5.1. vật liệu:
Bê tông mác 200, cốt thép nhóm AII.
Tra bảng ta có các thông số sau :
Eb=24*104 kg/cm2 ; Ra= Ra/=2700 kg/cm2 Rn=90 kg/cm2 ; Rk/=7.5 kg/cm2
0=0.62 ; ; A0 =0.428 , Ea = 2100.103 kg/cm2 5.2. Tính cốt thép cột:
5.2.1.Tính cột trục A: ( phần tử 26) tầng 2. (kích th-ớc 60x30x330 cm).
Chọn : +Cặp 1: M = 7,15 Tm ; N = 128,277 T . +Cặp 2: M = -7,693 Tm ; N = 125,1 T . +Cặp 3: M = 6,841 Tm ; N = 138,92 T .
-Thanh 26 cột trục A có tiết diện b h = (30 60)cm,với chiều cao là : 3,3m chiều dài tính toán của thanh là :l0 = 0,7 Ht = 0,7 3,3 = 2,31 m .
( vì 2 đầu ngàm nên lấy hệ số 0,7)
- Giả thiết chiều dày lớp bảo vệ cốt thép chọn a = a’= 3,5cm
h0 = h - a = 60 – 3,5 = 56,5 cm ; ho’ = ho - a’ = 56,5 – 3,5 = 53 cm.
*Tính với cặp 1 : M = 7,15 Tm ; N = 128,277 T . Xác định độ lệch tâm:
Độ lệch tâm tính toán : eo = eo1 + eo ng e01 =
N
M = 7,15
128, 277= 0,0557 m = 5,57 cm . - Độ lêch tâm ngẫu nhiên : , 2 ( ) 2,5
ng 25
e h cm cm
- Độ lệch tâm tính toán : o 01 ng M ng 5,57 2,5 8,07
e e e e cm
N
- Khoảng cách e = eo + 0.5h - a = 1 8,07 + 0,5 60 – 3,5 = 34,57 cm - Chiều cao vùng nén :
128, 277 103
47,51
. 90 30
n
x N
R b cm
Vậy x = 47,51 > oho = 0,62 56,5 = 35,03 xảy ra tr-ờng hợp lệch tâm bé.
Ta có eo = 8,07(cm) < 0,2ho = 0,2x56,5 = 11,3(cm).
Nên ta tính x theo công thức:
0 0
x = h - 1,8 +0,5h-1,4
h e0 .
60 1,8 0,5 60 1, 4 0,68 8, 07
x 56,5 = 48,194 cm. < 0,9.h0 = 50,85 cm
( Nên ta có : diện tích cốt thép Fa lâý theo cấu tạo) Ta có diện tích cốt thép tính theo công thức:
Fa’ = n' 0
a 0
Ne - R bx h - 0,5x R h - a'
128,277 103 34,57 90 30 48,194 56,5 0,5 48,194
2700 56,5 3,5 = 1,524cm2
* Tính toán với cặp 2 : M = -7,693 Tm ; N = 125,1 T . Xác định độ lệch tâm:
Độ lệch tâm tính toán : eo = eo1 + eo ng e01 =
N
M = 7, 693
125,1= 0,0615 m = 6,15 cm.
Độ lệch tâm ngẫu nhiên e0ng = 2,5 cm ;
e0 = 6,15 + 2,5 = 8,65 cm . Tính trị số lệch tâm e :
e = e0 + 0,5 h - a = 1 8,65+ (0,5 60 – 3,5 ) = 35,15 cm . Chiều cao vùng nén:
3
n
N 125,1 10
x = =
R b 90 30 = 46,33 > 0h0= 0,62.56,5 = 35,03 cm.
=> tính toán theo tr-ờng hợp lệch tâm bé
Ta có e0 = 0,65 cm < 0,2h0 = 0,2 56,5 = 11,3cm . Nên ta có công thức tính x nh- sau:
0 0
x = h - 1,8 +0,5h-1,4
h e0 .
0,5 60
60 1,8 1, 4 0,62 8, 07
x 56,5 = 47,345 cm. < 0,9.h0 = 50,85 cm
( Nên ta có : diện tích cốt thép Fa lâý theo cấu tạo) Ta có diện tích cốt thép tính theo công thức:
Fa’ = n' 0
a 0
Ne - R bx h - 0,5x R h - a'
=
125,1 103 35,15 90 30 47,345 56,5 0,5 47,345
2700 56,5 3,5 = 1,4 cm2
* Tính toán với cặp 3 : M = 6,841 Tm; N = 138,92 T . Xác định độ lệch tâm:
Độ lệch tâm tính toán : eo = eo1 + eo ng
e01 = N
M = 6, 841 0, 0492
138, 92 m = 4,92 cm.
Độ lệch tâm ngẫu nhiên : e0ng = 2,5 cm ; e0 = 4,92 + 2,5 = 7,42 cm.
Tính trị số lệch tâm e :
e = e0 + 0,5 h - a = 1 7,42 + (0,5 60 – 3,5 ) = 33,92 cm Chiều cao vùng nén:
3
n
N 138,92 10
x = =
R b 90 30 = 51,452 cm.
Ta có x > 0h0= 0,62.56,5 =35,03 cm. Tr-ờng hợp lệch tâm bé.
Lại có : Có e0 = 7,42 cm < 0,2h0 = 0,2 56,5 = 11,3 cm Ta tính x theo công thức sau:
Tính lại x :
0
0
x = h - 1,8 +0,5h-1,4
h e0 .
60 1,8 0,5 60 1, 4 0,62 7, 42
x 56,5 = 49,145 cm. < 0,9.h0 = 50,85 cm
( Nên ta có : diện tích cốt thép Fa lâý theo cấu tạo) Ta có :
Fa’ = n' 0
a 0
Ne - R bx h - 0,5x R h - a'
138,92 103 33,92 90 30 49,145 56,5 0,5 49,145
2700 56,5 3,5 = 3,32 cm2 . Từ kết quả tính toán cốt thép cột, ta thấy cặp 3 có kết quả lớn nhất nh-ng so sánh giữa kết quả tính toán và chạy máy ta thấy có sự chênh lệch , kết quả chạy máy tính nhỏ hơn kết quả tính toán .
* Tính cốt đai :
Do cột phần lớn làm việc nh- một cấu kiện lệch tâm bé nên cốt ngang chỉ đặt cấu tạo theo TCXD 198 - 1997 nhằm đảm bảo giữ ổn định cho cốt dọc, chống phình cốt thép dọc và chống nứt :
- Đ-ờng kính cốt đai : d (8, 0.25d1) = (8; 0,25.30) Chọn thép 8.
- Khoảng cách cốt đai đ-ợc bố trí theo cấu tạo:
+ Trên chiều dài cột :
uct min15d2,b,50cm với d2 là đ-ờng kính cốt dọc bé nhất với cốt thép cột đã tính toán ở trên ta thống nhất chọn cốt khoảng cách giữa các cốt đai trong cột là u = 200 (mm)
+ Trong đoạn nối thép cột :
uct min10d2,b,50cm chọn thống nhất trong đoạn nối thép cột u = 150 (mm)
5.2.2.Tính cột trục B: ( phần tử 24) tầng 2. (kích th-ớc 60x30x330 cm).
Chọn : + Cặp 1: M = 16,046 Tm ; N = 116,65 T + Cặp 2: M = -16,455 Tm ; N = 116,01 T . + Cặp 3: M = 14,372 Tm ; N = 145,814 T .
-Thanh 24 cột trục B có tiết diện b h = (30 60)cm,với chiều cao là : 3,3m chiều dài tính toán của thanh là :l0 = 0,7 Ht = 0,7 3,3 = 2,31 m .
( vì 2 đầu ngàm nên lấy hệ số 0,7)
- Giả thiết chiều dày lớp bảo vệ cốt thép chọn a = a’= 3,5cm
h0 = h - a = 60 – 3,5 = 56,5 cm ; ho’ = ho - a’ = 56,5 – 3,5 = 53 cm.
*Tính với cặp 1 : M = 16,046 Tm ; N = 116,65 T . Xác định độ lệch tâm:
Độ lệch tâm tính toán : eo = eo1 + eo ng e01 =
N
M = 16, 046
116, 65= 0,1375 m = 13,75 cm . - Độ lêch tâm ngẫu nhiên : , 2 ( ) 2,5
ng 25
e h cm cm
- Độ lệch tâm tính toán : o 01 ng M ng 13,75 2,5 16, 25
e e e e cm
N
- Khoảng cách e = eo + 0.5h - a = 1 16,25 + 0,5 60 – 3,5 = 42,75 cm - Chiều cao vùng nén :
116,65 103
43, 2
. 90 30
n
x N
R b cm
Vậy x = 43,2 > oho = 0,62 56,5 = 35,03 xảy ra tr-ờng hợp lệch tâm bé.
Ta có eo = 16,25(cm) > 0,2ho = 0,2x56,5 = 11,3(cm)
Ta có e0gh 0,4.(1,25.h 0. )h0 = 0,4(1,25.60 – 0,62.56,5) = 15,988 cm Nên ta tính x theo công thức:
0 0 0 0
1,8.( gh ) .
x e e h = 1,8( 15,988 – 16,25) + 0,62.56,5 x = 34,5584 cm < 0,9.h0 = 50,85 cm
( Nên ta có : diện tích cốt thép Fa lâý theo cấu tạo) Ta có diện tích cốt thép tính theo công thức:
Fa’ = n' 0
a 0
Ne - R bx h - 0,5x R h - a'
116,65 103 42,75 90 30 34,5584 56,5 0,5 34,5584
2700 56,5 3,5 = 9,27cm2
* Tính toán với cặp 2 : M = -16,455 Tm ; N = 116,01 T .
Xác định độ lệch tâm:
Độ lệch tâm tính toán : eo = eo1 + eo ng e01 =
N
M = 16, 455
116, 01= 0,1418 m = 14,18 cm.
Độ lệch tâm ngẫu nhiên: e0ng = 2,5 cm ; e0 = 14,18 + 2,5 = 16,68 cm .
Tính trị số lệch tâm e :
e = e0 + 0,5 h - a = 1 16,68 + (0,5 60 – 3,5 ) = 43,18 cm . Chiều cao vùng nén:
3
n
N 116, 01 10
x = =
R b 90 30 = 42,967 > 0h0= 0,62.56,5 = 35,03 cm.
=> tính toán theo tr-ờng hợp lệch tâm bé Ta có e0gh = 0,4.(1,25.h - 0h0)
= 0,4.(1,25.60 – 0,62.56,5)
= 15,98 > 0,2h0 = 0,2 56,5 = 11,3cm . Nên ta có công thức tính x nh- sau:
0 0 0 0
1,8.( gh ) .
x e e h = 1,8( 15,988 – 16,68) + 0,62.56,5 = 33,7844 cm < 0.9 h0
( Nên ta có : diện tích cốt thép Fa lâý theo cấu tạo) Ta có diện tích cốt thép tính theo công thức:
Fa’ = n' 0
a 0
Ne - R bx h - 0,5x R h - a'
=
116, 01 103 43,18 90 30 33,7844 56,5 0,5 33,7844
2700 56,5 3,5 = 9,76 cm2
* Tính toán với cặp 3 : M = 14,372 Tm; N = 145,81 T . Xác định độ lệch tâm:
Độ lệch tâm tính toán : eo = eo1 + eo ng e01 =
N
M = 14, 372 0, 0985
145, 813 m = 9,85 cm.
Độ lệch tâm ngẫu nhiên : e0ng = 2,5 cm ; e0 = 9,85 + 2,5 = 12,35 cm.
Tính trị số lệch tâm e :
e = e0 + 0,5 h - a = 1 12,35 + (0,5 60 – 3,5 ) = 38,85 cm Chiều cao vùng nén:
3
n
N 145,813 10
x = =
R b 90 30 = 54 cm.
Ta có x > 0h0 = 0,62.56,5 = 35,03 cm. Tr-ờng hợp lệch tâm bé.
Lại có : Có e0 = 12,35 cm > 0,2h0 = 0,2 56,5 = 11,3 cm Ta tính x theo công thức sau:
Tính lại x :
0 0 0 0
1,8.( gh ) .
x e e h = 1,8( 15,988 – 12,35) + 0,62.56,5 = 41,5784 cm < 0,9.h0 = 50,85 cm
( Nên ta có : diện tích cốt thép Fa lâý theo cấu tạo) Ta có :
Fa’ = n' 0
a 0
Ne - R bx h - 0,5x R h - a'
145,813 103 38,85 90 30 41,5784 56,5 0,5 41,5784
2700 56,5 3,5 = 11,57 cm2
.
Từ kết quả tính toán cốt thép cột, ta thấy cặp 3 có kết quả lớn nhất nh-ng so sánh giữa kết quả tính toán và chạy máy ta thấy có sự chênh lệch , kết quả chạy máy tính nhỏ hơn kết quả tính toán .
* Tính cốt đai :
Do cột phần lớn làm việc nh- một cấu kiện lệch tâm bé nên cốt ngang chỉ đặt cấu tạo theo TCXD 198 - 1997 nhằm đảm bảo giữ ổn định cho cốt dọc, chống phình cốt thép dọc và chống nứt :
- Đ-ờng kính cốt đai : d (8, 0.25d1) = (8; 0,25.30) Chọn thép 8.
- Khoảng cách cốt đai đ-ợc bố trí theo cấu tạo:
+ Trên chiều dài cột :
uct min15d2,b,50cm với d2 là đ-ờng kính cốt dọc bé nhất
với cốt thép cột đã tính toán ở trên ta thống nhất chọn cốt khoảng cách giữa các cốt đai trong cột là u = 200 (mm)
+ Trong đoạn nối thép cột :
uct min10d2,b,50cm chọn thống nhất trong đoạn nối thép cột u = 150 (mm) 5.2.3.Tính cột trục D: ( phần tử 20) tầng 2. (kích th-ớc 60x30x330 cm).
Chọn : + Cặp 1: M = 12,334 Tm ; N = 73,7 T . + Cặp 2: M = -12,64 Tm ; N = 71,392 T . + Cặp 3: M = -8,45 Tm ; N = 93,877 T .
-Thanh 20 cột trục B có tiết diện b h = (30 60)cm,với chiều cao là : 3,3m chiều dài tính toán của thanh là :l0 = 0,7 Ht = 0,7 3,3 = 2,31 m .
( vì 2 đầu ngàm nên lấy hệ số 0,7)
- Giả thiết chiều dày lớp bảo vệ cốt thép chọn a = a’= 3,5cm
h0 = h - a = 60 – 3,5 = 56,5 cm ; ho’ = ho - a’ = 56,5 – 3,5 = 53 cm.
*Tính với cặp 1 : M =12,334 Tm ; N = 73,7 T .
Xác định độ lệch tâm:
Độ lệch tâm tính toán : eo = eo1 + eo ng e01 =
N
M = 12, 334
73, 7 = 0,16735 m = 16,735 cm . - Độ lêch tâm ngẫu nhiên : , 2 ( ) 2,5
ng 25
e h cm cm
- Độ lệch tâm tính toán : o 01 ng M ng 16,735 2,5 19, 235
e e e e cm
N
- Khoảng cách e = eo + 0.5h - a = 1 19,235 + 0,5 60 – 3,5 = 45,735 cm - Chiều cao vùng nén :
73,7 103
27, 296
. 90 30
n
x N
R b cm
Ta có diện tích cốt thép tính theo công thức:
Fa’ = Fa = / 0 /
0
.( 0,5. )
.( )
a
N e h x R h a
73,7 10 45,735 56,5 0,5.27,2963
2700 56,5 3,5 = 1,48 cm2
* Tính toán với cặp 2 : M = -12,64 Tm ; N = 71,392 T . Xác định độ lệch tâm:
Độ lệch tâm tính toán : eo = eo1 + eo ng e01 =
N
M = 12, 64
71, 392= 0,177 m = 17,7 cm.
Độ lệch tâm ngẫu nhiên: e0ng = 2,5 cm ; e0 = 17,7 + 2,5 = 20,2 cm .
Tính trị số lệch tâm e :
e = e0 + 0,5 h - a = 1 20,2 + (0,5 60 – 3,5 ) = 46,7 cm . Chiều cao vùng nén:
3
n
N 71,392 10
x = =
R b 90 30 = 26,44 > 0h0= 0,62.56,5 = 35,03 cm.
Ta có 2.a/ x 0.h0
Ta có diện tích cốt thép tính theo công thức:
Fa’ = Fa = / 0 /
0
.( 0,5. )
.( )
a
N e h x R h a
=
71,392 10 . 46,7 56,53 0,5 26, 44
2700 56,5 3,5 = 1,7 cm2 * Tính toán với cặp 3 : M = 8,45 Tm; N = 93,877 T .
Xác định độ lệch tâm:
Độ lệch tâm tính toán : eo = eo1 + eo ng
e01 = N
M = 8, 45 0, 09
93, 877 m = 9 cm.
Độ lệch tâm ngẫu nhiên : e0ng = 2,5 cm ; e0 = 9 + 2,5 = 11,5 cm.
Tính trị số lệch tâm e :
e = e0 + 0,5 h - a = 1 11,5 + (0,5 60 – 3,5 ) = 38 cm Chiều cao vùng nén:
3
n
N 93,877 10
x = =
R b 90 30 = 34,77 cm.
Ta có : 2.a/ x 0.h0
Ta có diện tích cốt thép tính theo công thức:
Fa’ = Fa = / 0 /
0
.( 0,5. )
.( )
a
N e h x R h a
=
93,877 10 . 38 56,53 0,5 34,77 2700 56,5 3,5 <0
Từ kết quả tính toán cốt thép cột, ta thấy cặp 2 có kết quả lớn nhất nh-ng so sánh giữa kết quả tính toán và chạy máy ta thấy có sự chênh lệch , kết quả chạy máy tính nhỏ hơn kết quả tính toán .
* Tính cốt đai :
Do cột phần lớn làm việc nh- một cấu kiện lệch tâm bé nên cốt ngang chỉ đặt cấu tạo theo TCXD 198 - 1997 nhằm đảm bảo giữ ổn định cho cốt dọc, chống phình cốt thép dọc và chống nứt :
- Đ-ờng kính cốt đai : d (8, 0.25d1) = (8; 0,25.30) Chọn thép 8.
- Khoảng cách cốt đai đ-ợc bố trí theo cấu tạo:
+ Trên chiều dài cột :
uct min15d2,b,50cm với d2 là đ-ờng kính cốt dọc bé nhất
với cốt thép cột đã tính toán ở trên ta thống nhất chọn cốt khoảng cách giữa các cốt đai trong cột là u = 200 (mm)
+ Trong đoạn nối thép cột :
uct min10d2,b,50cm chọn thống nhất trong đoạn nối thép cột u = 150 (mm)
*Bố trí cốt thép trong khung
-Nh- vậy trong quá trình chọn thép cho dầm và cột khung có thể diện tích cốt thép v-ợt giá trị tính toán và chạy máy nh-ng sẽ thuận lợi cho thi công và thiên về an toàn .Vì trong khi tính toán ta ch-a kể hết đ-ợc các tải trọng và các tác dụng khác lên công trình.
- Từ kết quả chạy máy tính ta bố trí cốt thép khung K2 .Bố trí cốt thép đ-ợc thể hiện chi tiết trong bản vẽ KC.
-Nguyên tắc bố trí:
+Chiều dài của 1 thanh thép gai không quá 11,7 m
+Chiều dài đoạn neo của thanh thép d-ơng vào gối tính từ mép dầm lấy là 15d +Chiều dài đoạn neo của thanh thép âm vào gối tính từ mép dầm là 30d. Tại
những gối có số l-ợng thanh thép âm nhiều không nên cắt tất cả cốt thép ở một tiết diện để tránh sự tập trung ứng suất mà tại mỗi tiết diện chỉ nên cắt 2 thanh cốt thép
+Tại nút giảm tiết diện giữa cột trên và cột d-ới chỉ đ-ợc phép uốn cốt thép cột d-ới lên cột trên khi độ dốc i 1/6, nếu không thoả mãn thì phải cắt cốt thép cột và cốt thép cột trên phải neo vào cột d-ới một đoạn là 35d.
Bố trí thép cho cột biên A-E (tầng 1)
300
3ỉ22
1-1
600 a200
ỉ8 25
4ỉ14
3ỉ22
3ỉ20
4ỉ14 3ỉ20
a200 25
Bố trí thép cho cột biên( trục A-E) (tầng 2,3,4)
2-2
600 ỉ8
300
Bè trÝ thÐp cho cét biªn ( trôc A -E) (TÇng 5,6,7)
500 2Ø18
2Ø14
2Ø18
300
Ø8 a200
Bè trÝ thÐp cho cét biªn ( trôc A -E) (TÇng 8,9)
2Ø18
2Ø14 400
300
2Ø18 Ø8
a200
Ø8
Bè trÝ thÐp cho cét ( trôc B) (TÇng 8,9) Bè trÝ thÐp cho cét ( trôc B)
(TÇng 5,6,7)
300
2Ø20
500
400
2Ø14 2Ø18
300 2Ø20
a200 Ø8
a200
2Ø14 2Ø18 Bè trÝ thÐp cho cét( trôc B) (tÇng 2,3,4)
4Ø14
600
Bè trÝ thÐp cho cét giòa B (tÇng 1)
1-1 2-2
a200 25 a200
Ø8 Ø8
600
300 300
3Ø20
4Ø14
3Ø20 3Ø20
25 3Ø20
Ø8
Bè trÝ thÐp cho cét ( trôc D-C ) (TÇng 8, 9 )
Bè trÝ thÐp cho cét ( trôc D-C ) (TÇng 5,6,7 )
2Ø18 30
0
500
2Ø14
2Ø14 400
2Ø18 2Ø18
300
a200
2Ø18 a200
Ø8 600
Bè trÝ thÐp cho cét giòa D-C (tÇng 1)
1-1
Bè trÝ thÐp cho cét( trôc D-C) (tÇng 2,3,4 )
2-2 a200
Ø8 25
300
a200 25
600 Ø8
300
3Ø22 3Ø22
4Ø14 2Ø20 4Ø14 2Ø20