1 Các phương pháp tính toán

trờng đại học kiến trúc hà nội

án tốt nghiệp kỹ s xây dựng

Khoa xây dựng



đồ

khoá 2005-2010



Bớc 3: Xác định ứng suất trên mỗi phần tử, do giả thiết vật liệu đàn hồi nên ta dùng các công thức tính

toán trong sức bền vật liệu :

Theo phơng X:







Z ( x)

i



Vy ìSx ci

N Mx k

y

=

ìyi , i =

nA I x

I x ìb ci



Trong đó:



yik - tung độ đểm chịu nén lấy với trục quán tính chính.

bci - chiều dày tính cho một phía của tiết diện khi tính ứng suât tiếp đợc xác định tuỳ theo trờng

hợp cụ thể.

Sc mô men tĩnh của tiết diện tính cho một phía kể từ điểm xác định ứng suất tiếp.

A diện tích mặt cắt ngang phâng tử.

IX mômen quán tính chính trung tâm.

Bớc 4: Tính toán cốt thép

Diện tích cốt thép trong vùng nén đợc xác đinh từ điều kiện cân bằng ứng suất trên mắt cắt ngang.



Ab ' = 0,8 ì c ì [0,85( Ab A 's ) f cd + A 's f sd )]

Diện tích cốt thép chịu kéo xác định theo công thức sau



As =



max ì a ì t

b ì f s



(các chỉ dẫn đợc trình bày cụ thể khi tính toán)

Bớc 5: Kiểm tra hàm lợng cốt thép

Cốt thép đợc chọn và bố trí theo kết quả lớn hơn: Achọn = max (As, As)

1.1.3 Nhận xét

Phơng pháp này đơn giản, có thể áp dụng để tính toán cho các vách có hình dạng phức tạp: L, T, U

Hay tính lõi.

1.2



Phơng pháp giả thiết vùng biên chịu mômen



1.2.1 Mô hình tính toán

Phơng pháp này cho rằng cốt thép đặt trong vùng biên ở hai đầu vách đợc thiết kế để chịu toàn bộ

mômen. Lực dọc đợc giả thiết là phân bố đều trên toàn tiết diện vách.

Các giả thiết cơ bản:

- ứng lực kéo do cốt thép chịu.

- ứng lực nén do cả bêtông và cốt thép chịu.

1.2.2 Quá trình tính toán

Bớc 1: giả thiết chiều dài B của vùng dự định thiết kế chịu toàn bộ mômen. Xét vách chịu lực dọc N và

mômen MX. Mômen MX tơng đơng với cặp ngẫu lực đặt ở hai vùng biên của vách



đề tài: chung c 11 tầng-cổ nhuế-từ liêm-hà nội

svth: nguyễn thị hiền_ lớp 2005x1



43



trờng đại học kiến trúc hà nội

án tốt nghiệp kỹ s xây dựng

Khoa xây dựng



đồ

khoá 2005-2010



Bớc 2: xác định lực kéo hoặc nén trong vùng biên:



N l,r =



N

MX

Ab

A

L - 0,5Bl - 0,5Br



Trong đó:

Ab diện tích vùng biên

A diện tích mặt cắt ngang vách

Bớc 3: tính diện tích cốt thép chịu nén, kéo (tơng tự phơng pháp 1)

Bớc 4: kiểm tra hàm lợng cốt thép. Nếu không thoã mãn thí phải tăng kích thớc B của vùng biên rồi

tính lại. Chiều dài của vùng biên có giá trị lớn nhất là L/2, nếu vợt quá giá trị này cần tăng bề dày tờng.

Bớc 5: kiểm tra phần tờng còn lại giữa hai vùng biên nh cấu kiện chịu nén đúng tâm. trờng hợp bêtông

đã đủ khả năng chịu lực thì cốt thép trong vùng này đặt cấu tạo theo hàm lợng: à min

1.2.3 Nhận xét

- Phơng pháp này tơng tự phơng pháp 1, chỉ khác ở chỗ tập trung toàn bộ lợng cốt thép chịu

mômen ở đầu vách.

- Phơng pháp này thích hợp với trờng hợp vách có tiết diện tăng cờng ở hai đầu (bố trí cột ở hai

đầu vách).

- Phơng pháp này thiên về an toàn vì chỉ kể đến khả năng chịu mômen của một phần tiết diện

vách (vùng biên).

1.3



Phơng pháp sử dụng biểu đồ tơng tác

Nôi dung

Phơng pháp này dựa trên một số giả thiết về sự làm việc của bêtông và cốt thép để thiết lập trạng thái

chịu lực giới hạn (Nu, Mu) của vách. Tập hợp các trạng thái này sẽ tạo thành một đờng cong liên hệ giữa lực

dọc N và mômen M của trạng thái giới hạn.

- Đây là phơng pháp chính xác nhất, phản ánh đúng nhất sự làm việc của vách.

- Phơng pháp này thực chất coi vách là một cấu kiện chịu nén lệch tâm và cốt thép phân bố trên

toàn tiết diện vách đợc kể đến trong khả năng chịu lực của vách.

- Việc thiết lập biểu đồ tơng tác đòi hỏi khối lợng tính toán lớn, phức tạp

Kết luận: trên cơ sơ phân tích trên ta chọn phơng pháp phân bố ứng suất đàn hồi để tính toán.

đề tài: chung c 11 tầng-cổ nhuế-từ liêm-hà nội

svth: nguyễn thị hiền_ lớp 2005x1



44



trờng đại học kiến trúc hà nội

án tốt nghiệp kỹ s xây dựng

Khoa xây dựng



đồ

khoá 2005-2010



Ta chia vách công trình thành các đoạn có chiều cao bàng 5 tầng và tính toán bố trí thép giống

nhau cho các vách của cả đoạn vách đó

+ Đoạn 1: từ tầng hầm đến tầng 5

+ Đoạn 2: Từ tầng 6 đến tầng 11

2



2.1



Tính thép cho lõi thang máy



Tính toán cốt thép vách tầng hầm (Tiết diện tại cốt 3,0m)



2.1.1 Xác định nội lực

Ta có hớng mặc định của hệ lõi nh hình minh họa sau.



Trong đó: T, M2, M3 lần lợt là mô men xoắn dơng quanh trục Z (trục 1), uốn dơng quanh trục X (trục 2)

và trục Y (trục 3). Đã đợc mặc định trong mô hình Etabs.

Toàn bộ các vách của hệ lõi đợc chia thành cách phần tử nhỏ và đợc đặt tên chung là Pier1. Sau khi

phân tích mô hình ta có nội lực hệ lõi. Lọc kết quả đã kết xuất sang Excel ta có đợc nội lực tính toán.



3



3.1



Tính

vách trục 5



thép cho



Tính toán cốt thép vách tầng hầm (Tiết diện tại cốt 3,0m)



3.1.1 Xác định nội lực

Ta có hớng mặc định của hệ lõi nh hình minh họa sau.



đề tài: chung c 11 tầng-cổ nhuế-từ liêm-hà nội

svth: nguyễn thị hiền_ lớp 2005x1



45



trờng đại học kiến trúc hà nội

án tốt nghiệp kỹ s xây dựng

Khoa xây dựng



đồ

khoá 2005-2010



Trong đó: T, M2, M3 lần lợt là mô men xoắn dơng quanh trục Z (trục 1), uốn dơng quanh trục X (trục 2)

và trục Y (trục 3). Đã đợc mặc định trong mô hình Etabs.

Toàn bộ các vách của hệ lõi đợc chia thành cách phần tử nhỏ và đợc đặt tên chung là Pier1. Sau khi

phân tích mô hình ta có nội lực hệ lõi. Lọc kết quả đã kết xuất sang Excel ta có đợc nội lực tính toán.



Quy trình tính toán tiến hành theo tiêu chuẩn ACI 318.

- Bêtông cấp bền B25 có:

+ Cờng độ tính toán về nén: Rb =fc = 14,5 MPa

+ Cờng độ tính toán về kéo: Rbt = 1,05 MPa.

- Cốt thép:



+ Thép 10 nhóm CII: Rs =fy = 280Mpa.

Nội lực hệ lõi Pier1(V1) của tầng hầm do các tổ hợp sinh ra (đơn vị kN; kN.m)

Story

STORY1

STORY1

STORY1

STORY1

STORY1

STORY1

STORY1

STORY1

STORY1

STORY1

STORY1

STORY1

STORY1

STORY1

STORY1

STORY1

STORY1

STORY1



Pier

P1

P1

P1

P1

P1

P1

P1

P1

P1

P1

P1

P1

P1

P1

P1

P1

P1

P1



Load

TH1

TH1

TH2

TH2

TH3

TH3

TH4

TH4

TH5

TH5

TH6

TH6

TH7

TH7

TH8

TH8

TH9

TH9



Loc

Top

Bottom

Top

Bottom

Top

Bottom

Top

Bottom

Top

Bottom

Top

Bottom

Top

Bottom

Top

Bottom

Top

Bottom



P

V2

-3126.82 -33.33

-3132.38

-8.58

-1144.15 -78.91

-1001.63 -60.34

-4186.52

24.14

-4372.5

48.05

-2140.63 -364.95

-2074.32 -343.57

-3239.42 314.43

-3353.92 335.64

-1697.03 -80.16

-1554.93

-58.2

-4435.16

12.58

-4588.71

39.35

-2593.86 -337.6

-2520.35 -313.1

-3582.77 273.84

-3671.99 298.18



đề tài: chung c 11 tầng-cổ nhuế-từ liêm-hà nội

svth: nguyễn thị hiền_ lớp 2005x1



M3

155.614

85.524

315.545

313.314

-106.103

-201.978

-802.963

-1418.18

1013.013

1533.156

340.832

314.421

-38.651

-149.342

-665.825

-1243.92

968.554

1412.278

46