Thiết kế cao ốc văn phòng Thăng Long centre

siªu thÞ, vµ c¸c lo¹i phßng héi th¶o lín cÇn cã kh«ng gian réng r·i nªn gi¶i ph¸p dïng hÖ t­êng chÞu lùc lµ khã ®¸p øng ®­îc. Víi hÖ khung chÞu lùc do cã nh­îc ®iÓm lµ g©y ra chuyÓn vÞ ngang lín vµ kÝch th­íc cÊu kiÖn lín nªn kh«ng phï hîp víi c«ng tr×nh lµ Nhµ lµm viÖc. Dïng gi¶i ph¸p hÖ lâi chÞu lùc th× c«ng tr×nh cÇn ph¶i thiÕt kÕ víi ®é dµy sµn lín, lâi ph©n bè hîp lÝ trªn mÆt b»ng, ®iÒu nµy dÉn tíi khã kh¨n cho viÖc bè trÝ mÆt b»ng víi c«ng tr×nh lµ nhµ lµm viÖc. VËy ®Ó tho¶ m·n c¸c yªu cÇu kiÕn tróc vµ kÕt cÊu ®Æt ra cho mét nhµ cao tÇng lµm v¨n phßng cho thuª ta chän biÖn ph¸p sö dông hÖ hçn hîp lµ hÖ ®­îc t¹o thµnh tõ sù kÕt hîp gi÷a hai hoÆc nhiÒu hÖ c¬ b¶n. Dùa trªn ph©n tÝch thùc tÕ th× cã hai hÖ hçn hîp cã tÝnh kh¶ thi cao lµ : S¬ ®å gi»ng : S¬ ®å nµy tÝnh to¸n khi khung chØ chÞu phÇn t¶i träng th¼ng ®øng t­¬ng øng víi diÖn tÝch truyÒn t¶i ®Õn nã cßn t¶i träng ngang vµ mét phÇn t¶i träng ®øng do c¸c kÕt cÊu chÞu t¶i c¬ b¶n kh¸c nh­ lâi, t­êng chÞu. Trong s¬ ®å nµy th× tÊt c¶ c¸c nót khung ®Òu cã cÊu t¹o khíp hoÆc tÊt c¶ c¸c cét cã ®é cøng chèng uèn bÐ v« cïng . S¬ ®å khung gi»ng : S¬ ®å nµy coi khung cïng tham gia chÞu t¶i träng th¼ng ®øng víi xµ ngang vµ c¸c kÕt cÊu chÞu lùc c¬ b¶n kh¸c. Tr­êng hîp nµy cã khung liªn kÕt cøng t¹i c¸c nót (gäi lµ khung cøng ) . Lùa chän kÕt cÊu chÞu lùc chÝnh : Qua viÖc ph©n tÝch trªn ta nhËn thÊy s¬ ®å khung gi»ng lµ hîp lÝ nhÊt. ë ®©y viÖc sö dông kÕt cÊu lâi (lâi cÇu thang m¸y) vµ v¸ch cøng ( v¸ch cøng bè trÝ trong gian cÇu thang bé) vµo cïng chÞu t¶i ®øng vµ ngang víi khung sÏ lµm t¨ng hiÖu qu¶ chÞu lùc cña toµn kÕt cÊu lªn rÊt nhiÒu ®ång thêi n©ng cao hiÖu qu¶ sö dông kh«ng gian. §Æc biÖt cã sù hç trî cña lâi lµm gi¶m t¶i träng ngang t¸c dông vµo tõng khung sÏ gi¶m ®­îc kh¸ nhiÒu trÞ sè m«men do giã g©y ra. Sù lµm viÖc ®ång thêi cña khung vµ lâi lµ ­u ®iÓm næi bËt cña hÖ kÕt cÊu nµy. Do vËy ta lùa chän hÖ khung gi»ng lµ hÖ kÕt cÊu chÝnh chÞu lùc cho c«ng tr×nh. 3. Lùa chän s¬ ®å tÝnh: Tõ mÆt b»ng nhµ ta thÊy tû lÖ L/B cña phÇn cao tÇng xÊp xØ 1. MÆt kh¸c kiÕn tróc nhµ kh¸ phøc t¹p, hÖ lâi cøng ®­îc bè trÝ ë gian thang m¸y vµ gian thang bé lµ kh«ng ®èi xøng nhau. Do ®ã ta chän s¬ ®å tÝnh kh«ng gian lµ thÝch hîp nhÊt. Ch­¬ng tr×nh ph©n tÝch néi lùc sö dông ë ®©y lµ ch­¬ng tr×nh Sap2000 lµ mét ch­¬ng tr×nh tÝnh rÊt m¹nh vµ ®­îc dïng phæ biÕn hiÖn nay ë n­íc ta. III. c¬ së tÝnh to¸n kÕt cÊu -Gi¶i ph¸p kiÕn tróc . -Tiªu chuÈn vÒ t¶i träng vµ t¸c ®éng TCVN 2737-1995. -KiÕn thøc cña m«n c¬ häc kÕt cÊu. -Tiªu chuÈn thiÕt kÕ bª t«ng TCVN 5574-1991. VI. VËt liÖu sö dông. Nhµ cao tÇng th­êng sö dông vËt liÖu lµ kim lo¹i hoÆc bª t«ng cèt thÐp. C«ng tr×nh lµm b»ng kim lo¹i cã ­u ®iÓm lµ ®é bÒn cao, c«ng tr×nh nhÑ, ®Æc biÖt lµ cã tÝnh dÎo cao do ®ã c«ng tr×nh khã sôp ®æ hoµn toµn khi cã ®Þa chÊn. Tuy nhiªn thi c«ng nhµ cao tÇng b»ng kim lo¹i rÊt phøc t¹p, gi¸ thµnh c«ng tr×nh cao vµ viÖc b¶o d­ìng c«ng tr×nh khi ®· ®­a vµo khai th¸c lµ rÊt khã kh¨n trong ®iÒu kiÖn khÝ hËu n­íc ta. C«ng tr×nh b»ng bª t«ng cèt thÐp cã nh­îc ®iÓm lµ nÆng nÒ, kÕt cÊu mãng lín, nh­ng kh¾c phôc ®­îc c¸c nh­îc ®iÓm trªn cña kÕt cÊu kim lo¹i vµ ®Æc biÖt lµ phï hîp víi ®iÒu kiÖn kÜ thuËt thi c«ng hiÖn nay cña ta. Qua ph©n tÝch trªn chän vËt liÖu bª t«ng cèt thÐp cho c«ng tr×nh. S¬ bé chän vËt liÖu nh­ sau: - Bª t«ng dÇm, sµn m¸c 250# cã Rn=110 KG/cm2 , Rk=8,8 KG/cm2. - Bª t«ng cét, lâi m¸c 300# cã Rn=130 KG/cm2 , Rk=10 KG/cm2. - ThÐp chÞu lùc AII cã Ra= R’a = 2700 KG/cm2. ThÐp cÊu t¹o AI cã Ra= 2100 KG/cm2 - C¸c lo¹i vËt liÖu kh¸c thÓ hiÖn trong c¸c h×nh vÏ cÊu t¹o. V. lËp mÆt b»ng kÕt cÊu sµn & chän tiÕt diÖn c¸c cÊu kiÖn. 1 . Chän gi¶i ph¸p kÕt cÊu sµn + Víi sµn nÊm : ¦u ®iÓm cña sµn nÊm lµ chiÒu cao tÇng gi¶m nªn cïng chiÒu cao nhµ sÏ cã sè tÇng lín h¬n, ®ång thêi còng thuËn tiÖn cho thi c«ng. Tuy nhiªn ®Ó cÊp n­íc vµ cÊp ®iÖn ®iÒu hoµ ta ph¶i lµm trÇn gi¶ nªn ­u ®iÓm nµy kh«ng cã gi¸ trÞ cao. Nh­îc ®iÓm cña sµn nÊm lµ khèi l­îng bª t«ng lín dÉn ®Õn gi¸ thµnh cao vµ kÕt cÊu mãng nÆng nÒ, tèn kÐm. Ngoµi ra d­íi t¸c dông cña giã ®éng vµ ®éng ®Êt th× khèi l­îng tham gia dao ®éng lín Þ Lùc qu¸n tÝnh lín Þ Néi lùc lín lµm cho cÊu t¹o c¸c cÊu kiÖn nÆng nÒ kÐm hiÖu qu¶ vÒ mÆt gi¸ thµnh còng nh­ thÈm mü kiÕn tróc . + Víi sµn s­ên : Do ®é cøng ngang cña c«ng tr×nh lín nªn khèi l­îng bª t«ng kh¸ nhá Þ Khèi l­îng dao ®éng gi¶m Þ Néi lùc gi¶m ÞTiÕt kiÖm ®­îc bª t«ng vµ thÐp Còng do ®é cøng c«ng tr×nh kh¸ lín nªn chuyÓn vÞ ngang sÏ gi¶m t¹o t©m lÝ tho¶i m¸i cho kh¸ch . Nh­îc ®iÓm cña sµn s­ên lµ chiÒu cao tÇng lín vµ thi c«ng phøc t¹p h¬n ph­ong ¸n sµn nÊm tuy nhiªn ®©y còng lµ ph­¬ng ¸n kh¸ phæ biÕn do phï hîp víi ®iÒu kiÖn kü thuËt thi c«ng hiÖn nay cña c¸c c«ng ty x©y dùng . + Víi sµn « cê : Tuy khèi l­îng c«ng tr×nh lµ nhá nhÊt nh­ng rÊt phøc t¹p khi thi c«ng l¾p v¸n khu«n ,®Æt cèt thÐp, ®æ bª t«ng . . nªn ph­ong ¸n nµy kh«ng kh¶ thi. Qua ph©n tÝch, so s¸nh ta chän ph­¬ng ¸n dïng sµn s­ên. 2. Chän chiÒu dµy sµn ChiÒu dµy sµn chän theo c«ng thøc: hS= Trong ®ã D: hÖ sè phô thuéc t¶i träng, D = 0,8¸1,4. m: hÖ sè phô thuéc lo¹i b¶n, víi b¶n kª 4 c¹nh m = 40¸50. Víi b¶n lo¹i dÇm m = 30¸35 lng: lµ c¹nh ng¾n cña « b¶n. XÐt « b¶n tÇng ®iÓn h×nh lµ lo¹i b¶n lµm viÖc theo hai ph­¬ng (b¶n kª 4 c¹nh) cã lng = 4,05 m. Þ hS==11.1 cm chän hS=12cm. VËy ta chän hs = 12 cm cho toµn nhµ. 3. Chän kÝch th­íc tiÕt diÖn dÇm. Ta chän kÝch th­íc tiÕt diÖn dÇm cho c¸c tÇng ®Òu nhau víi nhÞp dÇm lín nhÊt . S¬ bé chän bÒ réng dÇm b=30cm. Riªng c¸c dÇm phô gi÷a « b¶n chän réng 22cm. a, TÇng 1¸3 : ChiÒu cao tÇng lµ 5,4m. -ChiÒu cao tiÕt dÇm dÇm chÝnh nhÞp l1=8,1 m: hd=.l Víi m=8¸12 lÊy m=12 Þ hd= »70 cm. Þ b´h = 300´700. -ChiÒu cao tiÕt dÇm dÇm chÝnh nhÞp l1=10,8 m: hd= = 90 cm. Þ b´h = 300´900 -KÝch th­íc dÇm phô chän b´h = 220´550 b, TÇng 4 ®Õn tÇng m¸i: C¸c tÇng nµy ®­îc sö dông lµm v¨n phßng cho ng­êi n­íc ngoµi thuª, yªu cÇu cã ®iÒu hoµ nhiÖt ®é cho tÊt c¶ c¸c phßng. Do ®ã cÇn ph¶i lµm trÇn treo cho mçi phßng, d·n ®Õn lµm gi¶m chiÒu cao sö dông cña phßng trong khi ®ã chiÒu cao tÇng kh«ng lín (3,6m). MÆt kh¸c nhÞp nhµ lµ t­¬ng ®èi lín (8,1m vµ 10,8m) lµm cho chiÒu cao dÇm v× thÕ còng lín (víi nhÞp 10,8m yªu cÇu dÇm cao tèi thiÓu 900mm). V× vËy ë ®©y ta chän gi¶i ph¸p hÖ dÇm bÑt kÝch th­íc b´h = 80´60 cm cho c¸c dÇm chÝnh, cßn c¸c dÇm phô chän s¬ bé b´h = 30´55 cm. 4. KÝch th­íc tiÕt diÖn cét. KÝch th­íc cét ®­îc chän dùa vµo t¶i träng, ®é m¶nh vµ c¸c ®iÒu kiÖn kh¸c. KÝch th­íc s¬ bé x¸c ®Þnh theo c«ng thøc : F= k´ N : Tæng lùc däc ch©n cét R : C­êng ®é bª t«ng (Rn=130 KG/cm2 bªt«ng m¸c 300#) k =1,2¸1,5 hÖ sè kÓ ®Õn c¸c tr­êng hîp t¶i träng mµ ta ch­a kÓ tíi nh­ giã. T¶i träng s¬ bé lÊy lµ trong kho¶ng 1,1¸1,5 T/m2 sµn, chän 1,2 T/m2 sµn a, PhÇn thÊp tÇng: DiÖn tÝch sµn dån vµo cét trôc C lín nhÊt lµ (8,1x8,1) m2, nhµ cã 4 tÇng kÓ c¶ tÇng hÇm. Þ N=1,2´(8,1´8,1)´4=314,928 T=314928 KG. ÞFcét= (1,2¸1,5)´ = 2907,03 ¸ 3633,785 cm2 Þ Chän kÝch th­íc cét tÇng hÇm vµ c¸c tÇng 1, 2, 3 nh­ nhau lµ 60´60cm ( F=3600 cm2 ). b, PhÇn cao tÇng: -DiÖn tÝch truyÒn t¶i lín nhÊt 10,8´8,1m. Þ N1= 1,2´ (10,8´8,1)´15 = 1180,9 T. Trong ®ã lµ phÇn diÖn tÝch truyÒn t¶i trªn mçi tÇng ®· trõ ®i phÇn sµn thu«c gian cÇu thang bé vµ thang m¸y. Þ Fcét = (1,2¸1,5)´ =10901,35 ¸ 13626,69 cm2. Chän kÝch th­íc cét tÇng hÇm, tÇng 1¸4 lµ 1000´1000. TÇng 5 ¸ 10 chän 900´900. TÇng 11 ¸ 15 chän 800´800. 5. Chän kÝch th­íc cña lâi: ChiÒu dµy cña lâi thang m¸y vµ thang bé lÊy theo hai ®iÒu kiÖnsau ®©y: t ³ (16cm, ==216mm) Chän t=25 cm. Ch­¬ng 2: x¸c ®Þnh t¶i träng. ViÖc x¸c ®Þnh t¶i träng t¸c dông lªn c«ng tr×nh ®­îc lÊy theo TCVN 2737-95 vÒ t¶i träng vµ t¸c ®éng. I .x¸c ®Þnh t¶i träng ®øng: 1. TÜnh t¶i: a.TÜnh t¶i t¸c dông trªn sµn phßng lµm viÖc cã chiÒu dµy 12cm: TÜnh t¶i t¸c dông tÝnh to¸n lªn sµn tÝnh trong b¶ng sau: C¸c líp ChiÒu dµy mm g gtc n gtt KG/m3 KG/m2 KG/m2 1-líp g¹ch l¸t h÷u h­ng 400x400 20 2200 44 1.1 48,4 2-líp lãt v÷a XM 50# 15 1800 27 1.3 35,1 3-Sµn BTCT 250# 120 2500 500 1.1 330 4-TrÇn treo 30 1.2 36 Tæng 235 449,5 b.TÜnh t¶i trªn sµn m¸i: CÊu t¹o ChiÒu dµy mm g gtc n gt kG/m3 KG/m2 KG/m2 Líp g¹ch l¸ nem 200x200x20 20 1500 30 1,1 33 Líp lãt v÷a XM 50# 20 1800 36 1,3 46,8 G¹ch lç chèng nãng 100 1500 150 1,2 180 Líp v÷a lãt XM 50# 10 1800 18 1,3 23,4 Bª t«ng chèng thÊm 40 2500 100 1,1 110 BT nhÑ t¹o dèc 100 1600 160 1,3 208 Sµn BTCT 120 2500 300 1,1 330 TrÇn treo 30 1,2 36 Tæng 967,2 c. TÜnh t¶i sµn phßng vÖ sinh: C¸c líp Dµy gtc g n gtt Mm kG/m3 kG/m2 KG/m2 Líp g¹ch ceremic chèng tr¬n 200x200 20 2200 44 1.1 48.4 Líp v÷a lãt XM50# 15 1800 27 1.3 35.1 Líp bª t«ng xØ t¹o dèc 2% 100 1600 160 1.3 208 Sµn BTCT 250# 120 2500 300 1.1 330 Líp v÷a tr¸t trÇn XM50# 15 1800 27 1.3 35.1 Tæng céng 665,6 d. TÜnh t¶i t­êng ng¨n, t­êng bao, v¸ch ng¨n, t­êng ch¾n : * TÇng 1,2,3 (chiÒu cao tÇng lµ 5,4m, chiÒu cao dÇm trung b×nh lµ 800) gåm ba lo¹i t­êng nh­ sau: + Lo¹i 1 : C¸c t­êng g¹ch x©y 220 cao 1,2m, phÝa trªn dïng cöa khung nh«m kÝnh: PhÇn t­êng : t­êng 220 : 1,1´0,22´1800 = 435,6 kG/m2. Líp v÷a tr¸t dµy 3 cm: 1,3´0,03´1800=70,2 kG/m2. PhÇn khung nh«m kÝnh cao 5,4 -1,2 - 0,8 = 3,4m: 1,1´25 = 27,5 kG/m2 Þ T¶i träng ph©n bè ®Òu trªn 1m dµi t­êng lo¹i nµy lµ: gt1 = 1,2´(435,6+70,2)+3,4´27,5 = 700,46 kG/m. + Lo¹i 2: T­êng g¹ch 220 hoµn toµn: gt2=(1,1´0,22´1800+1,3´0.03´1800)´(5,4 - 0,8)=2326,48 (KG/m) + Lo¹i 3: T­êng g¹ch 110 hoµn toµn: gt3=(1,1´0,11´1800+1,3´0.03´1800)´(5,4 - 0,8)=1324,8 (KG/m) * TÇng 4 chiÒu cao tÇng 4,2m dïng lo¹i t­êng g¹ch kÕt hîp víi khung nh«m kÝnh: gt4 = 1,2´(435,6+70,2)+(4,2-1,2-0,7)´27,5 = 672,96 kG/m. Ngoµi ra cßn dïng c¶ t­êng g¹ch hoµn toµn 220: gt5=(1,1´0,22´1800+1,3´0.03´1800)´(4,2 - 0,7)=1820,88 (KG/m) * TÇng ®iÓn h×nh chiÒu cao tÇng 3,6m dïng lo¹i t­êng g¹ch kÕt hîp víi khung nh«m kÝnh: gt6 = 1,2´(435,6+70,2)+(3,6-1,2-0,7)´27,5 = 656,46 kG/m. T­êng g¹ch 220 hoµn toµn ( khu vÖ sinh vµ c¸c gãc nhµ): gt7=(1,1´0,22´1800+1,3´0.03´1800)´(3,6 - 0,7)=1517,4 (KG/m). ë c¸c tÇng ®iÓn h×nh cã t­êng lo¹i g¹ch-khung kÝnh kª trùc tiÕp lªn sµn, mçi « sµn cã kÝch th­íc 4,05´4,05m. §Ó ®¬n gi¶n ta quy vÒ thµnh lùc ph©n bè ®Òu trªn diÖn tÝch sµn gst = gt6 /4,05 = 162kG/m2. PhÇn sµn cã t­êng kª trùc tiÕp ta sÏ ®Æt cèt thÐp dµy h¬n c¸c chç kh¸c ®Ó chÞu lùc t¸c ®éng côc bé, ®ång thêi ®Æt thªm 1 khung thÐp cÊu t¹o. CÊu t¹o nµy còng ®­îc sö dông d­íi c¸c bøc t­êng ng¨n trong c¸c phßng vÖ sinh thay cho c¸c dÇm phô. e.TÜnh t¶i do cÇu thang bé t¸c dông. CÊu t¹o vµ t¶i träng cÇu thang bé bao gåm: - C¸c líp v÷a tr¸t dµy 3 cm, g = 1800, n=1,3: g1 = 1800´0,03´1,3 = 70,2 kG/m2. - BËc g¹ch cao 150, g = 1800, n=1,1: g2 = 0.5´0,15´1800´1,1 = 148,5 kG/m2. - B¶n thang dµy 120, g = 2500, n=1,1: g3 = 0,12´2500´1,1 = 330 kG/m2. Þ gct = åg = 70,2 + 148,5 + 330 = 548,7 kG/m2. f. TÜnh t¶i do ¸p lùc ®Êt lªn t­êng ch¾n truyÒn lªn cét: Nhµ cã tÇng hÇm cao 3m trong ®ã phÇn n»m d­íi ®Êt lµ 1,5m. ¸p lùc ®Êt t¸c dông lªn t­êng ch¾n lµ ¸p lùc chñ ®éng. Ta tÝnh to¸n cho t­êng tÇng hÇm nguy hiÓm nhÊt lµ t­êng n»m c¹nh ®­êng « t« ch¹y (®­êng néi bé c«ng tr×nh) . CÊu t¹o mÆt ®­êng nh­ sau: - Líp BTGV dµy 15cm; g = 2200, n=1,2: g1 = 0,15´2200´1,2 = 396 kG/m2. - Líp c¸t t«n nÒn dµy 10cm, g = 1500, n=1,2: g2 = 0,1´1500´1,2 = 180 kG/m2. Þ g® = åg = 396 + 180 = 576 kG/m2. Ho¹t t¶i trªn ®­êng lÊy s¬ bé q = 500´1,2 = 600 kG/m2. §Êt dÝnh cã c¸c ®Æc tr­ng cã lý nh­ sau: Lùc dÝnh ®¬n vÞ c = 15 kN/m2 = 1500 kG/m2 Gãc ma s¸t trong cña ®Êt j = 16o Träng l­îng riªng cña ®Êt g = 20 kN/m3 =2000kG/m3 Theo lý thuyÕt cña Coulomb c­êng ®é ¸p lùc ®Êt chñ ®éng lªn t­¬ng ch¾n theo ®é sau z tÝnh tõ mÆt ®Êt lµ: pa = lagz + laq - C.c. Trong ®ã: pa - c­êng ®é ¸p lùc ®Êt chñ ®éng lªn t­êng ch¾n. la hÖ sè ¸p lùc ®Êt chñ ®éng la = tg2(45o-) C = ë ®©y a = 0. pa = tg2(45o-)´(2000´z + 576) - ´1500 = =1135,7. z - 1933,6. Ta thÊy pa =0 t¹i z=1,7 m. Nh­ vËy ¶nh h­ëng cña ¸p lùc ®Êt chñ ®éng lªn t­êng ch¾n t¸c ®éng vµo khung lµ kh«ng ®¸ng kÓ. Cã thÓ bá qua phÇn t¶i träng nµy trong tÝnh khung, chØ kÓ ®Õn khi tÝnh t­êng ch¾n, mãng vµ trong tri c«ng ®µo ®Êt. 2. X¸c ®Þnh Ho¹t t¶i ph©n bè ®Òu trªn sµn. STT Lo¹i phßng pTC(KG/m2) n pTT(KG/m2) 1 2 3 4 5 6 7 8 Phßng lµm viÖc Phßng vÖ sinh Hµnh lang Phßng häp, héi th¶o, cöa hµng Ho¹t t¶i m¸i phÇn cao tÇng Ho¹t t¶i m¸i phÇn thÊp tÇng (tËp trung ®«ng ng­êi) S¶nh tÇng 1 Tr¹m b¬m, phßng ®iÒu hoµ, tr¹m ®iÖn 200 200 300 400 75 400 400 750 1,2 1,2 1,2 1,2 1,3 1,2 1,2 1,2 240 240 360 480 97.5 480 480 900 Khi chÊt ho¹t t¶i vµo c«ng tr×nh th«ng th­êng ta chia lµm hai tr­êng hîp lµ HT1 vµ HT2 theo kiÓu c¸ch tÇng c¸ch nhÞp. Trong ®ã HT1 lµ ®Ó x¸c ®Þnh m« men d­¬ng nguy hiÓm nhÊt cho « b¶n ®­îc chÊt t¶i vµ m« men ©m nguy hiÓm cho « b¶n kh«ng chÊt t¶i bªn c¹nh, HT2 th× ng­îc l¹i. Tuy nhiªn theo kinh nghiÖm, ®èi víi nhµ cao tÇng khi nhµ cã mÆt b»ng phøc t¹p vµ nhµ tÝnh theo s¬ ®å kh«ng gian th× viÖc chÊt t¶i nµy gÆp nhiÒu khã kh¨n vµ ch­a ch¾c ®· t×m ®­îc tr­êng hîp nguy hiÓm cña néi lùc, mÆt kh¸c mét lý do kh¸c lµ trong nhµ cao tÇng ho¹t t¶i ®øng chØ chiÕm mét phÇn nhá so víi träng l­îng b¶n th©n c«ng tr×nh (chØ chiÕm kho¶ng 30%) nªn vÒ møc ®é ¶nh h­ëng tíi sù lµm viÖc cña kÕt cÊu lµ nhá so víi c¸c lo¹i t¶i träng kh¸c. Víi lý do ®ã ë ®©y ta chän h×nh thøc chÊt ho¹t t¶i ®øng trªn toµn sµn. Khi tÝnh to¸n ho¹t t¶i ®øng cho nhµ cao tÇng, cho phÐp sö dông hÖ sè gi¶m t¶i do kÓ ®Õn kh¶ n¨ng sö dông kh«ng ®ång thêi trªn toµn nhµ, hÖ sè nµy ®­îc x¸c ®Þnh nh­ sau: + Víi c¸c lo¹i phßng: Phßng ngñ, phßng ¨n, phßng kh¸ch, buång vÖ sinh, v¨n phßng, phßng nèi h¬i, phßng ®éng c¬ vµ qu¹t ..vv. cã diÖn tÝch A tho¶ m·n ®k: A >A1=9 m2. yA1 = 0,4 + . + Víi c¸c lo¹i phßng : Phßng ®äc s¸ch, cöa hµng, triÓn l·m, phßng héi häp, kho, ban c«ng, l«gia...cã diÖn tÝch A tho¶ m·n ®k: A>A2=36 m2. yA2 = 0,5 + . TÇng 1: gåm c¸c phßng cã thÓ gi¶m t¶i nh­ sau: Tªn phßng DiÖn tÝch Lo¹i phßng yAi ptt KG/m2 Pgt KG/m2 Cöa hµng 560 Lo¹i 2 0,627 480 300 Tr¹m ®iÖn, b¬m n­íc 65,6 Lo¹i 1 0,622 900 560 Phßng ®iÒu hoµ 40,5 Lo¹i 1 0.682 900 614 Phßng vÖ sinh 32,8 Lo¹i 1 0,714 240 170 TÇng 2,3: gåm c¸c phßng cã thÓ gi¶m t¶i nh­ sau: Tªn phßng DiÖn tÝch Lo¹i phßng yAi ptt KG/m2 Pgt KG/m2 Cöa hµng 560 Lo¹i 2 0,627 480 300 Gi¶i kh¸t 264 Lo¹i 2 0.631 480 300 Phßng häp tÇng 2 120 Lo¹i 2 0.728 480 350 Phßng häp tÇng 3 360 Lo¹i 2 0.589 480 300 Phßng vÖ sinh 21.87 Lo¹i 1 0,785 240 190 TÇng ®iÓn h×nh: gåm c¸c phßng cã thÓ gi¶m t¶i nh­ sau: Tªn phßng DiÖn tÝch Lo¹i phßng yAi ptt KG/m2 Pgt KG/m2 Phßng lµm viÖc 300 Lo¹i 1 0,504 240 120 Phßng häp 60 Lo¹i 2 0.865 480 415 Phßng vÖ sinh 29 Lo¹i 1 0,734 240 180 II .x¸c ®Þnh ho¹t t¶i ngang do giã: T¶i träng giã ngang bao gåm thµnh phÇn tÜnh vµ thµnh phÇn ®éng. II.1.Thµnh phÇn giã tÜnh. Do sù lµm viÖc kh«ng gian cña kÕt cÊu nªn ta cÇn x¸c ®Þnh thµnh phÇn giã theo c¶ hai ph­¬ng. Theo TCVN 2737 - 95, c«ng tr×nh x©y dùng t¹i Hµ Néi thuéc vïng II-B cã gi¸ trÞ ¸p lùc giã tiªu chuÈn lµ Wo = 95 kG/m2. Gi¸ trÞ tiªu chuÈn thµnh phÇn tÜnh cña t¶i giã ë ®é cao z lµ : Wz=n´Wo´k´c. Trong ®ã: k - HÖ sè kÓ ®Õn sù thay ®æi ¸p lùc giã theo chiÒu cao. c - HÖ sè khÝ ®éng, víi bÒ mÆt ®ãn giã c = 0,8. Víi bÒ mÆt khuÊt giã c=0,6. n - HÖ sè ®é tin cËy cña t¶i träng giã, n=1,2. Gi¶ thiÕt r»ng sµn v« cïng cøng trong mÆt ph¼ng cña nã vµ t¶i träng giã ®­îc truyÒn vÒ c¸c møc sµn råi ®­îc sµn ph©n phèi cho c¸c kÕt cÊu chÞu lùc ngang lµ hÖ khung vµ lâi. V× vËy ta cã thÓ lÊy hÖ sè khÝ ®éng C= 0,8+0,6 = 1,4 vµ dån t¶i träng giã vÒ phÝa ®ãn giã. B¶ng x¸c ®Þnh ¸p lùc giã tÜnh t¹i c¸c møc sµn: TÇng Cao tr×nh K Giã ®Èy Giã hót Tæng (m) C N Wtt (kG/m2) C Wtt (kG/m2) Wt (kG/m2) 1 3.5 0.820 0.8 1.2 74.784 0.6 56.088 130.872 2 8.9 0.974 0.8 1.2 88.792 0.6 66.594 155.387 3 14.3 1.069 0.8 1.2 97.475 0.6 73.106 170.580 4 19.7 1.127 0.8 1.2 102.782 0.6 77.087 179.869 5 23.9 1.165 0.8 1.2 106.257 0.6 79.693 185.950 6 27.5 1.198 0.8 1.2 109.212 0.6 81.909 191.121 7 31.1 1.227 0.8 1.2 111.866 0.6 83.899 195.765 8 34.7 1.248 0.8 1.2 113.836 0.6 85.377 199.213 9 38.3 1.270 0.8 1.2 115.806 0.6 86.854 202.660 10 41.9 1.291 0.8 1.2 117.776 0.6 88.332 206.107 11 45.5 1.313 0.8 1.2 119.746 0.6 89.809 209.555 12 49.1 1.335 0.8 1.2 121.716 0.6 91.287 213.002 13 52.7 1.351 0.8 1.2 123.193 0.6 92.395 215.588 14 56.3 1.365 0.8 1.2 124.506 0.6 93.380 217.886 15 59.9 1.380 0.8 1.2 125.820 0.6 94.365 220.184 II.2.Thµnh phÇn giã ®éng. §Ó tÝnh t¶i träng giã ®éng ta cÇn biÕt ®­îc c¸c tÇn sè giao ®éng riªng cña c«ng tr×nh. Mét c¸ch gÇn ®óng gi¶ thiÕt r»ng c¸c nót cã khèi l­îng nh­ nhau. Chia c«ng tr×nh thµnh c¸c phÇn, mçi phÇn gåm c¸c cÊu kiÖn trong ph¹m vi 1 tÇng, riªng cét vµ t­êng ng¨n ®­îc lÊy mét nöa tÇng kÕ d­íi vµ mét nöa tÇng kÕ trªn. §Ó x¸c ®Þnh tÇn sè dao ®éng riªng cña c«ng tr×nh ta cÇn khai b¸o khèi l­îng tËp trung (mass)t¹i c¸c nót khung vµ mét sè nót thuéc v¸ch cøng do träng l­îng b¶n th©n cña t­êng vµ c¸c líp vËt liÖu cÊu t¹o sµn, m¸i. (PhÇn khèi l­îng do träng l­îng b¶n th©n c¸c cÊu kiÖn bª t«ng cèt thÐp thuéc cét, dÇm, sµn, v¸ch cøng do ch­¬ng tr×nh Sap2000 tù dån). Sau khi cã c¸c tÇn sè dao ®éng riªng cña c«ng tr×nh ta tÝnh W®. §Ó tÝnh W® ta cÇn biÕt khèi l­îng tæng céng cña c«ng tr×nh ë tõng phÇn. Khèi l­îng mçi phÇn ®­îc dån vµo nót thuéc tÇng ®ã gåm khèi l­îng do tÜnh t¶i vµ 50% gi¸ trÞ ho¹t t¶i ®øng. 1. Dån khèi l­îng vÒ nót: a,TÇng 1: Tæng khèi l­îng sµn: Gs= n.F.gs=1,1´1493,6´475,9=781906 kG. Trong ®ã : - F=(8,1´10,8)´15+(7,2´10,8)´1+(4,8´10,8)´2 = 1493,6 m2 :DiÖn tÝch sµn. - g = 475,9 kG/m2 : TÜnh t¶i sµn. Tæng khèi l­îng t­êng: - T­êng lo¹i 1(gåm c¶ t­êng vµ kÝnh): tæng chiÒu dµi lµ lt1=90m. Þ Gt1 = gt1´lt1 =613,34´90 = 55200,6 kG. - T­êng lo¹i 2 (t­êng g¹ch 220 hoµn toµn), lt2= 121,5 m. Þ Gt2 = gt2´lt2 =2315,64´121,5 = 281350,26 kG. VËy tæng khèi l­îng t­êng tÇng 1 lµ: Þ Gt = Gt1+Gt2 = 55200,6 + 281350,26 = 336550,86 kG. Tæng khèi l­îng dÇm tÇng 1: GÇn ®óng coi c¸c dÇm cã chiÒu cao trung b×nh lµ 0,75m. Tæng chiÒu dµi dÇm lµ: lD= 729,9m. Þ GD = 1´1´0,3´(0,75 - 0,12)´729,9´2500 = 379366 kG. Tæng khèi l­îng l­îng cét: 18 chiÕc cét 1000´1000; 8 chiÕc 600´600. Þ GC = 1,1(1´1´18 +0,6´0,6´8)´(5,4 - 0,12)´2500 = 262520 kG. Tæng khèi l­îng cÇu thang: do khèi l­îng cÇu thang lín h¬n khèi l­îng sµn kh«ng nhiÒu vµ chØ chiÕm mét phÇn rÊt nhá so víi tæng khèi l­îng toµn sµn nªn coi nh­ ®· kÓ vµo tæng khèi l­îng sµn ®· tinh ë trªn. Tæng khèi l­îng lâi thang m¸y vµ lång thang bé: Gv= F.h.g.n = (6,86+7,546)´5,4´2500´1,1 = 213929 kG. VËy tæng khèi l­îng tÜnh t¶i tÇng 1 lµ: Gtt= åG= Gs + Gt + GD+ GC+ Gv= 1930897kG = 1930,897 T. Ho¹t t¶i ®øng trong ph¹m vi tÇng 1 : ho¹t t¶i trong tÇng 1 bao gåm c¸c lo¹i : S¶nh, cöa hµng p = 400 kG/m2.(chiÕm kho¶ng 40%) Hµnh lang : p=300 kG/m2.(20%) C¸c phßng ®iÒu phèi ®iÖn, ®iÒu hoµ, tr¹m b¬m n­íc: p=750 (30%). C¸c phßng chøc n¨ng vµ phßng vÖ sinh: p=200kG/m2.(10%) §Ó tiÖn tÝnh to¸n ta lÊy trung b×nh ho¹t t¶i trong tÇng lµ: ptb= (400´0,4+300´0,2+750´0,3+200´0,1)´1,2 = 558 kG/m2. Þ Ght= 558´1493,6 = 833451 kG = 833,451 T. Tæng khèi l­îng tÇng 1 lµ: G= Gtt +50%Ght= 1930,897+50%´833,451 = 2224,3 T. Tæng khèi l­îng do t­êng, c¸c líp cÊu t¹o sµn vµ 50% ho¹t t¶i cÇn khai b¸o ®Ó tÝnh dao ®éng: G’ = Gs + Gt + 50% Ght = 781,906 + 336,55086 + 50% 833,451 = 971,198 T Trong ®ã g = 475,9 kG/m2 lµ träng l­îng sµn, gbt=330 lµ phÇn träng l­îng bªt«ng sµn. Þ Khèi l­îng giao ®éng mçi nót lµ: m1=G’/(g´38) = 2,556 (Ts2/m) = 2556 (kg.s2/m). Trong ®ã g = 10 m/s2. b,C¸c tÇng cßn l¹i: T­¬ng tù nh­ trªn ta tÝnh ®­îc khèi l­îng dao ®éng tËp trung t¹i mçi nót cña c¸c tÇng nh­ sau: TÇng Tæng khèi l­îng (t) Khèi l­îng dao ®éng khai b¸o vµo nót (kg.s2/m) 1 2180,933 2556 2 2036,76 2052 3 1942,97 1805 4 3076,175 4037 5 1473,05 2094 6 1518,94 2202 7 1518,94 2202 8 1518,94 2202 9 1518,94 2202 10 1469,281 2202 11 1469,281 2202 12 1469,281 2202 13 1469,281 2202 14 1423,399 2094 M¸i 1674,585 4030 2. TÝnh to¸n t¶i träng giã ®éng: Theo TCXD 229 :1999 “ ChØ dÉn tÝnh to¸n thµnh phÇn ®éng cña t¶i träng giã theo TCVN 2737 : 1995”, gi¸ trÞ tiªu chuÈn thµnh phÇn ®éng cña t¶i träng giã t¸c dông lªn phÇn thø j øng víi d¹ng dao ®éng thø i ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc: Wp(j i) = M j xi y i y j i Trong ®ã : M j : khèi l­îng tËp trung cña phÇn c«ng tr×nh thø j. Yji : dÞch chuyÓn ngang tû ®èi cña träng t©m phÇn c«ng tr×nh thø j øng víi d¹ng dao ®éng thø i (m) yi : hÖ sè gia tèc ®­îc x¸c ®Þnh b»ng c¸ch chia c«ng tr×nh thµnh n phÇn, trong ph¹m vi mçi phÇn t¶i träng giã coi nh­ kh«ng ®æi. yi = Víi WPj = Wj z n : Gi¸ trÞ tiªu chuÈn thµnh phÇn ®éng cña t¶i träng giã t¸c dông lªn phÇn thø j cña c«ng tr×nh . z : HÖ sè ¸p lùc ®éng cña t¶i träng giã ë ®é cao øng víi phÇn thø j cña c«ng tr×nh, lµ hÖ sè kh«ng thø nguyªn, ®­îc x¸c ®Þnh theo TCVN 2737-95. n : HÖ sè t­¬ng quan kh«ng gian ¸p lùc ®éng cña t¶i träng giã øng víi c¸c d¹ng dao ®éng kh¸c nhau cña c«ng tr×nh. n ®­îc x¸c ®Þnh theo hai hÖ sè lµ r vµ k . Ta cã r = B = 32,4m ; k = H = 59,9m Þ n = 0,671. xi : hÖ sè ®éng lùc øng víi d¹ng dao ®éng thø i, kh«ng thø nguyªn, phô thuéc vµo th«ng sè ei vµ ®é gi¶m l«ga dao ®éng : ei = . Trong ®ã : g : hÖ sè ®é tin cËy cña t¶i träng giã, lÊy b»ng 1,2; Wo : gi¸ trÞ ¸p lùc giã b»ng 950N/m2; fi : tÇn sè dao ®éng riªng thø i (Hz) a. X¸c ®Þnh thµnh phÇn ®éng theo ph­¬ng Y: Sau khi ®Æt c¸c khèi l­îng tËp trung vµo nót cña c¸c tÇng qua khèi d÷ liÖu Masses cña ch­¬ng tr×nh Sap2000 , ta t×m ®­îc 3 d¹ng dao ®éng riªng ®Çu tiªn cã chu kú : T1 = 1,4495 s ; T2 = Þ f1 = 1/T1 = 0,6899 (s-1) ; f2, f3 > fL = 1,3 (s-1). ( Trong ®ã fL lµ gi¸ trÞ giíi h¹n cña tÇn sè dao ®éng riªng, víi c«ng tr×nh n»m trong vïng ¸p lùc giã II tra b¶ng cã d = 0,3 Þ fL = 1,3) Ta cã : ei = = 0,0521 . Tra ®å thÞ ta ®­îc x = 1,6005 . B¶ng x¸c ®Þnh hÖ sè gia tèc theo ph­¬ng Y TÇng Cao tr×nh z u Wtck Wpk Mk yk Syk.Wk Syk2.Mk m kG/m2 KG/m2 kG m 1 3.5 0.517 0.671 109.1 37.83 3714394 1.65E-05 0.0006241 0.001011 2 8.9 0.493 0.671 129.5 42.82 3469043 7.14E-05 0.0030593 0.017707 3 14.3 0.474 0.671 142.2 45.17 3564373 1.50E-04 0.0067855 0.080445 4 19.7 0.458 0.671 149.9 46.05 3857990 2.46E-04 0.0113364 0.233787 5 23.9 0.452 0.671 155 46.95 1521346 3.32E-04 0.0155949 0.167847 6 27.5 0.447 0.671 159.3 47.72 1571117 4.09E-04 0.0195232 0.262999 7 31.1 0.441 0.671 163.1 48.33 1571117 4.89E-04 0.0236438 0.376092 8 34.7 0.436 0.671 166 48.61 1571117 5.71E-04 0.0277667 0.51253 9 38.3 0.431 0.671 168.9 48.89 1571117 6.54E-04 0.0319674 0.67185 10 41.9 0.430 0.671 171.8 49.61 1571117 7.37E-04 0.0365468 0.852765 11 45.5 0.433 0.671 174.6 50.75 1571117 8.19E-04 0.0415789 1.054481 12 49.1 0.436 0.671 177.5 51.91 1571117 9.01E-04 0.0467535 1.274529 13 52.7 0.439 0.671 179.7 52.86 1571117 9.81E-04 0.0518379 1.510677 14 56.3 0.441 0.671 181.6 53.76 1471688 1.06E-03 0.0569571 1.652109 15 59.9 0.444 0.671 183.5 54.66 1704766 0.00112885 0.061699 2.172379 Þ yi = = 0,0402 kG/m2 . B¶ng x¸c ®Þnh thµnh phÇn giã theo ph­¬ng Y: TÇng Cao tr×nh y x Wptc Wptt Wt W W m KG/m2 KG/m2 kG/m2 kG/m2 kG/m 1 3.5 0.0402 1.6005 3.9409 4.7291 130.872 135.601 603.425 2 8.9 0.0402 1.6005 15.941 19.13 155.387 174.516 942.388 3 14.3 0.0402 1.6005 34.442 41.331 170.580 211.911 1144.32 4 19.7 0.0402 1.6005 61.086 73.303 179.869 253.172 1215.23 5 23.9 0.0402 1.6005 32.503 39.003 185.950 224.953 877.318 6 27.5 0.0402 1.6005 41.346 49.615 191.121 240.736 866.650 7 31.1 0.0402 1.6005 49.443 59.331 195.765 255.097 918.348 8 34.7 0.0402 1.6005 57.718 69.262 199.213 268.475 966.509 9 38.3 0.0402 1.6005 66.083 79.3 202.660 281.960 1015.06 10 41.9 0.0402 1.6005 74.451 89.341 206.107 295.448 1063.614 11 45.5 0.0402 1.6005 82.789 99.347 209.555 308.902 1112.047 12 49.1 0.0402 1.6005 91.019 109.22 213.002 322.224 1160.008 13 52.7 0.0402 1.6005 99.093 118.91 215.588 334.499 1204.195 14 56.3 0.0402 1.6005 100.29 120.35 217.886 338.240 1217.662 15 59.9 0.0402 1.6005 123.78 148.54 220.184 368.720 663.697 b. X¸c ®Þnh thµnh phÇn ®éng theo ph­¬ng X: Hoµn toµn t­¬ng tù, theo ph­¬ng X ta x¸c ®Þnh ®­îc 3 d¹ng dao ®éng riªng ®Çu tiªn lµ: T1 = 0,6115 s ; T2 = Þ f1 = 1/T1 = 1,449 > fL = 1,3 (s-1). Theo tiªu chuÈn 2737-95 vÒ t¶i träng vµ t¸c ®éng, khi c«ng tr×nh cã tÇn sè dao ®éng riªng ®Çu tiªn lín h¬n tÇn sè giíi h¹n fL th× ta chØ cÇn kÓ ®Õn t¸c dông cña xung vËn tèc giã, khi ®ã gi¸ trÞ tiªu chuÈn thµnh phÇn ®éng cña ¸p lùc giã WPj t¸c dông lªn phÇn thø j cña c«ng tr×nh ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc : WPj = Wj z n. Trong ®ã c¸c hÖ sè cã ý nghÜa nh­ ®· gi¶i thÝch ë phÇn a. III.chÊt t¶i vµo s¬ ®å tÝnh: S¬ ®å tÝnh : S¬ ®å tÝnh lµ hÖ kh«ng gian gåm hÖ khung - sµn - v¸ch cøng. Trong ®ã trôc khung theo ph­¬ng ®øng ®­îc lÊy trïng trôc cét, trôc khung theo ph­¬ng ngang ®­îc lÊy trïng víi trôc dÇm. Trong tr­êng hîp hai dÇm c¹nh nhau cã chiÒu cao kh¸c nhau th× trôc khung ®­îc lÊy trïng víi trôc dÇm g©y nguy hiÓm h¬n cho kÕt cÊu, tøc lµ lµm cho chiÒu dµi tÝnh to¸n cña cét kÒ d­íi lín h¬n. T­¬ng tù nÕu cét thay ®æi tiÕt diÖn th× trôc khung ®­îc lÊy trïng víi trôc cét nµo lµm cho chiÒu dµi tÝnh to¸n cña dÇm lín h¬n. Trôc cña t­êng th­êng lÖch so víi trôc cña dÇm vµ trôc cña dÇm biªn th­êng lÖch so víi trôc cét. T¶i träng tõ t­êng truyÒn xuèng dÇm sau ®ã truyÒn xuèng cét ngoµi thµnh phÇn t¶i träng tËp trung ®óng t©m cßn g©y ra thµnh phÇn m«men xo¾n cho dÇm vµ m« men uèn cho cét. Tuy nhiªn do ®é cøng cña nót khung rÊt lín nªn cã thÓ bá qua t¸c dông cña m«men lÖch t©m lªn dÇm vµ xem ¶nh h­ëng chØ lµ côc bé lªn cét. Trong c«ng tr×nh nµy do khèi cao tÇng n»m gi÷a hai khèi thÊp tÇng vµ ®­îc ng¨n c¸ch bëi hai khe lón nªn trôc t­êng trïng víi trôc dÇm ë c¸c tÇng d­íi, lªn c¸c tÇng trªn (tõ tÇng 5) trôc t­êng liªn tôc thay ®æi trªn 1 dÇm, tuy nhiªn do ë ®©y sö dông t­êng kÝnh lµ chñ yÕu nªn cã thÓ bá qua t¸c dông lÖch t©m lªn c¶ cét vµ dÇm. Do dÇm cã bÒ réng b»ng bÒ réng cét nªn ®é lÖch t©m gi÷a dÇm vµ cét lµ kh«ng cã. Trõ c¸c tÇng gi¶m tiÕt diÖn cét ®é lÖch t©m lµ 5cm rÊt nhá so víi bÒ réng cét lµ 70cm nªn ta còng cã thÓ bá qua m« men lÖch t©m. ChÊt t¶i vµo s¬ ®å tÝnh: Nh­ ®· nãi ë phÇn ®Çu, ta chän s¬ ®å tÝnh lµ s¬ ®å kh«ng gian vµ sö dông ch­¬ng tr×nh Sap 2000 ®Ó ph©n tÝch néi lùc. S¬ ®å lµm viÖc bao gåm c¸c phÇn tö Frame (thuéc khung) vµ c¸c phÇn tö Shell (thuéc sµn vµ v¸ch cøng). - TÜnh t¶i : phÇn bª t«ng cèt thÐp cña khung, sµn, v¸ch ta chØ cÇn khai b¸o kÝch th­íc vµ vËt liÖu. PhÇn vËt liÖu cÊu t¹o kh¸c nh­ c¸c líp cÊu t¹o sµn, m¸i, trÇn treo vµ träng l­îng t­êng ®Æt trùc tiÕp lªn sµn ®­îc khai b¸o bæ sung d­íi d¹ng t¶i ph©n bè ®Òu trªn shell. TÜnh t¶i t­êng ph©n bè ®Òu trªn dÇm ta khai b¸o d­íi d¹ng t¶i ph©n bè ®Òu trªn phÇn tö Frame t­¬ng øng. - Ho¹t t¶i sµn, m¸i ta còng khai b¸o d­íi d¹ng lùc ph©n bè ®Òu trªn Shell. C¸c « sµn cã nhiÒu h¬n 1 tr­êng hîp ho¹t t¶i ta lÊy gi¸ trÞ ho¹t t¶i trung b×nh. - T¶i träng ngang do giã: chÊt thµnh lùc ph©n bè ®Òu trªn møc sµn t­¬ng øng víi phÇn chÞu t¶i gåm nöa tÇng kÕ trªn vµ nöa tÇng kÕ d­íi. - §Ó x¸c ®Þnh c¸c tÇn sè dao ®éng riªng cña c«ng tr×nh phôc vô cho viÖc tÝnh giã ®éng ta cÇn khai b¸o c¸c khèi l­îng tËp trung (mass) trªn tõng møc sµn (coi nh­ lµ mét phÇn khi chia c«ng tr×nh thµnh n phÇn theo chiÒu cao theo TCVN 2737-95). PhÇn khèi l­îng do b¶n th©n c¸c phÇn tö Frame vµ shell ®· khai b¸o ta kh«ng cÇn khai b¸o n÷a, cßn khèi l­îng do c¸c líp cÊu t¹o sµn, m¸i, v¸ch ng¨n vµ 50% ho¹t t¶i ta khai b¸o thªm d­íi d¹ng khèi l­îng tËp trung vµo c¸c nót khung vµ mét sè nót thuéc v¸ch. Ch­¬ng 4: THIÕT KÕ KHUNG K4. THIÕT KÕ DÇM: Sè liÖu tÝnh to¸n BT max 250 cã R n = 110 kG/cm2 , Rk = 8,8 kG/cm2. ThÐp däc A II cã Ra = R’a = 2700 kG/cm2. ThÐp ®ai A I cã Ra = 2100 kG/cm2 A= 0,42 = 0,58 TÝnh dÇm thuéc tÇng 1 : 1.1.TÝnh dÇm CD: TiÕt diÖn b´h = 30´90 cm TÝnh thÐp däc chÞu m« men d­¬ng (tiÕt diÖn II-II gi÷a nhÞp) Chän cÆp néi lùc tÝnh to¸n lµ: M=36516,48 kG.m C¸nhn»m trong vïng nÐn, tham gia chÞu lùc cïng víi s­ên. BÒ réng c¸nh ®­a vµo tÝnh to¸n lµ bc: bc = b + 2C1 Trong ®ã C1 kh«ng v­ît qu¸ trÞ sè bÐ nhÊt trong ba gi¸ trÞ sau : + 1/2 Kho¶ng c¸ch hai mÐp trong cña dÇm = ´ (405 - 30) = 187,5 cm. + 1/6 NhÞp dÇm = ´ 1080 = 180 cm + 9hc : (víi hc lµ chiÒu cao c¸nh lÊy b»ng chiÒu dµy cña b¶n hc=12cm > 0,1´h= 9 cm) 9hc= 9´12 = 108 cm . VËy chän C1= 108cm = b+2 . C1 = 30 + 2´108= 246 cm. X¸c ®Þnh vÞ trÝ trôc trung hßa: Chän líp b¶o vÖ a= 5cm Þ ho= 90 - 5= 85cm. ta cã M«men Mc = Rn . = 110´246´12´(85 - 0,5´12) = 25652880 KGcm. VËy ta cã Mc > M =3651648 KGcm Trôc trung hoµ ®i qua c¸nh Ta tÝnh to¸n nh­ ®èi víi tiÕt diÖn ch÷ nhËt : b´h= bc´h= 246´90cm A= < Ao = 0,421 Þ§Æt cèt ®¬n. = 0,991. VËy = 16,06 cm2. Chän 328 cã = 18,473 cm 0,742%> TÝnh thÐp däc chÞu m«men ©m (tiÕt diÖn I-I) CÆp néi lùc chän lµ M= 56085,28 kGm TiÕt diÖn chÞu m« men ©m Þ c¸nh n»m trong vïng kÐo nªn bá qua chän líp b¶o vÖ a= 7cm Þ ho=90 - 7=83 cm . A= = = 0,2467< Ao =0,42ChØ cÇn ®Æt cèt ®¬n Ta cã : = 0,856 . VËy = 29,24 cm2. Chän 5f28 cã Fa = 30,788 cm2 ,1,236%> TÝnh cèt thÐp däc chÞu m«men ©m - TiÕt diÖn III-III CÆp néi lùc chän lµ M = 57001,45KGm Ta cã A= = 0,2507 < Ao=0,412 Þ §Æt cèt ®¬n. = 0,853 VËy = 29,82 cm2. Chän 5f28 cã Fa = 30,788 cm2 ,1,236%> d. TÝnh to¸n cèt ®ai: §­îc tÝnh víi lùc c¾t lín nhÊt taÞ gèi . d1. TÝnh cèt ®ai cho tiÕt diÖn I - I: Qmax= 22611,57 kG. KiÓm tra ®iÒu kiÖn h¹n chÕ : ko.Rn.b.ho= 0,35´110´30´83 =95865 kG > Qmax ÞTho¶ m·n ®iÒu kiÖn h¹n chÕ . Ta cã 0,6.Rk.b.ho =0,6´8,8´30´63 = 13147,2 kG < Qmax =22811,57 kG Þ CÇn ph¶i tÝnh cèt ®ai. Lùc c¾t cèt ®ai ph¶i chÞu = = 35,141 kG/cm. Chän ®ai f8 cã fa = 0,503 cm2 ; Sè nh¸nh n=2, ta cã : + Kho¶ng c¸ch tÝnh to¸n cña cèt ®ai : = 48,667 cm. + Kho¶ng c¸ch lín nhÊt gi÷a c¸c cèt ®ai: = 120,648 cm. +Kho¶ng c¸ch cÊu t¹o cña cèt ®ai : v× h = 90cm > 50cm nªn c«ng thøc kho¶ng c¸ch cÊu t¹o nh­ sau : Uct < {h/3 ;30cm}= { 30cm ; 30cm} = 30 cm. VËy ta chän ®ai f8 a150 trong ph¹m vi 3hd = 2700 (Theo TCXD198:1997) Víi kho¶ng c¸ch nh­ vËy ta kiÓm tra xem cã cÇn ®Æt cèt xiªn hay kh«ng : Ta cã : Kh¶ n¨ng chÞu c¾t cña tiÕt nghiªng yÕu nhÊt: = 40728,92 kG > Q = 22611,57 kG. VËy kh«ng ph¶i tÝnh cèt xiªn. d2. TÝnh cèt ®ai cho tiÕt diÖn III - III: Qmax= 22564,35 kG. Ta thÊy lùc c¾t lín nhÊt t¹i tiÕt diÖn III-III xÊp xØ lùc c¾t trªn tiÕt diÖn I-I nªn ta bè trÝ cèt ®ai gièng nh­ ë tiÕt diÖn I-I. d2. TÝnh cèt ®ai cho tiÕt diÖn II - II: T¹i khu vùc gi÷a dÇm ngoµi ph¹m vi bè trÝ cho hai tiÕt diÖn ®· tÝnh ë trªn, ta chän cèt ®ai theo cÊu t¹o vµ tu©n theo TCXD 198 : 1997 nh­ sau : £ 0,5 hd = 0,5´900 = 450 mm. Kh«ng lín h¬n 12 lÇn ®­êng kÝnh cèt thÐp däc: 12´28 = 336mm. Kh«ng v­ît qu¸ 300 mm. VËy chän cèt ®ai f8 a 300 cho khu vùc gi÷a dÇm. 1.2.TÝnh c¸c dÇm cßn l¹i: C¸c dÇm cßn l¹i ®­îc tÝnh to¸n qua ch­¬ng tr×nh EXCELL vµ lËp thµnh b¶ng . 2. TÝnh dÇm thuéc tÇng 9 : 2.1.TÝnh dÇm conson: TiÕt diÖn b´h = 80 cm x 55cm Gi¶ thiÕt a = 7 cm Þ ho = 48 cm. Ta chØ cÇn tÝnh cho tiÕt diÖn ®Çu ngµm chÞu m«men ©m. a, TÝnh cèt thÐp däc : CÆp néi lùc chän ®Ó tÝnh to¸n lµ M = 12516,95 KGm Q = 9038,07 kG.(I-16) Ta cã A= = 0,0617 < Ao=0,412 Þ §Æt cèt ®¬n. = 0,968 Þ = 9,98 cm2. Chän 3f25 cã Fa = 14,726 cm2 ,0,383 %> b, TÝnh cèt ®ai chÞu lùc c¾t : Q = 9038,07 kG KiÓm tra ®iÒu kiÖn h¹n chÕ : ko.Rn.b.ho= 0,35´110´80´48 = 147840 kG > Qmax ÞTho¶ m·n ®iÒu kiÖn h¹n chÕ . Ta cã 0,6.Rk.b.ho =0,6´8,8´80´48 = 20275,2 kG > Q = 9038,07 kG Þ Kh«ng CÇn ph¶i tÝnh cèt ®ai. Cèt ®ai ®­îc ®Æt theo cÊu t¹o. Kho¶ng c¸ch cÊu t¹o cña cèt ®ai : v× h = 55cm > 50cm nªn c«ng thøc kho¶ng c¸ch cÊu t¹o nh­ sau : Uct < {h/3 ;30cm}= { 18,3cm ; 30cm} = 18,3 cm. VËy ta chän ®ai f8 a150 2.2.TÝnh dÇm CD: TiÕt diÖn b´h = 80 cm x 55cm TÝnh thÐp däc chÞu m« men d­¬ng (tiÕt diÖn II-II gi÷a nhÞp) Chän cÆp néi lùc tÝnh to¸n lµ: M = 29553,24 kG.m C¸nhn»m trong vïng nÐn, tham gia chÞu lùc cïng víi s­ên. BÒ réng c¸nh ®­a vµo tÝnh to¸n lµ bc: bc = b + 2C1 Trong ®ã C1 kh«ng v­ît qu¸ trÞ sè bÐ nhÊt trong ba gi¸ trÞ sau : + 1/2 Kho¶ng c¸ch hai mÐp trong cña dÇm = ´ (405 - 30) = 187,5 cm. + 1/6 NhÞp dÇm = ´ 1080 = 180 cm + 9hc : (víi hc lµ chiÒu cao c¸nh lÊy b»ng chiÒu dµy cña b¶n hc=12cm > 0,1´h= 9 cm) 9hc= 9´12 = 108 cm . VËy chän C1= 108cm = b+2 . C1 = 80 + 2´108= 296 cm. X¸c ®Þnh vÞ trÝ trôc trung hßa: Chän líp b¶o vÖ a= 5cm Þ ho= 55 - 5= 50cm. M«men Mc = Rn . = 110´296´12´(50 - 0,5´12) = 17191680 KGcm. VËy ta cã Mc > M =29553,24 KGcm Trôc trung hoµ ®i qua c¸nh Ta tÝnh to¸n nh­ ®èi víi tiÕt diÖn ch÷ nhËt : b´h= bc´h= 296´55cm A= = 0,0363 < Ao = 0,421 Þ §Æt cèt ®¬n. = 0,991 Þ = 22,03 cm2. Chän 428 cã = 24,63 cm 0,616%> TÝnh thÐp däc chÞu m«men ©m (tiÕt diÖn I-I) CÆp néi lùc chän lµ M= 56085,28 kGm Q = 21613,79 kG. TiÕt diÖn chÞu m« men ©m Þ c¸nh n»m trong vïng kÐo nªn bá qua chän líp b¶o vÖ a= 7cm Þ ho=55 - 7=48 cm . A= = 0,2708< Ao =0,42ChØ cÇn ®Æt cèt ®¬n Ta cã : = 0,838 Þ = 50,53 cm2. Chän 10f28 cã Fa = 61,575 cm2 ,1,604% > TÝnh cèt thÐp däc chÞu m«men ©m - TiÕt diÖn III-III CÆp néi lùc chän lµ M = 56839,43KGm Q = Ta cã A= = 0,2803 < Ao=0,412 Þ §Æt cèt ®¬n. = 0,831 Þ = 52,57 cm2. Chän 10f28 cã Fa = 61,575 cm2 ,1,604% > d. TÝnh to¸n cèt ®ai: §­îc tÝnh víi lùc c¾t lín nhÊt taÞ gèi . d1. TÝnh cèt ®ai cho tiÕt diÖn I - I: Qmax= 21613,79 kG. KiÓm tra ®iÒu kiÖn h¹n chÕ : ko.Rn.b.ho= 0,35´110´80´48 = 147840 kG > Qmax ÞTho¶ m·n ®iÒu kiÖn h¹n chÕ . Ta cã 0,6.Rk.b.ho =0,6´8,8´80´48 = 20275,2 kG < Qmax =21613,79 kG Þ CÇn ph¶i tÝnh cèt ®ai. Lùc c¾t cèt ®ai ph¶i chÞu = 36,01 kG/cm. Chän ®ai f8 cã fa = 0,503 cm2 ; Sè nh¸nh n=2, ta cã : + Kho¶ng c¸ch tÝnh to¸n cña cèt ®ai : = 47,504 cm. + Kho¶ng c¸ch lín nhÊt gi÷a c¸c cèt ®ai: = 112,568 cm. +Kho¶ng c¸ch cÊu t¹o cña cèt ®ai : v× h = 55cm > 50cm nªn c«ng thøc kho¶ng c¸ch cÊu t¹o nh­ sau : Uct < {h/3 ;30cm}= { 18,3cm ; 30cm} = 18,3 cm. VËy ta chän ®ai f8 a150 Víi kho¶ng c¸ch nh­ vËy ta kiÓm tra xem cã cÇn ®Æt cèt xiªn hay kh«ng : Ta cã : = 114,01 kG/cm. Kh¶ n¨ng chÞu c¾t cña tiÕt nghiªng yÕu nhÊt: = 38463,64 kG > Q = 22611,57 kG. VËy kh«ng ph¶i tÝnh cèt xiªn. d2. TÝnh cèt ®ai cho tiÕt diÖn III - III: Qmax= 21812,80 kG. Ta thÊy lùc c¾t lín nhÊt t¹i tiÕt diÖn III-III xÊp xØ lùc c¾t trªn tiÕt diÖn I-I nªn ta bè trÝ cèt ®ai gièng nh­ ë tiÕt diÖn I-I. d3. TÝnh cèt ®ai cho tiÕt diÖn II - II: §Æt theo cÊu t¹o f8 a 250. 2.3. TÝnh c¸c dÇm cßn l¹i: C¸c dÇm cßn l¹i ®­îc tÝnh to¸n qua ch­¬ng tr×nh EXCELL vµ lËp thµnh b¶ng . TÝNH THÐP CéT KHUNG K4: C¸c cét trong nhµ phÇn lín lµ cét vu«ng chÞu nÐn lÖch t©m xiªn. Néi lùc gåm cã : Nz, Mx, My. Trong ®ã Nz lµ lùc nÐn däc trôc. Mx lµ m« men uèn n»m trong mÆt ph¼ng khung. My lµ m« men uèn n»m vu«ng gãc víi mÆt ph¼ng khung. I . C¬ së tÝnh to¸n: B¶ng tæ hîp néi lùc. Tµi liÖu “ TÝnh to¸n tiÕt diÖn ch÷ nhËt chÞu nÐn lÖch t©m xiªn “ do Gi¸o s­ NguyÔn §×nh Cèng biªn so¹n theo tiªu chuÈn Anh BS8110, cã c¶i tiÕn theo TCVN 5574 1994. Tµi liÖu kiÕn tróc. Sau ®©y lµ néi dung vµ c«ng thøc tÝnh to¸n: Sè liÖu: TiÕt diÖn ch÷ nhËt c¹nh bx, by (bx³by). Cèt thÐp ®Æt ®Òu theo chu vi, ®èi xøng qua hai trôc. Fat - DiÖn tÝch tiÕt diÖn toµn bé cèt thÐp. Fb - DiÖn tÝch tiÕt diÖn bª t«ng, Fb = bx´by. mt - Hµm l­îng cèt thÐp : mt = . Giíi h¹n mmin = 0,5% £ m £ mmax = 6%. a - kho¶ng c¸ch tõ t©m cèt thÐp ®Õn mÐp tiÕt diÖn gÇn nhÊt. dx = bx - a ; dy = by - a : chiÒu cao lµm viÖc cña tiÕt diÖn theo hai ph­¬ng. lo - chiÒu dµi tÝnh to¸n cña cét. Rn - C­êng ®é tÝnh to¸n cña bª t«ng. Ra - c­êng ®é tÝnh to¸n cña cèt thÐp. ao - HÖ sè giíi h¹n chiÒu cao vïng nÐn, lÊy phô thuéc vµo m¸c bª t«ng vµ lo¹i thÐp. N - Tæng lùc nÐn. Mx, My - M«men uèn t¸c dông trong mÆt ph¼ng song song víi c¹nh bx, by. (N, Mx, My lµ néi lùc tÝnh to¸n, lÊy theo tæ hîp néi lùc). Ph©n biÖt tr­êng hîp tÝnh to¸n: Tr­êng hîp 1 : ³ Tr­êng hîp 2 : £ §Æt : M1 = My ; M2 = Mx. b = bx ; bo = dx . h = hy ; ho = dy. §Æt : M1 = Mx ; M2 = My. b = by ; bo = dy . h = hx ; ho = dx. KiÓm tra l¹i : ho = h - a ; bo = b - a. kh¶ n¨ng chÞu nÐn: N®t- Kh¶ n¨ng chÞu nÐn ®óng t©m. No- Lùc nÐn giíi h¹n ®Ó ph©n biÖt tr­êng hîp nÐn lÖch t©m lín vµ bÐ. N®t = Rn Fb + Ra Fat. No=ao Rn b ho. Néi lùc tÝnh ®æi: K= min( vµ 1). ba= ; au= ba K h. au : §é lÖch t©m t¨ng lªn do ¶nh h­ëng cña uèn däc. M : M«men uèn t¨ng lªn do uèn däc Mo = M1 + N au . M : M«men tÝnh ®æi M = Mo + m M2 ; m - HÖ sè tra b¶ng phô thuéc vµo n = n 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1 ³ 1,2 m 1 0,92 0,84 0,76 0,70 0,64 0,58 0,53 0,48 0,43 0,38 0,3 TÝnh cèt thÐp : Th­êng ph¶i gi¶ thiÕt tr­íc Fat ®Ó tÝnh N®t, No .. M sau ®ã tÝnh l¹i Fat vµ so s¸nh víi Fat ®· gi¶ thiÕt. TÝnh eo= ; s = ; j = . XÐt ba tr­êng hîp sau: Tr­êng hîp 1 : khi s £ 0,3 , TÝnh d = . Fat ³ . Tr­êng hîp 2 : khi s >0,3 ®ång thêi j £ 0,3 Fat = . Tr­êng hîp 3 : khi s > 0,3 ®ång thêi j > 0,3 Fat = * C¸c sè liÖu tÝnh to¸n: Bª t«ng m¸c 300 cã Rn = 130 kG/cm2. Cèt thÐp däc AII cã Ra = 2700 kG/cm2. II. TÝnh to¸n cèt thÐp cét trôc c tÇng hÇm: NhËn xÐt : Trong nhµ cao tÇng th­êng lùc däc trong cét rÊt lín so víi m« men, do ®ã ta ­u tiªn cÆp néi lùc tÝnh to¸n cã N lín. CÆp 1 : Nmax , , CÆp 2 : Mx max, My t­, Nt­. CÆp 3 : My max , Mx t­, Nt­ Mét sè cÆp kh¸c. Tõ b¼ng THNL ta chän ba cÆp sau ®Ó tÝnh: CÆp 1 : N = -1041108,25kG Mx= - 49396,3 kGm. My= - 5167,46 kGm. CÆp 2 : N= - 959097,53 kG. Mx= -27939,17 kGm. My= -2470,05 kGm. CÆp 3 : N = -924799,63 kG. Mx= 8050,92 kGm. My= 16838,42 kGm. 1. TÝnh to¸n thÐp cho cÆp 1: TiÕt diÖn cét bx´by = 80´80 cm. ChiÒu dµi h×nh häc l = 350 cm. ChiÒu dµi tÝnh to¸n lo =350´0,7 =245 cm. Gi¶ thiÕt a= a’= 5 cm Ta cã Fb = 80´80= 6400 cm2. dx = bx - a = 80 - 5 = 75 cm, dy = dx = 75 cm. + X¸c ®Þnh tr­êng hîp tÝnh to¸n: V× dx = dy nªn ta chØ cÇn so s¸nh /Mx/ vµ /My/. Ta cã Mx = 49396,3 > My = 5167,46 Þ TÝnh theo tr­êng hîp 2 : h= ax= 90cm, b= ay= 90 cm. M1= Mx= 49396,3 kGm, M2= My = 5167,46 kGm. b = h = 80 cm, ho = bo = dx = dy = 75 cm. ( KiÓm tra l¹i : ho= h - a = 80 - 5= 75 cm). Gi¶ thiÕt diÖn tÝch cèt thÐp däc m gt = 3%Þ Fat(gt) = m gt ´100´Fb=192 cm2. + TÝnh kh¶ n¨ng chÞu nÐn: - kh¶ n¨ng chÞu nÐn ®óng t©m: N®t = Rn Fb + Ra Fat = =130´8100+2700´160 = 1350400 kG. - Kh¶ n¨ng chÞu nÐn lÖch t©m : No = ao Rn b ho = 0,58´130´80´75 = 452400 kG. + Néi lùc tÝnh ®æi: K= min( vµ 1) = 0,34442; ba= = 0,0053 ; au= ba K h= 0,1470 cm. M«men uèn t¨ng lªn do uèn däc : Mo = M1+N´au= 49396,3 +1041108,25´ 0,147 /100= 52477,1 kGm. X¸c ®Þnh hÖ sè m: n = = = 1,25133 Þ m = 0,3. M«men tæng tÝnh ®æi : M = Mo + m M2 = 52477,1 + 0,3´1´5167,46 = 52477,1 kGcm. + §é lÖch t©m t­¬ng ®­¬ng: eo = + eng . Trong ®ã eng ®é lÖch t©m ngÉu nhiªn = max(2, h/30, l/600) = 2,66667 cm. Þ eo = 52477,1´100/1041108,25 + 2,66667 = 7,70717 cm. + TÝnh cèt thÐp: s = = 0,09634 ; j = = 0,66738. VËy s £ 0,3 ta tÝnh cèt thÐp theo tr­êng hîp 1: d = = 1,3 DiÖn tÝch cèt thÐp yªu cÇu : Fat = = 193,093 cm2. Hµm l­îng cèt thÐp yªu cÇu : myc% = 3,017 % < 5%. Chªnh lÖch gi÷a mgt gi¶ thiÕt vµ myc tÝnh to¸n lµ % = 3%< 5% nªn kh«ng cÇn tÝnh to¸n l¹i. VËy víi cÆp 1 : Fat = 193,093 cm2. Hoµn toµn t­¬ng tù ta tÝnh cho cÆp 2 ®­îc Fat = 131,465 cm2. Víi cÆp 3 cã Fat =92,306 cm2. ViÖc tÝnh to¸n cèt thÐp hoµn toµn t­¬ng tù cho c¸c phÇn tö cét kh¸c, v× vËy ta cã thÓ dïng c¸ch tr×nh bµy d­íi d¹ng b¶ng tÝnh. B¶ng tÝnh to¸n ®­îc x©y dùng b»ng phÇn mÒm EXEL. §Ó tÝnh to¸n ta chØ cÇn vµo sè liÖu vÒ néi lùc, kÝch th­íc h×nh häc, m¸c bªt«ng, m¸c thÐp vµ thö dÇn hµm l­îng thÐp cho ®Õn khi diÖn tÝch cèt thÐp gi¶ thiÕt vµ tÝnh to¸n chªnh nhau kh«ng ®¸ng kÓ lµ ®­îc. Víi mét phÇn tö cét ta tÝnh cho nhiÒu cÆp néi lùc kh¸c nhau t­¬ng øng cã lùc däc, m«men theo ph­¬ng X, -X, Y, -Y lµ lín nhÊt. Sau ®ã chän thÐp theo diÖn tÝch thÐp tÝnh to¸n l¬n nhÊt trong c¸c cÆp. NÕu cèt thÐp tÝnh to¸n cã hµm l­îng m% < 1% th× víi nhµ cao tÇng ta nªn chän theo hµm l­îng tèi thiÓu mmin = 1%. Ch­¬ng 3 : TÝnh to¸n thÐp sµn ***ChÌn 1 b¶n vÏ s¬ ®å mÆt b»ng kÕt cÊu tÇng ®iÓn h×nh**** TÝnh to¸n cèt thÐp cho mét sè « sµn ®iÓn h×nh. C¬ së tÝnh to¸n: Tµi liÖu “Sµn BTCT toµn khèi” ¤ sµn ®iÓn h×nh S1: KÝch th­íc 4,05x5,4 m a) S¬ ®å kÕt cÊu : Coi b¶n liªn kÕt cøng ë 4 c¹nh (h×nh vÏ) . TÝnh to¸n theo s¬ ®å khíp dÎo. NhÞp tÝnh to¸n lt1 = 4,05- 0,5´(0,8+0,3)= 3,5 m; lt2= 5,4 - 0,5´(0,8+0,3) = 4,85m. ( Trong ®ã 0,8 lµ bÒ réng dÇm chÝnh ; 0,3 lµ bÒ réng 90dÇm phô). Þ r = = 1,3857. b) T¶i träng : T¶i träng t¸c dông trªn S1 ®· ®­îc bãc khi tÝnh khung ta cã : TÜnh t¶i lín nhÊt g = 475,9 Kg/m2 Ho¹t t¶i p = 300´1,2 = 360Kg/m2 (lÊy cho phÇn sµn chøa hµnh lang cã ho¹t t¶i lín h¬n ho¹t t¶i phßng lµm viÖc) VËy q = g + p= 475,9 + 360 = 835,9 Kg/m2 c) N«i lùc : C¸c c¹nh ®­îc coi lµ liªn kÕt cøng. TÝnh to¸n cèt thÐp theo s¬ ®å khíp dÎo, ta cã ph­¬ng tr×nh x¸c ®Þnh m« men : = (2M1+ MA1 + MB1)´ lt2 + (2 . M2+ MA2 + MB2)´ lt1 Trong ®ã c¸c ký hiÖu Mi nh­ h×nh vÏ. Trong ph­¬ng tr×nh trªn cã 6 Èn sè m«men, lÊy M1 lµm Èn sè chÝnh, c¸c Èn sè cßn l¹i ®­îc x¸c ®Þnh qua M1 vµ c¸c hÖ sè q, Ai , Bi , i = Qua b¶ng tra : q = = 0,6143 , A1= B1 = = 1,045 , A2= B2= = 0,846 Ta cã = = 9492,1. Þ 9492,1 = (2M1 +1,045´ M1 + 1,045´M1 )´4,85 + (2´0,6143´ M1 +0,846´ M1 +0,846´ M1 )´3,5 Þ M1 =287,794kGm. M2 = q M1 =176,788 kGm. MA1 = MB1=A1´M1= 300,951 kGm. MA2= MB2=A2 ´M1 = 243,392 kGm. TÝnh cèt thÐp : TÝnh theo cÊu kiÖn chÞu uèn tiÕt diÖn ch÷ nhËt Cèt chÞu m« men d­¬ng M1 ; Líp b¶o vÖ a=2cm Þ ho=10cm ta cã g= = = 0,9867 Fa= = = 1,39 cm2 Dïng 6 a 150 cã Fa= 1,89 cm2 = . 100%= . 100% = 0,189% Hîp lÝ Cèt thÐp chÞu m«men d­¬ng M2 ChiÒu cao tÝnh to¸n ho=12 - a - f = 9,2 cm. A= = = 0,0112 Þ g= 0,9944 Fa= = = 0,92 cm2 Dïng 6 a 200 cã Fa= 1,41 cm2 = . 100%= . 100% = 0,15 % hîp lý Cèt chÞu m« men ©m : Cèt chÞu MA1 vµ MB1 a=2cm, ho=10cm A= = = 0,019 Þ = 0,9904 Fa= = = 1,45 cm2 Dïng 8 a 200 cã Fa= 2,5 cm2 = . 100%= . 100% = 0,25 % hîp lý Cèt chÞu MA2 = MB2 =243,39kgm < MA1 ta còng chän 8 a 200 cã Fa= 2,5 cm2 Dïng 6 a250 ®Ó gi÷ c¸c cèt mò (ThÓ hiÖn trªn b¶n vÏ kc04) 2. TÝnh sµn khu vÖ sinh (TÇng ®iÓn h×nh) Sµn khu vÖ sinh ®­îc tÝnh to¸n víi yªu cÇu h¹n chÕ kh¶ n¨ng xuÊt hiÖn vÕt nøt do ®ã ta tÝnh theo s¬ ®å ®µn håi theo tµi liÖu “C¸c b¶ng tra ®Ó tÝnh to¸n b¶n ®µn håi h×nh ch÷ nhËt “ cña V . L . SADURSKI T¶i träng : g = 656,6 Kg/m2 p = 240 Kg/m2 q = g + p = 896,6 Kg/m2 b. Néi lùc : KÝch th­íc « sµn lX ´ lY = 5,4 x 5,4 m . Tæng t¶i träng t¸c dông lªn b¶n P = p . lX . lY = 896,6 ´ 5,4 ´ 5,4 = 26145 kG. Ta cã m91 = m92 = 0,0179; k91 = k92 = 0,0417. Þ M«men d­¬ng gi÷a b¶n : MX = MY = m91´P = 0,0179´26145 = 467,99 kGm M«men ©m mÐp b¶n : Mgèi X = Mgèi Y = - k91´P = - 0,0417´ 26145 = - 1090,25 kGm Cèt thÐp * Cèt thÐp chÞu m«men d­¬ng : a = 2 cm Þ ho= 12 - 2= 10 cm. A= 0,06648 = 0,96558 Sö dông thÐp F8 , Ra = R’a = 2100 kG/cm2. Fa= = 2,88 cm2 Chän 8 a 150 cã Fa= 3,35 cm2 m= 0,335% Hîp lÝ * Cèt thÐp chÞu m«men ©m: A= 0,15487 g = 0,9154 Fa= = 7,089 cm2 NÕu dïng thÐp f8 th× kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c thanh thÐp sÏ qu¸ nhá, khã thi c«ng, do ®ã ta dïng thÐp f10. TÝnh l¹i ta cã: Fa= = 5,5 cm2 Chän F10 a 120 cã Fa= 6,56 cm2 Þ m = 0,656% Hîp lÝ Ch­¬ng 5 : TÝnh to¸n thang bé b¶n thang chän s¬ bé h=10cm b¶n chiÕu nghØ h=10cm b¶n chiÕu tíi h= hsµn =12cm dÇm cèn thang s¬ bé tiÕt diÖn 100´250 dÇm chiÕu nghØ 220´300 dÇm chiÕu tíi 220´300 1. TÝnh to¸n b¶n thang 1 S¬ ®å kÕt cÊu nh­ h×nh bªn NhÞp tÝnh to¸n cña b¶n: l2tt=l2 = = 3,759m ~ 3760 mm. l1tt = l1-300-100+0,5´b=1800 - 300 - 100 + 50 =1450mm a) T¶i träng : + tÜnh t¶i bao gåm: MÆt c¾t cÊu t¹o b¶n thang nh­ h×nh vÏ: -§¸ èp dµy 2cm; g = 2200 KG/m3 -V÷a lãt dµy 1,5cm; g = 1800 KG/m3 -BËc g¹ch cao 15cm; g = 1800 KG/m3 -B¶n BTCT dµy 10cm; g = 2500 KG/m3 -V÷a tr¸t dµy 1,5cm; g = 1800 KG/m3 Tæng tÜnh t¶i lµ: g=0,02´2200´1,1+2´0,015´1800´1,3+0,5´0,15´1800´1,1+0,1´2500´1,1= 537,7kg/m2 + ho¹t t¶i : p=300 ´ 1,2 = 360 Kg / m2 Þ Tæng t¶i träng tÝnh to¸n : q = g + p = 897,7 Kg/m2 b) TÝnh néi lùc : Ta cã : = = 2,1 >2 VËy ta tÝnh to¸n nh­ b¶n lo¹i dÇm . T¶i träng ph©n bè t¸c dông vu«ng gãc víi mÆt b¶n lµ (c¾t mét d¶i b¶n réng 1m) q' = 897,7´Cosa ´1=897,7´787,9 Kg/m. TÝnh to¸n theo s¬ ®å khíp dÎo : bá qua m«men ©m t¹i mÐp dÇm lim«ng, cèt thÐp t¹i ®©y sÏ ®­îc ®Æt theo cÊu t¹o. Ta cã M*= M = = 150,6 kGm. Gi¶ sö a=2 cm, Þ ho = h - a = 8 cm. A== 0,01369 g =0,5.( )= 0,99311 Fa = = 0,902 cm2. chän f8 a150 cã Fa=3,35 cm2 mt=0,335% chän f8 a200 lµm cèt cÊu t¹o theo ph­¬ng vu«ng gãc víi cèt chÞu lùc, xung quanh mÐp b¶n thang, dïng f8 a200 ®Ó chÞu m« men ©m ®· bá qua, vµ dïng f8 a250 ®Ó gi÷ c¸c cèt nµy. 2. TÝnh cèn thang . coi cèn thang (b´h=100´250) lµ dÇm ®¬n gi¶n hai ®Çu kª lªn dÇm chiÕu tíi vµ dÇm chiÕu nghØ, nhÞp l = 3,3m nghiªng 1 gãc a = 28,6o vµ chÞu t¶i ph©n bè ®Òu. a. T¶i träng: + T¶i träng do b¶n thang truyÒn vµo = 0,5 ´ qb ´ lb = 0,5 ´ 897,7´1,45=650,84 Kg/m + T¶i träng do tay vÞn cÇu thang = 50 Kg/m + T¶i träng do träng l­îng b¶n th©n g0 = 0,1´0,25´2500´1,1 = 68,75Kg/m VËy tæng t¶i träng t¸c dông lªn cèn thang = 650,84 + 50 + 68,75 = 769,59 Kg/m b. Néi lùc : Mmax = = 1047,62 kGm. Qmax= = 1269,84 kG. c. TÝnh to¸n cèt thÐp : Chän a = 3cm Þ ho = h - a = 25 -3=22 cm. A = =0,1967 < Ad=0,3 Þ g = 0,88938 Fa== 1,98 cm2 Chän dïng 1f 18 cã Fa=2,545 cm2 lµm cèt chÞu lùc mt = 1,018% thÐp cÊu t¹o chän 1f 12 cã Fa= 1,13cm2 d. TÝnh cèt thÐp ®ai. Q= 1269,84 kG. KiÓm tra ®iÒu kiÖn h¹n chÕ : ko.Rn.b.ho= 0,35´110´10´22 = 8470 kG > Qmax ÞTho¶ m·n ®iÒu kiÖn h¹n chÕ . KiÓm tra kh¶ n¨ng chÞu c¾t cña bª t«ng : Q0 = k1´Rk´b´h0 = 0,6´8,8´10´22 = 1161,6 kG. VËy Q > k1´Rk´b´h0 Þ cÇn ph¶i tÝnh cèt thÐp ®ai. Lùc c¾t cèt ®ai ph¶i chÞu = = 4,732 kG/cm. Chän ®ai f8 cã fa = 0,503 cm2 ; Sè nh¸nh n=2, ta cã : + Kho¶ng c¸ch tÝnh to¸n cña cèt ®ai : = 361,412 cm. + Kho¶ng c¸ch lín nhÊt gi÷a c¸c cèt ®ai: = 50,31 cm. +Kho¶ng c¸ch cÊu t¹o cña cèt ®ai : v× h = 25cm < 45cm nªn kho¶ng c¸ch cÊu t¹o lÊy nh­ sau : Uct < {h/2 ;15cm}= { 12,5cm ; 15cm} = 12,5 cm. VËy ta chän ®ai f8 a120. 3. TÝnh sµn chiÕu nghØ . T¶i träng : + TÜnh t¶i sµn chiÕu nghØ: Líp ®¸ èp dµy 20mm gtt = 55 Kg/m2 Líp v÷a lãt dµy 15mm gtt = 35,1 Kg/m2 B¶n bª t«ng cèt thÐp dµy 100 mm gtt = 275 Kg/m2 V÷a tr¸t dµy 15mm gtt = 35,1 Kg/m2 Tæng tÜnh t¶i g = 400.2 Kg/m2 + Ho¹t t¶i sµn chiÕu nghØ : p= 360 Kg/m2 VËy tæng t¶i träng tÝnh to¸n trªn sµn chiÕu nghØ: q2 = g + p = 760,2 Kg/m2. + NhÞp tÝnh to¸n : coi b¶n chiÕu nghØ ngµm lªn c¸c v¸ch cøng vµ dÇm chiÕu nghØ. S¬ ®å kÕt cÊu nh­ h×nh bªn. ta cã lt1=l1 - 0,5´t - b = 2300 - 150 - 220 = 1930 mm. lt2 = l2 - t = 4500 - 300 = 4200 mm. Trong ®ã b = 220 lµ bÒ réng dÇm chiÕu nghØ, t=300 lµ bÒ dµy v¸ch cøng. Ta thÊy lt2/lt1 = 2,17 > 2 Þ B¶n lµm viÖc theo ph­¬ng c¹nh ng¾n (b¶n lo¹i dÇm). Néi lùc : M*= M = = 257,4 kGm. Gi¶ sö a=2 cm, Þ ho = h - a = 8 cm. A== 0,0234 g =0,5.( )= 0,98816 Fa = = 1,55 cm2. chän f8 a150 cã Fa=3,35 cm2 mt=0,335% chän f8 a200 lµm cèt cÊu t¹o theo ph­¬ng vu«ng gãc víi cèt chÞu lùc, mÐp b¶n chiÕu nghØ thuéc c¹nh dÇm, dïng f8 a200 ®Ó chÞu m« men ©m ®· bá qua, vµ dïng f8 a250 ®Ó gi÷ c¸c cèt nµy. 4. TÝnh dÇm chiÕu nghØ : KÝch th­íc b´h = 220 x 300 mm DÇm chiÕu nghØ lµ kÕt cÊu chÝnh ®ì b¶n chiÕu nghØ vµ b¶n thang nªn s¬ ®å kÕt cÊu hîp lý nhÊt lµ dÇm 2 ®Çu ngµm (h×nh vÏ). a. nhÞp tÝnh to¸n :lt = 4500. b. T¶i träng t¸c dông : + Do träng l­îng b¶n th©n dÇm: g1 = 1,1´0,22´0,3´2500 = 181,5 Kg/m + Do träng l­îng b¶n sµn (coi lµ ph©n bè ®Òu ) : g2 = 760,2´0,5´1,93 = 733,6 Kg/m VËy tæng t¶i träng ph©n bè g=181,5+733,6=915,1kg/m + T¶i träng tËp trung do cèn thang truyÒn vµo : v× b¶n thang lµm viÖc theo mét ph­¬ng nªn ta coi toµn bé t¶i träng trªn b¶n thang truyÒn vµo v¸ch vµ cèn thang (dÇm thang). T¶i träng trªn dÇm thang sÏ truyÒn lªn dÇm chiÕu tíi vµ dÇm chiÕu nghØ d­íi d¹ng lùc tËp trung. P = 769,59´3,3´0,5 =1269,6 kg (Trong ®ã 769,59 lµ t¶i träng ph©n bè ®Òu trªn dÇm thang ). c. Néi lùc : Do t¶i ph©n bè : = 772,1 kGm. = 1544,2 kGm. Q1 =g´l/2 = 915,1´4,5/2=2058,98 kg Do t¶i tËp trung : = 1269,6´= 1371,2 kGm. = 1269,6´= 914,11 kGm. Q2 = P =1269,6 kg VËy = 772,1 + 914,11 = 1686,2 kGm ; = 1544,2 +1371,2 = 2915,4 kGm. Q =Q1+Q2= 3328,6 kg d. TÝnh thÐp däc: Cèt chÞu m« men d­¬ng : = 1686,2 kGm. Gi¶ sö a = 3cm Þ ho = 30 - 3 = 27 cm. = 0,09558 < Ao Þ g = 0,9497 Þ = 2,4356 cm2. Chän 216 Fa= 4,02cm2 hµm l­îng mt = 0,609% Cèt thÐp chÞu m« men ©m: = 2915,4 kGm. = 0,1653 < Ao Þ g = 0,9091 Þ = 4,399 cm2. Chän 316 Fa= 6,03cm2 hµm l­îng mt =0,91% e. TÝnh cèt thÐp ®ai KiÓm tra ®iÒu kiÖn h¹n chÕ : k0 . Rn . b . h0 = 0,35´110´22´27 = 22869 Kg > Qmax = 3328,6 kg Þ tho¶ m·n ®iÒu kiÖn h¹n chÕ. KiÓm tra k1 . Rk . b . h0= 0,6´8,8´22´27 = 3136,32 kG < Q = 3328,6 kg ÞBª t«ng kh«ng ®ñ kh¶ n¨ng chÞu c¾t, cÇn ph¶i tÝnh cèt ®ai Lùc c¾t cèt ®ai ph¶i chÞu = = 9,81 kG/cm. Chän ®ai f8 cã fa = 0,503 cm2 ; Sè nh¸nh n=2, ta cã : + Kho¶ng c¸ch tÝnh to¸n cña cèt ®ai : = 174,33 cm. + Kho¶ng c¸ch lín nhÊt gi÷a c¸c cèt ®ai: = 63,6 cm. +Kho¶ng c¸ch cÊu t¹o cña cèt ®ai : v× h = 30cm < 45cm nªn kho¶ng c¸ch cÊu t¹o lÊy nh­ sau : Uct < {h/2 ;15cm}= { 15cm ; 15cm} = 15 cm. VËy ta chän ®ai f8 a150. 5. TÝnh sµn chiÕu tíi : Sµn chiÕu tíi cã chiÒu dµy 12 cm b»ng bÒ dµy sµn, tÝnh to¸n nh­ b¶n lo¹i dÇm 6. TÝnh dÇm chiÕu tíi : TÝnh to¸n nh­ dÇm chiÕu nghØ ,ta còng chän Fa = 216, Fa’= 316