CHƯƠNG 5: TÍNH TOÁN VÀ BỐ TRÍ CỐT THÉP KHUNG TRỤC B
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.33 MB, 55 trang )
Báo cáo thiết kế công trình
SVTH: Nguyễn Học Hậu
CHƯƠNG 5: TÍNH TOÁN VÀ BỐ TRÍ CỐT THÉP KHUNG TRỤC B
5.1. Chọn sơ bộ kích thước các phần tử:
- Kích thước dầm và cột đã chọn ở chương 2.
5.2. Tải trọng tác dụng lên khung:
-
Tải trọng tác dụng lên khung nhà gồm có tải trọng đứng và tải trọng ngang.
Tải trong đứng gồm: tĩnh tải và hoạt tải tác dụng lên khung.
Tải trọng ngang gồm: tải trọng gió.
5.3. Tải trọng đứng tác dụng lên công trình:
Tĩnh tải:
-
Trọng lượng bản thân cột, dầm, sàn: phần này ta không tính toán vì khi khai báo
dựng mô hình không gian, chương trình phân tích kết cấu sẽ tự tính các phần
này.
-
Trọng lượng các lớp cấu tạo của sàn, tường xây lên sàn được quy về tải phân bố
đều trên sàn.
-
Sàn căn hộ, hành lan, kỹ thuật:
Trọng
Cấu tạo
Độ dày
lượng
(m)
riêng
(KN/m3)
20
18
18
Tĩnh tãi
Tĩnh tải tiêu
chuẩn (gtc)
n
2
(kN/m )
gạch cceramic
0,01
0,2
1,20
vữa lót sàn
0,02
0,36
1,30
vữa trát trần
0,02
0,27
1,30
Hệ thống kỹ thuật
0,3
1,10
Tĩnh tải các lớp cấu tạo
Bảng 5.1: Bảng tĩnh tãi các lớp cấu tạo sàn
Chương 5:Tính toán và bố trí cốt thép khung trục B
tính toán
(gtt)
(KN/m2)
0,240
0,468
0,351
0.33
1.389
Trang:1
Báo cáo thiết kế công trình
SVTH: Nguyễn Học Hậu
Sàn vệ sinh:
Độ
Cấu tạo
dày
(m)
Trọng
lượng
riêng
(KN/m3)
20
18
18
Tĩnh tãi
Tĩnh tải tiêu
chuẩn (g1tc)
n
2
(kN/m )
Gạch cceramic
0,01
0.2
1.20
Vữa lót sàn, chống thấm
0,03
0.54
1.30
Vữa trát trần
0,02
0,27
1,30
Hệ thống kỹ thuật
0,3
1,10
Tĩnh tải các lớp cấu tạo
Bảng 5.2 Tĩnh tải các lớp cấu tạo sàn vệ sinh
Ô sàn
S1
S2
S3
S4
S5
S6
S7
S8
S9
S10
S11
S12
S13
S14
tính toán
(g1tt)
(KN/m2)
0,240
0.702
0,351
0.33
1.623
gstt ( KN/m2 )
gttt ( KN/m2)
gtt ( KN/m2)
1.389
0.352
1.741
1.389
1.864
3.253
1.389
2.404
3.793
1.389
0.000
1.389
1.389
0.479
1.868
1.389
0.000
1.389
1.623
4.224
5.847
1.623
1.326
2.949
1.623
4.051
5.674
1.389
3.503
4.892
1.389
2.834
4.223
1.389
2.978
4.367
1.389
0
1.389
1.389
0
1.389
Bảng 5.3: Bảng thể hiện tải phân bố tác dụng lên ô sàn
Chương 5:Tính toán và bố trí cốt thép khung trục B
Trang:2
Báo cáo thiết kế công trình
SVTH: Nguyễn Học Hậu
Hoạt tải:
-
Giá trị của hoạt tải được chọn dựa theo chức năng sử dụng của các loại
phòng. Hệ số độ tin cậy n, đối với tải trọng phân bố đều xác định theo điều
4.3.3 trang 15 TCVN 2737 - 1995:
Khi ptc < 2 ( KN/m2 ) → n = 1,3
Khi ptc ≥ 2 ( KN/m2 ) → n = 1,2
Theo điều 4.3.4.1 TCVN 2737 :
Đối với các phòng nêu ở mục 1,2,3,4,5 bảng 3 nhân với hệ số Ψ A1 (khi
A>A1=9m2).
Ψ A1 = 0,4 +
0,6
A / A1
Chương 5:Tính toán và bố trí cốt thép khung trục B
Trang:3
Báo cáo thiết kế công trình
SVTH: Nguyễn Học Hậu
Hoạt tải
Ô
sàn
Chức năng
L2
L1
(cạnh
(cạnh
dài)
ngắn)
(m)
(m)
Diện
tích
(m2)
Hoạt tải
tiêu
chuẩn
tính toán
Hoạt tải
n
tính toán
ΨA1
(KN/m2)
(KN/m2)
(KN/m2)
(Đã xét
tới hệ số
giảm tải)
S1
P.ngủ/ làm
7
3.6
25.2
2
1.2
2.4
0.759
1.821
S2
S3
S4
S5
S6
S7
việc
P.ngủ
P.ngủ
P.khách
P.khách
P.ngủ
P.wc
7
7
7
4
4
3.6
3.4
3.4
3.6
3.4
3.6
3
23.8
23.8
25.2
13.6
14.4
10.8
2
2
2
2
2
2
1.2
1.2
1.2
1.2
1.2
1.2
2.4
2.4
2.4
2.4
2.4
2.4
0.769
0.769
0.759
0.888
0.874
0.948
1.846
1.846
1.821
2.131
2.098
2.275
S8
P.wc / bếp
7
3.6
25.2
2
1.2
2.4
0.759
1.821
5
3.4
17
3
1.2
3.6
1.000
3.600
5
3.4
17
3
1.2
3.6
1.000
3.600
S9
S10
P.hành lan /
wc
P.hành lan /
bếp
S11
P. hành lan
5
3.6
18
3
1.2
3.6
1.000
3.600
S12
P. hành lan
5
4
20
3
1.2
3.6
1.000
3.600
S13
P. hành lan
4
4
16
3
1.2
3.6
1.000
3.600
2.8
2
5.6
2
1.2
2.4
1.000
2.400
S14
P. rác / kỹ
thuật
Bảng 5.4: Giá trị hoạt tải từng ô sàn
Tải trọng tường xây trên dầm
Tường 10:
g t10 = n × γ t × Bt × ht
Bt
Trong đó:
chiều dày tường
ht chiều cao tường.
γt
trọng lượng riêng tường
n hệ số vượt tải
g t10 = n × γ t × Bt × ht = 1.1 × 18 × 0.1 × 2.8 = 5.554(kN / m)
Chương 5:Tính toán và bố trí cốt thép khung trục B
Trang:4
Báo cáo thiết kế công trình
SVTH: Nguyễn Học Hậu
Tường 20:
g t10 = n × γ t × Bt × ht
Bt
Trong đó:
chiều dày tường
ht chiều cao tường.
γt
trọng lượng riêng tường
n hệ số vượt tải
g t20 = n × γ t × Bt × ht = 1.1 × 3.3 × 2.8 = 10.164(kN / m)
Tường 10 tầng trệt:
g t10 = n × γ t × Bt × ht
Bt
Trong đó:
chiều dày tường
ht chiều cao tường.
γt
trọng lượng riêng tường
n hệ số vượt tải
g t10 = n × γ t × Bt × ht = 1.1×18 × 0.1× 4.8 = 9.504(kN / m)
Tường 20 tầng trệt:
g t10 = n × γ t × Bt × ht
Bt
Trong đó:
chiều dày tường
ht chiều cao tường.
γt
trọng lượng riêng tường
n hệ số vượt tải
g t20 = n × γ t × Bt × ht = 1.1× 3.3 × 4.8 = 15.84 (kN / m)
5.4. Tải trọng ngang tác dụng lên công trình: (tải trọng gió)
-
Thành phần gió tác dụng lên công trình gồm 2 thành phần: gió tĩnh và gió động.
Theo mục 6.2 TCXDVN 2737:1995 khi xác định áp lực gió cho công trình cao
dưới 40m thì thành phần động của gió không cần phải kể đến. Trong đồ án này,
công trình có chiều cao là 39(m) vì vậy khi tính toán áp lực gió ta bỏ qua thành
phần động của gió.
-
Tính thành phần tĩnh của gió: Giá trị tiêu chuẩn thành phần tĩnh của gió ở độ cao
z so với mốc chuẩn được xác định theo công thức tính toán sau:
Chương 5:Tính toán và bố trí cốt thép khung trục B
Trang:5
Báo cáo thiết kế công trình
SVTH: Nguyễn Học Hậu
W = W0 × k × c
Trong đó:
+ Wo: là giá trị của áp lực gió lấy theo bảng đồ phân vùng phụ lục E và điều 6.4
TCVN 2737-1995, trang 20. Theo đó thì công trình được xây dựng tại khu vực nội
thành
thành
phố
Hồ
Chí
Minh
nên
thuộc
vùng
IIA
và
W0 = 95 − 12 = 83( daN / m 2 )
+ k là hệ số kể đến sự thay đổi của áp lực gió theo độ cao z, hệ số k được tra và nội
suy theo các giá trị cao độ trong bảng phụ lục 5, trang 22, TCVN 2737-1995.
+ Theo mục 6.5, trang 21, TCVN 2737-1995 công trình thuộc dạng địa hình C: địa
hình bị che chắn mạnh, có nhiều vật cản khác nhau cao từ 10m trở lên ( trong thành
phố, rừng rậm…).
+ c là hệ số khí động, tra trong bảng 6, trang 24, TCVN 2737-1995. Phía đón gió
c = 0.8; phía khuất gió c = 0.6.
+ Để dễ tính toán ta quy tải gió về thành lực phân bố đều trên dầm biên của từng
tầng..
+ Gió theo phương X và gió theo phương Y.
o Gió theo phương X tính như sau:
WX = W0 × k × c × L × ht
o Gió theo phương Y tính như sau:
WY = W0 × k × c × D × ht
Hình 5.1: Tải gió
-
Chiều dài dọc ngôi nhà theo phương X: D=46 (m)
-
Chiều rộng ngôi nhà theo phương Y: L = 28 (m)
Cao độ
Ch+đ
k
Tầng
(m)
Tầng hầm
-1.8
0,6+0,8
0,00
1.4
wo
(KN/m2
)
0.83
Chương 5:Tính toán và bố trí cốt thép khung trục B
Chiều cao
FX
FY
(m)
(KN)
(KN)
3.3
0,00
0,00
tầng
Trang:6
Báo cáo thiết kế công trình
SVTH: Nguyễn Học Hậu
Tầng1(trệt)
1.5
0,00
1.4
0.83
3.3
0,00
0,00
Tầng2
Tầng3
Tầng4
Tầng5
Tầng6
Tầng7
Tầng8
Tầng9
Tầng10
6.8
10.1
13.4
16.7
20
23.3
26.6
29.9
33.2
0.58
0.66
0.71
0.76
0.8
0.83
0.86
0.89
0.92
1.4
1.4
1.4
1.4
1.4
1.4
1.4
1.4
1.4
0.83
0.83
0.83
0.83
0.83
0.83
0.83
0.83
0.83
3.3
3.3
3.3
3.3
3.3
3.3
3.3
3.3
3.3
2.22
2.53
2.72
2.91
3.07
3.18
3.30
3.41
3.53
2.22
2.53
2.72
2.91
3.07
3.18
3.30
3.41
3.53
36.5
0.94
1.4
0.83
3.3
3.60
3.60
Tầng sân
thượng
Tầng mái
0.96
39
1.4
0.83
3.3
3.68 3.68
Bảng 5.5: Bảng thế hiện tải trọng tĩnh tác dụng lên công trình
5.4.1. Các trường hợp tải trọng:
-
Tĩnh tải: tĩnh tải chất đầy (TT).
-
Hoạt tải:
Chương 5:Tính toán và bố trí cốt thép khung trục B
Trang:7
Báo cáo thiết kế công trình
STT
1
2
3
4
5
6
7
8
9
-
SVTH: Nguyễn Học Hậu
Kí hiệu
Loại
Ý nghĩa
HT1
LIVE
Hoạt tải chất đầy
HT2
LIVE Hoạt tải cách tầng cách nhịp chẳn theo phương X
HT3
LIVE
Hoạt tải cách tầng cách nhịp lẻ theo phương X
HT4
LIVE
Hoạt tải cách tầng liền nhịp lẻ theo phương Y
HT5
LIVE Hoạt tải cách tầng liền nhịp chẳn theo phương Y
HT6
LIVE Hoạt tải cách tầng cách nhịp chẳn theo phương X
HT7
LIVE
Hoạt tải cách tầng cách nhịp lẻ theo phương X
HT8
LIVE
Hoạt tải cách tầng liền nhịp lẻ theo phương Y
HT9
LIVE Hoạt tải cách tầng liền nhịp chẳn theo phương Y
Bảng 5.6: Bảng thể hiện các loại tải chất lên công trình
Gió tĩnh:
+ Gió theo phương X: GX.
+ Gió theo phương Y: GY.
5.4.2. Các trường hợp chất tải:
ST
T
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
Tổ hợp
COMBO1
COMBO2
COMBO3
COMBO4
COMBO5
COMBO6
COMBO7
COMBO8
COMBO9
COMBO10
COMBO11
COMBO12
COMBO13
COMBO14
COMBO15
COMBO16
COMBO17
COMBO18
COMBO19
COMBO20
COMBO21
COMBO22
COMBO23
Tĩn
HT
HT
HT
HT
HT
HT
HT
HT
HT
Gió
Gió
h tải
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
2
3
4
5
6
7
8
9
X
Y
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
-1
-1
0.9
0.9
0.9
0.9
0.9
-0.9
0.9
-0.9
0.9
0.9
0.9
0.9
0.9
-0.9
0.9
-0.9
0.9
0.9
Chương 5:Tính toán và bố trí cốt thép khung trục B
0.9
-0.9
Trang:8
Báo cáo thiết kế công trình
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
COMBO24
COMBO25
COMBO26
COMBO27
COMBO28
COMBO29
COMBO30
COMBO31
COMBO32
COMBO33
COMBO34
COMBO35
COMBO36
COMBO37
COMBO38
COMBO39
COMBO40
COMBO41
COMBO42
COMBO43
COMBO44
COMBO45
COMBO46
COMBO47
COMBO48
COMBO49
BAO
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
SVTH: Nguyễn Học Hậu
0.9
0.9
0.9
-0.9
0.9
0.9
0.9
0.9
0.9
-0.9
0.9
-0.9
0.9
0.9
0.9
0.9
0.9
-0.9
0.9
-0.9
0.9
0.9
0.9
0.9
0.9
-0.9
0.9
-0.9
0.9
0.9
0.9
0.9
0.9
-0.9
0.9
-0.9
0.9
0.9
0.9
0.9
0.9
-0.9
0.9
-0.9
0.9
0.9
0.9
0.9
ENVE(COMBO1,COMBO2,...COMBO49)
Bảng 5.7: Bảng các trường hợp chất tải
0.9
-0.9
5.5. Trình tự giải mô hình không gian
Hiệu chỉnh đường lưới, chiều cao tầng
Chương 5:Tính toán và bố trí cốt thép khung trục B
Trang:9
0.9
-0.9
Báo cáo thiết kế công trình
SVTH: Nguyễn Học Hậu
Hình 5.2: Hiệu chỉnh đường lưới
Chương 5:Tính toán và bố trí cốt thép khung trục B
Trang:10
Báo cáo thiết kế công trình
SVTH: Nguyễn Học Hậu
Khai báo vật liệu
Hình 5.3: Khai báo vật liệu
Khai báo tiết diên Dầm , cột
Hình 5.4:Khai báo tiết diện dầm, cột
Khai báo sàn vách cứng
Hình 5.5 Khai báo sàn, vách cứng
Chương 5:Tính toán và bố trí cốt thép khung trục B
Trang:11
Báo cáo thiết kế công trình
SVTH: Nguyễn Học Hậu
Định nghĩa hoạt tải tĩnh tải
Hình 5.6: Định nghĩa tải trọng
Tạo mô hình và gán tải trọng.
Chương 5:Tính toán và bố trí cốt thép khung trục B
Trang:12
Báo cáo thiết kế công trình
SVTH: Nguyễn Học Hậu
Hình 5.7:Mô hình công trình
Chương 5:Tính toán và bố trí cốt thép khung trục B
Trang:13
Báo cáo thiết kế công trình
SVTH: Nguyễn Học Hậu
Hình 5.8: Mô hình công trình
Chương 5:Tính toán và bố trí cốt thép khung trục B
Trang:14
Báo cáo thiết kế công trình
SVTH: Nguyễn Học Hậu
Hình 5.9: Tĩnh tải sàn
Hình 5.10:Hoạt tải sàn chất đầy
Chương 5:Tính toán và bố trí cốt thép khung trục B
Trang:15
Báo cáo thiết kế công trình
SVTH: Nguyễn Học Hậu
Hình 5.11:Hoạt tải cách tầng cách nhịp theo phương X
Hình 5.12:Hoạt tải cách tầng cách nhịp theo phương Y
Chương 5:Tính toán và bố trí cốt thép khung trục B
Trang:16
Báo cáo thiết kế công trình
SVTH: Nguyễn Học Hậu
Hình 5.13:Hoạt tải cách tầng liền nhịp theo phương X
Hình 5.14:Hoạt tải cách tầng liền nhịp theo phương Y
Chương 5:Tính toán và bố trí cốt thép khung trục B
Trang:17
Báo cáo thiết kế công trình
SVTH: Nguyễn Học Hậu
Hình 5.15:Tải tường xây lên dầm tầng trệt
Hình 5.16: Tải tường xây lên dầm tầng điển hình
Chương 5:Tính toán và bố trí cốt thép khung trục B
Trang:18
Báo cáo thiết kế công trình
SVTH: Nguyễn Học Hậu
Hình 5.17:Tải trọng gió FX
Hình 5.18: Tải trọng gió FY
Chương 5:Tính toán và bố trí cốt thép khung trục B
Trang:19
Báo cáo thiết kế công trình
SVTH: Nguyễn Học Hậu
Hình 5.19:Tổ hợp tải trọng.
Gián các điều kiện biên sau đó tiến hành giải mô hình.
Chương 5:Tính toán và bố trí cốt thép khung trục B
Trang:20
Báo cáo thiết kế công trình
SVTH: Nguyễn Học Hậu
Hình 5.20:Dạng chuyển vị của mô hình sau khi giải.
5.6. Điều chỉnh tiết diện cột, dầm
5.6.1. Điều chỉnh tiết diện dầm
Dầm biên:200x500
Dầm chính 300x500
Dầm phụ: 200x400
Chương 5:Tính toán và bố trí cốt thép khung trục B
Trang:21
Báo cáo thiết kế công trình
SVTH: Nguyễn Học Hậu
5.6.2. Điều chỉnh tiết diện cột
C1
C2
C3
C4
Tầng hầm -Tầng 2 Tầng 3 -Tầng5 Tầng 6 -Tầng8 Tầng 9-Tầng Thượng
500x350
500x350
450x350
450x350
600x400
600x400
550x400
550x400
600x550
550x500
500x450
400x350
700x550
650x450
550x400
400x300
Bảng 5.8:Bảng điều chỉnh tiết diện cột
5.7. Thiết kế dầm khung trục B
•
Ta sử dụng momen cực đại tại vị trí giữa nhịp và momen cực đại của biểu đồ
bao tại vị trí các gối tựa thành phần để tính toán cốt thép chịu lực cho dầm.
Chương 5:Tính toán và bố trí cốt thép khung trục B
Trang:22
Báo cáo thiết kế công trình
SVTH: Nguyễn Học Hậu
Hình 5.21:Tiết diện dầm cột khung trục B
Chương 5:Tính toán và bố trí cốt thép khung trục B
Trang:23
Báo cáo thiết kế công trình
SVTH: Nguyễn Học Hậu
Hình 5.22:Biểu đồ bao moment envent 1
Chương 5:Tính toán và bố trí cốt thép khung trục B
Trang:24
Báo cáo thiết kế công trình
SVTH: Nguyễn Học Hậu
BIỂU ĐỒ BAO LỰC CẮT
Hình 5.23: Biểu đồ bao lực cắt
Chương 5:Tính toán và bố trí cốt thép khung trục B
Trang:25
