ThuyÕt minh §å ¸n
9.T NG H P T I TR NG TÁC D NG LÊN KHUNG TR C 3:Ổ Ợ Ả Ọ Ụ Ụ
1.Ph ng án t i tr ng 1 (Tĩnh t i)ươ ả ọ ả
2.Ph ng án t i tr ng 2 (Ho t t i 1)ươ ả ọ ạ ả
3.Ph ng án t i tr ng 3 (Ho t t i 2)ươ ả ọ ạ ả
4.Ph ng án t i tr ng 4 (Gió trái)ươ ả ọ
5.Ph ng án t i tr ng 5 (Gió ph i)ươ ả ọ ả
10. T H P N I L C:Ổ Ợ Ộ Ự
Sau khi ch y ch ng trình sap200v10 thu đ c k t qu n i l c trong các ti t di n do t ngạ ươ ượ ế ả ộ ự ế ệ ừ
tr ng h p t i tr ng gây ra, ta có k t qu n i l c cu i cùng nh sau:ườ ợ ả ọ ế ả ộ ự ố ư
Đ i v i c t c n ph i t h p t t c các n i l c đó l i đ tìm ra n i l c nguy hi m nh t cóố ớ ộ ầ ả ổ ợ ấ ả ộ ự ạ ể ộ ự ể ấ
th xu t hi n trong t ng ti t di n c a m i c t đ tính thép cho c t,ể ấ ệ ừ ế ệ ủ ỗ ộ ể ộ
+ Có hai lo i t h p c b n: t h p c b n 1 và t h p c b n 2ạ ổ ợ ơ ả ổ ợ ơ ả ổ ợ ơ ả
-T h p c b n 1 g m n i l c do tĩnh t i và n i l c m t trong các ho t t i.ổ ợ ơ ả ồ ộ ự ả ộ ự ộ ạ ả
-T h p c b n 2 g m n i l c do tĩnh t i và n i l c các ho t t i(ho t t i s d ng và ho tổ ợ ơ ả ồ ộ ự ả ộ ự ạ ả ạ ả ử ụ ạ
t i gió).ả
+ Trong m t t h p c n xét ba c p n i l c nguy hi m:ộ ổ ợ ầ ặ ộ ự ể
-C p mô men d ng l n nh t và l c d c t ng ng (Mmax,Nt )ặ ươ ớ ấ ự ọ ươ ứ ư
-C p mô men âm nh nh t và l c d c t ng ng (Mmin,Nt )ặ ỏ ấ ự ọ ươ ứ ư
-C p l c d c l n nh t và mô men t ng ng (Nmax,Mt )ặ ự ọ ớ ấ ươ ứ ư
Đ i v i t h p c b n 1:ố ớ ổ ợ ơ ả
Đ xác đ nh c p th nh t, l y n i l c do tĩnh t i c ng v i n i l c do m t ho t t i có giá trể ị ặ ứ ấ ấ ộ ự ả ộ ớ ộ ự ộ ạ ả ị
mô men d ng l n nh t trong s các mô men do ho t t i.ươ ớ ấ ố ạ ả
Đ xác đ nh c p th hai, l y n i l c do tĩnh t i c ng v i n i l c do m t ho t t i có giá tr môể ị ặ ứ ấ ộ ự ả ộ ớ ộ ự ộ ạ ả ị
men âm v i giá tr tuy t đ i l n nh t.ớ ị ệ ố ớ ấ
Đ xác đ nh c p th 3, l y n i l c do tĩnh t i c ng v i n i l c do m t ho t t i có giá tr l cể ị ặ ứ ấ ộ ự ả ộ ớ ộ ự ộ ạ ả ị ự
d c l n nh t.ọ ớ ấ
Đ i v i t h p c b n 2:ố ớ ổ ợ ơ ả
Đ xác đ nh c p th nh t, l y n i l c do tĩnh t i c ng v i m i n i l c do ho t t i có giá trể ị ặ ứ ấ ấ ộ ự ả ộ ớ ọ ộ ự ạ ả ị
mô men là d ng,ươ
Đ xác đ nh c p th hai, l y n i l c do tĩnh t i c ng v i m i n i l c do ho t t i có giá tr môể ị ặ ứ ấ ộ ự ả ộ ớ ọ ộ ự ạ ả ị
men là âm,
Đ xác đ nh c p th ba, l y n i l c do tĩnh t i c ng v i m i n i l c do ho t t i có gây ra l cể ị ặ ứ ấ ộ ự ả ộ ớ ọ ộ ự ạ ả ự
d c. Ngoài ra còn l y thêm n i l c c a ho t t i dù không gây ra l c d c nh ng gây ra mô menọ ấ ộ ự ủ ạ ả ự ọ ư
cùng chi u v i mô men t ng c ng đã l y t ng ng v i Nmaxề ớ ổ ộ ấ ươ ứ ớ
K t qu t h p n i l c m t s ph n t c a khung K3 Tr c 3 dùng đ ki m tra k t quế ả ổ ợ ộ ự ộ ố ầ ử ủ ụ ể ể ế ả
ch y máy t i phòng máy tính khoa t i ch c tr ng Đ i H c Ki n Trúc Hà N i đ c th hi nạ ạ ạ ứ ườ ạ ọ ế ộ ượ ể ệ
trong các b ng sau:ả
IV. TÍNH TOÁN C T THÉP KHUNG K3Ố :
- Căn c vào k t qu ch y thép t i phòng máy c a khoa xây d ng tr ng “Đ i H c Ki n Trúcứ ế ả ạ ạ ủ ự ườ ạ ọ ế
Hà N i” ti n hành ki m tra cho m t s ti t di n t i c t và d m.ộ ế ể ộ ố ế ệ ạ ộ ầ
- B trí thép theo k t qu ch y thép và th hi n b n v thép khung.ố ế ả ạ ể ệ ở ả ẽ
Các thông s tính toán :ố
+ V t li u s d ng : ậ ệ ử ụ
Bê tông c p đ b n B20có :Rấ ộ ề b = 11,5Mpa, Rbt = 0,9Mpa, Eb = 27.103Mpa.
+ C t đai nhóm AI : Rốs= Rsc = 225Mpa, Es = 21.104Mpa.
+ C t d c nhóm AII :Rố ọ s = Rsc = 280Mpa, Es = 21.104Mpa.
-S li u đã bi t là: Mô men M, kích th c ti t di n b,h và a. Yêu c u tính c t thép d c c aố ệ ế ướ ế ệ ầ ố ọ ủ
d m.ầ
+)Xác đ nh h s h n ch bê tông vùng nén b ng cách tra b ng ph l c 8(sách k t c u BTCTị ệ ố ạ ế ằ ả ụ ụ ế ấ
ph n c u ki n c b n do Phan Quang Minh ch biên)ầ ấ ệ ơ ả ủ
4/8/2010
Trang 25
ThuyÕt minh §å ¸n
v i bê tông B20 và thép AII có ớ
0,623
0,429
R
R
ξ
α
=
=
+)Tính:
2
m
b o
M
R b h
α
=× ×
Trong đó: M – Mô men t i ti t di n c n tính.ạ ế ệ ầ
Rb – C ng đ ch u nén tính toán c a bê tông.ườ ộ ị ủ
b,ho – b r ng và chi u cao làm vi c c a d m.ề ộ ề ệ ủ ầ
+)Ki m tra đi u ki n h n ch : ể ề ệ ạ ế
m R
α α
≤
+)N u th a mãn đi u ki n h n ch thì xác đ nh h s ế ỏ ề ệ ạ ế ị ệ ố ζ và tính As theo công th c:ứ
s
s o
M
AR h
ζ
=× ×
+)Ki m tra hàm l ng c t thép: ể ượ ố
100
s
o
A
b h
µ
= ×
×
V i ớ
m ax
11,5
100 0,623 100 2,6%
280
b
R
s
R
R
µ ξ
= × = × × =
;
m in
0,05%
µ
=
Hàm l ng c t thép h p lý: ượ ố ợ
m in m ax
µ µ µ
< <
A. TÍNH THÉP CH D M KHUNG T NG 1Ọ Ầ Ầ
1/ Nhi m v :Ki m tra tính toán ph n t 4,5,6.ệ ụ ể ầ ử
+ V t li u s d ng : ậ ệ ử ụ
Bê tông c p đ b n B20có :Rấ ộ ề b = 11,5Mpa, Rbt = 0,9Mpa, Eb = 27.103Mpa.
+ C t đai nhóm AI : Rốs= Rsc = 225Mpa, Es = 21.104Mpa.
+ C t d c nhóm AII :Rố ọ s = Rsc = 280Mpa, Es = 21.104Mpa.
2/ Ph ng pháp tính toán : ươ
- T k t qu n i l c ta ch n ra m i ph n t 3 c p n i l c nguy hi m t i m t c t đ u ph n từ ế ả ộ ự ọ ỗ ầ ử ặ ộ ự ể ạ ặ ắ ầ ầ ử
( MC 1 - 1 ), gi a ph n t ( MC 2 - 2 ) và cu i c a ph n t ( MC 3 -3 ) .ữ ầ ử ố ủ ầ ử
- V i các d m đúc li n kh i v i b n , xem m t ph n b n cùng tham gia ch u l c v i d m nhớ ầ ề ố ớ ả ộ ầ ả ị ự ớ ầ ư
là cánh c a ti t di n ch T . Tùy theo mômen là âm hay d ng mà trong tính toán ta có kủ ế ệ ữ ươ ể
ho c không k cánh vào trong tính toán .ặ ể
- Ti n hành tính toán c t thép cho c u ki n theo ph ng pháp sau :ế ố ấ ệ ươ
Gi thi t giá tr a v i : ả ế ị ớ
a : Kho ng cách t tr ng tâm c t thép ch u kéo t i mép ch u kéo c a ti t di n ả ừ ọ ố ị ớ ị ủ ế ệ
a = abv +
abv : Chi u dày l p bê tông b o v c t thép .ề ớ ả ệ ố
d : Đ ng kính c t thép ch u l c l n nh t .ườ ố ị ự ớ ấ
Chi u cao làm vi c c a ti t di n hề ệ ủ ế ệ 0 = h – a
* V i ti t di n ch u mômen âm :ớ ế ệ ị
- Tính v i ti t di n ch nh t b x h ớ ế ệ ữ ậ
- Tính giá tr ị
m
α
theo công th c : ứ
m
α
=
2
0
bh
b
R
b
b
M
γ
4/8/2010
Trang 26
ThuyÕt minh §å ¸n
So sánh :
m
α
v i ớ
R
α
theo các tr ng h p tính toán sau :ườ ợ
- Tr ng h p : ườ ợ
m
α
> 0.5 : Tăng kích th c ti t di n ho c tăng mác c a v t li u .ướ ế ệ ặ ủ ậ ệ
- Tr ng h p:ườ ợ
m
α
≤
R
α
:Tính toán b trí c t thép theo bài toán đ t c t đ n cho ti t di n . ố ố ặ ố ơ ế ệ
Vùng ch u kéo c a ti t di n đ t c t thép ch u l c , vùng ch u nén đ t theo c u t o .ị ủ ế ệ ặ ố ị ự ị ặ ấ ạ
S d ng công th c :ử ụ ứ
As=
Rs
obb bhR
ξγ
- Tr ng h p :ườ ợ
R
α
<
m
α
≤
0.5:Tính c t thép theo bài toán b trí c t kép cho ti t di n .ố ố ố ế ệ
S d ng công th c : ử ụ ứ
'
S
A
=
2
0
0
. . .
.( ')
R b
SC
M R b h
R h a
α
−
−
As =
'
0
. . . .
R b sc
s
S s
R b h R A
R R
ξ
+
* V i ti t di n ch u mômen d ng : ớ ế ệ ị ươ
Tính Mf = Rb .
.
.( h0 - 0,5.
)
Trong đó :
= hb = 10 ( cm )
= bd + 2.C
Do các d m đ u có hầ ề f’ = 10 cm > 0,1.h = 0,1 .70 = 7 (cm) và d m d c đ t mau nên ầ ọ ặ
C
≤
'
f
1
6
1
2
9h
d
g
l
l
N u M ế
≤
Mf : Tr c trung hoà đi qua cánh, Tính v i ti t di n ch nh t ụ ớ ế ệ ữ ậ
x h
N u M > Mếf: Tr c trung hoà đi qua s n, Tính c t thép theo tr ng h p ti t di n ch T .ụ ườ ố ườ ợ ế ệ ữ
* Đi u ki n h n ch : ề ệ ạ ế
Đ đ m b o x y ra phá ho i d o đ i v i c u kể ả ả ả ạ ẻ ố ớ ấ i n thì hàm l ng thép Aệ ượ S không đ c quáượ
nhi u v t quá giá tr Asề ượ ị maxđ ng th i không đ c nh h n giá tr Asồ ờ ượ ỏ ơ ị minđ đ m b o c u ki nể ả ả ấ ệ
không b phá ho i đ t ng t (phá ho i dòn) ngay sau khi bê tông b n t (toàn b l c kéo do c t thépị ạ ộ ộ ạ ị ứ ộ ự ố
ch u). Giá tr hàm l ng thép ph i th a mãn yêu c u sau :ị ị ượ ả ỏ ầ
+ Hàm l ng c t thép đ c tính theo công th c: ượ ố ượ ứ
µ
max >
µ
=
100
.o
As
b h
% >
µ
min
+ Hàm l ng c t thép l n nh t : ượ ố ớ ấ
µ
max=
100
b b
R
s
R
R
γ
ξ
%=
1.115
0,645 100
2800
%=3,29%
+ Hàm l ng c t thép nh nh t đ c l y d a trên đi u ki n h p lý c a kích th c ti tượ ố ỏ ấ ượ ấ ự ề ệ ợ ủ ướ ế
di n : ệ
≥
µ
min = 0,05%
4/8/2010
Trang 27
ThuyÕt minh §å ¸n
⇒
Đi u ki n h n ch : ề ệ ạ ế
µ
min = 0,05% <
µ
<
µ
max = 3,29%
3/ Ti n hành tính toán c th cho các ph n t :ế ụ ể ầ ử
3.1. Ph n t s 4:ầ ử ố
Ch n a = a’ = 5 cm ọ
⇒
h0 = h - a = 40 - 5 = 35 (cm)
•Ti t di n 3 ( cu i d m ) : Mế ệ ố ầ 3 = 275900 (kG.cm)
m
α
=
2
0
bh
b
R
b
b
M
γ
2
275900
1.115.22.35
=
= 0,089<
R
α
= 0,429
⇒
Tính theo c t đ n .ố ơ
Tính
ξ
=1-
m
α
*21 −
=
1 1 2.0,089
− −
= 0,0934
As=
Rs
obb bhR
ξγ
0,0934.115.22.65
2800
=
= 2,95 cm2
* Ki m tra hàm l ng c t thép : ể ượ ố
µ
=
100
.o
As
b h
% =
2,95 100
22.35
% = 0,384%
3.2. Ph n t s 5:ầ ử ố
Ch n a = a’ = 5 ọcm
⇒
h0 = h - a = 70 - 5 = 65 (cm)
a/ Tính c t thép d cố ọ :
* Ti t di n1 ( đ u d m ) : Mế ệ ầ ầ 1 = 4586200( kG.cm)
m
α
=
M12
R bh0
b b
γ
2
4586200
1.115.22.65
=
= 0,428 <
R
α
= 0,429
⇒
Tính theo c t đ n . ố ơ
Tính
ξ
=1-
m
α
*21 −
=
1 1 2.0,428
− −
= 0,622
As=
Rs
obb bhR
ξγ
0, 622.115.22.65
2800
=
= 36,61 cm2
- Ki m tra hàm l ng: ể ượ
µ
=
100
.o
As
b h
% =
36,61100
22.65
% = 2,56%
* Ti t di n 2 ( gi a d m ) : Mế ệ ữ ầ 2 = 1246470 (kG.cm)
C
≤
g
'
720 120( )
6 6
1 (720 22)
l 349( )
2 2
9. 9.10 90
d
f
Lcm
cm
h cm
= =
−
= =
= =
⇒
Ch n C = 60ọ (cm)
( vì
= hsàn = 10 cm )
⇒
= 2.C + bd = 2.60 + 22 = 142 (cm)
- Xác đ nh v trí đ ng trung hòaị ị ườ :
Mf = Rb .
.
.( h0 - 0,5.
)= 115.142.10. ( 65 - 0,5.10 ) = 9798.10 3 (kG.m).
4/8/2010
Trang 28
ThuyÕt minh §å ¸n
⇒
M2 = 1246,470. 103(kGm) < Mf = 9798.10 3 (kGm)
⇒
Tr c trung hòa đi qua cánh nên tính toán nh ti t di n ch nh t :ụ ư ế ệ ữ ậ
x h = 142 x 70
m
α
=
2
0
bh
b
R
b
b
M
γ
2
1246470
1.115.142.65
=
= 0,0181 <
R
α
= 0,429
⇒
Tính theo c t đ n .ố ơ
Tính
ξ
=1-
m
α
*21 −
=
1 1 2.0,0181
− −
= 0,0182
As=
Rs
obb bhR
ξγ
0,0182.115.142.65
2800
=
= 6,91cm2
- Ki m tra hàm l ng c t thép : ể ượ ố
- Ki m tra hàm l ng: ể ượ
µ
=
100
.o
As
b h
% =
6,91 100
142.65
% = 0,075%
•Ti t di n 3 ( cu i d m ) : Mế ệ ố ầ 3 = 4167200 (kG.cm)
m
α
=
2
0
bh
b
R
b
b
M
γ
2
4167200
1.115.22.65
=
= 0,39<
R
α
= 0,429
⇒
Tính theo c t đ n .ố ơ
Tính
ξ
=1-
m
α
*21 −
=
1 1 2.0,39
− −
= 0,531
As=
Rs
obb bhR
ξγ
0,531.115.22.65
2800
=
= 31,17 cm2
* Ki m tra hàm l ng c t thép : ể ượ ố
µ
=
100
.o
As
b h
% =
31,17 100
22.65
% = 2,18%
3.3. Ph n t s 6:ầ ử ố
Ch n a = a’ = 5 ọcm
⇒
h0 = h - a = 40 - 5 = 35 (cm)
a/ Tính c t thép d cố ọ :
* Ti t di n1 ( đ u d m ) : Mế ệ ầ ầ 1 = 1278600 ( kG.cm)
m
α
=
M12
R bh0
b b
γ
2
1278600
1.115.22.35
=
= 0,413 <
R
α
= 0,429
⇒
Tính theo c t đ n . ố ơ
Tính
ξ
=1-
m
α
*21 −
=
1 1 2.0,413
− −
= 0,582
As=
Rs
obb bhR
ξγ
0,582.115.22.35
2800
=
= 18,4 cm2
- Ki m tra hàm l ng: ể ượ
µ
=
100
.o
As
b h
% =
18, 4 100
22.35
% = 2,39%
4/8/2010
Trang 29