Đồ án Thiết kế thi công công trình trung tâm hành chính thành phố Cà Mau, tỉnh Cà Mau

PHẦN II : KẾT CẤU 50% CHƯƠNG I KHÁI QUÁT,PHÂN TÍCH HỆ KẾT CẤU CÔNG TRÌNH I-KHÁI QUÁT PHÂN TÍCH HỆ THỐNG KẾT CẤU CÔNG TRÌNH : 1/Hệ thống kết cấu bao che : gồm tường và cửa ,chỉ làm chức năng chê chắn cho phần nội thất bên trong và bên ngoài , không tham gia chịu lực.. 2/Hệ thống sàn :phân bố đều ở các tâng , ngoài việc chịu tải trọng bản thân và hoạt tải sử dụng tác dụng trực tiếp lên nó thì sàn còn đóng vai trò liên kết , truyền tải trọng ngang và đứng lên hệ khung đảm bảo cho toàn bộ công trình được ổn định và đảm bảo các cấu kiện cùng tham gia chịu lực. 3/Hệ thống khung : là hệ thống chịu lực cính của công trình , tiếp nhận tất cả các tải trọng theo cả hai phương ngang và đứng , sau đó truyền xuống móng. 4/Các bộ phận chịu lực phụ : cầu thang . II-VẬT LIỆU SỬ DỤNG CHO THIẾT KẾ : 1/Bêtông : Hệ thống kết cấu sử dụng bêtông mác 250 có các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật sau : - Khối lượng riêng : g = 2,5T/m3 - Cường độ chịu nén tính toán : Rn = 110kG/cm2 - Cường độ chịu kéo tính toán : Rk = 8,8kG/cm2 - Môđun đàn hồi : Eb = 2,65.10-6 kG/cm2 2/Cốt thép : Sử dụng cốt thép AI,AII có các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật sau : * Thép AI : - Có cường độ chịu kéo (nén) tính toán : Ra= R’a = 2100kG/cm2 - Có cường độ chịu cắt khi tính toán cốt ngang : Rađ = 1700kG/cm2 - Môđun đàn hồi : Ea = 2,1.106 kG/cm2 * Thép AI : - Có cường độ chịu kéo (nén) tính toán : Ra= R’a = 2700kG/cm2 - Có cường độ chịu cắt khi tính toán cốt ngang : Rađ = 2150kG/cm2 - Môđun đàn hồi : Ea = 2,1.106 kG/cm2 CHƯƠNG II TÍNH TOÁN KẾT CẤU CHỊU LỰC CHÍNH A.TÍNH TOÁN SÀN NHÀ : I . TÍNH TOÁN SÀN TẦNG 1 1/Số liệu tính toán : -Chọn chiều dày sàn dựa vào công thức : hb= Với bản loại dầm lấy m = 30 ¸ 35 và l là nhịp của bản (Cạnh bản theo phương chịu lực).Với sàn bản kê bốn cạnh lấy m = 40 ¸45 và l là cạnh ngắn l1 .Chọn m bé với bản đơn kê tự do và m lớn với bản đơn kê liên tục .Với bản công xôn m = 10 ¸18 D = (0,8 ¸1,4) phụ thuộc vào tải trọng Ta chon chiều dày bản cho ô sàn lớn nhất có kích thước 6 x 4(m) + m = 42 + D = 0,9 Þ hb===0,086(m) chọn hb=100(mm) 2/Sơ đồ sàn : Các ô sàn được đánh số thứ tự từ 1 đến 25 3/Xác định tải trọng tác dụng lên sàn : Tải trọng tác dụng lên ô bản gồm có : Tỉnh tải :tải trọng bản thân bản bêtông cốt thép và các lớp cấu tạo , trọng lượng tường ngăn nếu có . Hoạt tải :tùy theo mục đích sử dụng Tải trọng tác dụng lên sàn được tính toán ở bảng sau : Bảng II - 1: xác định tải trọng tác dụng lên sàn : Loại sàn Cấu tạo VL d g gtc n gtt ptc ptt Sg mm KG/m3 KG/m2 KG/m2 KG/m2 KG/m2 KG/m2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Sàn nhà Gạch men 300 x 300 x 7 7 2200 15.4 1.1 16.94 200 240 608.7 Vữa lót XM mac 75 20 1600 32 1.2 38.4 Bê tông sàn 100 2500 250 1.1 275 Vữa trát trần 20 1600 32 1.2 38.4 Tổng cộng 368.7 Sàn sảnh Gạch men 300 x 300 x 7 7 2200 15.4 1.1 16.94 300 360 728.7 Hành lang Vữa lót XM mac 75 20 1600 32 1.2 38.4 Bê tông sàn 100 2500 250 1.1 275 Vữa trát trần 20 1600 32 1.2 38.4 Tổng cộng 368.7 Sàn kho Gạch men 300 x 300 x 7 7 2200 15.4 1.1 16.94 480 576 944.7 Vữa lót XM mac 75 20 1600 32 1.2 38.4 Bê tông sàn 100 2500 250 1.1 275 Vữa trát trần 20 1600 32 1.2 38.4 Tổng cộng 368.7 Sàn vệ Gạch chống trượt 200x200 20 1800 36 1.1 39.6 200 240 1128 sinh ô Hồ dầu 5 1700 8.5 1.2 10.2 số 3 Vữa ximăng mac 100 20 1600 32 1.2 38.4 Bê tông gạch vỡ mac 100 140 1600 224 1.1 246.4 Bê tông bản sàn 100 2500 250 1.1 275 Vữa ximăng trát trần 20 1600 32 1.2 38.4 Tường 100 180 218.2 1.1 240 Tổng cộng 888 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Gạch chống trượt 200x200 20 1800 36 1.1 39.6 200 240 1066 sinh sàn Hồ dầu 5 1700 8.5 1.2 10.2 Ô 1,14, Vữa ximăng mac 100 20 1600 32 1.2 38.4 17 Bê tông gạch vỡ mac 100 140 1600 224 1.1 246.4 Bê tông bản sàn 100 2500 250 1.1 275 Vữa ximăng trát trần 20 1600 32 1.2 38.4 Tường 100 180 162 1.1 178.2 Tổng cộng 826.2 Sàn vệ Gạch chống trượt 200x200 20 1800 36 1.1 39.6 200 240 888 sinh ô 13, Hồ dầu 5 1700 8.5 1.2 10.2 16 Vữa ximăng mac 100 20 1600 32 1.2 38.4 Bê tông gạch vỡ mac 100 140 1600 224 1.1 246.4 Bê tông bản sàn 100 2500 250 1.1 275 Vữa ximăng trát trần 20 1600 32 1.2 38.4 Tổng cộng 648 4/Tính toán nội lực và xác định cốt thép trong các ô bản : a.Xác định nội lực : Xét tỉ sô Nếu : Tính toán theo sàn bản kê Nếu : Tính toán theo sàn bản dầm Trong đó : l1 : là kích thước cạnh ngắn của ô bản MII’ MII MI M2 MI’ M1 l1 l2 l2 : là kích thước cạnh dài của ô bản * Tính sàn bản kê Từ tra bảng trong phục lục 6 giáo trình “ Kết cấu bê tông cốt thép (phần nhà cửa)” tùy theo sơ đồ sàn được các hệ số : mi1 , mi2 , ki1, ki2 . Mômen lớn nhất ở giữa bản : M1= mi1.qtt.l1.l2 M2= mi2.qtt.l1.l2 Mômen lớn nhất ở trên gối : MI= ki1.qtt.l1.l2 MII= ki2.qtt.l1.l2 Trong đó :i = 1,2,3,...11 là chỉ số sơ đồ sàn. 1,2 là chỉ số phương cạnh bản . q là tải trọng phân bố điều *.Tính sàn bản dầm - Cắt 1 dải bản có chiều rộng b = 1m theo phương cạnh ngắn l1 - Tính Mômen nhịp và mômen gối bản 2 đầu khớp : Mn= Mg=0 bản 2 đầu ngàm : Mn= Mg= bản 1 đầu ngàm 1 đầu khớp : Mn= Mg= b.Tính cốt thép bản : Tính như cấu kiện chịu uốn có tiết diên chữ nhật với bề rộng b = 1m , chiều cao h = ho - Xác định A= Trong đó ho= hb- a (cm) Ta chọn a = 1,5 ÷ 2 cm Kiểm tra : Nếu A > Ao Þ Tăng kích thước , hoặc tăng mac bê tông . Nếu A£ Ao Þ Tính g = 0,5.(1+) Þ Tính Kiểm tra hàm lượng cốt thép hàm lượng hợp lí mmin = 0,05%<m% < 0,9% Bố trí cốt thép với khoảng cách ; Trong đó fa : là diện tích một thanh thép . * Kết quả tính toán trong bảng II-2. (5 BANG EXCEL) B -TÍNH TOÁN DẦM I .TÍNH DẦM D1 (DẦM DỌC TRỤC D TỪ TRỤC 1 ĐẾN TRỤC 7) 1/Sơ đồ tính : Tính dầm theo sơ đồ đàn hồi Sơ đồ dầm : 2/Sơ bộ chọn kích thước dầm : Chiều cao tiết diện dầm h chọn theo nhịp dựa vào công thức sau : Trong đó ld là nhịp của dầm đang xét ; md - hệ số , với dầm phụ md = 12 ¸ 20 , với dầm chính md = 8 ¸ 12 , trong đó chon md lớn nhất đối với dầm liên tục và chịu tải trọng tương đối bé . với đoạn dầm công xôn md = 5 ¸ 7 . Bề rộng tiết diện dầm b chọn trong trong khoảng (0,3 ¸ 0,5)h Þ Chọn dầm có kích thước tiết diện : b x h = 20cm x 35 cm. 3/Xác định tải trọng tác dụng lên dầm : * Sơ đồ truyền tải từ sànvào dầm . q Tải trọng tác dụng vào sàn có dạng tam giác và hình thang như hình vẽ Tải trọng qui đổi về tải trọng tương đương Các dạng tải trọng Sơ đồ Sơ đồ quy đổi Công thức Tam giác Hình thang Trong đó : l1 : chiều dài cạnh ngắn của sàn l2 : chiều dài cạnh dài của sàn a/ Tỉnh tải : Mỗi nhịp dầm chịu tác dụng của tĩnh tải do ô sàn hai bên tác dụng vào . Các tải trọng này phân bố theo dạng hình thang hoặc tam giác như đã quy đổi ở trên . Tải trọng hành lang : gtt= 368,74 (KG/m2) Tải trọng phòng làm việc : gtt= 368,74 (KG/m2) Tải trọng tường + cửa : % scửa= Þ gtc=( gt .%tường +gc.%cửa).4 = (330.0,6x1,1 + 30.1,1.0,4).4 = 924(KG/m) Tải trọng tường : gt = 330.4.1,1 = 1452 (KG/m) Tải trọng bản thân dầm + vửa trát : gdv = 2500.0,2.(0,35 - (0,08+0,1)/2).1,1+1600.0,015.0,82.1,2 = =194(KG/m) * Tải trọng hình thang từ hành lang truyền vào : (KG/m) * Tải trọng tam giác truyền vào các nhịp : (KG/m) + Tổng tỉnh tải tác dụng lên dầm D1 như sau : Nhịp 1-2 ; 2-3;3-4;5-6 : g = gtđ1 + gtđ2 + gt + gdv = 374,79 + 460,9 + 1452 + 194 = 2481,7 (KG/m) * Nhịp 4-5;6-7 : g = gtđ1 + gtđ2 + gtc + gdv = 374,79 + 460,9 + 924 + 194 = 1953,7 (KG/m) b/ Hoạt tải: + hoạt tải hành lang : qtt = 360 (KG/m2) + hoạt tải phòng làm việc : qtt = 240 (KG/m2) * Tải trọng hình thang từ hành lang truyền vào : (KG/m) * Tải trọng tam giác truyền vào các nhịp : + Nhịp 1-2;3-4;4-5;5-6;6-7: (KG/m) + Nhịp 2-3: (KG/m) + Tổng hoạt tải tác dụng lên dầm D1 như sau : * Nhịp 1-2;3-4;4-5;5-6;6-7: p = ptđ1 + ptđ2 = 366 + 300 = 666 (KG/m) * Nhịp 2-3 : p = ptđ1 + ptđ2 = 366 + 450 = 816 (KG/m) 4/ Sơ đồ chịu tải của dầm : Tỉnh tải : Hoạt tải 1 Hoạt tải 4 Hoạt tải 3 Hoạt tải 2 Hoạt tải 6 Hoạt tải 5 5/Xác định nội lực dầm : Giải nội lực dầm bằng phương pháp H .Cross Sơ đồ tính của tỉnh tải và các trường hợp hoạt tải như hình trên . Nhận xét : Sơ đồ tính của dầm có tính đối xứng nên biểu đồ mômen và biểu đồ lực cắt của các trường hợp hoạt tải có liên quan như sau : +Từ biểu đồ mômen và lực cắt của hoạt tải 1 có thể suy ra biểu đồ mômen và lực cắt của hoạt tải 6 bằng cách lấy đối xứng biểu đồ mômen và lấy phản xứng biểu đồ lực cắt . +Từ biểu đồ mômen và lực cắt của hoạt tải 2 có thể suy ra biểu đồ mômen và lực cắt của hoạt tải 5 bằng cách lấy đối xứng biểu đồ mômen và lấy phản xứng biểu đồ lực cắt sau đó nhân với tỷ số 666/816 . +Từ biểu đồ mômen và lực cắt của hoạt tải 1 có thể suy ra biểu đồ mômen và lực cắt của hoạt tải 6 bằng cách lấy đối xứng biểu đồ mômen và lấy phản xứng biểu đồ lực cắt . a/ Xác định độ cứng đơn vị qui ước Rij Rij phụ thuộc vào liên kết của đầu đối diện RAB = RBC = RCB = RCD = RDC = RDE = RED = REF = RFE = RGF = (l = 4m) RBA = RFG = ( l = 4m) Trong đó : E = 2,65.105KG/m2 Môdun đàn hồi của bêtông mác 250 J = 0,2.0.43/12 = 1,07.10-3 m4 Mômen quán tính của tiết diện dầm b/ Xác định hệ số phân phối mômen gIj gIj Trong đó Rij : đô cứng đơn vị qui ước thanh ij S Ri : tổng số độ cứng đơn vị qui ước của các thanh qui tụ tại nút i * Nút B : gBA = gBC = 1 - gBA = 1- 0,4286 = 0,5714 * Nút C : gCB = gBC = * Nút D : gDC = gDE = * Nút E : gED = gEF = * Nút F : gFE = gFG = 1 - gFE = 1- 0,5714 = 0,4286 c/ Xác định hệ số truyềnbjj Trong quá trình tính toán được thể hiện ở trong bảng tính toán H .Cross bjj = 1/2 nếu liên kết tại đầu đối diện là ngàm bjj = 0 nếu liên kết tại đầu đối diện là khớp d/ Xác định mômen nút cứng M*: Xác định mômen nút cứng theo công thức như dã ghi trong hình vẽ sau : Mômen nút cứng tại các nút được tính toán và ghi vào bảng tính toán nội lực bằng phương pháp H .Cross * Kết quả tính toán được thể hiện ở các: bảng II - 3 ; bảng II - 4 ; bảng II - 5 ; bảng II - 6 : (4 BẢNG EXCEL) 6/ Ve bieơu oă mođmen va lc caĩt : y Mbb Mp MT - Ve bieơu oă M : da vao phng phap c hóc keât caâu ta co theơ xac nh mođmen gia nhp (tái maịt caĩt b - b) +Xac nh y baỉng phng phap hnh hóc ( tam giac oăng dáng ) + *Daâu ( + ) khi y naỉm di trúc hoanh * Daâu ( - ) khi y naỉm tređn trúc hoanh - Ve bieơu oă Q: Tái nhp i- j : Qbb laây gia tr trung ieơm nhp theo phng phap hnh hóc *Bieơu oă momen do cac trng hp tại tróng : TỈNH TẢI Q(KG) M(KG.m) HOẠT TẢI 1 Q (KG) M (KG/m) HOẠT TẢI 2 Q(KG) M(KG/m) HOẠT TẢI 3 M(KG/m) Q(KG) HOẠT TẢI 4 M(KG/m) Q(KG) HOẠT TẢI 5 M(KG/m) Q(KG) HOẠT TẢI 6 Q(KG) M(KG/m) 7/.Bạng toơ hp noôi lc cho daăm D1 : Nguyeđn taĩc laôp : -Moêi nhp ij tnh cac gia tr M , Q tái 3 tieât dieôn : + a-a : aău nhp + b-b : gia nhp + c-c : cuoâi nhp. -Cođng thc laôp : + Mmax = Mtưnh tại + SMhoát tại (>0) + Mmin = Mtưnh tại + SMhoát tại (<0) + ½Q½max = Qtưnh tại +SQhoát tại (>0 ) ( hoaịc SQhoát tại (<0 ) ) *Kết quả trong bảng II - 7: 1 BẢNG EXCEL 8/Tính toán cốt thép : a/Tính cốt thép dọc : Tính theo cấu kiện chịu uốn : lớp cốt thép trên chịu mômem âm , lớp cốt thép dưới chịu mômen dương . Thường khi tính toán , ta phải tổ hợp nội lực để có được nội lực nguy hiểm nhất do tải trong bên ngoài gây ra . Trong dầm , tổ hợp nội lực được sử dụng để tính toán cốt thép dọc đó là tổ hợp Mmax và tổ hợp Mmin . - Xác định A = Trong đó : ho = h - a - Kiểm tra : + Nếu A > 0,5 Þ Tăng kích thước tiết diện , hoặc tăng mac bêtông . + Nếu 0,5 >A > Ao Þ Tăng kích thước tiết diện , hoặc tăng mac bêtông , hoặc tính cốt kép. + Nếu A < Ao Þ Tính Tính Fa = Tính m%= và phải đảm bảo ³ mmin (=0,05%) Tính lớp cốt thép dưới : dùng Mmax , nếu Mmax < = 0 Þ đặt thép cấu tạo - Tính lớp cốt thép dưới : dùng Mmin , nếu Mmin > = 0 Þ đặt thép cấu tạo b/ Tính cốt ngang : * Kiểm tra điều kiện hạn chế về lực cắt : Qmax < = k0.Rnb.h0 * Kiểm tra khả năng chịu cắt của bêtông : Qmax< = 0,6.Rkb.h0 thi chỉ đặt cốt cốt đai theo cấu tạo . Nếu không ngược lại thi phải tính cốt thép chịu cắt . * Tính cốt đai chịu lực cắt: qđ= Chọn đường kính cốt đai (mm) , có diện tích tiết diện fa . Số nhánh n Khoảng cách tính toán của cốt đai : Ut = Khoảng cách cực đại của cốt đai : Umax = Chọn khoảng cách cốt đai không vượt quá Ut và Umax đồng thời phải tuân theo yêu cầu cấu tạo sau : Với h < = 45 cm thì Uct < = h/2 và 15 cm Với h >= 50 cm thì Uct < = h/3 và 30 cm Yêu cầu cấu tạo trên là đối với đọan dầm dài gần gối tựa . Ở đoạn giữa nếu thỏa mãn điều kiện Qmax< = 0,6.Rkb.h0 thì có thể đặt cốt đai thưa hơn U nhưng không quá và 50 cm Kiểm tra khả năng chịu cắt của tiết diện : qđ = Qđb= Nếu Qđb>= Q thì không cần tính cốt xiên , tiết diện đủ khả năng chịu cắt Nếu Qđb> Q thì phải bố trí và tính toán cốt xiên . *.Kết quả tính toán trong bảngII - 8 và bảng II - 9 . (3 BẢNG EXCEL) II. TÍNH TOÁN DẦM D2 (DẦM DỌC TRỤC D TỪ TRỤC 7’ ĐẾN TRỤC 11) 1/Sơ đồ tính :Tính dầm theo sơ đồ đàn hồi : Chọn dầm có kích thước tiết diện :: b x h = 20cm x 60 cm. 2/Xác định tải trọng tác dụng lên sàn : Sơ đồ truyền tải từ sànvào dầm . q Tải trọng qui đổi về tải trọng tương đương Các dạng tải trọng Sơ đồ Sơ đồ quy đổi Công thức Tam giác Hình thang Trong đó : l1 : chiều dài cạnh ngắn của sàn l2 : chiều dài cạnh dài của sàn a/ Tỉnh tải : Mỗi nhịp dầm chịu tác dụng của tĩnh tải do ô sàn hai bên tác dụng vào . Các tải trọng này phân bố theo dạng hình thang hoặc tam giác như đã quy đổi ở trên . Tải trọng hành lang : gtt= 368,74 (KG/m2) Tải trọng phòng làm việc : gtt= 368,74 (KG/m2) Tải trọng tường : gt = 330.4.1,1 = 1452 (KG/m) Tải trọng bản thân dầm + vửa trát : gdv = 2500.0,2.(0,5 - (0,08+0,1)/2).1,1+1600.0,015.0,82.1,2 = 249(KG/m) * Tải trọng hình thang từ hành lang truyền vào : (KG/m) * Tải trọng tam giác truyền vào các nhịp : (KG/m) * Tải trọng tập trung từ đoạn dầm trục 9 truyền vào : Tải trọng này gồm tải trọng phần sàn và tải trọng bản thân đoạn dầm trục 9 (được thể hiện trong hình vẽ ) Phần tải trọng từ sàn truyền vào : Ptt1 = 368,74.1,2.2,4/2 + 368,74.(4.2,828/2 +0, 4716.4) = 3312,2(KG) Phần tải trọng bản thân đoạn dầm truyền vào : Sơ bộ chọn tiết diện đoạn dầm trục 9 : b x h = 20cm x 40 cm Ptt2 = 2500.0,2.0,3.4,5 = 675 (KG) Þ Ptt = Ptt1 + Ptt2 = 3312.2 + 900 =3987,2 (KG) + Tổng tỉnh tải tác dụng lên dầm D2 như sau : Nhịp 7’-8 ;10 - 11: g = gtđ1 + gtđ2 + gt + gdv = 374,79 + 460,9 + 1452 + 249 = 2481,7 (KG/m) Nhịp 8 -10 :: g = gtđ1 + gtđ2 + gdv = 374,79 + 460,9 + 249 = 1084,7 (KG/m) b/ Hoạt tải: + hoạt tải hành lang : qtt = 360 (KG/m2) + hoạt tải phòng làm việc : qtt = 240 (KG/m2) * Tải trọng hình thang từ hành lang truyền vào : (KG/m) * Tải trọng tam giác truyền vào các nhịp : + Nhịp 7’-8;10 -11; (KG/m) + Nhịp 8 - 10: (KG/m) * Tải trọng tập trung truyền vào dầm : Pht = Ptt1 . qtt /gtt = 3312,2.360/368,74 = 3233,7 (KG) + Tổng hoạt tải tác dụng lên dầm D2 như sau : Nhịp 7’-8;10 -11: p = ptđ1 + ptđ2 = 366 + 300 = 666 (KG/m) * Nhịp 8 -10 : p = ptđ1 + ptđ2 = 366 + 450 = 816 (KG/m) 3/ Sơ đồ chịu tải của dầm : Tỉnh tải : Hoạt tải 1 Hoạt tải 3 Hoạt tải 2 * Đối với tỉnh tải và hoạt tải 2 là hệ đối xứng chịu nguyên nhân đối xứng : Sơ đồ của hệ dầm là đối xứng và tải ttrọng tác dung lên dầm là tải trong thẳng đứng đối xứng thì ta có thể lợi dụng tính chất này để tính toán nội lực của nữa hệ sau đó lấy đối xứng biểu đồ M , lấy phản xứng biểu đồ Q . Do hệ chịu lực thẳng đứng không co lực xô ngang và tại trục đối xứng không có gối nên ta có thể đặt một ngàm trượt dọc theo trục thanh tại vị trí trục đối xứng . Ta có sơ đồ tính của nữa hệ như sau : Hoạt tải 2 Tỉnh tải * Đối với hoạt tải 1 và hoạt tải 3 là hệ đối xứng chịu nguyên nhân phản xứng : Hoạt tải 1 ta co thể phân tích thành hai sơ đồ tính : Một sơ đồ đối xứng và một sơ đồ phản xứng , tải trọng trong hệ phân thành một nữa : + = Khi tính toán , ta tính cho một nữa hệ sau đó đối với hệ chịu nguyên nhân đối xứng thì đặt tại trục đối xứng một ngàm trượt có hai thanh song với trục thanh . Đối vơi hệ phản xứng thì đặt tại trục đối xứng một khớp . Khi vẽ xong biểu đồ mômen và lực cắt thì lấy đối xứng biểu đồ mômen và lấy phản xứng biểu đồ lưc cắt đối với hệ đối xứng và ngược lại. 4/Xác định nội lực dầm : Giải nội lực dầm bằng phương pháp chuyển vị : Đối với tỉnh tải : 1/Bậc siêu động : n = 1 2/Hệ cơ bản : Đặt vào hệ một liên kết mômen ơ nút B. Hệ phương trình chính tắc : 3/Xác định các hệ số : r11 : lá phản lực do Z1 = 1 gây ra trong hệ cơ bản R1p : lá phản lực do tải trọng gây ra trong hệ cơ bản a/Vẽ biểu đồ ();(): b/Xác định các hệ số : r11 : Tách nút B trong biểu đồ mômen R1p : Tách nút B trong biểu đồ mômen R1p = 4903,64 - 9772,27 = -4868,63 Thay vào phương trình chính tắc : 4/Vẽ biểu đồ nội lực : (Mcc) = ().Z1 + () Mcc Qcc Đối với hoạt tải 2 : 1/Bậc siêu động : n = 1 2/Hệ cơ bản : Đặt vào hệ một liên kết mômen ơ nút B. Hệ phương trình chính tắc : 3/Xác định các hệ số : r11 : lá phản lực do Z1 = 1 gây ra trong hệ cơ bản R1p : lá phản lực do tải trọng gây ra trong hệ cơ bản a/Vẽ biểu đồ ();(): b/Xác định các hệ số : r11 : Tách nút B trong biểu đồ mômen R1p : Tách nút B trong biểu đồ mômen R1p = -7585,7 Thay vào phương trình chính tắc : 4/Vẽ biểu đồ nội lực : (Mcc) = ().Z1 + () Mcc Qcc Đối với hệ : 1/Bậc siêu động : n = 1 2/Hệ cơ bản : Đặt vào hệ một liên kết mômen ơ nút B. Hệ phương trình chính tắc : 3/Xác định các hệ số : r11 : lá phản lực do Z1 = 1 gây ra trong hệ cơ bản R1p : lá phản lực do tải trọng gây ra trong hệ cơ bản a/Vẽ biểu đồ ();(): b/Xác định các hệ số : r11 : Tách nút B trong biểu đồ mômen R1p : Tách nút B trong biểu đồ mômen R1p = 666 Thay vào phương trình chính tắc : 4/Vẽ biểu đồ nội lực : (Mcc) = ().Z1 + () Mcc Qcc Đối với hệ : 1/Bậc siêu động : n = 1 2/Hệ cơ bản : Đặt vào hệ một liên kết mômen ơ nút B. Hệ phương trình chính tắc : 3/Xác định các hệ số : r11 : lá phản lực do Z1 = 1 gây ra trong hệ cơ bản R1p : lá phản lực do tải trọng gây ra trong hệ cơ bản a/Vẽ biểu đồ ();(): b/Xác định các hệ số : r11 : Tách nút B trong biểu đồ mômen R1p : Tách nút B trong biểu đồ mômen R1p = 666 Thay vào phương trình chính tắc : 4/Vẽ biểu đồ nội lực : (Mcc) = ().Z1 + () Mcc Qcc * Vẽ biểu đồ mômen và lực cắt của toàn bộ dầm như sau : + Tỉnh tải : Lấy đối xứng (M) , lấy phản xứng (Q) : Q(KG) M(KG.m) + Hoạt tải 2 : Lấy đối xứng (M) , lấy phản xứng (Q) : Q(KG) M(KG.m) + Hoạt tải 1 : Với hệ đối xưng Lấy đối xứng M , lấy phản xứng Q : Với hệ phản xưng Lấy phản xứng M , lấy đối xứng Q : Biểu đồ mômen và lực cắt của đầm do hoạt tải 1 gây ra bằng tổng của hai biểu đồ phản xứng và đối xứng ở trên : Q(KG) M(KG.m) + Hoạt tải 3 : Lấy đối xứng biểu đồ mômen , lấy phản xứng biểu đồ lực cắt của hoạt tải 1 Q(KG) M(KG.m) 7/.Bạng toơ hp noôi lc cho daăm D1 : Nguyeđn taĩc laôp : -Moêi nhp ij tnh cac gia tr M , Q tái 3 tieât dieôn : + a-a : aău nhp + b-b : gia nhp + c-c : cuoâi nhp. -Cođng thc laôp : + Mmax = Mtưnh tại + SMhoát tại (>0) + Mmin = Mtưnh tại + SMhoát tại (<0) + ½Q½max = Qtưnh tại +SQhoát tại (>0 ) ( hoaịc SQhoát tại (<0 ) ) *Kết quả trong bảng II - 10: 1 BẢNG EXCEL 5/Tính toán cốt thép : a/Tính cốt thép dọc : Tính theo cấu kiện chịu uốn : lớp cốt thép trên chịu mômem âm , lớp cốt thép dưới chịu mômen dương . Thường khi tính toán , ta phải tổ hợp nội lực để có được nội lực nguy hiểm nhất do tải trong bên ngoài gây ra . Trong dầm , tổ hợp nội lực được sử dụng để tính toán cốt thép dọc đó là tổ hợp Mmax và tổ hợp Mmin . - Xác định A = Trong đó : ho = h - a - Kiểm tra : + Nếu A > 0,5 Þ Tăng kích thước tiết diện , hoặc tăng mac bêtông . + Nếu 0,5 >A > Ao Þ Tăng kích thước tiết diện , hoặc tăng mac bêtông , hoặc tính cốt kép. + Nếu A < Ao Þ Tính Tính Fa = Tính m%= và phải đảm bảo³ mmin (=0,05%) Tính lớp cốt thép dưới : dùng Mmax , nếu Mmax < = 0 Þ đặt thép cấu tạo - Tính lớp cốt thép dưới : dùng Mmin , nếu Mmin > = 0 Þ đặt thép cấu tạo b/ Tính cốt ngang : * Kiểm tra điều kiện hạn chế về lực cắt : Qmax < = k0.Rnb.h0 * Kiểm tra khả năng chịu cắt của bêtông : Qmax< = 0,6.Rkb.h0 thi chỉ đặt cốt cốt đai theo cấu tạo . Nếu không ngược lại thi phải tính cốt thép chịu cắt . * Tính cốt đai chịu lực cắt: qđ= Chọn đường kính cốt đai (mm) , có diện tích tiết diện fa . Số nhánh n Khoảng cách tính toán của cốt đai : Ut = Khoảng cách cực đại của cốt đai : Umax = Chọn khoảng cách cốt đai không vượt quá Ut và Umax đồng thời phải tuân theo yêu cầu cấu tạo sau : Với h < = 45 cm thì Uct < = h/2 và 15 cm Với h >= 50 cm thì Uct < = h/3 và 30 cm Yêu cầu cấu tạo trên là đối với đọan dầm dài gần gối tựa . Ở đoạn giữa nếu thỏa mãn điều kiện Qmax< = 0,6.Rkb.h0 thì có thể đặt cốt đai thưa hơn U nhưng không quá và 50 cm Kiểm tra khả năng chịu cắt của tiết diện : qđ = Qđb= Nếu Qđb>= Q thì không cần tính cốt xiên , tiết diện đủ khả năng chịu cắt Nếu Qđb> Q thì phải bố trí và tính toán cốt xiên . Kết quả tính toán được thể hiện trong bảng II- 11và bảng II -12. (3 BẢNG EXCEL) c/Tính toán cốt treo : Ở chổ dầm trục 9 kê lên dầm tính toán phải cần có cốt treo để gia cố cho dầm tính toán . Lực tập trung tại vị trí đó là : P1 = P tt + Pht = 3987,2 + 3233,7 = 7220,9 (KG). Cốt treo được đặt dưới dạng các cốt đai , diện tích cần thiết : Dùng đai F6 ,có fa = 0,283cm2, hai nhánh thì số lượng cần thiết là : 3,44/2.0,283 = 6,078 chọn 8 đai Đặt mỗi bên dầm phụ 4 đai , trong đoạn : Str = b + 2h1 Trong đó : b =20 cm ; h1= 60 - 40 = 20 (cm) Þ Str = 20 + 2.20 = 60 cm , khoảng cách giữa các đai là 6,5cm C-TÍNH TOÁN CẦU THANG Cầu thang 2 vế, bản thang thuộc bản loại dầm bằng bêtông cốt thép đổ toàn khối,bậc xây gạch. Chiều dày bản thang chọn d= 80cm. Chiều dày sàn chiếu nghỉ chọn d= 80cm. Tiết diện cốn thang chọn 100x350 Sơ đồ tính : Xem bản thang và sàn chiếu nghỉ làm việc như ô sàn độc lập . Góc nghiêng của bản thang a : Tầng 1 : Cosa = Tầng 2 : Cosa = MẶT BẰNG CẦU THANG TẦNG 1 TẦNG 2 I/Tính bản thang và sàn chiếu nghỉ : 1/ Sơ đồ tính : Tầng 1 : Đợt 1 : < 2 tính theo bản kê 4 cạnh Đợt 2 : > 2 tính theo bản loại dầm Tầng 2 : Đợt 1 : < 2 tính theo bản kê 4 cạnh Đợt 2 : > 2 tính theo bản loại dầm Sàn chiếu nghỉ : > 2 tính theo bản loại dầm Trong đó : l1,l2 là cạnh ngắn va cạnh dài của bản 2/ Tải trọng tác dụng : Bảng II - 12 : TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN BẢN THANG CẦU THANG VÀ SÀN CHIẾU NGHỈ Tên cấu kiện Cấu tạo các lớp Bề dày g gtc n gtt ptc ptt vật liệu mm kg/m3 kg/m2 kg/m2 kg/m2 kg/m2 Bản thang tầng Đá ốp Granít dày 20 20 2000 40 1.2 48 400 480 Vữa Ximăng 20 1600 32 1.2 38.4 Mác 75 Gạch thẻ 150x300 1800 135 1.2 162 Bản thang BTCT 80 2500 200 1.1 220 Mác 200 Vữa trát 20 1600 32 1.2 38.4 Tổng 439 506.8 Đá ốp Granít dày 20 20 2000 40 1.2 48 400 480 Sàn chiếu Vữa Ximăng nghỉ Mác 75 20 1600 32 1.2 38.4 Bản thang BTCT Mác 200 80 2500 200 1.1 220 Vữa trát 20 1600 32 1.2 38.4 Tổng 304 344.8 Tổng tải trong tác dụng vào bản thang : qtt = ptt.cosa+ Sgtt Tầng 1 : qtt = 480.0,876 + 506,8 = 923,96 (kg/m2) Tầng 2 : qtt = 480.0,894 + 506,8 = 933,08 (kg/m2) Tải trong tác dụng vao bản thang theo phương thẳng đứng . Tải trọng này được phân tích thành hai thành phần : Một thành phần vuông góc với bản thang và một thành phần theo phương dọc trục với bản thang : Thành phần vuông góc :qvg = qtt . cosa Tầng 1 : qvg = 923,96 .0,876 = 809,39 (kg/m2) Tầng 2 : qvg = 933,08 .0,894 = 834,17 (kg/m2) Thành phần dọc trục :qdt = qtt . sina 3/ Tính toán thép bản : a/Xác định nội lực : * Tính sàn bản kê: MII’ MII MI M2 MI’ M1 l1 l2 Từ tra bảng trong phục lục 6 giáo trình “ Kết cấu bê tông cốt thép (phần nhà cửa)” tùy theo sơ đồ sàn được các hệ số : mi1 , mi2 , ki1, ki2 . Mômen lớn nhất giữa nhịp : M1= mi1.qtt.l1.l2 M2= mi2.qtt.l1.l2 Mômen lớn nhất giữa gối : MI= ki1.qtt.l1.l2 MII= ki2.qtt.l1.l2 Trong đó :i = 1,2,3,...11 là chỉ số sơ đồ sàn. 1,2 là chỉ số phương cạnh bản . q là tải trọng phân bố điều *.Tính sàn bản dầm: - Cắt 1 dải bản có chiều rộng b = 1m theo phương cạnh ngắn l1 - Tính mômen nhịp và mômen gối Bản 2 đầu khớp : Mn= Mg=0 b/Tính toán thép : Tính như cấu kiện chịu uốn có tiết diên chữ nhật với bề rộng b = 1m , chiều cao h = ho - Xác định A= Trong đó ho= hb- a (cm) Ta chọn a =1,5 ¸ 2 cm - Kiểm tra : Nếu A > Ao Þ Tăng kích thước , hoặc tăng mac bê tông . Nếu A£ Ao Þ Tính g = 0,5.(1+) Þ Tính Kiểm tra hàm lượng cốt thép hàm lượng hợp lí mmin = 0,05%<m% < 0,9% Bố trí cốt t