Đang tải... (xem toàn văn)
Nội dung của đồ án là: Lựa chọn giải pháp kết cấu, sơ đồ tính toán khung phẳng và xác định tải trọng đơn vị. Mời các bạn tham khảo Nội dung của đồ án là: Lựa chọn giải pháp kết cấu, sơ đồ tính toán khung phẳng và xác định tải trọng đơn vị. Mời các bạn tham khảo
GVHD : NGUYỄN VĂN TUẤN ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP II NỘI DUNG: thiết kế khung ngang trục trường học : SỐ LIỆU THIẾT KẾ Số tầng L1 (m) L2 (m) B (m) Ht (m) Pc (daN/m2) Địa điểm xây dựng 2,4 4,1 3,7 200 TP Hồ Chí Minh I Lựa chọn giải pháp kết cấu Lựa chọn vật liệu sử dụng Bêtông Dùng bê tơng có cấp độ bền B15 Khối lượng riêng: γbt= 2500(daN/m3) Cường độ chịu nén tính tốn bê tơng: Rb = 8,5(MPa) Cường độ chịu kéo tính tốn bê tơng: Rbt = 0,75(MPa) Mô dun đàn hồi E= 23x103 (MPa) Cốtthép Thép AI: Ø k=1 Ơ sàn phòng có: +Ldài = L2 = 7000m +Lngắn = B =4,1m 𝐵 4.1 →𝛼= = = 0.586 𝐿2 Chiều sày sàn phòng: hs1 kLngan 37 8 1×4,1 37+8×0,586 = 0,098(𝑚) = 9,8(𝑐𝑚) chọn hs1=10 Vậy kể tải trọng thân sàn BTCT thì: +Tĩnh tải tính tốn sàn phòng: g s go bt hs1.n =147,6+2500× 0,1 × 1,1 = 422,6( +Tổng tải trọng phân bố tính tốn sàn phòng: qs ps g s =240 + 422,6= 622,6 (daN/𝑚2 ) Với sàn hành lang: 𝑑𝑎𝑁 𝑚2 ) GVHD : NGUYỄN VĂN TUẤN ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP II - Hoạt tải tính tốn: 𝑑𝑎𝑁 phl pc n =300× 1,2 = 360 ( 𝑚2 ) - Tĩnh tải tính tốn( chưa tính trọng lượng sàn BTCT) go= 147,6 (daN/𝑚2 Vì tải trọng phân bố tính tốn sàn: qohl go phl =147,6+360= 507,6 (daN/𝑚2 ) →𝑘= √ 507,6 𝑞ℎ𝑙 =√ = 1,08 400 400 Ơ sàn hành lang có: +Ldài = B =4,1 +Lngắn = L1 = 2,4 →𝛼= 𝐿1 2,4 = = 0,585 𝐵 4,1 Chiều dày sàn hành lang: 𝑘𝐿𝑁𝐺Ắ𝑁 1,08 × 2,4 ℎ2𝑠 = = = 0,062(𝑚) = 6,2(𝑐𝑚) 37 + 8𝛼 37 + × 0.585 chọn hs2=8(cm) Vậy kể tải trọng thân sàn BTCT thì: +Tĩnh tải tính tốn sàn hành lang: ghl go bt hs n 147,6+2500.0,08.1,1=367,6(daN/m ) +Tổng tải trọng phân bố tính tốn sàn hành lang: qhl ptt ghl 360+367,6=727,6(daN/m ) Với sàn mái -Hoạt tải tính tốn: pm pc n 75× 1,3 =97,5(daN/m ) - Tĩnh tải tính tốn( chưa kể trọng lượng sàn BTCT) Các lớp vật liệu Tiêu chuẩn n 60 1,3 Vữa lót dày 30mm, o = 2000 daN/m 0.03x2000= 60 daN/m2 Vữa trát dày 20mm, o =2000 daN/m3 40 1,3 Tính tốn 78 52 0.02x2000= 40 daN/m Cộng: 130 GVHD : NGUYỄN VĂN TUẤN ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP II Do khơng có tường xây trực tiếp sàn nên tĩnh tải tính tốn: g0=130(daN/m2) Vì tải trọng phân bố tính tốn sàn: q go pm 130+97,5= 227,5 (daN/m ) Do tải trọng mái nhỏ nên ta chọn chiều dày ô sàn lớn chiều dày ô sàn bé mái hs3 =8 (cm) Vậy kể tải trọng thân sàn BTCT coi tải trọng mái tôn, xà gồ phân bố sàn thì: - Tĩnh tải tính tốn ô sàn mái: 𝑔𝑚 = 𝑔0 + 𝑔𝐹𝐵𝑋𝑀 + 𝛾𝑏𝑡 ℎ𝑠3 𝑛 = 130 + 30 × 1,1 + 2500 × 0,08 × 1,1 = 383(daN/m2) - Tổng tải trọng phân bố sàn mái: qm pm gm 97,5+383= 480,5(daN/m ) 4.Lựa chọn kết cấu mái Kết cấu mái dùng hệ mái tôn gác lên xà gồ, xà gồ gác lên tường thu hồi 5.Lựa chọn kích thước tiết diện phận Kích thước tiết diện dầm a.Dầm BC( dầm phòng) Nhịp dầm L= L2=7 m ℎ𝑑 = 𝐿𝑑 𝑚𝑑 = 11 = 0,64(𝑚) Chọn chiều cao dầm: hd =0,65m, bề rộng dầm bd=0,22m Với dầm mái, tải trọng nhỏ nên ta chọn chiều cao nhỏ hơn: hdm=0,5m b.Dầm AB( dầm hành lang) Nhịp dầm L=L1=2,4 Ta chọn chiều cao dầm: hd= 0,35 m, bề rộng dầm bd = 0,22 c.Dầm dọc nhà Nhịp dầm L=B=4,1 d.Cột trục B -Diện truyền tải cột trục B 2,4 2 SB= ( + -Lực dọc tải phân bố sàn N1= qsSB= 662,6 19,27=12768,3 (daN) ) × 4,1 = 19,27 𝑚2 GVHD : NGUYỄN VĂN TUẤN ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP II -Lực dọc tải trọng tường ngăn dày 220mm N2= gt.lt.ht= 514 ( + 4,1) 3,7 = 14453,68 (𝑑𝑎𝑁) ( lấy sơ chiều cao tường chiều cao tầng nhà ht=H) -Lực dọc tường thu hồi 2,4 2 N3= gt.lt.ht= 296 ( + ) 0,8=1112,96 (daN) -Lực dọc tải phân bố sàn mái N4=qm.SB= 480,5 19,27= 9259,235 (daN) -Với nhà bốn tầng có sàn học va sàn mái N ni Ni 3.(12768,3 +14453,68) + 1( 1112,96+ 9259,235)=92038 (daN) Để kể đến ảnh hưởng mô men ta chọn k=1.1 A kN 1,1.92038 =1191 (cm2) 85 Rb Vậy ta chọn kích thước cột bc x hc= 22x50 cm có A=1100 (cm2)≈ 1191(𝑐𝑚2 ) e Cột trục C Cột trục C có diện chịu tải Sc nhỏ diện chịu tải cột trục B, để thiên an tồn định hình ván khn, ta chọn kích thước tiết diện cột trục C(22x 50) với cột trục B f Cột trục A -Diện truyền tải cột trục A SA= 2,4 × 4,1 = 4,92 (𝑚2 ) - dọc tải phân bố ban sàn hành lang N1 qhl S A 727,6 4,92=3579,8(𝑑𝑎𝑁) -Lực dọc tải trọng lan can N2 gt lt hlc 296.4,1.0,9=1092,24(daN) (Lấy sơ chiều cao lan can 0.9m) -Lực dọc tường thu hồi 2,4 N3 gt lt hlc 296.( ).0,8 = 284,16(𝑑𝑎𝑁) -Lực dọc tải phân bố sàn mái N4=qm.SA= 480,5 4,92=2364,1(daN) -Với nhà bốn tầng có ba sàn hành lang sàn mái N= n∑ 𝑁𝑖 = (3579,8+1092,24) + 1(284,16 +2364,1)=16664,4 -Do lực dọc bé nên kể đến ảnh hưởng moomen ta chọn k=1,3 GVHD : NGUYỄN VĂN TUẤN ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP II 𝑘𝑁 1,3 × 16664,4 = = 254,9 (𝑐𝑚2 ) 𝑅𝑏 85 Diện tích A nhỏ nên chọn kích thước cột A bc x hc=22x 22 cm có A=484 (cm2)> 254,9 (cm2) Càng lên cao lực dọc giảm nên ta chọn kích thước tiết diện cột sau: +Cột trục B trục C có kích thước - bc x hc=22x50 (cm) cho cột tầng tầng -bc x hc=22x40 (cm) cho cột tầng tầng Cột trục A có kích thước bc x hc=22x 22 (cm) từ tầng lên tầng 𝐴= Mặt bố trí kế cấu theo hình GVHD : NGUYỄN VĂN TUẤN ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP II II SƠ ĐỒ TÍNH TỐN KHUNG PHẲNG Sơ đồ hình học Sơ đồ kết cấu a.Nhịp tính tốn dầm Nhịp tính tốn dầm lấy khoảng cách trục cột Xác định nhịp tính tốn dầm BC lBC L2 t t hc hc =7+0,11+0,11-0,2-0,2= 6,82 (m) 2 2 ( lấy trục cột trục cột tầng tầng 4) Xác định nhịp tính tốn dầm AB t h l AB L1 c =2,4 - 0,11+0,2= 2,49 (m) 2 (ở lấy trục cột trục cột tầng tầng 4) b.Chiều cao cột Chiều cao cột lấy khoảng cách trục dầm dầm khung thay đổi tiết diện nên ta xác định chiều cao cột theo trục dầm hành lang( dầm có tiết diện nhỏ hơn) Xác định chiều cao cột tầng Lựa chọn chiều sâu chon móng từ mặt đất tự nhiên( cốt -0.45) trở xuống: hm= 500 (mm)= 0,5 m ht1 = 4,4 (m) (với Z=0.45m khoảng cách từ cốt 0.00 đến mặt đất tự nhiên) Xác định chiều cao cột tầng 2,3,4 Ht2 = ht3 = ht4 = 3,7 (m) Ta có sơ đồ kết cấu thể hình sau: GVHD : NGUYỄN VĂN TUẤN ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP II Hình Sơ đồ kết cấu khung ngang III XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG ĐƠN VỊ Tĩnh tãi đơn vị Tĩnh tải sàn phòng học gs = 422,6 (daN/m2) Tĩnh tải sàn hành lang ghl =367,6 (daN/m2) GVHD : NGUYỄN VĂN TUẤN ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP II Tĩnh tải sàn mái g m 383 (daN/m ) Tường xây 220 gt 514 (daN/m ) Tường xây 110 gt1= 296 (daN/m2) Hoạt tải đơn vị Hoạt tải sàn phòng học ps = 240(daN/m ) Hoạt tải sàn hành lang phl 360(daN/m ) Hoạt tải sàn mái sêno g m 97,5(daN/m ) Hệ số quy đổi tải trọng a.Với sàn lớn kích thước 7x4,1(m) Tải trọng phân bố tác dụng lên khung có dạng hình thang Để quy đổi sang dạng tải trọng phân bố hình chữ nhật, ta cần xác định hệ số chuyển đổi k k 2 với 𝛽 = 𝐵 2𝑙2 = 4,1 2×7 = 0,29−> 𝑘 = 0,856 b.Với sàn hành lang kích thước 2,4x4,1 (m) Tải trọng phân bố tác dụng lên khung có dạng hình tam giác Để quy đổi sang dạng tải trọng phân bố hình chữ nhật, ta có hệ số k= = 0,625 IV XÁC ĐỊNH TĨNH TẢI TÁC DỤNG VÀO KHUNG + Tải trọng thân kết cấu dầm, cột khung chương trình tính tốn kết cấu tự tính + Việc tính tốn tải trọng vào khung thể theo cách: - Cách 1: chưa quy đổi tải trọng - Cách 2: quy đổi tải trọng thành phân bố Tĩnh tải tầng 2,3,4 GVHD : NGUYỄN VĂN TUẤN ĐỒ ÁN BÊ TƠNG CỐT THÉP II Hình Sơ đồ phân tĩnh tải sàn tầng 2,3,4 10 GVHD : NGUYỄN VĂN TUẤN ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP II Tính tốn bố trí cốt thép đai cho dầm a.Tính tốn cốt đai cho phần tử dầm 4( tầng 2, nhịp BC): bxh=22X65 +Từ bảng tổ hợp nội lực ta chọn lực cắt nguy hiểm cho dầm Q =144,07 (kN) +Bê tông cấp độ bền B15 có Rb=8,5 (Mpa)= 85(daN/cm2) Rbt = 7,5(daN/cm2) Eb= 2,3.104(Mpa) +Thép đai nhóm AI có Rsw= 175(Mpa) =1750(daN/cm2); Es= 2,1.105(Mpa) +Dầm chịu tải trọng tính tốn phân bố với g g1 g01 2971,3 + 0,22.0,65.2500.1.1 = 3364,6(daN/m)=33,65(daN/cm) (Với go trọng lượng thân dầm 4) p= 842,3(daN/m)=8,42(daN/cm) Giá trị q1: 𝑞1 = 𝑔 + 0,5𝑝 = 33,65 + 0,5.8,42 = 37,86(daN/cm) +Chọn a= 4cm ho h a 65 - = 61 +Kiểm tra điều kiện cường độ tiết diện nghiêng theo ứng suất nén chính: Q 0.31b1Rbbho Do chưa có bố trí cốt đai nên ta giả thiết 1b1 Ta có 0.3Rbbho 0,3.85.22.61= 34221(daN) > Q= 14407(daN) Dầm đủ khả chịu ứng suất nén +Kiểm tra cần thiết phải đặt cốt đai Bỏ qua ảnh hưởng lực dọc trục nên n Qb b3 (1 n ) Rbt bho 0,6.(1+0).7,5.61.22 = 6039(daN) Q = 14407>Qbmin cần phải đặt cốt đai chịu cắt Xác định giá trị M b b (1 f n ) Rbt bho 2.(1+0+0).7,5.22.61 = 1227930(daN.cm) Do dầm có phần cánh nằm vùng chịu kéo f +Xác định giá trị Qb1 Qb1 M b q1 = 2√1227930.37,86 = 13636,6 (𝑑𝑎𝑁) 𝐶0∗ = 𝑀𝑏 𝑄−𝑄𝑏1 = 1227930 14407−13636,6 = 1593,9(cm) 40 GVHD : NGUYỄN VĂN TUẤN 𝑀𝑏 𝑞1 +Ta có √ 1227930 37,86 = √ ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP II = 135 (cm) < co* → 𝑐0 = 𝑐 = 2𝑀 2.1227930 = = 170,5(𝑐𝑚) 𝑄 14407 +Giá trị qs tính tốn 𝑞𝑠𝑤 = 𝑀𝑏 𝑄− 𝑄𝑏𝑚𝑖𝑛 𝑐 𝑐0 6039 +Giá trị = +Giá trị = 2ℎ0 𝑄−𝑄𝑏1 2ℎ0 − 𝑞1 𝑐 +yêu cầu qs ( = 14407 − 1227930 170,5 − 37,86.170,5 170,5 = 49,5( 𝑑𝑎𝑁 2.61 𝑐𝑚 14407−13636,6 ) = 6,3( 2.61 = 4,4(𝑑𝑎𝑁/𝑐𝑚) 𝑑𝑎𝑁 𝑐𝑚 ) Q Qb1 Qb ; ) nên ta lấy giá trị qs = 49,5(daN/cm) để tính cốt đai 2ho 2ho +Sử dụng đai 6 , số nhánh n=2 Khoảng cách s tính tốn:𝑠𝑡𝑡 = 𝑅𝑠𝑤 𝑛𝑎𝑠𝑤 𝑞𝑠𝑤 ℎ = 1750.2.0,283 49,5 = 20(𝑐𝑚) +Dầm có h=65>45cm → 𝑠𝑐𝑡 = ( ; 50𝑐𝑚) = 21,7(𝑐𝑚) +Giá trị smax: 𝑆𝑚𝑎𝑥 = 𝜑𝑏4 (1+𝜑𝑛 )𝑅𝑏𝑡 𝑏ℎ02 𝑄 = 1,5.(1+0)7,5.22.612 14407 = 63,9(𝑐𝑚) +Khoảng cách thiết kế cốt đai S=min(stt , sct , smax) = 20 (cm) = 200 (mm) Ta bố trí 6a 200 cho dầm +Kiểm tra lại điều kiện cường độ tiết diện nghiêng theo ứng suất nén có bố trí cốt đai: Q 0.31b1Rbbho - với 1 5w 1,3 Dầm bố trí 6a 200 Có 𝜇𝑤 = 𝛼= 𝐸𝑠 𝐸𝑏 = 2,1.105 2,3.104 𝑛𝑎𝑠𝑤 𝑏𝑠 = 2.0,283 22.20 = 0,00129 = 9,13 𝜑𝑤1 = + 5𝛼𝜇𝑊 = + 9,13 0,00129 = 1,059 < 1,3 b1 Rb =1-0,01.8,5= 0,915 Ta thấy : 1b1 =1,059.0,915=0,969≈ Ta có: Q=14407 2840(daN) dầm đủ khả chịu ứng suất nén +Kiểm tra cần thiết phải đặt cốt đai bỏ qua ảnh hưởng lực dọc trục nên n Qb b3 (1 n ) Rbt bho 0,6.(1+0).7,5.22.31=3069(daN) Q = 2840 (daN) Qb đặt cốt đai chịu cắt theo điều kiện cấu tạo +Sử dụng cốt đai , số nhánh n=2 +Dầm có h= 35cm 2840(𝑑𝑎𝑁) Dầm đủ khả chịu ứng suất nén d.Tính tốn cốt đai cho phần tử dầm 10,15,20: bxh= 22x35cm Tương tự tính tốn dầm ta bố trí thép đai 6a150 cho dầm phần tử 10, 15, 20 e.Bố trí thép đai cho dầm +Với dầm có kích thước 22x65 cm Ở hai đầu dầm đoạn L/4 , ta bố trí cốt đai dặt dày 6a200 với L nhịp thơng thủy dầm Phần lại cốt đai đặt thưa theo điều kiện cấu tạo sct= (3h/4, 50cm)= 50 (cm) Ta chọn 6a300 Với dầm có kích thước 22x35 cm Do nhịp dầm ngắn nên ta bố trí cốt đai 6a150 đặt suốt dầm X.TÍNH TỐN CỐT THÉP CỘT 1.Vật liệu sử dụng Bê tơng cấp độ bền B15 có :Rb=8,5 MPa; Rbt= 0,75MPa Cốt thép dọc nhóm AII có:Rs=Rsc= 280MPa Tra bảng phụ lục 10 ta có 𝛼𝑅 = 0,439ξR=0,65 2.tính tốn cốt thép cho phần tử cột 2:b x h=22x50 a Số liệu tính tốn Chiều dài tính toán l0=0.7H=0.7 4,4= 3,08(m)=308(cm) Giả thiết a=a’=4cm → h0=h-a=50-4 =46(cm) Za=h0-a=46-4=42(cm) Độ mảnh λh=l0/h= 308/50= 6,16 ξRh0 nén lệch tâm bé +Xác định lại x theo cách sau: +Cách 1:tính xác “x” cách giải phương trình bậc x3 + a1x+a0=0 Với a2=-(2 + ξR)ho = -(2+0,65).46=-121,9 a1 = 𝑁𝑒 𝑅𝑏 𝑏 +2 ξRℎ02 +(1- ξR)h0za= 2.83050.31,46 85.22 + 2.0,65 462 + (1 − 0,65) 46.42 = 6221,4 a0 = −𝑁[2𝑒ξ𝑅 +(1−ξ𝑅 )𝑧𝑎 ]ℎ0 −83050(2.31,46.0,65+(1−0,65).42).46 = 𝑅𝑏 𝑏 85.22 = −113583,4 →x=36,7 +Cách 2: Tính lại “x” theo phương pháp dần Đặt x1=x= 𝑁 = 83050 = 44,41(𝑐𝑚) 𝑅𝑏 𝑏 85.22 𝑁(𝑒+0.5𝑥1 −ℎ0 ) 83050(31,46+0,5.44,41−46) 𝐴∗𝑠 = = 𝑅𝑠𝑐 𝑧𝑎 2800.42 −1) 1−ξ𝑅 2𝑅 𝐴∗ 𝑅𝑏 𝑏ℎ0 + 𝑠 𝑠 1−ξ𝑅 𝑁+2𝑅𝑠 𝐴∗𝑠 ( x= = 5,41(𝑐𝑚2 ) −1) 1−0,65 2.2800.5,41 85.22.46+ 1−0,65 83050+2.2800.5.41( h= 44 46 = 37,13 GVHD : NGUYỄN VĂN TUẤN ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP II +Cách 3:tính lại “x” theo cơng thức gần đúng: 𝑁 Với n= = 83050 𝑅𝑏 𝑏ℎ0 85.22.46 𝑒 31,46 𝜀= = 0,68 = ℎ0 46 𝑍𝑎 42 𝛾𝑎 = = = 0,965 = 0,913 ℎ0 46 [(1−ξ𝑅 )𝛾𝑎 𝑛+2ξ𝑅 (nε−0.48)]ℎ0 [(1−0,65).0,913.0,965+2.0,65(0,965.0,68−0,48)].46 x= (1−ξ𝑅 )𝛾𝑎 +2(𝑛𝜀−0.48) = (1−0,65).0,913+2.(0,965.0,68−0,48) Lấy x=36,7(cm) theo cách để tính thép 𝐴′𝑠 = 𝑁𝑒−𝑅𝑏 𝑏𝑥(ℎ0 −0.5𝑥) 83050.31,46−85.22.36,7(46−0,5.36,7) = 𝑅𝑠𝑐 𝑍𝑎 2800.42 𝐴′𝑠 =𝐴𝑠 =6,08(cm ) c.Tính cốt thép đối xứng cho cặp M=22,09(kNm)=220900(daN.cm) N=950(kN)=95000(daN.) +e= ηe0+h/2-a=1.2,33+25-4=23,33 +x= 𝑁 = 95000 𝑅𝑏 𝑏 85.22 = 50,8(𝑐𝑚) +xảy trường hợp x> ξRh0 ,nén lệch tâm bé +Tính lại “x” theo phương pháp dần →x=44,7(cm) 𝑁𝑒−𝑅𝑏 𝑏𝑥(ℎ0 −0.5𝑥) +𝐴′𝑠 = 𝑅𝑠𝑐 𝑍𝑎 = 95000.23,33−85.22.44,7(46−0,5.44,7) 2800.42 = 2,04(𝑐𝑚2 ) 𝐴′𝑠 =𝐴𝑠 =2,04(cm2) d.Tính cốt thép đối xứng cho cặp M=82,4(kN.m)=824000(daN.cm) N=941,8(kN)=94180(daN) +e= ηe0+h/2-a=1.8,75+25-4=29,75 +x= 𝑁 𝑅𝑏 𝑏 = 50,3> ξRh0 →,nén lệch tâm bé Tính lại “x” theo cơng thức gần →x=38,2 𝑁𝑒−𝑅𝑏 𝑏𝑥(ℎ0 −0.5𝑥) +𝐴′𝑠 = = 𝑅𝑠𝑐 𝑍𝑎 94180.29,75−85.22.38,2.(46−0,5.38,2) 2800.42 = 7,48(𝑐𝑚2 ) +𝐴′𝑠 =𝐴𝑠 =7,48(cm2) +Xác định giá trị hàm lượng cốt thép tối thiểu theo độ mảnh λ 𝑙 λ = 0= 308 𝑟 0,288.22 = 48,61 45 = 36,7(𝑐𝑚) GVHD : NGUYỄN VĂN TUẤN ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP II → λ∈(35÷83) →μmin=0.2% +Hàm lượng cốt thép μ= 𝐴𝑠 𝑏ℎ0 100%= 7,48 22.46 100% = 0,74> μmin =0.2% Nhận xét: +Cặp nội lực đòi hỏi lượng thép bố trí lớn nhất.Vậy ta bố trí cốt thép cột theo 𝐴′𝑠 =𝐴𝑠 =7,48 (cm2) Chọn 3∅18 có As=7,5(cm2) +các phần tử cột 1,6,7 bố trí thép giống cột phần cột 3.Tính toán cốt thép cho phần tử cột 3:b x h=22x22 Chiều dài tính tốn l0=0,7.H=0,7.4,4(m)=308(cm) Giả thiết a=a’=4cm → h0=h-a=22-4=18(cm) Za=h0-a=18-4=14(cm) Độ mảnh λa=l0/h=14>8 → phải xét đến ảnh hưởng uốn dọc Nội lực chọn từ bảng tổ hợp nội lực ghi lại chi tiết bảng Bảng 7.Nội lực ộ chênh lêch tâm cột Ký hiệu Ký hiệu Đặc M N e1=M/N ea cặp nội bảng diểm (kN.m) (kN) (cm) (cm) lực tộ hợp cặp nội lực 3-9 emax 5,3 80,31 6,6 2,7 E0max(e1,ea) (cm) 6,6 3-10 |M|max 7,17 139,4 5,14 2,7 5,14 3-14 Nmax 6,7 195,5 3,4 2,7 3,4 Với Mdh=-0,9(kNm) Ndh=109,8(kN) b Tính cốt thép đối xứng cho cặp M=5,3(kNm)=53000(daN.cm) N=80,31(kN)=8031(daN) Lực dọc tới hạn xác định theo công thức Ncr= 6.4𝐸𝑏 𝑆𝐼 𝑙02 ( 𝜑2 + 𝛼𝐼𝑠 ) 46 GVHD : NGUYỄN VĂN TUẤN ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP II Với l0=308(cm) Eb=23.103(Mpa)=230.103(daN/cm2) Mơ men qn tính tiết diện I= 𝑏ℎ3 22.223 12 = 12 = 19521,3(cm4) Giả thiết μt=0.047%=0.00047 Is= μtbh0(0.5h-a)2=0,00047.22.18.(0,5.22-4)2=9,12(cm4) 𝛼= 𝐸𝑠 21.104 = 𝐸𝑏 23.103 =9.13 𝑙 308 ℎ 22 𝛿𝑚𝑖𝑛 =0.5-0.01 0-0.01Rb=0,5-0,01 𝑒0 6,6 ℎ = 22 − 0,01.85 = 0,275 = 0,3 𝑒 →𝛿 e=max( , δ𝑚𝑖𝑛 )=0,3 ℎ Hệ số kể đến ảnh hưởng độ lệch tâm: S= 0,11 𝛿 0,1+ 𝑒 𝜑𝑝 + 0,1 = 0,11 0,1+ 0,3 + 0,1 = 0,369 với bê tông cốt thép thường: 𝜑𝑝 = hệ số xét đến ảnh hưởng tải trọng dài hạn: 𝑀𝑑ℎ+ 𝑁𝑑ℎ 𝑦 −0,9 + 109,8.0,11 𝜑𝑙 = + = + = 1,79 < + 𝛽 = 𝑀 + 𝑁𝑦 5,3 + 80,31.0,11 với y=0,5h = 0,5.22 = 0,11 (m) 𝛽 = với bê tông nặng lực dọc tới hạn xác định theo công thức 6,4.230 103 0,369.19521,3 𝑁𝑐𝑟 = + 9,13.9,12) = 63735,7(𝑑𝑎𝑁) ( 3082 1,79 hệ số uốn dọc: 1 𝜂= = 𝑁 8031 = 1,14 1− 1− ℎ 𝑁𝑐𝑟 63735,7 e=𝜂𝑒0 + − 𝑎 = 1,14.6,6 + 11 − = 14,52(𝑐𝑚) Sử dụng bê tông cấp độ bền B15, thép AII ->𝜉𝑅 = 0,65 𝑁 8031 𝑥= = = 4,29(𝑐𝑚) < 𝜉𝑅 ℎ0 = 0,65.18 = 11,7(𝑐𝑚) 𝑅𝑏 𝑏 85.22 Xảy trường hợp x< 2a’=8(cm) + Lượng cốt thép yêu cầu: 47 GVHD : NGUYỄN VĂN TUẤN ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP II 𝑁𝑒 ′ 𝑁(𝑒 − 𝑍𝑎 ) 8031(14,52 − 14) 𝐴𝑠 = = = = = 0,1(𝑐𝑚2 ) 𝑅𝑠 𝑍𝑎 𝑅𝑠 𝑍𝑎 2800.14 Xác định hàm lượng cốt thép tối thiểu theo độ mảnh 𝜆: 𝑙0 308 𝜆= = = 48,61 𝑟 0,288.22 → 𝜆 𝜖 (35 ÷ 83) → 𝜇𝑚𝑖𝑛 = 0,2% hàm lượng cốt thép 𝐴𝑠 0,1 𝜇= 100% = 100 = 0,025% 𝑏ℎ0 22.18 Hàm lượng cốt thép tổng 𝜇𝑡 = 0,025% = 0,05% = 𝜇𝑔𝑡 = 0,05% -> hàm lượng cốt thép giả thiết hợp lí Tuy nhiên 𝜇 < 𝜇𝑚𝑖𝑛 = 0,2% nên ta bố trí cốt thép theo hàm lượng cốt thép tối 𝐴′𝑠 thiểu: AS=AS’=𝜇𝑚𝑖𝑛 𝑏ℎ0 100% = 0,2.22.18 100% = 0,792(cm2) c tính cốt thép đối xứng cho cặp 3, ta có kết tính thép cho: + cặp nội lực 2: AS=AS’=0,2(cm2) ++ cặp nội lực 3: AS=AS’=0,31(cm2) Ta thấy lượng cốt thép nhỏ(20(cm) nên cần bố trí 2∅16 theo điều kiện cấu tạo có AS= 4,02(cm2)>0,792(cm2) cho phần tử cột Tính cốt thép cho phần tử cột 12: bxh=22x40 cm 48 GVHD : NGUYỄN VĂN TUẤN ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP II a số liệu tính tốn Chiều dài tính tốn l0=0,7H=0,7.3,7 = 2,59(m)=259(cm) Giả thiết a=a’=4cm → h0=h-a=40-4 =36(cm) Za=h0-a=36-4=32(cm) Độ mảnh λh=l0/h=259/36=6,475