tính toán thiết kế công trình ( trụ sở Tổng công ty XNK xây dựng Việt Nam VINACONEX ), chương 15 ppsx

Đồ án tốt nghiệp KSXD khóa 47 - đại học xây dựng
Công trình: Trụ sở Tổng công ty XNK Xây dựng Việt Nam VINACONEX
SVTH: Chu Hải Ninh - 47XD2 GVHD: ThS.GVC. Đinh Chính Đạo
- 66 -
Chng 15: Tính cốt thép cột
2.1. Tính cốt thép cột đoạn từ tầng hầm 2 - tầng 4:
Chọn
)
cm
(
6
'
a
a


Tính
)cm(1146120h
0



Suy ra )cm(74,36)114.51,0120.25,1(4,0)hh25,1(4,0e
00ogh






2.1.1. Tính cột C1:

Các tổ hợp chọn để tính toán:
Tổ hợp có
max
M :
)Tm(35,413M
max

.
)T(8,954N
tu

.
Tổ hợp có
max
N :
)Tm(77,412M
tu
.
)T(44,1553N
max
.
- Tính với tổ hợp 1:
Có: )cm(29,452
8,954
41335
N
M
e
0

Suy ra )cm(29,9966029,45ah5,0ee
0







Đặt cốt thép đối xứng, có:
)cm(14,58h)cm(01,37
120.215
954800
bR
N
x
00
n

Vậy, diện tích cốt thép cần là:
)cm(32,9
)6114(3600
)01,37.5,011411,184(954800
)'ah('R
)x5,0he(N
'FF
2
0a
0
aa

Vậy, chỉ cần đặt cốt thép theo cấu tạo, chọn 2428, F
a
= 147,84(cm
2
)
(%)1(%)08,1100.
114
.
120
84,147
mintt
.
- Tính với tổ hợp 2:
Có: )cm(57,282
44,1553
41277
N
M
e
0

Suy ra )cm(57,8266057,28ah5,0ee
0

Đặt cốt thép đối xứng, có:
)cm(14,58h)cm(21,60
120.215
1553440
bR
N
x
00
n

Vậy, tính cốt thép theo tr-ờng hợp lệch tâm bé.
Vì )cm(8,22114.2,0h2,0)cm(57,28e
00




nên tính x theo công thức:
Đồ án tốt nghiệp KSXD khóa 47 - đại học xây dựng
Công trình: Trụ sở Tổng công ty XNK Xây dựng Việt Nam VINACONEX
SVTH: Chu Hải Ninh - 47XD2 GVHD: ThS.GVC. Đinh Chính Đạo
- 67 -
)cm(38,6914,58)57,2874,36(8,1h)ee(8,1x

000gh0








Vậy, diện tích cốt thép cần là:
)cm(96,19
)6114(3600
)38,69.5,011457,82(1553440
)'ah('R
)x5,0he(N
'FF
2
0a
0
aa









Vậy, chỉ cần đặt cốt thép theo cấu tạo nh- đã nói ở trên.

2.1.2. Tính cột C2:
Các tổ hợp chọn để tính toán:
Tổ hợp có
max
M
:
)Tm(43,576M
max
.
)T(67,1582N
tu
.
Tổ hợp có
max
N :
)Tm(35,576M
tu
.
)T(9,1760N
max
.
- Tính với tổ hợp 1:
Có:
)cm(42,382
67,1582
57643
N
M
e
0

Suy ra )cm(42,9266042,38ah5,0ee
0







Đặt cốt thép đối xứng, có:
)cm(14,58h)cm(34,61
120.215
576430
bR
N
x
00
n

Vậy, tính cốt thép theo tr-ờng hợp lệch tâm bé.
Vì
)cm(8,22114.2,0h2,0)cm(42,38e
00




nên tính x theo công thức:
)cm(14,58)cm(12,5514,58)42,3874,36(8,1h)ee(8,1x

000gh0









Lấy x = 58,14(cm)
Vậy, diện tích cốt thép cần là:
)cm(49,30
)6114(3600
)14,58.5,011442,92(576430
)'ah('R
)x5,0he(N
'FF
2
0a
0
aa

Vậy, chỉ cần đặt cốt thép theo cấu tạo, chọn 2428, F
a
= 147,84(cm
2
)
(%)1(%)08,1100.
114
.
120
84,147
mintt

.
- Tính với tổ hợp 2:
Có:
)cm(73,342
9,1760
57635
N
M
e
0

Suy ra )cm(73,8866073,34ah5,0ee
0

Đặt cốt thép đối xứng, có:
)cm(14,58h)cm(25,68
120.215
1760900
bR
N
x
00
n

Đồ án tốt nghiệp KSXD khóa 47 - đại học xây dựng
Công trình: Trụ sở Tổng công ty XNK Xây dựng Việt Nam VINACONEX
SVTH: Chu Hải Ninh - 47XD2 GVHD: ThS.GVC. Đinh Chính Đạo
- 68 -
Vậy, tính cốt thép theo tr-ờng hợp lệch tâm bé.
Vì )cm(8,22114.2,0h2,0)cm(73,34e
00




nên tính x theo công thức:
)cm(76,6167,54)73,3474,36(8,1h)ee(8,1x
000gh0

Vậy, diện tích cốt thép cần là:
)cm(42,25
)6114(3600
)76,61.5,011473,88(1760900
)'ah('R
)x5,0he(N
'FF
2
0a
0
aa







Vậy, chỉ cần đặt cốt thép theo cấu tạo nh- đã nói ở trên.
2.2. Tính cốt thép cột đoạn từ tầng 5 - tầng mái:
Ta thấy rằng nội lực trong các cột các tầng trên nhỏ hơn nhiều so với
nội lực trong các cột tầng hầm 2, do đó dựa vào kết quả tính ở trên =>
với các cột các tầng trên chỉ cần đặt thép theo cấu tạo. Cụ thể:
- Cột tầng 5 - tầng 8: đặt 2425, F
a

= 117,84(cm
2
), a = 3,3(cm) => h
0
=
106,7(cm)
(%)1100.
7,106.110
84,117
t

- Cột tầng 9 - tầng 14: đặt 2425, F
a
= 117,84(cm
2
), a = 3,3(cm) => h
0
= 106,7(cm)
(%)22,1100.
7,96.100
84,117
t

- Cột tầng 15 - tầng mái: đặt 2422, F
a
= 102,6(cm
2
), a = 3,1(cm) =>
h
0

= 86,9(cm)
(%)31,1100.
9,86.90
6,102
t

IV. Bố trí cốt thép khung trục 1:
Việc bố trí cốt thép khung trục 1 dựa trên 2 tiêu chuẩn là TCVN 5574-
1991 và TCXDVN 375-2006 (chủ yếu là TCVN 5574-1991, cố gắng
làm theo TCXDVN 375-2006). Do công trình có hệ t-ờng kích th-ớc
lớn ít cốt thép (có 2 t-ờng dài trên 4m) nên cần đ-ợc thiết kế cấu tạo
nh- kết cấu có cấp dẻo trung bình. D-ới đây là các biện pháp cấu tạo
dầm, cột tuân theo TCXDVN 375-2006)
1. Cấu tạo dầm:
- Vùng tới hạn của dầm tính từ mép cột dài 90cm.
- Do T
1
>T
c
nên hệ số dẻo

đ-ợc xác định nh- sau (theo ph-ơng y):


= 1 + 2(q
0
- 1)T
c
/T
1

Trong đó:
q
0
- giá trị cơ bản của hệ số ứng xử, bằng 3,6.
T
c
= 0,6s.
Đồ án tốt nghiệp KSXD khóa 47 - đại học xây dựng
Công trình: Trụ sở Tổng công ty XNK Xây dựng Việt Nam VINACONEX
SVTH: Chu Hải Ninh - 47XD2 GVHD: ThS.GVC. Đinh Chính Đạo
- 69 -
T
1
= 2,5402s
Vậy:


= 1 + 2(3,6 - 1)0,6/2,5402 = 2,23
- Tại vùng nén, cần bố trí thêm không d-ới một nửa l-ợng cốt thép đã
bố trí tại vùng kéo, ngoài những số l-ợng cốt thép chịu nén cần thiết
khi kiểm tra trạng thái cực hạn của dầm trong tình huống thiết kế chịu
động đất.
- Hàm l-ợng cốt thép

của vùng kéo không đ-ợc v-ợt quá giá trị

max
:
yd
cd

d.sy
max
f
f
0018,0





(5.11)
Trong đó:
f
cd
- giá trị thiết kế c-ờng độ chịu nén của bê tông, 215daN/cm
2
f
yd
- giá trị thiết kế giới hạn chảy của thép, 3600daN/cm
2


- hệ số dẻo, 2,23.

sy,d
- giá trị thiết kế của biến dạng thép tại điểm chảy dẻo,
0,0017.
Vậy, với ' = 0,5, ta tính đ-ợc
max
:

(%)67,50567,0
3600.0017,0.23,2
215.0018,0
2
f
f
0018,0
2
yd
cd
d.sy
max




- Dọc theo toàn bộ chiều dài dầm, hàm l-ợng cốt thép của vùng kéo
không đ-ợc nhỏ hơn giá trị

min
sau đây:

yk
ctm
min
f
f
5,0
Trong đó:
f
ctm
- giá trị tiêu chuẩn c-ờng độ chịu kéo của bê tông,
20daN/cm
2
f
yk
- giá trị tiêu chuẩn giới hạn chảy của cốt thép, 4000daN/cm
2
Vậy:
Đồ án tốt nghiệp KSXD khóa 47 - đại học xây dựng
Công trình: Trụ sở Tổng công ty XNK Xây dựng Việt Nam VINACONEX
SVTH: Chu Hải Ninh - 47XD2 GVHD: ThS.GVC. Đinh Chính Đạo
- 70 -
(%)25,00025,0
4000
20
.5,0
f
f
5,0
yk
ctm

min










- Trong phạm vi các vùng tới hạn của dầm, phải đ-ợc bố trí cốt đai
thoả mãn những điều kiện sau đây :
. Đ-ờng kính d
bw
của các thanh cốt đai (tính bằng mm) không
đ-ợc nhỏ hơn 6;
. Khoảng cách s của các vòng cốt đai (tính bằng mm) không
đ-ợc v-ợt quá:
s = min {h
w
/4; 24 d
bw
; 225; 8d
bL
} (5.13)
(điều kiện này đã đ-ợc thỏa mãn từ phần tính toán phía trên)
. Cốt đai đầu tiên phải đ-ợc đặt cách tiết diện mút dầm không
quá 50mm
2. Cấu tạo cột:

- Tổng hàm l-ợng cốt thép dọc
1
không đ-ợc nhỏ hơn 0,01 và không
đ-ợc v-ợt quá 0,04. Trong các tiết diện ngang đối xứng cần bố trí cốt
thép đối xứng.
- Phải bố trí ít nhất một thanh trung gian giữa các thanh thép ở góc dọc
theo mỗi mặt cột để bảo đảm tính toàn vẹn của nút dầm-cột.
- Các vùng trong khoảng cách l
cr
kể từ cả hai tiết diện đầu mút của cột
kháng chấn chính phải đ-ợc xem nh- là các vùng tới hạn.
- Khi thiếu những thông tin chính xác hơn, chiều dài của vùng tới hạn
l
cr
(tính bằng m) có thể đ-ợc tính toán từ biểu thức sau đây:
l
cr
= max {h
c
; l
cl
/6; 0,45} (5.14)
trong đó:
h
c
kích th-ớc lớn nhất tiết diện ngang của cột (tính bằng mét);
và
l
cl
chiều dài thông thuỷ của cột (tính bằng m).

- Nếu l
cl
/ h
c
3, toàn bộ chiều cao của cột kháng chấn chính phải đ-ợc
xem nh- là một vùng tới hạn và phải đ-ợc đặt cốt thép theo qui định.
Đồ án tốt nghiệp KSXD khóa 47 - đại học xây dựng
Công trình: Trụ sở Tổng công ty XNK Xây dựng Việt Nam VINACONEX
SVTH: Chu Hải Ninh - 47XD2 GVHD: ThS.GVC. Đinh Chính Đạo
- 71 -
Nh- vậy, tất cả các cột, trừ cột tầng 1 đều có vùng tới hạn dài suốt
chiều cao cột. Riêng cột tầng 1, chiều cao vùng tới hạn là 1,2m.
- Trong phạm vi các vùng tới hạn của những cột kháng chấn chính, cốt
đai kín và đai móc có đ-ờng kính ít nhất là 6mm, phải đ-ợc bố trí với
một khoảng cách sao cho bảo đảm độ dẻo kết cấu tối thiểu và ngăn
ngừa sự mất ổn định cục bộ của các thanh thép dọc. Hình dạng đai
phải sao cho tăng đ-ợc khả năng chịu lực của tiết diện ngang do ảnh
h-ởng của ứng suất 3 chiều do các vòng đai này tạo ra. Những điều
kiện tối thiểu này đ-ợc xem nh- thoả mãn nếu đáp ứng những điều
kiện sau đây .
. Khoảng cách s giữa các vòng đai (tính bằng mm) không đ-ợc
v-ợt quá:
s = min {b
0
/2; 175; 8d
bL
} (5.18)
(điều kiện này đã đ-ợc kiểm tra trong khi tính toán)
. Khoảng cách giữa các thanh cốt thép dọc cạnh nhau đ-ợc cố
định bằng cốt đai kín và đai móc không đ-ợc v-ợt quá 200mm, tuân

theo EN1992-1-1:2004, 9.5.3(6).
3. Cấu tạo nút dầm-cột:
Cốt đai hạn chế biến dạng nằm ngang trong nút dầm-cột của dầm
kháng chấn chính không nên nhỏ hơn cốt thép trong vùng tới hạn của
cột, và có ít nhất một thanh cốt thép trung gian (giữa các thanh ở góc
cột) thẳng đứng phải đ-ợc bố trí ở mỗi phía của nút dầm kháng chấn
chính với cột.