Thiết kế viện nghiên cứu Khoa Học Kỹ Thuật Nông Nghiệp Miền Nam

m có ld = 6m: Vậy ta chọn tiết diện dầm chính 300x700 4.1.2.2. Phần tử cột : - Diện tích tiết diện cột xác định sơ bộ như sau: Trong đó: N = n´ (q´F1 +Nt ) n - số tầng kể từ trên xuống q - tải trọng phân bố trên 1m2 sàn F1 - diện tích truyền tải xuống cột b = 1.2¸1.6 - hệ số kể tới tải trọng ngang Rn = 110 (Kg/cm2): cường độ chịu nén của bêtông mác 250 Nt :trọng lượng nằm trên diện truyền tải. - Tiết diện cột thay đổi sau mỗi 3 tầng, các giá trị SNi max là giá trị lực nén tại chân cột tầng hầm ,tầng 2, tầng 5 và tầng 8 * Tải trọng mái : Trọng lượng gạch tàu: g1 = digI ni = 0.01*1800*1.2 = 21.6 (Kg/m2) Trọng lượng sàn: g2 = digi ni = 0.12*2500*1.1 = 330 (Kg/m2) Trọng lượng hồ nước: ( với các số liệu phản lực các hồ nước Dn1, Dn2, Dd1, Dd2, bản thành hồ lấy từ chương III – phần tính tóan hồ nước). g3 = 1750 + 2740 + 36340 = 40830 (Kg) Trọng lượng tường: = dihigi ni (Kg/m) Trọng lượng dầm: = 0.3*0.7*2500*1.1=577.5 (Kg/m) Hoạt tải sàn: = 200*1.2=240 (Kg/m2) * Tải trọng sàn tầng điển hình: (số liệu tải trọng đã được tính từ phần tính sàn tầng điển hình): Trọng lượng sàn: gs = 410.1(Kg/m2) Trọng lượng tường: gt = dihigi ni (Kg/m) Hoạt tải sàn: = 240(Kg/m2) 4.1.2.2.1. Cột trục 1 : - Tại chân cột tầng 8 + trọng lượng sàn mái : gsm= *(3*7)+* (3*7)+g3/4+g4+*10+* (3*7) = 21.6*21+330*21+40830/4+0.23*3.4*1800*7*1.2+577.5*10+240*21 = 38282 (Kg) + trọng lượng sàn tầng điền hình: gs = gs + gt + ps = (410.1*21+1800*3.6*0.23*7*1.2+240*21)*2 = 48169 (Kg) + Tải do dầm : = (b´h´g´l´n )*2 = 577.5*10*2 =11550 (kg) + Tải do bản thân cột ( sơ bộ ban đầu chọn tiết diện cột 35´35) = b´h´l´γ´n = 0.35´0.35´(3.6´3+0.9)x2500´1.1 = 3941 (Kg) + Hoạt tải sàn: = 240*21*2=10080 (Kg) Tải tại chân cột tầng 8 : N81 = Sgi = gsm + gs + g2 + g4 + ps = 38282+48169+11550+3941+10080 =112022 (Kg) - Tại chân cột tầng 5 + Tải tác dụng do chân cột tầng 8 : =112022 (Kg) + trọng lượng sàn tầng điền hình: gs = gs + gt + ps = (410.1*21+1800*3.6*0.23*7*1.2+240*21)*3 = 78514 (Kg) + Tải do dầm : = (b´h´g´l´n )*3 = 577.5*10*3 =17325 (kg) + Tải do bản thân cột ( sơ bộ ban đầu chọn tiết diện cột 50´50) = b´h´l´γ´n = 0.5´0.5´3.6´3x2500´1.1 = 7425 (Kg) + Hoạt tải sàn: = 240*21*3=15120 (Kg) Tải tại chân cột tầng 5 trục D1 : N51=+gs+g2+ g4+ =112022+78514+17325+7425+15120 = 230406 (Kg) - Tại chân cột tầng 2 + Tải tác dụng do chân cột tầng 5 : =230406 (Kg) + trọng lượng sàn tầng điền hình: gs = gs + gt + ps = (410.1*21+1800*3.6*0.23*7*1.2+240*21)*3 = 78514 (Kg) + Tải do dầm : = (b´h´g´l´n )*3 = 577.5*10*3 =17325 (kg) + Tải do bản thân cột ( sơ bộ ban đầu chọn tiết diện cột 60´60) = b´h´l´γ´n = 0.6´0.6´3.6´3x2500´1.1 = 10692 (Kg) + Hoạt tải sàn: = 240*21*3=15120 (Kg) Tải tại chân cột tầng 2 trục D1 : N2A=+gs+g2+ g4+ =230406+78514+17325+10692+15120 = 352057 (Kg) - Tại chân cột tầng hầm + Tải tác dụng do chân cột tầng 2 : =352057 (Kg) + trọng lượng sàn tầng điền hình: gs = gs + gt + ps = (410.1*21+1800*3.6*0.23*7*1.2+240*21)*3 = 78514 (Kg) + Tải do dầm : = (b´h´g´l´n )*3 = 577.5*10*3 =17325 (kg) + Tải do bản thân cột ( sơ bộ ban đầu chọn tiết diện cột 70´70) = b´h´l´γ´n = 0.7´0.7´(4.2+4.5+3.45)x2500´1.1 = 16372 (Kg) + Hoạt tải sàn: = 240*21*3=15120 (Kg) Tải tại chân cột tầng hầm trục D1 : Nh1=+gs+g2+ g4+ =352057+78514+17325+16372+15120 = 479388 (Kg) Tại mặt ngàm khung Chọn chiều dày tầng hầm h = 15cm Chọn kích thước dầm đáy tầng hầm 30x700 Ta có: Tải chân cột tầng hầm : =479388 (Kg) Tĩnh tải sàn : = 0.15*2500*25.2*1.1=10395 (Kg) Tải dầm : =1.1*2500*0.3*0.7*10=5775 (Kg) Hoạt tải sàn : p= 1.2*500*21=12600 (Kg) Tải tại mặt ngàm khung : Nn1=+g1++ps =479388+10395+5775+12600=508058 (Kg) 4.1.2.2.2. Cột trục 2 : - Tại chân cột tầng 8 + trọng lượng sàn mái : gsm= *(6*7)+* (6*7)+g3/4+*13+* (6*7) = 21.6*42+330*42+40830/4+577.5*13+240*42 = 42562 (Kg) + trọng lượng sàn tầng điền hình: gs = gs + gt + ps = (410.1*42+1800*3.6*0.13*4.8*1.2+240*42)*2 = 64312 (Kg) + Tải do dầm : = (b´h´g´l´n )*2 = 577.5*13*2 =15015 (kg) + Tải do bản thân cột ( sơ bộ ban đầu chọn tiết diện cột 35´35) = b´h´l´γ´n = 0.35´0.35´(3.6´3+0.9)x2500´1.1 = 3941 (Kg) + Hoạt tải sàn: = 240*42*2=20160 (Kg) Tải tại chân cột tầng 8 : N82 = Sgi = gsm + gs + g2 + g4 + ps = 42562+64312+15015+3941+20160 =145990 (Kg) - Tại chân cột tầng 5 + Tải tác dụng do chân cột tầng 8 : =145099 (Kg) + trọng lượng sàn tầng điền hình: gs = gs + gt + ps = (410.1*42+1800*3.6*0.13*4.8*1.2+240*42)*3 = 96469 (Kg) + Tải do dầm : = (b´h´g´l´n )*3 = 577.5*13*3 =22522 (kg) + Tải do bản thân cột ( sơ bộ ban đầu chọn tiết diện cột 50´50) = b´h´l´γ´n = 0.5´0.5´3.6´3x2500´1.1 = 7425 (Kg) + Hoạt tải sàn: = 240*42*2=20160 (Kg) Tải tại chân cột tầng 5 trục D1 : N52=+gs+g2+ g4+ =145099+96469+22522+7425+20160 = 291675 (Kg) - Tại chân cột tầng 2 + Tải tác dụng do chân cột tầng 5 : =291675 (Kg) + trọng lượng sàn tầng điền hình: gs = gs + gt + ps = (410.1*42+1800*3.6*0.13*4.8*1.2+240*42)*3 = 96469 (Kg) + Tải do dầm : = (b´h´g´l´n )*3 = 577.5*13*3 =22522 (kg) + Tải do bản thân cột ( sơ bộ ban đầu chọn tiết diện cột 60´60) = b´h´l´γ´n = 0.6´0.6´3.6´3x2500´1.1 = 10692 (Kg) + Hoạt tải sàn: = 240*42*2=20160 (Kg) Tải tại chân cột tầng 2 trục D1 : N22=+gs+g2+ g4+ =291675+96469+22522+10692+20160 = 441518 (Kg) - Tại chân cột tầng hầm + Tải tác dụng do chân cột tầng 2 : =441518 (Kg) + trọng lượng sàn tầng điền hình: gs = gs + gt + ps = (410.1*42+1800*3.6*0.13*4.8*1.2+240*42)*3 = 96469 (Kg) + Tải do dầm : = (b´h´g´l´n )*3 = 577.5*13*3 =22522 (kg) + Tải do bản thân cột ( sơ bộ ban đầu chọn tiết diện cột 70´70) = b´h´l´γ´n = 0.7´0.7´(4.2+4.5+3.45)x2500´1.1 = 16372 (Kg) + Hoạt tải sàn: = 240*42*2=20160 (Kg) Tải tại chân cột tầng hầm trục D1 : Nh2=+gs+g2+ g4+ =441518+96469+22522+16372+20160 = 597041(Kg) Tại mặt ngàm khung Chọn chiều dày tầng hầm h = 15cm Chọn kích thước dầm đáy tầng hầm 30x700 Ta có: Tải chân cột tầng hầm : =597041 (Kg) Tĩnh tải sàn : = 0.15*2500*42*1.1=17325 (Kg) Tải dầm : =1.1*2500*0.3*0.7*13=7507 (Kg) Hoạt tải sàn : p= 1.2*500*42=25200 (Kg) Tải tại mặt ngàm khung : Nn2=+g1++ps =597041+17325+7507+25200=647073 (Kg) 4.1.2.2.3. Cột trục 3 : - Tại chân cột tầng 8 + trọng lượng sàn mái : gsm= *(6*7)+* (6*7)+*(6+7)+* (6*7) = 21.6*42+330*42+577.5*13+240*42 = 32354 (Kg) + trọng lượng sàn tầng điền hình: gs = gs + gt + ps = (410.1*42+1800*3.6*0.13*4.8*1.2+240*42)*2 = 64312 (Kg) + Tải do dầm : = (b´h´g´l´n )*2 = 577.5*13*2 =15015 (kg) + Tải do bản thân cột ( sơ bộ ban đầu chọn tiết diện cột 35´35) = b´h´l´γ´n = 0.35´0.35´(3.6´3+0.9)x2500´1.1 = 3941 (Kg) + Hoạt tải sàn: = 240*42*2=20160 (Kg) Tải tại chân cột tầng 8 : N83 = Sgi = gsm + gs + g2 + g4 + ps = 32345+64312+15015+3941+20160 =135782 (Kg) - Tại chân cột tầng 5 + Tải tác dụng do chân cột tầng 8 : =135782 (Kg) + trọng lượng sàn tầng điền hình: gs = gs + gt + ps = (410.1*42+1800*3.6*0.13*4.8*1.2+240*42)*3 = 96469 (Kg) + Tải do dầm : = (b´h´g´l´n )*3 = 577.5*13*3 =22522 (kg) + Tải do bản thân cột ( sơ bộ ban đầu chọn tiết diện cột 50´50) = b´h´l´γ´n = 0.5´0.5´3.6´3x2500´1.1 = 7425 (Kg) + Hoạt tải sàn: = 240*42*3=30240 (Kg) Tải tại chân cột tầng 5 trục D1 : N53=+gs+g2 +g4+ =135782+96469+22522+7425+30240 = 292438 (Kg) - Tại chân cột tầng 2 + Tải tác dụng do chân cột tầng 5 : =292438 (Kg) + trọng lượng sàn tầng điền hình: gs = gs + gt + ps = (410.1*42+1800*3.6*0.13*4.8*1.2+240*42)*3 = 96469 (Kg) + Tải do dầm : = (b´h´g´l´n )*3 = 577.5*13*3 =22522 (kg) + Tải do bản thân cột ( sơ bộ ban đầu chọn tiết diện cột 60´60) = b´h´l´γ´n = 0.6´0.6´3.6´3x2500´1.1 = 10692 (Kg) + Hoạt tải sàn: = 240*42*3=30240 (Kg) Tải tại chân cột tầng 2 trục D3 : N23=+g1+g2 +g4+ =292438+96469+22522+10692+30240 = 452361 (Kg) - Tại chân cột tầng hầm + Tải tác dụng do chân cột tầng 2 : =452361 (Kg) + trọng lượng sàn tầng điền hình: gs = gs + gt + ps = (410.1*42+1800*3.6*0.13*4.8*1.2+240*42)*3 = 96469 (Kg) + Tải do dầm : = (b´h´g´l´n )*3 = 577.5*13*3 =22522 (kg) + Tải do bản thân cột ( sơ bộ ban đầu chọn tiết diện cột 70´70) = b´h´l´γ´n = 0.7´0.7´(4.2+4.5+3.45)x2500´1.1 = 16372 (Kg) + Hoạt tải sàn: = 240*42*3=30240 (Kg) Tải tại chân cột tầng hầm trục D1 : Nh3=+g1+g2 +g4+ =452361+96469+22522+16372+30240 = 617964 (Kg) Tại mặt ngàm khung Chọn chiều dày tầng hầm h = 15cm Chọn kích thước dầm đáy tầng hầm 250x700 Ta có: Tải chân cột tầng hầm : =617964 (Kg) Tĩnh tải sàn : = 0.15*2500*42*1.1=17325 (Kg) Tải dầm : =1.1*2500*0.3*0.7*13=6256 (Kg) Hoạt tải sàn : p= 1.2*500*42=25200 (Kg) Tải tại mặt ngàm khung : Nn3=+g1++p =617964+17325+6256+25200=66754 (Kg) 4.1.2.2.4. Cột trục 4 : - Tại chân cột tầng 8 + trọng lượng sàn mái : gsm= *(3*7)+* (3*7)+ g4+*10+* (3*7) = 21.6*21+330*21+0.23*3.4*1800*7*1.2+577.5*10+240*21 = 28074 (Kg) + trọng lượng sàn tầng điền hình: gs = gs + gt + ps = (410.1*21+1800*3.6*0.23*7*1.2+240*21)*2 = 48169 (Kg) + Tải do dầm : = (b´h´g´l´n )*2 = 577.5*10*2 =11550 (kg) + Tải do bản thân cột ( sơ bộ ban đầu chọn tiết diện cột 35´35) = b´h´l´γ´n = 0.35´0.35´(3.6´3+0.9)x2500´1.1 = 3941 (Kg) + Hoạt tải sàn: = 240*21*2=10080 (Kg) Tải tại chân cột tầng 8 : N84 = Sgi = gsm + gs + g2 + g4 + ps = 28074+48169+11550+3941+10080 =101814 (Kg) - Tại chân cột tầng 5 + Tải tác dụng do chân cột tầng 8 : =101814 (Kg) + trọng lượng sàn tầng điền hình: gs = gs + gt + ps = (410.1*21+1800*3.6*0.23*7*1.2+240*21)*3 = 78514 (Kg) + Tải do dầm : = (b´h´g´l´n )*3 = 577.5*10*3 =17325 (kg) + Tải do bản thân cột ( sơ bộ ban đầu chọn tiết diện cột 50´50) = b´h´l´γ´n = 0.5´0.5´3.6´3x2500´1.1 = 7425 (Kg) + Hoạt tải sàn: = 240*21*3=15120 (Kg) Tải tại chân cột tầng 5 trục D1 : N54=+gs+g2+ g4+ =101814+78514+17325+7425+15120 = 220198 (Kg) - Tại chân cột tầng 2 + Tải tác dụng do chân cột tầng 5 : =220198 (Kg) + trọng lượng sàn tầng điền hình: gs = gs + gt + ps = (410.1*21+1800*3.6*0.23*7*1.2+240*21)*3 = 78514 (Kg) + Tải do dầm : = (b´h´g´l´n )*3 = 577.5*10*3 =17325 (kg) + Tải do bản thân cột ( sơ bộ ban đầu chọn tiết diện cột 60´60) = b´h´l´γ´n = 0.6´0.6´3.6´3x2500´1.1 = 10692 (Kg) + Hoạt tải sàn: = 240*21*3=15120 (Kg) Tải tại chân cột tầng 2 trục D1 : N24=+gs+g2+ g4+ =220198+78514+17325+10692+15120 = 341849 (Kg) - Tại chân cột tầng hầm + Tải tác dụng do chân cột tầng 2 : =341849 (Kg) + trọng lượng sàn tầng điền hình: gs = gs + gt + ps = (410.1*21+1800*3.6*0.23*7*1.2+240*21)*3 = 78514 (Kg) + Tải do dầm : = (b´h´g´l´n )*3 = 577.5*10*3 =17325 (kg) + Tải do bản thân cột ( sơ bộ ban đầu chọn tiết diện cột 70´70) = b´h´l´γ´n = 0.7´0.7´(4.2+4.5+3.45)x2500´1.1 = 16372 (Kg) + Hoạt tải sàn: = 240*21*3=15120 (Kg) Tải tại chân cột tầng hầm trục D1 : Nh4=+gs+g2+ g4+ =341849+78514+17325+16372+15120 = 469180 (Kg) Tại mặt ngàm khung Chọn chiều dày tầng hầm h = 15cm Chọn kích thước dầm đáy tầng hầm 30x700 Ta có: Tải chân cột tầng hầm : =468180 (Kg) Tĩnh tải sàn : = 0.15*2500*25.2*1.1=10395 (Kg) Tải dầm : =1.1*2500*0.3*0.7*10=5775 (Kg) Hoạt tải sàn : p= 1.2*500*21=12600 (Kg) Tải tại mặt ngàm khung : Nn4=+g1++ps =469180+10395+5775+12600=497950 (Kg) BẢNG TÍNH TOÁN VÀ CHỌN SƠ BỘ TIẾT DIỆN CỘT Cột Tầng SNi max (Kg) K Fcột (cm2) b´h (cm) Trục 1 Tầng 8_9_10 Tầng 5_6_7 Tầng 2_3_4 Tầng 1_Trệt_Hầm 112022 230406 352057 479388 1.3 1.3 1.4 1.4 1323 2722 4480 6101 35x50 40x60 60x80 70x90 Trục 2 Tầng 8_9_10 Tầng 5_6_7 Tầng 2_3_4 Tầng 1_Trệt_Hầm 145990 291675 441518 597041 1.3 1.3 1.4 1.4 1725 3447 5619 7598 35x50 50x70 60x90 70x110 Trục 3 Tầng 8_9_10 Tầng 5_6_7 Tầng 2_3_4 Tầng 1_Trệt_Hầm 135782 292438 452361 617964 1.3 1.3 1.4 1.4 1604 3456 5757 7864 35x50 50x70 60x90 70x110 Trục 4 Tầng 8_9_10 Tầng 5_6_7 Tầng 2_3_4 Tầng 1_Trệt_Hầm 101814 220198 341849 469180 1.3 1.3 1.4 1.4 1203 2602 4350 5971 35x50 40x60 60x80 70x90 Tiết diện ở đây chỉ được chọn sơ bộ theo lực nén dọc trục trong cột. Sau khi ra được các kết quả nội lực ta sẽ tiến hành chọn lại tiết diện phù hợp với lực dọc trong cột ( sau khi tính tóan nội lực). 4.2.Xác Định Tải Trọng Truyền Vào Khung : - Tải trọng tác dụng lên khung bao gồm tải trọng đứng và tải trọng ngang (gió) thể hiện bằng các lực phân bố trên dầm, cột và các lực tập trung tại nút . - Tải phân bố trên dầm gồm : tải trọng do sàn truyền vào theo sơ đồ hình thang và tam giác, trọng lượng bản thân dầm, tường. - Tải trọng tập trung tại nút khung gồm : tải trọng từ sàn truyền lên dầm dọc, trọng lượng bản thân dầm dọc, trọng lượng các tường ngăn xây dọc theo dầm... Các tải trọng này được qui về nút khung theo nguyên tắc dầm dọc kê tự do lên khung. 4.2.1.Xác định tải trọng thẳng đứng t/d lên các tầng: 4.2.1.1. Tầng sân thượng: Ta có giá trị tĩnh tải và hoạt tải sàn mái: gs = 332.6 (Kg/m2) = 240 (Kg/m2) * Đối với tải lên dầm: Ta chia loại ô sàn và truyền tải từ sàn lên dầm: Đối với bản loại dầm : chỉ có tải do trọng lượng bản thân console g = *l1 (Kg/m) Đối với bản kê 4 cạnh: Theo phương tải có dạng tam giác, vói giá trị cực đại: g = *l1/2 (Kg/m) p = *l1/2 (Kg/m) Theo phương tải có dạng hình thang, với giá trị cực đại: g = *l1/2 (Kg/m) p = *l1/2 (Kg/m) * Đối với tải lên cột : -Đối với cột trục 1: Tĩnh tải: gồm tĩnh tải sàn, tường, dầm và hồ nước g =+++ = 332.6*((1+7)*3/2)+(1800*0.23*7*2*1.2)+(0.3*0.7*2500*1.1*7)+40830/4 = 25196(Kg) Hoạt tải 1 nhịp do dầm dọc truyền vào: p = 240*((1+7)*3/2) =2880 (Kg) -Đối với cột trục 2: Tĩnh tải: gồm tĩnh tải sàn, tường và dầm g=+++ =332.6*((1+7)*3/2)*2 +(0.3*0.7*2500*1.1*7)+40830/4 =18767(Kg) Hoạt tải 1 nhịp do dầm dọc truyền vào: p=240*((1+7)*3/2)*2=5760 (Kg) -Đối với cột trục 3: Tĩnh tải: gồm tĩnh tải sàn, tường và dầm g=+ =332.6*((1+7)*3/2)*2 +0.3*0.7*7*2500*1.1 =8559(Kg) Hoạt tải 1 nhịp do dầm dọc truyền vào: p=240*((1+7)*3/2)*2=5760 (Kg) -Đối với cột trục 4: Tĩnh tải: gồm tĩnh tải sàn, dầm g=++ =332.6((1+7)*3/2)+ 0.3*0.7*7*2500*1.1 =8033(Kg) Hoạt tải 1 nhịp do dầm dọc truyền vào: p=240*((1+7)*3/2)=2880(Kg) BẢNG GIÁ TRỊ TẢI TRỌNG LÊN DẦM VÀ CỘT ( TẦNG MÁI ) Cấu Kiện Tĩnh Tải Hoạt Tải Phân bố tam giác Phân bố hình thang Phân bố đều Tập trung Phân bố tam giác Phân bố hình thang Phân bố đều Tập trung D12 1995 577.5 1440 D23 1995 577.5 1440 D34 1995 577.5 1440 Cột D1 25196 2880 Cột D2 18767 5760 Cột D3 8559 5760 Cột D4 8033 2880 Đối với việc tính toán tải trọng tác dụng lên dầm và cột ở sàn tầng điển hình, sàn tầng hầm tương tự như cách tính toán ở sàn mái. Nên ta thống kê được bảng giá trị tải trọng như sau: 4.2.1.2. Sàn Tầng Điển Hình: Ta có giá trị tĩnh tải và hoạt tải sàn mái: gs = 410.1 (Kg/m2) = 240 (Kg/m2) BẢNG GIÁ TRỊ TẢI TRỌNG LÊN DẦM VÀ CỘT ( SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH ) Cấu Kiện Tĩnh Tải Hoạt Tải Phân bố tam giác Phân bố hình thang Phân bố đều Tập trung Phân bố tam giác Phân bố hình thang Phân bố đều Tập trung D12 1995 577.5 1440 D23 1995 577.5 1440 D34 1995 577.5 1440 Cột D1 17440 2880 Cột D2 7504 4392 Cột D3 7504 4392 Cột D4 17440 2880 Dầm 23 xuất hiện 2 lực tập trung đặt tại vị trí 1.8m và 4.2m do hệ dầm phụ theo phương dọc công trình truyền vào, với độ lớn: ( với độ lớn 2 lực tập trung giống nhau) Dầm phụ có kích thước tiết diện: b x h = 200 x 300 - Tỉnh tải: G1 = (410.1*1.8*7) + (0.2*0.3*2500*1.1*7) + (1800*3.6*0.13*1.2*7) = 13398 (Kg) - Họat tải: P1 = 240*1.8*7 = 3024 (Kg) 4.2.1.3. Sàn Tầng Hầm: Ta có giá trị tĩnh tải và hoạt tải sàn tầng hầm * Tĩnh tải: Lớp cấu tạo di(mm) gI(Kg/m3) ni digI ni(Kg/m2) Vữa trát 15 1800 1.3 35.1 Bản BTCT 150 2500 1.1 412.5 Tổng cộng 447.6 gs = 447.6 (kg/m2) *.Hoạt tải = 500*1.2=600 (kg/m2) BẢNG GIÁ TRỊ TẢI TRỌNG LÊN DẦM VÀ CỘT ( SÀN TẦNG HẦM ) Cấu Kiện Tĩnh Tải Hoạt Tải Phân bố tam giác Phân bố hình thang Phân bố đều Tập trung Phân bố tam giác Phân bố hình thang Phân bố đều Tập trung D12 1995 577.5 3600 D23 1995 577.5 3600 D34 1995 577.5 3600 Cột D1 18653 7200 Cột D2 10732 14400 Cột D3 10732 14400 Cột D4 18653 7200 4.3.Xác Định Tải Trọng Gió Động Vào Khung : 4.3.1.Xác định áp lực gió tác dụng (theo TCXD 229 : 1999) : 4.3.1.1. Xác định độ cứng ej & tần số dao động riêng của nhà : Sơ đồ tính tóan động học của nhà là một thanh console ngàm chặt vào đất, với các điểm tập trung lực tại các mức sàn. Sơ đồ tính tóan động học của công trình: Modal Periods And Frequencies OutputCase StepType StepNum Period Frequency CircFreq Eigenvalue Text Text Unitless Sec Cyc/sec rad/sec rad2/sec2 MODAL Mode 1 0.718657 1.3915 7.0049 49.068 MODAL Mode 2 0.276893 3.6115 18.417 339.17 MODAL Mode 3 0.158368 6.3144 31.903 1017.8 MODAL Mode 4 0.104758 9.5455 47.948 2299 MODAL Mode 5 0.078145 12.797 62.421 3896.4 MODAL Mode 6 0.061677 16.213 77.905 6069.1 MODAL Mode 7 0.05856 17.077 93.829 8803.8 MODAL Mode 8 0.053547 18.675 98.175 9638.3 MODAL Mode 9 0.049941 20.024 102.03 10409 MODAL Mode 10 0.048586 20.582 104.79 10980 MODAL Mode 11 0.045588 21.936 106.63 11370 MODAL Mode 12 0.044056 22.699 110.31 12169 Công trình xây dựng là BTCT Þ d = 0.3 , Vùng áp lực gió là vùng II Giá trị giới hạn tần số dao động riêng fL là : fL = 1,3. Ta Thấy: f1 = 0.71 < fL = 1.3 < f2, f3 Nên việc xác định thành phần động của gió chỉ kể đến dạng dao động đầu tiên. 4.3.1.2.Xác định các dạng dao động riêng : Biên Độ dao động riêng thứ 1 tại điểm j được xác định qua kết quả chạy SAP2000: y1i = sinαiz1* - shαi z1* - B (cos αiz1* - chαi z1*) với dạng đầu tiên ta có: α1 = 1.875 ; B1 = 1.365 ; z1* = hj/H Kết quả các giá trị yij của 3 dạng dao động riêng đầu tiên là : Tâầng Z(m) z1* yj1 Trệt 1.4 0.0329 0.0182 1 5.9 0.1388 0.0551 2 10.1 0.2376 0.0948 3 13.7 0.3224 0.1288 4 17.3 0.4071 0.1607 5 20.9 0.4918 0.1900 6 24.5 0.5765 0.2185 7 28.1 0.6612 0.2425 8 31.7 0.7459 0.2624 9 35.3 0.8306 0.2829 10 38.9 0.9153 0.2972 Mái 42.5 1.0000 0.3058 4.3.1.4.Xác đinh thành phần động của tải trọng gió lên công trình : Giá trị tiêu chuẩn thành phần động của tải trọng gió tác dụng lên phần thứ j (có cao độ z ) ứng với dạng dao riêng thứ i được xác định theo công thức : Trong đó : Mj : Khối lượng tập trung của phần công trình thứ j. : Hệ số động lực ứng với dạng dao động thứ 1. yj1 : Dịch chuyển ngang tỉ đối của trọng tâm phần công trình thứ j ứng với dạng dao động thứ 1 . Y : hệ số được xác định bằng cách chia công trình thành n phần, Trong phạm vi mỗi phần tải trọng gió có thể coi như không đổi . Xác định hệ số Y : Hệ số Y được xác định bằng công thức : Với : WFj :Giá trị tiêu chuẩn thành phần động của tải trọng gió tác dụng lên phần thứ j của công trình, ứng với các dạng dao động thứ 1 khi chỉ kể đến ảnh hưởng của xung vân tốc gió, được xác định theo công thức Trong đó : Wj : Đã tính ở bảng trên. Dj, hj : Bề rộng và chiều cao của mặt đón gió ứng với phần thứ j. zj : Hệ số áp lực động của tải trọng gió ở độ cao z ứng với phần thứ j của công trình. Phụ thuộc vào dạng địa hình và chiều cao z. (Tra bảng 3 TCXD 229 – 1999 ). u : Hệ số tương quan không gian áp lực động của tải trọng gió được xác định phụ thuộc vào vào tham số : r, c và dạng dao động. Với mặt phẳng tọa độ song song với bề mặt tính toán zox ta có : Ta xét khung phẳng, do đó : r = D = 6 (m) ; c = H = 44.75 (m) Tra bảng 4 (TCXD 229 – 1999 ) đối với dạng dao động 1. Ta được thông số: u1 = 0.784 BẢNG KẾT QUẢ TÍNH TOÁN WFJ : Tầng Cao độ z Wj (T/m2) xj h D WFj (T) Trệt 1.4 0.116 0.318 4.95 7 0.9425 1 5.9 0.127 0.315 4.2 7 1.2182 2 10.1 0.137 0.303 3.6 7 1.1333 3 13.7 0.142 0.298 3.6 7 1.0664 4 17.3 0.146 0.293 3.6 7 1.0780 5 20.9 0.151 0.288 3.6 7 1.0959 6 24.5 0.155 0.286 3.6 7 1.1171 7 28.1 0.157 0.283 3.6 7 1.1197 8 31.7 0.16 0.281 3.6 7 1.1330 9 35.3 0.163 0.278 3.6 7 1.1419 10 38.9 0.165 0.276 3.6 7 1.1476 Mái 42.5 0.167 0.274 3.6 7 1.2172 Khối lượng các tầng tính sơ bộ như sau : Các tầng trệt® 10 : M = 110(T). Mái : M = 150 (T). Từ các giá trị : Mj ; yji ; WFj . Ta tính ra được : y1 = 0.041397 Xác định hệ số động lực xi : Hệ số động lực xi xác định phụ thuôc vào thông số ei và độ giảm loga của dao động d . Thông số ei được xác định theo công thức : . Trong đó : g : Hệ số tin cậy tải trọng gió lấy g = 1.2 fi : Tầng số dao động riêng thứ i. W0 : Lấy bằng 830 (N/m2). Ở đây công trình bằng BTCT nên có d = 0.3. Theo đồ thị (hình 2 trang 10 TCXD 229 – 1999 ). Ta xác định được hệ số động lực xi như sau : BẢNG GIÁ TRỊ HỆ SỐ ĐỘNG LỰC : fi (Hz) e x 1.219 0.027 1.4 4.3.1.5. Xác định giá trị động của gió : Từ các giá trị đã tính ở trên ta xác đinh được giá trị tiêu chuẩn của thành phần động của tải trọng gió Giá trị tính toán thành phần động của gió được được xác định : . Với : g : Hệ số tin cậy đối với tải trọng gió, g = 1.2 . b : Hệ số điều chỉnh tải trọng gió theo thời gian. Lấy b = 1. Bảng kết quả các giá trị tiêu chuẩn và giá trị tính toán thành phần động của tải trọng gió (Được tính toán trong bảng sau) .  BẢNG GIÁ TRỊ GIÓ ĐỘNG THEO ĐỘ CAO Tầng y1 x Wtc Wtt Trệt 110 0.0182 0.041397 1.4 0.116 0.139 1 110 0.0551 0.041397 1.4 0.351 0.422 2 110 0.0948 0.041397 1.4 0.604 0.725 3 110 0.1288 0.041397 1.4 0.821 0.985 4 110 0.1607 0.041397 1.4 1.024 1.229 5 110 0.19 0.041397 1.4 1.211 1.454 6 110 0.2185 0.041397 1.4 1.393 1.672 7 110 0.2425 0.041397 1.4 1.546 1.855 8 110 0.2624 0.041397 1.4 1.673 2.007 9 110 0.2829 0.041397 1.4 1.804 2.164 10 110 0.2972 0.041397 1.4 1.895 2.274 Mái 150 0.3058 0.041397 1.4 2.658 3.190 4.3.1.6.Giá trị gió tác dụng vào công trình : Theo quy phạm ta phải chất gió động và gió tĩnh riêng biệt lên công trình để tính toán và chỉ được phép tổ hợp nội lực. Nhưng để đơn giản ta cộng phần gió động và gió tĩnh lại và xem chúng như ngoại lực tác dụng vào công trình . . W = Wt + Wđ. GIÁ TRỊ GIÓ TÍNH TOÁN TẠI CAO TRÌNH SÀN Tầng (T) Wtt Trệt 0.116 0.116 0.232 0.232 0.174 1 0.127 0.351 0.478 0.478 0.359 2 0.137 0.604 0.741 0.741 0.556 3 0.142 0.821 0.963 0.963 0.722 4 0.146 1.024 1.170 1.170 0.878 5 0.151 1.211 1.362 1.362 1.022 6 0.155 1.393 1.548 1.548 1.161 7 0.157 1.546 1.703 1.703 1.277 8 0.16 1.673 1.833 1.833 1.375 9 0.163 1.804 1.967 1.967 1.475 10 0.165 1.895 2.060 2.060 1.545 Thượng 0.167 2.658 2.825 2.825 2.119 4.4. Aùp lực chủ động của đất: Sau khi đào hố móng tầng hầm, ở xung quanh tường chắn được đổ cát. Như vậy áp lực chủ động của đất tác dụng vào tường chắn và cột cổ móng với các chỉ tiêu cơ lí được lấy theo chỉ tiêu cơ lí của lớp cát c = 0,123 Kg/cm2 ,j =11o , gw =1,909 T/m3 SƠ ĐỒ TÍNH: 0 Z 2,05m p Mực nước ngầm nằm dưới đáy tầng hầm Hoạt tải thẳng đứng trên lớp đất đắp: p = 1,2x500 = 600(kg/m2) Cường độ áp lực đất và hoạt tải lên vách hầm: p = (k. g .z + k. p)b = k(gz + p) Với =0.68 b=bề rông chịu lực ** Tại điểm cách đỉnh vách tầng hầm 1.4m (Z = 0m): pa = k. p.b = 0,68x600x6= 2856 (kg/m) ** Tại độ sâu -3.45m (Z= 2.05m): pa = k. (g.z+p).b = 0,68x(1900.2,05 + 600 ).6 = 21396 (kg/m) ** Tại độ sâu -3.45m (Z= 2.05m) (Aùp lực đất TD vào đầu cột) pa = k. (g.z+p).b = 0,68x(1900.2,05 + 600 ).0.6 = 1834(Kg/m) ** Tại độ sâu -4.95m (Z= 3.55m) (Aùp lực đất TD vào chân cột) pa = k. (g.z+p).b = 0,68x(1900.3,55 + 600 ).0.6 = 2997(Kg/m) - Aùp lực chủ động của đất truyền vào tường chắn rồi từ tường chắn truyền vào cột tầng hầm dưới dạng tải phân bố trên cột theo dạng hình thang. 4.5.Tổ hợp tải trọng: 4.5.1.Các trường hợp tải: 1. Tĩnh tải chất đầy. 2. Hoạt tải chất đầy. 3. Hoạt tải cách nhịp chẵn . 4. Hoạt tải cách nhịp lẻ. 5. Hoạt tải cách tầng chẵn . 6. Hoạt tải cách tầng lẻ . 7. Hoạt tải liền nhịp. 8. Hoạt tải liền nhịp ngược của trường hợp 6. 9. Gió trái 10. Gió phải TĨNH TẢI CHẤT ĐẦY HỌAT TẢI CHẤT ĐẦY HOẠT TẢI CÁCH NHỊP CHẴN . HOẠT TẢI CÁCH NHỊP LẺ. HOẠT TẢI CÁCH TẦNG CHẴN . HOẠT TẢI CÁCH TẦNG CHẴN . HOẠT TẢI LIỀN NHỊP. HOẠT TẢI LIỀN NHỊP NGƯỢC CỦA TRƯỜNG HỢP 6. GIÓ TRÁI GIÓ PHẢI 4.5.2..Tổ hợp nội lực: Mục đích của việc tổ hợp nội lực : Xác định nội lực nguy hiểm nhất do tải trọng ngoài gây ra tại tiết diện khảo sát với tiết diện đã chọn. Từ nội lực đó tính và bố trí cốt thép. SƠ ĐỒ CÁC PHẦN TỬ DẦM VÀ CỘT CỦA KHUNG Các trường hợp tổ hợp tải: - Có hai loại tổ hợp : + Tổ hợp chính (tổ hợp cơ bản) : Gồm tĩnh tải và một hoạt tải; hệ số tổ hợp chung cho tĩnh tải và hoạt tải là 1. 1 + 2; 1 + 3; 1 + 4; 1 + 5 1 + 6; 1 + 7; 1 + 8; 1 + 9 1 + 10 +Tổ hợp phụ: Gồm tĩnh tải và nhiều hoạt tải hệ số là 0,9 1 + 2 + 9; 1 + 2 + 10; 1 + 3 + 9; 1 + 3 + 10 1 + 4 + 9; 1 + 4 + 10; 1 + 5 + 9; 1 + 5 + 10 1 + 6 + 9; 1 + 6 + 10; 1 + 7 + 9; 1 + 7 + 10 1 + 8 + 9; 1 + 8 + 10 4.6.Tính tóan cốt thép các phần tử cột và dầm: Các bảng tính tóan được làm dưới dạng các bảng tính excel được lập lưu lại trong tập tin đồ án tốt nghiệp. 4.6.1.Cơ sở lý thuyết để tính cốt thép cho cột : + Tính độ tâm ban đầu : eo = e01 + eng Với : e01 - độ tâm do moment , e01 = ; eng - độ lệch tâm ngẫu nhiên do sai lệch kích thước khi thi công và do độ bêtông không đồng nhất , eng = Đối với cột biên có cộng thêm độ lệch tâm do sự thay đổi tiết diện cột . Với Ntrên , Ndưới : lực dọc tầng trên, tầng dưới ; ehh : độ lệch tâm hình học do thay đổi tiết diện + Độ lệch tâm tính toán : e = h.e0 + - a ; e’ = h.e0 - + a’ Trong đó : h = với Nt.n = Jb , Ja : moment quán tính của tiết diện bêtông và toàn bộ cốt thép dọc lấy đối với trục đi qua trung tâm tiết diện và vuông góc với mặt phẳng uốn. S : hệ số kể đến ảnh hưởng của độ lệch tâm . Khi e0 5h lấy S = 0,122 Khi 0,05h £ e0 £ 5h thì S = Kdh : hệ số kể đến tác dụng dài hạn của tải trọng Kdh = 1 + + Xác định trường hợp lệch tâm : x = ( đặt cốt thép đối xứng ) Nếu x < a0.h0 thì lệch tâm lớn . Nếu x > a0 .h0 thì lệch tâm bé . Trường hợp lệch lớn : x < a0.h0 Nếu x > 2a’ thì : Fa = Fa’= Nếu x £ 2a’thì : Fa = Fa’= Trường hợp lệch tâm bé : x > a0 .h0 Tính x’ ( chiều cao vùng nén ) + Nếu he0 £ 0.2ho thì x’ = h - + Nếu he0 > 0.2ho thì x’=1.8( eo.g.h - he0)+aoho với eo.g.h = 0.4 (1.25h - aoho) Fa = Fa’= Kiểm tra lại m : mmin £ m £ mmax 4.6.2.Cơ sở lý thuyết để tính cốt thép cho dầm : 4.6.2.1.Thép dọc dầm; Trường hợp moment dương ở nhịp : ta tính thép theo tiết diện chữ T: Điều kiện cấu tạo để đưa vào tính toán bề rộng cánh là : bc = b + 2.c Trong đó c không được vượt quá giá trị bé nhất trong 3 giá trị sau : lo : lo là khoảng cách giữa 2 mép của dầm . l : l là nhịp tính toán của dầm . 6.hc :khi hc > 0.1 h thì có thể lấy là 9.hc Xác định vị trí trục trung hòa : Mc = Rn.bc.hc.(ho – 0.5.hc) Nếu M £ Mc Þ trục trung hòa qua cánh, khi đó tính dầm theo tiết diện hình chữ nhật với kích thước (bc´ h) Nếu M > Mc Þ trục trung hòa đi qua sườn . Trường hợp moment âm ở gối ta tính với tiết diện hình chữ nhật (b´h): Tính các thông số : A = ; g = ; Fa = Kiểm tra hàm lượng : mmin = 0.01% < m = < mmax = ao= 100 . 0,55=2.1% 4.6.2.2.Thép đai dầm; Kiểm tra điều kiện hạn chế về lực cắt : Q £ ko.Rn.b.ho trong đó ko =0.35 đối với bêtông mác 400 trở xuống . Tính toán và kiểm tra điều kiện : Q £ 0.6.Rk.b.ho , nếu thỏa điều kiện này thì không cần tính toán cốt đai mà chỉ cần đặt theo cấu tạo , ngược lại nếu không thỏa thì phải tính toán cốt thép chịu lực cắt . Lực cắt mà cốt đai phải chịu là : qđ = ; chọn đường kính cốt đai và diện tích tiết diện cốt đai là fđ ; số nhánh cốt đai là 1,2 … Khoảng cách tính toán của các cốt đai là : Utt = Khoảng cách cực đại giữa hai cốt đai là : Umax = Khoảng cách cốt đai chọn không được vượt quá Utt và Umax ; đồng thời còn phải tuân theo yêu cầu về cấu tạo như sau : Với h £ 45 cm thì Uct £ và 15 cm Với h ³ 50 cm thì Uct £ và 30 cm 4.6.2.3.Tính tóan cốt treo: ( vị trí dầm phụ kê lên dầm chính) Diện tích cốt treo : Ftreo = = = 7.82 cm2 Với: P = P1 + G1 = 13398 + 3024 = 16422 (Kg) Trong đó : Ra = 2100 Kg/cm2 cường độ tính toán về kéo của cốt thép . P: lực tập trung truyền từ dầm phụ cho dầm chính . Số cốt treo cần thiết : m = = = 14 đai n : số nhánh đai chọn làm cốt treo . fđ=0.283cm : diện tích 1 nhánh đai . đặt mỗi bên mép dầm phụ bảy đai, trong đọan h1 = hdc – hdp = 700 – 450 = 250 mm khỏang cách giữa cacù đai là 6cm ._.