Thiết kế Chung cư T11 Trung Hòa - Nhân Chính

g dầm thông thường có tiết diện 700x250cm, 600x250cm. Sàn BTCT dày 12cm, thép dùng ứ8 và ứ10 (AI), mác bêtông 300#. -Thi công phần thân: đổ bêtông toàn khối cho toàn bộ các cấu kiện. Bố trí mặt bằng kết cấu sàn tầng điển hình: I.Các số liệu ban đầu I. Sơ bộ chọn kích thước sàn, dầm, cột. Chọn chiều dày bản sàn. Chiều dày hb phải thoả mãn các điều kiện sau: - Sàn phải đủ độ cứng để không bị rung đông, dịch chuyển khi chịu tải trọng ngang (gió, bão, động đất,...) không làm ảnh hưởng đến công năng sử dụng. - Độ cứng trong mặt phẳng sàn đủ lớn để khi truyền tải trong ngang vào vách cứng, lõi cứng giúp chuyển vị ở các đầu cột bằng nhau. Dầm chia sàn thành các ô bản liên tục có cạnh ngắn l1, cạnh dài l2. Tính sơ bộ chiều dày bản sàn theo công thức: Trong đó: m = 40 á 45 với bản kê bốn cạnh (m bé với bản kê tự do và m lớn với bản liên tục). l: nhịp của bản (nhịp của cạnh ngắn). D = 0,8 á1,4 phụ thuộc vào tải trọng. Ta chọn: m = 45, D = 1 , l = 4.595 m (cạnh ngắn của ô sàn lớn nhất). . Chọn hb= 12 cm cho toàn bộ sàn. Chọn kích thước tiết diện dầm: *Dầm chính theo phương ngang nhà (dầm khung). Sơ bộ chọn chiều cao tiết diện dầm theo công thức: Trong đó: l: là nhịp của dầm đang xét. md: hệ số, với dầm phụ md =12á20; với dầm chính md =8á12, trong đó chọn giá trị lớn hơn cho dầm liên tục và chịu tải trọng tương đối bé. Dầm chính theo phương ngang nhà: Nhịp dầm : l = 8.4(m) Lấy m =12 (mm) Chọn h =700 (mm) b =(0.30.5)h = 210350 (mm) chọn b = 250 (mm) Dầm chính theo phương dọc nhà: Nhịp dầm : l = 7.2(m) Lấy m = 12 (mm) Chọn h =600 (mm) b = (0.30.5)h = 180 300 (mm) chọn b = 250 (mm) Dầm phụ theo phương dọc nhà: Nhịp dầm : l = 8.4(m) Lấy m = 20 (mm) Chọn h =450 (mm) b = (0.30.5)h = 135 225 (mm) chọn b = 220 (mm) Chọn kích thước tiết diện cột. Sơ bộ chọn kích thước cột theo công thức sau: SN: lực nén lớn nhất tác dụng lên chân cột. Rn: cường độ tính toán của bêtông, giả thiết là mác 300 Rn=130kg/cm2. K: hệ số dự trữ cho mômen uốn, K=1,2 á1,5. SN = A x q x n Lực dọc N tính sơ bộ lấy bằng tổng tải trọng trên phần diện tích chịu tải. Căn cứ vào đặc điểm công trình là nhà chung cư cao tầng nên lấy sơ bộ tải trọng 900kG/m2 sàn. Diện tích sàn dồn vào cột trục giữa lớn nhất (ở giữa nhịp 7.2 m và 8.4 m) là A = () = 37.8 m2. Nhà có n = 11 tầng. đ SN = 37.8 x 900 x 11 = 374220 KG đ Ac = 1,2x = 3454.34 cm2. ị Vậy chọn tiết diện cột các tầng như sau: Cột tầng 1á4 chọn 60x60 cm. Cột tầng 5á11 chọn 50x50 cm. Do càng lên cao nội lực càng giảm vì vậy theo chiều cao công trình ta phải giảm tiết diện cột cho phù hợp nội lực, nhưng không được giảm nhanh quá tránh xuất hiện mô men phụ tập trung tại vị trí thay đổi tiết diện(giảm không quá 30% độ cứng). Chọn kích thước của lõi Chiều dày của lõi thang máy lấy theo 2 điều kiện sau đây: t (16 cm, Ht = x420 cm = 21 cm) ị chọn t = 25 cm. II. Xác định tải trọng tác dụng lên sàn. A. Tĩnh tải. Tĩnh tải tác dụng lên sàn. Tĩnh tải tác dụng lên sàn bao gồm tĩnh tải do trọng lượng bản thân sàn và tĩnh tải do trọng lượng tường ngăn 110 xây trực tiếp lên sàn. *Tĩnh tải sàn: Bảng tĩnh tải sàn: Các lớp sàn Chiều dày T.L riêng T.T t/chuẩn Hệ số Vượt tải T.T t/toán (m) (kg/m3) (kg/m2) (kg/m2) - Lớp gạch lát sàn Ceramic 0.01 2000 20 1.1 22 - Lớp vữa trát + lót 0.05 1800 90 1.3 117 - Sàn BTCT 0.12 2500 300 1.1 330 Tổng tải trọng : 410 469 Không kể trọng lượng sàn 110 139 *Tĩnh tải do trọng lượng tường 110 truyền trực tiép lên sàn: Coi trọng lượng tường truyền trực tiếp lên sàn là tải phân bố đều trên sàn. -Trọng lượng tuờng tác dụng lên (5.4 - 0.22)x(7.2 – 0.22) + (7.2 – 0.22)x(4.2 – 0.22) + (1.8 – 0.22)x(5.4 – 0.22) = 72.12 m2 sàn (tính cho căn hộ loại 4): Tường xây gạch dày 110: Cao : 2.85m Các lớp Chiều dày T.L riêng T.T t/chuẩn Hệ số T.T t/toán (m) (kg/m3) (kg/m) vượt tải (kg/m) - Hai lớp trát 0.04 1800 205.2 1.3 266.76 - Gạch xây 0.11 1500 470 1.1 517 Tải tường phân bố trên 1m dài 675.2 783.76 Tải tường có cửa ( tính đến hệ số cửa 0,75 ) 506.4 587.82 Tổng chiều dài tường 110 (tính cho căn hộ loại 4): 11.46 m. Tường xây gạch dày 220: Cao : 2.6m Các lớp Chiều dày T.L riêng T.T t/chuẩn Hệ số T.T t/toán (m) (kg/m3) (kg/m) vợt tải (kg/m) - Hai lớp trát 0.04 1800 187.2 1.3 243.4 - Gạch xây 0.22 1500 858 1.1 943.8 Tải tường phân bố trên 1m dài 1045.2 1187.2 Tải tường có cửa ( tính đến hệ số cửa 0,75 ) 783.9 890.4 Tổng chiều dài tường 220 (tính cho căn hộ loại 4): 5.1 m. đTải phân bố đều do tường truyền vào sàn: 2 ịTĩnh tải tác dụng lên sàn: gs = 22 + 117 + 330 + 156.37 = 625.37 KG/m2. Tĩnh tải sàn các phòng vệ sinh: Các lớp sàn Chiều dày T.L riêng T.T t/chuẩn Hệ số Vượt tải T.T t/toán (m) (kg/m3) (kg/m2) (kg/m2) - Lớp gạch lát sàn Ceramic 20x20 0.01 2000 20 1.1 22 - Lớp vữa trát + lót 0.05 1800 90 1.3 117 - Lớp màng chống thấm 0.005 1500 7.5 1.3 9.75 - Sàn BTCT 0.1 2500 250 1.1 275 Tổng tải trọng : 367.5 423.75 Không kể trọng lượng sàn 117.5 148.75 Tĩnh tải mái: Các lớp sàn Chiều dày T.L riêng T.T t/chuẩn Hệ số vượt tải T.T t/toán (m) (kg/m3) (kg/m2) (kg/m2) - Hai lớp gạch lá nem 0.05 2000 100 1.1 110 - Lớp vữa trát + lót 0.05 1800 90 1.3 117 - Lớp màng chống thấm 0.01 1500 15 1.1 16.5 - Lớp bê tông xốp cách nhiệt 0.12 1000 120 1.1 132 - Sàn BTCT 0.12 2500 300 1.1 330 Tổng tải trọng : 625 705.5 Không kể trọng lượng sàn 325 375.5 Tĩnh tải tác dụng lên cầu thang. Bậc thang có h = 18 cm và b = 30 cm, tải trọng tác dụng lên 1m2 cầu thang gồm: -BTCT bản thang dày 10 cm: 0.1 x 2500 x 1.1 = 275 KG/m2. -Lớp vữa trát dày 1.5 cm: 0,015 x 1800 x 1.3 = 35,1 KG/m2. -Granitô dày 1cm: 0,01 x 2000 x 1.2 = 24 KG/m2. -Bậc thang xây gạch: 1800 x 0.18 x cos x 1.3 = 362.2 KG/m2. ( là góc nghiêng cuả bản thang tg = 16/27 = 0.595 ị cos = 0.86 ị Tổng cộng: gct = 275 + 35.1 + 24 + 362.2 = 696.3 KG/m2. B. Hoạt tải. Theo TCVN 2737-1995: 1. Hoạt tải tác dụng lên 1m2 sàn phòng ở : PsTC = 150 KG/m2; n = 1,3. PsTT = 150 x 1,3 = 195 KG/m2. 2. Hoạt tải tác dụng lên 1m2 sàn hành lang, cầu thang : PhlTC = 300 KG/m2; n = 1,2. PhlTT = 300 x 1,2 = 360 KG /m2. 3. Hoạt tải tác dụng lên 1m2 ban công, lôgia : PbcTC = 200 KG/m2; n = 1,2. PbcTT = 200 x 1,2 = 240 KG/m2. 4. Hoạt tải tác dụng lên 1m2 mái (tầng áp mái) : PmTC = 75 KG/m2; n = 1,3. PmTT = 75 x 1,3 = 97,5 KG/m2. 1. Hoạt tải sàn: Phòng chức năng TTTC dài hạn (Kg/m2) TT tiêu chuẩn (Kg/m2) Hệ số vượt tải n TT tính toán (Kg/m2) Phòng ngủ, phòng sinh hoạt 30 150 1.3 195 Hành lang, cầu thang 100 300 1.2 360 Ban công, logia 100 200 1.2 240 Hoạt tải mái 75 75 1.3 97.5 Khi tính toán hoạt tải đứng cho nhà cao tầng, cho phép sử dụng hệ số giảm tải do kể đến khả năng sử dụng không đồng thời trên toàn nhà, hệ số này được xác định như sau: + Nhân với hệ số: yA1 = 0,4 + . Khi A > A1 = 9 m2, với A là diện tích chịu tải. + Nhân với hệ số: yA2 = 0,5 + . Khi A > A1 = 36 m2, với A là diện tích chịu tải. Dựa vào công năng của các phòng trên từng tầng ta có thể giảm tải cho các hoạt tải như sau : Tên phòng Diện tích (m2) yA ptt KG/m2 pgt KG/m2 Phòng ở 72.12 0.853 195 166.34 Hành lang 140 0.754 360 271.44 ị Tổng hoạt tải và tĩnh tải: a. Phòng ở: qơ = gs + ps= 625.37 + 166.34 = 791.71 KG/m2. b. Hành lang: qhl = gs + phl = 625.37 + 271.44 = 896.81 KG/m2. c. Cầu thang: qct = gct + phl = 696.3 + 360 = 1056.3 KG/m2. d. Ban công: qbc = gs + pbc = 625.37 + 240 = 865.37 KG/m2. e. Tầng mái: qm = qs + pm = 625.37 + 97.5 = 722.87 KG/m2. III. Tải trọng tác dụng lên các bộ phận khác của nhà. * Trọng lượng tường gạch: lấy γgạch = 1800 KG/m3 -Trọng lượng của 1m tường xây 220: gồm trọng lượng tường và lớp vữa trát dày 3 cm, cửa chiếm 30% diện tích tường nên nhân với hệ số 0,7. .Dưới dầm h = 70 cm: 1.3 x (0.22 + 0.03) x 1800 x (3.3 – 0.7) x 0.7 = 1064.7 KG/m. .Dưới dầm h = 60 cm: 1.3 x (0.22 + 0.03) x 1800 x (3.3 – 0.6) x 0.7 = 1105.65 KG/m. -Trọng lượng của 1m tường xây 110: tường ngăn co chỉ có cửa ra vào, coi cửa chiếm 10% diện tích nên ta nhân với hệ số 0,9. 1.3 x (0.11 + 0.03) x 1800 x (3.3 – 0.45) x 0.9 = 840.3 KG/m. *Trọng lượng các dầm: . Dầm 25x70: 1.1x0.25x0.7x2500 = 481.25 KG/m. . Dầm 25x60: 1.1x0.25x0.6x2500 = 412.5 KG/m. . Dầm 22x45: 1.1x0.22x0.45x2500 = 272.25 KG/m. * Trọng lượng cột: Tiết diện cột 60x60cm: 1.1 x 3.3 x 0.6 x 0.6 x 2500 = 3267 KG. Tiết diện cột 50x50cm: 1.1 x 3.3 x 0.5 x 0.5 x 2500 = 2268.75 KG. * Trọng lượng lõi thang máy: 1.1x(0.25 + 0.03)x3.3x2500 = 2541 KG/m. *Trọng lượng lan can: 1.1x0.1x0.5x2500 = 137.5 KG/m. *Trọng lượng ôvăng mái: 1.1x0.6x0.06x2500 = 99 KG/m. Tải trọng gió. Tải trọng gió được xác định theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN.2737-95. Giá trị tính toán thành phần tĩnh của tải trọng gió Wtt ở độ cao Zi được xác định theo công thức sau: Wtt=n.Wo.k.C (kG/m2) Trong đó: -Wo:Giá trị áp lực gió tiêu chuẩn lấy theo bản đồ phân vùng áp lực gió .Theo TCVN 2737-95,khu vực Hà Nội thuộc vùng II-B, dạng địa hình C có Wo= 95 kG/m2. -n: Hệ số độ tin cậy của tải trọng gió, n=1.2 -k: Hệ số tính đến sự thay đổi áp lực gió theo độ cao theo TCVN 2737-95. -C: Hệ số khí động , lấy theo chỉ dẫn bảng 6 TCVN 2737-95, phụ thuộc vào hình khối công trình và hình dạng bề mặt đón gió. Với công trình có bề mặt công trình vuông góc với hướng gió thì hệ số khí động đối với mặt đón gió là c = 0.8 và với mặt hút gió là c = 0.6. áp lực gió thay đổi theo độ cao của công trình theo hệ số k. Ta qui tải trọng gió phân bố đều tại sàn các tầng của công trình: qiđ = Wiđ x hi (kG/m) qih = Wih x hi (kG/m) Trong đó: hi: Tổng nửa chiều cao các tầng phía trên và dưới mức sàn (m). Wiđ: Giá trị tiêu chuẩn thành phần tĩnh phía gió đẩy (kG/m2). Wih: Giá trị tiêu chuẩn thành phần tĩnh phía gió hút (kG/m2). qiđ: TảI trọng gió quy về phân bố đều tại mức sàn các tầng phía gió đẩy (kG/m) qih: TảI trọng gió quy về phân bố đều tại mức sàn các tầng phía gió hút (kG/m) Zi: Cao độ mức sàn các tầng so với cốt thiên nhiên (m). Bảng tải trọng gió tĩnh phân bố theo độ cao nhà STT Tầng Cao độ z(m) Chiều cao tầng (m) k Gió đẩy Wiđ KG/m2 Gió hút Wih KG/m2 Tổng Wtt KG/m2 Gió đẩyqiđKG/m2 Gió hútqihKG/m2 1 T1 4.2 4.2 0.848 77.34 58.00 135.34 290.02 217.51 2 T2 7.5 3.3 0.940 85.73 64.30 150.02 282.90 212.18 3 T3 10.8 3.3 1.013 92.37 69.28 161.64 304.81 228.61 4 T4 14.1 3.3 1.066 97.18 72.89 170.07 320.70 240.53 5 T5 17.4 3.3 1.104 100.68 75.51 176.20 332.26 249.19 6 T6 20.7 3.3 1.136 103.63 77.72 181.35 341.98 256.49 7 T7 24.7 3.3 1.172 106.89 80.16 187.05 352.73 264.54 8 T8 27.3 3.3 1.196 109.05 81.79 190.83 359.86 269.89 9 T9 30.6 3.3 1.224 111.63 83.72 195.35 368.38 276.28 10 T10 33.9 3.3 1.243 113.40 85.05 198.45 374.21 280.66 11 T11 37.2 3.3 1.263 115.20 86.40 201.61 190.09 142.56 12 Tầng tum 42.0 4.8 1.292 117.83 88.37 206.20 282.79 212.08 Tính toán thép sàn Tính toán thép cho sàn tầng điển hình. Cơ sở tính toán: “Tài liệu Kết cấu bê tông cốt thép tập 1” 1.Sơ đồ tính. Sàn tầng của công trình là sàn bêtông cốt thép toàn khối liên tục, các sàn được kê lên các dầm đổ toàn khối cùng sàn. Xét tỷ số kích thước các ô bản ta có hai loại bản làm việc theo 1 phương và theo hai phương. Sơ đồ tính bản kê bốn cạnh: Để tính toán trích ra một ô bản liên tục. Gọi các cạnh bản là A1, B1, A2, B2. Các cạnh đó có thể kê tự do ở cạnh biên, là liên kết cứng hoặc là các cạnh giữa của ô bản liên tục. Gọi mômen âm tác dụng phân bố trên các cạnh đó là MA1, MB1, MA2, MB2. Các mômen đó tồn tại trên các gối giữa hoặc cạnh liên kết cứng. Với cạnh biên tự do các mômen tương ứng trên các cạnh ấy bằng không. ở vùng giữa của ô bản có mômen dương theo hai phương là M1 và M2. Cốt thép trong mỗi phương được bố trí đều nhau, dùng phương trình sau: Trong đó: : mô men âm ở gối theo phương l1. : mô men âm ở gối theo phương l2. M1: mô men dương ở giữa bản theo phương l1. M2: mô men dương ở giữa bản theo phương l2. Trong phương trình trên có 6 mômen. Lấy M1 làm ẩn số chính và quy định tỷ số sẽ đưa phương trình về còn một ẩn số M1 và dễ dàng tính ra M1. Sau đó dùng các tỷ số đã quy định theo bảng để tính lại các mômen khác. Mặt bằmg bố trí dầm như sau: Các ô sàn từ tầng 2 đến 11có mặt bằng như nhau nên ta lấy sàn tầng 3 để tính. *. Sơ đồ tính toán các ô sàn: Theo sơ đồ kết cấu ta thấy hầu hết các ô bản đều có tỷ lệ giữa hai cạnh nhỏ hơn 2, riêng chỉ có các ô sàn 20, sàn 22 là có tỉ lệ giữa hai cạnh lớn hơn 2 . Vậy ta tính với các ô bản thuộc loại bản kê bốn cạnh trước 2. Tính sàn phòng ở. *Tính ô sàn 1: a.Tính toán nội lực: Kích thước ô sàn 3.5x4.2 m có: , là ô bản sàn làm việc theo hai phương, có mômen theo hai phương. Tổng tĩnh tải và hoạt tải: q = 635.34 KG/m2. Nhịp tính toán: lt1 = 3.5 - 0.22/2 – 0.25/2 = 3.265 m; lt2 = 4.2 – 0.25= 3.95 m; . Tra bảng ta có: q = 0.85; A1 = B1 = 1.3; A2 = B2 = 0,99. Thay vào phương trình: Giải pt ta tìm được: M1 = 161.1 KGm. M2 = qx M1 = 0.85x161.1 = 135.3 KGm. MA1 = MB1 = M1x A1 = 161.1x1.3 = 208.6 KGm. MA2 = MB2 = M1x A2 = 161.1x0.99 = 159.5 KGm. b.Tính toán cốt thép. Các số liệu về vật liệu: Bêtông mác 300 có Rn=130 KG/cm2; cốt thép AI có Ra =2100 KG/cm2, bản dày h =12 cm. Chọn ao=1,5 cm cho mọi tiết diện, dự kiến dùng thép f8. ho1 = h - a0 = 12 -1,5 = 10,5 cm. ho2 = h - a0 - f = 12- 1,5 – 0.8 = 9,7 cm. Tính cho 1m dài b = 100cm. Tính theo cấu kiện chịu uốn tiết diện chữ nhật. +Cốt chịu mômen dương M1: M1 = 161.1 KGm, chiều cao làm việc của tiết diện (Vì tính theo sơ đồ khớp dẻo nên phảI kiểm tra theo điều kiện hạn chế A<0.3) h01 = 10.5 cm, ta có: < Ad = 0,3. Với A = 0.011 có Diện tích cốt thép trong phạm vi dải bản rộng 1m . Kiểm tra hàm lượng cốt thép: Dự kiến dùng thép f6, có fa = 0,283(cm2) Khoảng cách giữa các cốt sẽ là : đ Chọn thép ¿6 a200 có Fa = 1.13 cm2. +Cốt chịu mômen dương M2: M2 = 135.3 KGm, chiều cao làm việc của tiết diện h02 = 9.7 cm, ta có: Với A = 0.011 có Diện tích cốt thép trong phạm vi dải bản rộng 1m . Kiểm tra hàm lượng cốt thép: Dự kiến dùng thép f6, có fa = 0,283(cm2) Khoảng cách giữa các cốt sẽ là : đ Chọn thép ¿6 a200 có Fa = 1.13 cm2. + Cốt chịu mômen âm MA1, MB1: MA1 = MB1 = 208.6 KGm, chiều cao làm việc của tiết diện h01 = 10.5 cm, ta có: Với A = 0.015 có Diện tích cốt thép trong phạm vi dải bản rộng 1m . Kiểm tra hàm lượng cốt thép: Dự kiến dùng thép f6, có fa = 0,283(cm2) Khoảng cách giữa các cốt sẽ là : đ Chọn thép ¿6 a200 có Fa = 1.42 cm2. + Cốt chịu mômen âm MA2, MB2: MA2 = MB2 = 159.5 KGm < MA1 = 208.6 KGm. đ Đặt theo cấu tạo ¿6 a200 có Fa = 2.51 cm2. * Tính ô sàn 2: Ô bản Ô2 có: l1xl2 = 3.7x4.2m. *Nhịp tính toán: l0i = li + 0,5.hb + Kích thước tính toán: lt1 = 3.7 - 0.5x0.12 = 3.64 m lt2 = 4.2 - 0.5x0.12 = 4.14 m Trong đó bdầm= 0.25m *Xác định nội lực. + Xét tỷ số: r = lt2/lt1 = 4.14/3.64 = 1.14 Chọn : q = = 0.895 ị M2 = 0.895M1 B1 = A1 = = 1.33 ị MA1=MB1 = 1.33M1 A2 = B2 = = 1.12 ị MA2= MB2= 1.12M1 + Thay vào phương trình mômen trên ta có: Vế trái: Kgm Vế phải: (2M1+2x1.33xM1)x4.14+(2x0.895xM1+2x1.12xM1)x3.64= 33.96M1 ị 6159.17 = 33.96xM1 ị M1 = 181.36 Kgm MA2 = MB2 = 1.12M1 = 203.12 Kgm MA1 = MB1 =1.33M1 = 241.2 Kgm M2 = 0.895xM1 = 162.3 Kgm - Với các ô bản còn lại tính toán tương tự kết quả thu được lập trong bảng nội lực các ô sàn. 3.2.Điều chỉnh mômen tại gối và nhịp cho các ô bản. - Lúc này ta đã tính được nội lực của từng ô bản. Tuy nhiên do các ô bản có các kích thước khác nhau, các điều kiện biên(các liên kết của các cạnh của ô bản) cũng khác nhau nên sẽ xảy ra hiện tượng chênh lệch nhau về nội lực. Để tiện thi công , thép sàn được đặt đều theo hai phương, vì vậy giá trị mômen âm được lấy theo giá trị lớn nhất theo hai phương của ô bản Đối với mômen dương ở hai ô bản kề nhau , lấy giá trị lớn nhất. bảng tổng hợp kết quả nội lực: Ô sàn Mômen dương Mômen âm (kGm) Phương cạnh ngắn Phương cạnh dài Ô1 161.1 208.6 159.5 Ô2 164.7 219 184.4 Ô3 239.3 324 290.9 Ô4 40.2 54 47.4 Ô5 88.2 92.9 64.1 Ô6 34.6 45.6 37.3 Ô7 68.6 68.6 34.7 Ô8 296.1 296.1 202.2 Ô9 432.4 435.8 304.4 Ô10 154.9 212.1 197.8 Ô11 122.7 158.6 158.6 Ô12 300.7 366.2 251.2 Ô13 224.7 224.7 118.1 Ô14 342.4 440.7 333.6 Ô15 83.8 90.8 62.1 Ô16 43.6 60 56.9 Ô17 162 209.4 159.6 Ô18 165.7 220 184.1 Ô19 98.6 130.4 107.2 Ô21 58.4 58.4 37.9 Ô23 131.8 167.2 123.4 Ô24 549.2 674.7 470.7 Ô25 416.3 416.3 228.1 Ô26 123.4 142.6 96 Ô28 44 45.4 31.5 b.Tính sàn20, sàn 22, sàn 27 theo sơ đồ đàn hồi:(Sàn loại dầm): Tính sàn 20 có : Xét tỉ số ị Ô sàn làm việc theo một phương, cắt một dải bản rộng 1m song song với phương cạnh ngắn l1 để tính. Sơ đồ tính là một dầm hai đầu ngàm có nhịp là l = 1.79m. Tải trọng tính toán là : q = g + p = 635.34 Kg/m2 q l = 1790 m = ql /12 2 2 m = ql /12 2 m = ql /24 Tính nội lực : - Mô men dương ở giữa nhịp : Mnh = - Mô men âm ở gối : Mg = Tính thép : Giả thiết a = 1,5cm, h0 = hb - a = 12 – 1,5= 10,5 cm - Thép chịu mô men dương : A = g = Fa = + Kiểm tra hàm lượng thép : m = <mmin = 0,1% Do đó ta chọn Fa= mmin.bho =0,001.100.10,5 =1,05 cm2 Dự kiến dùng thép f6, có fa = 0,283(cm2) Khoảng cách giữa các cốt sẽ là : Vậy chọn khoảng cách theo cấu tạo là f6a200. - Thép chịu mô men âm : A = g = Fa = + Kiểm tra hàm lượng thép : m = <mmin = 0,1% Do đó ta chọn Fa= mmin.bho =0,001.100.10,5 =1,05 cm2 Dự kiến dùng thép f6, có fa = 0,283(cm2) Khoảng cách giữa các cốt sẽ là : Vậy chọn khoảng cách theo cấu tạo là f6a200. Dùng một loại đường kính ặ6 để bố trí cốt thép cho sàn. Cốt thép chịu mômen dương tại các gối ta dùng cốt thép mũ. Tải trọng hoạt tải ở các ô nhỏ hơn tĩnh tải tính toán ở các ô tương ứng chiếm chủ yếu nên đoạn thẳng cốt thép mũ từ mút cốt thép đến trục dầm là nl+.Chọn n=0,2 .Trong đó: l là nhịp ngắn của bản bd: bề rộng dầm ở gối đó Kết quả tính toán chiều dài cốt mũ cho các ô bản được thể hiện trên bản vẽ KCA1:Khoảng cách thép cần thiết trường hợp dùng f6 Kết quả tính thép cho mômen dương ở nhịp: Ô SàN mômen nhịp(KGcM) A Fa(CM2) A1(cm) Chọn(cm) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Ô1 16110 0.01124 0.9943 0.671 0.0639 42.184 f6a200 0.1352381 Ô2 16470 0.01149 0.9942 0.686 0.0653 41.257 f6a200 0.1352381 Ô3 23930 0.01670 0.9916 0.999 0.0952 28.320 f6a200 0.1352381 Ô4 4020 0.00280 0.9986 0.167 0.0159 169.772 f6a200 0.1352381 Ô5 8820 0.00615 0.9969 0.366 0.0349 77.249 f6a200 0.1352381 Ô6 3460 0.00241 0.9988 0.143 0.0137 197.289 f6a200 0.1352381 Ô7 6860 0.00479 0.9976 0.285 0.0271 99.389 f6a200 0.1352381 Ô8 29610 0.02066 0.9896 1.239 0.1180 22.841 f6a200 0.1352381 Ô9 43240 0.03017 0.9847 1.818 0.1732 15.564 f6a150 0.18857143 Ô10 15490 0.01081 0.9946 0.645 0.0614 43.882 f6a200 0.1352381 Ô11 12270 0.00856 0.9957 0.510 0.0486 55.461 f6a200 0.1352381 Ô12 30070 0.02098 0.9894 1.258 0.1199 22.487 f6a200 0.1352381 Ô13 22470 0.01568 0.9921 0.938 0.0893 30.176 f6a200 0.1352381 Ô14 34240 0.02389 0.9879 1.435 0.1367 19.719 f6a150 0.18857143 Ô15 8380 0.00585 0.9971 0.348 0.0331 81.318 f6a200 0.1352381 Ô16 4360 0.00304 0.9985 0.181 0.0172 156.515 f6a200 0.1352381 ô17 16200 0.01130 0.9943 0.675 0.0643 41.948 f6a200 0.1352381 ô18 16570 0.01156 0.9942 0.690 0.0657 41.006 f6a200 0.1352381 ô19 9860 0.00688 0.9965 0.410 0.0390 69.076 f6a200 0.1352381 ô21 5840 0.00407 0.9980 0.242 0.0231 116.789 f6a200 0.1352381 ô23 13180 0.00920 0.9954 0.548 0.0522 51.615 f6a200 0.1352381 ô24 54920 0.03832 0.9805 2.319 0.2209 12.201 f6a120 0.2152381 ô25 41630 0.02905 0.9853 1.750 0.1666 16.175 f6a200 0.1352381 ô26 12340 0.00861 0.9957 0.513 0.0489 55.145 f6a200 0.1352381 ô28 4400 0.00307 0.9985 0.182 0.0174 155.090 f6a200 0.1352381 Trong bảng trên cột số 9( m’) thể hiện hàm lượng thép sau khi chọn thép thực tế II. Tính toán thép dầm Nội lực tính toán : Bao gồm các giá trị : ; ; - Khi tính cốt thép chịu mômen âm ta lấy giá trị nội lực tại đầu của phần tử tương ứng vơí đầu dầm và cuối dầm. Khi tính cốt thép chịu mômen dương ta lấy gía trị nội lực lớn nhất tại đoạn giữa của dầm . A. Dầm ở nhịp biên * Tầng 1: Tính cốt thép chịu mômen âm (tiết diện I-I): Từ kết quả tổ hợp nội lực bằng phần mềm SAP2000 ta chọn được cặp nội lực nguy hiểm và diện tích thép thuộc phần tử số 802. Phần tử Mmax(Tm) Q(T) Fa(cm2) (%) 802 -21.24 11.27 18.45 1.135 h=70(cm) , b = 25 (cm), chọn a = a' = 5 (cm) => ho = 70 - 5 = 65 (cm) - phương cao làm việc. Chọn 5f22 có Fa= 19 (cm2) - Kiểm tra hàm lượng cốt thép Theo tài liệu “ Kết cấu BTCT- phần kết cấu nhà cửa “ ( NXB- KH&KT) thì hàm lượng cốt thép chịu kéo trong dầm phải nằm trong giới hạn sau: ị 0,388% < m < 1,944%. (Ra = 360 tính bằng MPa = 3600kG/m2) Có > m min Tính cốt thép chịu mômen âm (tiết diện III-III): Từ kết quả tổ hợp nội lực bằng phần mềm SAP2000 ta chọn được cặp nội lực nguy hiểm và diện tích thép thuộc phần tử số 804. Phần tử Mmax(Tm) Q(T) Fa(cm2) (%) 804 -16.64 10.25 15.54 0.96 h=70(cm) , b = 25 (cm), chọn a = a' = 5 (cm) => ho = 70 - 5 = 65 (cm) - phương cao làm việc. Chọn 5f22 có Fa= 19 (cm2) Có > m min Tính cốt thép chịu mô men dương (tiết diện II-II): Từ kết quả tổ hợp nội lực bằng phần mềm SAP2000 ta chọn được cặp nội lực lớn nhất và diện tích thép thuộc phần tử số 802. Nút Mmax(Tm) Q(T) Fa(cm2) (%) nhịp 9.98 2.89 5.57 0.34 h=70(cm) , b = 25 (cm), chọn a = a' = 5 (cm) => ho = 70 - 5 = 65 (cm) - phương cao làm việc. - Chọn 3f20 có Fa= 9.42 (cm2) - Kiểm tra hàm lượng cốt thép > mmin Tính toán cốt đai : + Tại gối B : giá trị lực cắt lớn nhất Qmax = 11.27 (T). - Để đảm bảo bêtông không bị phá hoại trên tiết diện nghiêng theo ứng suất nén chính , cần phải kiểm tra điều kiện: với ko = 0.35 (Bêtông mác 300 trở xuống); Rn = 1300 (T/m2); b = 0.25 (m) ; ho = 0.65(m). VP = 0.35x1300x0.25x0.65 = 73.94 (T) > Qmax = 11.27 (T). Nên bê tông không bị phá hoại trên tiết diện nghiêng. - Kiểm tra khả năng chịu cắt của bê tông : với k1 = 0.6; Rk = 100 (T/m2); b = 0.25 (m); ho = 0.65 (m) VP = 0,6x100x0.25x0.65 = 9.75 (T) < Qmax = 11.27 (T). Nên phải tính toán cốt đai. Giả thiết dầm không đặt cốt xiên. - Lực cắt cốt đai phải chịu: qđ - Chọn cốt đai F 8, có fđ = 0,503 cm2, số nhánh cốt đai là 2 - Khoảng cách cốt đai được xác định u = min (umax, utt, uct) + umax: khoảng cách lớn nhất giữa các cốt đai đảm bảo cho sự phá hoại trên tiết diện nghiêng không xảy ra + utt: khoảng cách tính toán giữa các cốt đai theo khả năng chịu lực cắt của cốt đai và bê tông. utt = Theo tài liệu “ Kết cấu BTCT- phần kết cấu nhà cửa “ ( NXB- KH&KT) thì cốt đai trong dầm cần phải tính toán , cấu tạo và thi công đúng trong các vùng sẽ xuất hiện khớp dẻo. Tại các vùng trên ,đường kính cốt thép ngang không nhỏ hơn 6mm và đặt bước như sau : u Vậy chọn khoảng cách giữa các cốt đai là 15cm trong đoạn 2.h = 2.70 =140(cm) kể từ mép dầm. Tại gối C và tại giữa dầm tính tương tự, trong khoảng giữa dầm chọn cốt đai F8 u = 20(cm). Tính toán hoàn tương tự như trên ta lập được bảng chọn thép dầm. M (T.m) Rn (T/m) bc (cm) ho (cm) Fa (cm2) m% Fa(cm2) chọn Thép chọn Từ tầng 4 đến hết tầng 7 Thép âm (I-I) -20.35 1300 25 65 17.87 1.1 19 5F22 Thép dương (II-II) 13.13 1300 25 65 7.63 0.47 9.42 3F20 Thép âm (III-III) -21.34 1300 25 65 18.87 1.16 19 5F22 Bảng29: Bảng chọn thép dọc của dầm ở biên trục 2-3. M (T.m) Rn (T/m) bc (cm) ho (cm) Fa(cm2) m% Fa (cm2) chọn Thép chọn Từ tầng 8 đến hết tầng 11 Thép âm ( I-I) -21.36 1300 25 65 18.26 1.1 19 5F22 Thép dương (II-II) 13.63 1300 25 65 7.42 0.47 9.42 3F20 Thép âm (III-III) -21.62 1300 25 65 18.31 1.16 19 5F22 Do tính đối xứng nên thép chọn cho dầm biên trục 4-5 được bố trí hoàn toàn tương tự dầm biên cột trục 2-4. B. Dầm ở nhịp giữa * Tầng1: Tính cốt thép chịu mômen âm (tiết diện I-I): Từ kết quả tổ hợp nội lực bằng phần mềm SAP2000 ta chọn được cặp nội lực lớn nhất và diện tích thép thuộc phần tử số 805 Phần tử Mmax(Tm) Q(T) Fa(cm2) (%) 805 -7.54 5.55 8.57 0.97 h = 45(cm) , b = 22 (cm), chọn a = a' = 5 (cm) => ho = 45 - 5 = 40 (cm) - phương cao làm việc. Chọn 3 f 22 có Fa= 11.4 (cm2) Có > m min Tính cốt thép chịu mômen âm (tiết diện III-III): Từ kết quả tổ hợp nội lực bằng phần mềm SAP2000 ta chọn được cặp nội lực lớn nhất và diện tích thép thuộc phần tử số 806 Phần tử Mmax(Tm) Q(T) Fa(cm2) (%) 806 -8.02 5.72 8.75 0.99 h = 70(cm) , b = 25 (cm), chọn a = a' = 5 (cm) => ho = 70 - 5 = 65 (cm) - phương cao làm việc. Chọn 3 f 22 có Fa= 11.4 (cm2) Có > m min Tính cốt thép chịu mômen dương (tiết diện II-II): Dầm nhịp giữa không có momen dương nhỏ nên ta đặt theo cấu tạo 3 f 14. Tính toán cốt đai : + Tại gối B: giá trị lực cắt lớn nhất Qmax = 5.72 (T). - Để đảm bảo bêtông không bị phá hoại trên tiết diện nghiêng theo ứng suất nén chính, cần phải kiểm tra điều kiện: với ko = 0.35 (Bêtông mác300 trở xuống); Rn = 1300 (T/m2); b = 0.22 (m) ; ho = 0.4(m). VP = 0.35x1300x0.22x0.4 = 40.04(T) > Qmax = 5.72(T). Nên bê tông không bị phá hoại trên tiết diện nghiêng. - Kiểm tra khả năng chịu cắt của bê tông : với k1 = 0.6; Rk = 100 (T/m2); b = 0.22 (m); ho = 0.4 (m) VP = 0.6x100x0.22x0.40 = 5.28 (T) < Qmax = 5.72(T). Nên phải tính toán cốt đai. Giả thiết dầm không đặt cốt xiên. - Lực cắt cốt đai phải chịu: qđ - Chọn cốt đai F 8, có fđ = 0,503 cm2, số nhánh cốt đai là 2 - Khoảng cách cốt đai được xác định u = min (umax, utt, uct) + umax: khoảng cách lớn nhất giữa các cốt đai đảm bảo cho sự phá hoại trên tiết diện nghiêng không xảy ra + utt: khoảng cách tính toán giữa các cốt đai theo khả năng chịu lực cắt của cốt đai và bê tông. utt = Theo tài liệu “ Kết cấu BTCT- phần kết cấu nhà cửa “ ( NXB- KH&KT) thì cốt đai trong dầm cần phải tính toán , cấu tạo và thi công đúng trong các vùng sẽ xuất hiện khớp dẻo. Tại các vùng trên ,đường kính cốt thép ngang không nhỏ hơn 6mm và đặt bước như sau : u Vậy chọn khoảng cách giữa các cốt đai là 15cm trong đoạn 2.h = 2.70 =140(cm) kể từ mép dầm. Tại gối C và tại giữa dầm tính tương tự, trong khoảng giữa dầm chọn cốt đai F8 u = 20(cm). Tính toán hoàn tương tự như trên ta lập được bảng chọn thép dầm M (T.m) Rn (T/m) bc (cm) ho (cm) Fa(cm2) m% Fa(cm2) chọn Thép chọn Từ tầng 4 đến hết tầng 7 Thép âm (I-I) -10.28 1300 22 40 9.77 1.11 11.4 3F22 Thép dương (II-II) -0.74 1300 22 40 1.67 0.19 4,62 3F14 Thép âm (III-III) -11.72 1300 22 40 11.17 1.26 11.4 3F22 M (T.m) Rn (T/m) bc (cm) ho (cm) Fa(cm2) m% Fa(cm2) chọn Thép chọn Từ tầng 8 đến hết tầng 11 Thép âm (I-I) -9.34 1300 22 40 9.05 1.03 11.4 3F22 Thép dương (II-II) -0.94 1300 22 40 0.98 0.12 4,62 3F14 Thép âm (III-III) -11.67 1300 22 40 10.86 1.23 11.4 3F22 Bảng31: Bảng chọn thép dọc của dầm ở nhip giữa . Tính toán cốt đai : Cũng tiến hành tính toán tương tự như trên ta thống nhất chọn thép đai F8, u=20cm cho đoạn dầm 3.6 m. Thiết kế cột: 1. Lý thuyết tính toán cột chịu nén lệch tâm xiên: Công trình có mặt bằng kết cấu gần như đối xứng, các cột chịu mômen theo cả 2 phương Mx, My đều lớn. Tính toán cột chịu nén lệch tâm xiên nếu tính riêng như cột chịu hai trường hợp tải trọng riêng là Mx, N và My rồi đem cộng kết quả thép tính được là không an toàn cho cả vùng chịu kéo và chịu nén. Khi chịu nén lệch tâm xiên, cánh tay đòn ngẫu lực thường bé hơn so với cánh tay đòn khi cột chịu nén uốn phẳng. Mặt khác nếu cộng cốt thép như vậy thì vùng góc phần tư chéo của cột sẽ tính chịu 2 lần lực dọc N. Các tài liệu tính toán cột chịu nén lệch tâm xiên trước đây chủ yếu là phương pháp chọn và bố trí trước cốt thép cho cột sau đó kiểm tra lại nén lệch tâm xiên bằng cách xác định vị trí đường trung hoà của tiết diện cột ở trạng thái giới hạn dựa trên việc xác định ứng suất trong cốt thép vùng chịu nén và chịu kéo. Phương pháp này có nhược điểm là dài dòng, nặng về tính toán và yêu cầu phải có kinh nghiệm chọn trước cốt thép. Hiện nay, tính cốt thép cho cột chịu nén lệch tâm xiên theo tiêu chuẩn BS 8110-85 của Anh đã được GS. TS Nguyễn Đình Cống chỉnh sửa phù hợp với TCVN - Tài liệu Tính toán tiết diện cột bê tông cốt thép - 2006. Cơ sở tính toán như sau: 1.1. Số liệu tính toán: - Chiều dài tính toán của cột được xác định theo sơ đồ biến dạng của cột lo = a . l + l: Chiều cao tầng + a: tra bảng a = 0,7 - Hàm lượng cốt thép trong cột: Hàm lượng cốt thép đảm bảo mmin = 0,4% < m < mmax = 6% - Xuất kết quả chạy nội lực của SAP2000 dưới dạng bảng của EXCEL. Lập bảng tổ hợp nội lực của cột khung K5 tại 2 mặt cắt nguy hiểm nhất. - Các cặp nội lực được chọn để tính toán cho một tiết diện là: + Cặp 1: Mxmin; Mytư; Ntư + Cặp 4: Mymax; Mxtư; Ntư + Cặp 2: Mymin; Mxtư; Ntư + Cặp 5: Nmax; Mxtư; Mytư + Cặp 3: Mxmax; Mytư; Ntư -Tiết diện cột là hình vuông, cốt thép bố trí đối xứng và bố trí đều theo chu vi nên các cặp nội lực được chọn để tính toán sẽ là: + Có N lớn nhất và Mx, My tương ứng + Có Mx lớn nhất và N, My tương ứng + Có My lớn nhất và N, Mx tương ứng + Có Mx và My đều lớn + Có độ lệch tâm hoặc lớn 1.2. Nguyên tắc tính toán cột chịu nén lệch tâm xiên: Phương pháp gần đúng dựa trên việc biến đổi trường hợp nén lệch tâm xiên thành nén lệch tâm phẳng tương đương để tính cốt thép. Xét tiết diện có cạnh Cx, Cy. Điều kiện để áp dụng phương pháp gần đúng là Tiế._.