7.5 0 0 0 0 0 0 0 Hình 6.15: Hoạt tải liền nhịp 3 (T/m) Hình 6.16: Biểu đồ bao momen (M) (T/m) Hình 6.17: Biểu đồ bao lực cắt (Q) (T/m) Tính toán cốt thép và chọn thép dầm dọc trục B: Bảng 6.3: Bảng chọn cốt thép cho dầm dọc trục B P.T TIẾT DIỆN Fanhịp (cm2) Chọn thép Fatgối (cm2) Chọn thép Fac (cm2) m (%) kiểm tra (m) 1 0 2F 20  0 2F 20 6.28 0.90 thỏa 3.35 34.6 2F 20+6F 25 2F 20 6.28 0.90 thỏa 7.5 2F 20 34.6 2F 20+6F 25 thỏa 2 0 2F 20 34.6 2F 20+6F 25 thỏa 4.15 23.7 5F 25 2F 20 6.28 0.90 thỏa 8 2F 20 34.6 2F 20+6F 25 thỏa 3 0 2F 20 29.6 6F 25 thỏa 3.85 25.8 4F 25+2F 20 2F 20 6.28 0.90 thỏa 8 2F 20 30.8 6F 25 thỏa 4 0 2F 20 30.8 6F 25 thỏa 3.85 25.6 4F 25+2F 20 2F 20 6.28 0.90 thỏa 8 2F 20 30.1 6F 25 thỏa 5 0 2F 20 30.1 6F 25 thỏa 4.15 26 4F 25+2F 20 2F 20 6.28 0.90 thỏa 8 2F 20 29.7 6F 25 thỏa 6 0 2F 20 29.7 6F 25 thỏa 3.85 23.7 5F 25 2F 20 6.28 0.90 thỏa 8 2F 20 34.5 2F 20+6F 25 thỏa 7 0 2F 20 34.5 2F 20+6F 25 thỏa 4.15 34.6 2F 20+6F 25 2F 20 6.28 0.90 thỏa 7.5 2F 20 0  2F 20 6.28 0.90 thỏa Tính cốt đai (cốt xiên) cho dầm dọc trục B: Từ biều đồ bao lực cắt ta lấy giá trị lớn nhất của lực cắt để tính; Chọn các giá trị |Qmax| để tính chung cho cả dầm: |Qmax| = 58700 daN Kiểm tra điều kiện hạn chế về lực cắt: Q < K0xRnxbxh0 Ko = 0.35 đối với bêtông mác 300 trở xuống Rn = 130 daN/cm2; Rk = 10 daN/cm2; b = 30 cm ho = 70 – 5 = 65 cm. + cốt đai tính theo [4]: Dùng lực cắt Q = 58700 daN của dầm để tính cốt đai. Kiểm tra điều kiện: K0.Rn.b.h0 = 0.35x130x30x65 = 88725 daN K1.Rk.b.h0 = 0.6x10x30x65 = 11700 daN Suy ra: Q < K0.Rn.b.h0 = 88725 daN Và Q > K1.Rk.b.h0 = 11700 daN Do đó dầm không đủ khả năng chịu lực cắt. lực cắt Cốt đai phải chịu là: qd = daN/cm Chọn đai thép AI có Rađ= 1800 daN/cm2, đai Ф 8 có fđ = 0.503 cm2 , đai 2 nhánh. Khoảng cách tính toán của cốt đai: utt = cm umax = cm Khoảng cách đai theo cấu tạo: Trong phạm vị lực cắt lớn, nếu hd > 450 Uct ≤ hd/3 và Uct ≤ 300 Trong phạm vi lực cắt nhỏ, nếu hd > 300: Uct ≤ 3hd/4 và Uct ≤ 500 Khoảng cách đai được chọn là giá trị nhỏ nhất trong 3 giá trị sau: Utt, Umax, Uct. Chọn bước đai nhỏ nhất trong các điều kiện trên,ta chọn f8a200 trong khoảng ¼ nhịp dầm tính từ gối tựa và đai f8a300 ở gữa dầm. q = (daN/cm); Khả năng chịu cắt nguy hiểm nhất của bêtông và cốt đai tại tiết diện nguy hiểm nhất là: QĐB === 95710 daN>88725 daN Vậy bê tông cốt đai đã đủ chịu lực không cần đặt cốt xiên. -tính cốt treo: Do hệ có lực tập trung của dầm phụ truyền vào dầm chính nên cần bố trí cốt treo. công thức tính toán cốt treo được trình bày dưới đây: Diện tích cốt treo cần thiết: Ftr = P - Lực tập trung tại vị trí dầm phụ kê lên dầm chính; Ra – Cường độ thép làm cốt treo. Số lượng cốt treo cần thiết ở mổi bên m = Bề rộng cần bố trí cốt treo gia cường : b1 = hdầmchính - hdầmphụ Để thi công được yêu cầu bước đai U ≥ 50 mm, do đó cho phép bố trí cốt treo trong đoạn b2 = bdầm phụ + b1 khi số lượng thanh cốt treo lớn. Ta chọn cốt treo F20 (fđ = 3.14cm2), Ra = 2000 daN/cm2, đai 2 nhánh (n =2). Bố trí thép Cốt thép dầm dọc được bố trí trong bản vẽ KC-04/8. CHƯƠNG VII: GIẢI TÌM NỘI LỰC KHUNG KHÔNG GIAN TÍNH TOÁN CỐT THÉP KHUNG TRỤC 2 Hệ chịu lực chính của công trình Hệ chịu lực chính của công trình là hệ khung chịu lực được thể hiện ở hình 7.1 . Nhiệm vụ được giao trong chương này là tính toán khung trục 2.và khung trục 1: Hình 7.1: Sơ đồ hệ chịu lực của công trình -Tính khung trục 2: Tiết diện cột Tiết diện cột được chon sơ bộ như sau : Bảng7.1: Tiết diện sơ bộ cột Cột A(1,2…10),E(1…10),C1,C10,B1,B10,D4,D5,D6,D7 (cmxcm) B(2…9) (cmxcm) C(2…9) (cmxcm) TẦNG:1,2,3 40X70 60X80 60X80 TẦNG:4,5,6 40X50 50X70 50X70 TẦNG:7,8,9 30X50 40X60 40X60 Tiết diện dầm Tiết diện dầm đã được chọn sơ bộ trong chương 2 Bảng 7.2: Tiết diện dầm sơ bộ Ký hiệu Nhịp dầm (m) Hệ số Chiều cao (cm) Bề rộng (cm) Chọn tiết diện (cmxcm) D1 7.5 12 62.5 33.35 30x70 D2 8 12 66.7 31.25 30x70 D3 2.5 12 20.8 11 20x30 CôngsonD5 1.4 12 20x30 côngsônD6 1.4 12 20x30 Chú ý: Trong quá trình tính toán có thể các tiết diện cột và dầm thay đổi ,nhưng việc thay đổi tiết diện dầm trong chương này hoàn toàn không làm ảnh hưởng đến kết quả tính toán của các chương trước đây. Tải trọng tác dụng lên công trình Tĩnh tải Trọng lượng các lớp cấu tạo sàn Trọng lượng các lớp cấu tạo đã tính ở chương 2 Bảng 7.3: Tải trọng các lớp cấu tạo sàn STT Các lớp cấu tạo gi (daN/m3) ni gctc (daN/m2) gctt (daN/m2) 1 Gạch ceramic 2000 10 1.1 20 22 2 Vữa lót 1800 30 1.3 54 70.2 4 Vữa trát trần 1800 15 1.3 27 35.1 5 Trần treo 1.2 100 120 6 sàn BTCT 2500 120 1.1 300 330 Tổng 501 578 Bảng 7.4: Tải trọng tường qui đổi trên sàn Trọng lượng tường xây trên dầm - Trọng lượng tường bao che lấy 70% trọng lượng tường đặc, tường bao che dày 20cm, gtc =330daN/m2, chiều cao trung bình của tường là 2.8m, hệ số độ tin cậy n =1.3 (theo bản vẻ kiến trúc). gttt = 0.7.n.gtc.ht = 0.7x1.3x330x2.8=840 daN/m Trọng lượng tường ngăn lấy 70% trọng lượng tường đặc, tường ngăn dày 10cm, g =180daN/m2, chiều cao trung bình của tường là 3.2m (theo bản vẻ kiến trúc). gttt = 0.7.n.gtc.ht = 0.7x1.3x180x3.2= 524.16 daN/m Hoạt tải Hoạt tải tác dụng lên sàn được tính toán trong chương 2 Tải trọng tạm thời Tải trọng tạm thời (hoạt tải) tiêu chuẩn phân bố đều trên sàn lấy theo bảng 3 TCVN 2737-1995: pstt = ptc.n (daN/m2) trong đó: ptc – tải trọng tiêu chuẩn lấy theo bảng 3 TCVN 2737- 1995 phụ thuộc vào công năng cụ thể của từng phòng; n – hệ số vượt tải, theo TCVN 2737- 1995: ta lấy pstt = 240 daN/m2 Tải trọng gió Tải trọng gió tác động vào công trình gồm1 thành phần tĩnh (do công trình có chiều dưới 40m), Tính toán nội lực Tính toán nội lực khung ta dùng phần mềm Etabs version 9.48 để mô hình khung không gian và giải bài toán đàn hồi tuyến tính theo phương pháp phần tử hũu hạn. Dưới đây là một số bước cần chú ý trong quá trình khai báo trên phần mềm. Khai báo các trường hợp tải trọng tác dụng vào công trình 1. TT : gồm Tĩnh tải + hoàn thiện + tường; 2. HT : hoạt tải 3. GIOTRÁIX : tải trọng gió tĩnh tác dụng theo phuơng X; 4. GIÓ PHẢI(-X) : tải trọng gió tĩnh tác dụng theo phuơng (-X) 5. GIOTINHY : tải trọng gió tĩnh tác dụng theo phương Y; 6. GIOTINH(-Y) : tải trọng gió tĩnh tác dụng theo phương –(Y); Phân tích và giải khung Sau khi đã khai báo đầy đủ các trường hợp đặt tải… ta tiến hành phân tích và giải bài toán. Kết quả nội lực của khung trục 2 do phần mềm xuất ra được trình bày trong cuốn phụ lục. Có nội lực của từng trường hợp đặt tải ta tiến hành đi tổ hợp nội lực (các số liệu được xử lý, tổ hợp trên Excel), cấu trúc các tổ hợp được trình bày cụ thể trong bảng sau: Bảng 7.5: các tổ hợp nội lực chính Tổ hợp chính Cấu trúc COMB1 TT+ HT COMB2 TT +0.9HT +0.9GIOX COMB3 TT +0.9HT +(-0.9)GIOX COMB4 TT +0.9HT+0.9GIOY COMB5 TT+0.9HT+(-0.9)GIOY COMB6 TT+GIOX COMB7 TT+(-1)GIOX COMB8 TT+GIOY COMB9 TT+(-1)GIOY BAO ENVE(COMB1, COMB2,…,COMB9) Ghi chú: Đối với dầm có thêm tổ hợp bao, cột thì không cần tổ hợp bao. Kết quả tổ hợp được trình bày trong cuốn phụ lục. . Tính toán cốt thép Nhiệm vụ tính toán là tính khung trục .2, được trình bày cụ thể trong bảng. Hình 7.6: Tên cấu kiện tổ hợp nội lực và tính thép Tên cấu kiện Phần tử trong Etabs Cột C1(A-2) C2 Cột C2(B-2) C10 Cột C3(C-2) C18 Cột C4(E-2) C28 Dầm D1 24 Dầm D2 52 Dầm D3 80 Dầm côngsônD4 B5 Dầm côngsônD5 B99 Tính toán cốt thép cột Cột là cấu kiện chịu nén lệch tâm xiên, do sự tính toán côt thép của cấu kiện lệch tâm xiên rất phức tạp,._.