Đồ án tốt nghiệp nhà làm việc 7 tầng, trường đại học đà lạt chương (3)

Võ bình LớP XD35b xdak35t03 MSSV: ks Chơng 2: giải pháp kết cấu tính tải trọng tác dụng lên công trình i Lựa chọn giải pháp kết cấu Sơ phơng án kết cấu 1.1 Phân tích dạng kết cấu khung 1.1.1 Phơng án khung Nhà thờng chịu tải trọng thẳng đứng tác dụng lên sàn mái, chịu tải trọng gió tác dụng lên tờng kết cấu bao che Các tải trọng đợc truyền vào kết cấu chịu lực truyền xuóng móng Tuỳ theo chức năng, tính chất nhiệm vụ nhà mà dùng kiểu khác nhau: tờng, khung tờng kết hợp với khung, vòm ta dùng kết cấu khung Khung đợc tạo từ cột dầm dọc đầu cột Có hai loại khung khung toàn khối khung lắp ghép - Khung toàn khối: đợc cấu tạo với nút cứng ngời ta ghép ván khuôn, đặt cốt thép đổ bê tông vị trí thiết kế kết cấu Do cấu kiện đợc dính với cách toàn khối nên kết cấu có độ cứng lớn, chịu lực động tốt biến dạng ít, mômen uốn phân phối tơng đối đầu mút thanh, làm việc hợp lý với nhịp lớn Tuy nhợc điểm làm ván khuôn cột chống, thi công chịu ảnh hởng cđa thêi tiÕt nhng hiƯn bgêi ta kh¾c phơc đợc nhợc điểm - Khung lắp ghép: đợc cấu tạo với nút cứng khớp Việc làm mối nối khung lắp ghép thành liên kết cứng phức tạp, phải tốn thép để dùng làm vật đặt sẵn, thép liên kết, phải hàn cốt thép chèn bê tông cách cẩn thận Với liên kết khớp độ cứng khung giảm, tải trọng gây mômen lớn cho phận trực tiếp chịu tác dụng nó, mômen tập trung xà chân cột, tiết diện chịu nội lực lớn, làm việc hợp lý 1.1.2 Phơng án sàn: Trong công trình hệ sàn có ảnh hởng lớn tới làm việc không gian kết cấu Việc lựa chọn phơng án sàn hợp lý điều quan trọng Do vậy, cần phải có phân tích để lựa chọn phơng án phù hợp với kết cấu công trình.Ta xét phơng án sàn sau: + Sàn sờn toàn khối: Võ bình LớP XD35b xdak35t03 MSSV: ks Cấu tạo bao gồm hệ dầm sàn Ưu điểm: Tính toán đơn giản, đợc sử dơng phỉ biÕn ë níc ta víi c«ng nghƯ thi công phong phú nên thuận tiện cho việc lựa chọn công nghệ thi công Nhợc điểm: Chiều cao dầm độ võng sàn lớn vợt độ lớn, dẫn đến chiều cao tầng công trình lớn nên gây bất lợi cho kết cấu công trình chịu tải trọng ngang không tiết kiệm chi phÝ vËt liƯu Kh«ng tiÕt kiƯm kh«ng gian sư dơng + Sàn không dầm (sàn nấm): Cấu tạo gồm kê trực tiếp lên cột Đầu cột làm mũ cột để đảm bảo liên kết chắn tránh tợng đâm thủng sàn Ưu điểm: - Chiều cao kết cấu nhỏ nên giảm đợc chiều cao công trình - Tiết kiệm đợc không gian sử dụng - Thích hợp với công trình có độ vừa (68m) kinh tế với loại sàn chịu tải trọng >1000 kG/m2 Nhợc điểm: - Tính toán phức tạp - Thi công khó không đợc sử dơng phỉ biÕn ë níc ta hiƯn nay, nhng víi hớng xây dựng nhiều nhà cao tầng, tơng lai loại sàn đợc sử dụng phổ biến việc thiết kế nhà cao tầng Do phơng án lựa chọn hệ dầm sàn để thiết kế cho công trình 1.1.3 Sơ đồ tính: Sơ đồ tính hình ảnh đơn giản hoá công trình, đợc lập chủ yếu nhằm thực hoá khả tính toán kết cấu phức tạp Nh với cách tính thủ công, ngời thiết kế buộc phải dùng sơ đồ tính toán đơn giản, chấp nhận việc chia cắt kết cấu thành phần nhỏ cách bỏ qua liên kết không gian Đồng thời làm việc vật liệu đợc đơn giản hoá, cho làm việc giai đoạn đàn hồi, tuân theo định luật Hooke Trong giai đoạn nay, nhờ phát triển mạnh mẽ máy tính điện tử, có Võ bình LớP XD35b xdak35t03 MSSV: ks thay đổi quan trọng cách nhìn nhận phơng pháp tính toán công trình Khuynh hớng đặc thù hoá đơn giản hoá trờng hợp riêng lẻ đợc thay khuynh hớng tổng quát hoá Đồng thời khối lợng tính toán số học không trở ngại Các phơng pháp dùng sơ đồ tính sát với thực tế hơn, xét tới làm việc phức tạp kết cấu với mối quan hệ phụ thuộc khác không gian Với độ xác cho phép phù hợp với khả tính toán nay, đồ án sử dụng sơ đồ tính toán cha biến dạng (sơ đồ đàn hồi) hai chiều (phẳng) Hệ kết cấu gồm hệ sàn dầm BTCT toàn khối liên kết với cột Tải trọng: -Tải trọng đứng: Gồm trọng lợng thân kết cấu hoạt tải tác dụng lên sàn, mái Tải trọng tác dụng lên sàn, thiết bị qui tải phân bố diện tích ô sàn -Tải trọng ngang: Tải trọng gió đợc tính toán qui tác dụng mức sàn Nội lực chuyển vị: Để xác định nội lực chuuyển vị, sử dụng chơng trình tính kết cấu SAP 2000 Đây chơng trình tính toán kết cấu mạnh Chơng trình tính toán dựa sở phơng pháp phần tử hữu hạn Phơng án lựa chọn Với độ xác cho phép phù hợp với khả tính toán nay, đồ án sử dụng sơ đồ tính toán cha biến dạng (sơ đồ đàn hồi) hai chiều (phẳng) Hệ kết cấu gồm hệ dầm sàn BTCT toàn khối liên kÕt víi c¸c cét 3.vËt liƯu sư dơng tÝnh toán: Sơ chọn vật liệu nh sau: - Bê tông mác 300# có Rn=130 KG/cm2 , Rk=10 KG/cm2 - Môđun đàn hồi bê tông: Eb = 2.9e6 kG/cm2 - ThÐp chÞu lùc AII cã Ra= R’a = 2800 KG/cm2 - ThÐp cÊu t¹o AI cã Ra= 2100 KG/cm2 Vâ b×nh – LíP XD35b xdak35t03 MSSV: ks Các loại vật liệu khác thể hình vẽ cấu tạo iI- sơ lựa chọn kích thớc cột, dầm, sàn: Các kích thớc sơ đợc chọn dựa theo nhịp kết cấu (đối với dầm), theo yêu cầu bền, độ ổn định (đối với cột) yêu cầu kiến trúc, cụ thể nh sau: 1.Kích thớc bề dầy sàn: Công trình có loại ô sàn : 3.0x3.9m; 2.4x3.9m; 4,2x3,9m a.Ô loại (l1 xl2=3.0x3.9m) Xét tỉ số l2 3.9 =1.3 Chän sơ tiết diện cột tầng 1~2 : 25x25 11 Vâ b×nh – LíP XD35b xdak35t03 MSSV: ks Iii.tải trọng tác động 1.Tải trọng đứng 1.1.Giá trị tĩnh tải cấu kiện Tĩnh tải bao gồm trọng lợng thân kết cấu nh cột, dầm, sàn tải trọng tờng đặt lên công trình Khi xác định tĩnh tải riêng tải trọng thân phần tử cột dầm đợc Sap 2000 tự động cộng vào khai báo hệ số trọng lợng thân a.Tĩnh tải sàn, mái Bảng 1: Bảng tĩnh tải tính toán tác dụng lên sàn áp mái STT Cấu tạo sàn Sàn BTCT Lớp vữa trát trần Tổng m) 0.1 0.15  T/m3 2,5 1,8 gtc T/m2 0.25 0.27 n 1,1 1,2 gtt T/m2 0.275 0.032 0.307 B¶ng 2: B¶ng tÜnh tải tính toán tác dụng lên mái dốc Bảng 3: Bảng tĩnh tải tính toán tác dụng lên mái 12 Vâ b×nh – LíP XD35b xdak35t03 MSSV: ks Bảng 4: Bảng tĩnh tải tính toán tác dụng lên sênô Bảng 5:Bảng tĩnh tải tính toán Cấu tạo sàn STT m) 0.00 Gạch lát 3003008 0.02 Vữa lót dày 20mm 0.10 Bản sàn Vữa trát trần dày 0.01 1,5cm Tổng cộng tác dụng lên sàn gtc n KG/m3 KG/m2 gtt KG/m2 1800 14.4 1.1 15.84 2000 2500 1800 40 250 27 1.2 1.1 1.2 48 275 32.4 371.24 B¶ng 6: TÜnh tải phòng vệ sinh Bảng 7:Bảng tĩnh tải tính toán tải trọng 1m tờng Tờng 220 -Phần xây: 0,22 1800 -phần trát: 0,015 1800 Tờng 110 -Phần xây: 0,11 1800 -phần trát: 0,015 1800 1, 1, 1, 1, 435.6 64.8 198 64.8 Céng:76 13 Vâ b×nh – LíP XD35b xdak35t03 MSSV: ks 3.2 Bảng 8:Bảng tĩnh tải tính toán chiếu nghỉ T T lớp sàn Dày m t/m3 n 0.008 1.1 0.03 1.8 1.2 0.1 2.5 1.1 1.8 1.2 Lát gạch granite Lớp lót Bê tông sàn vữa trát 0.015 Tổng tải trọng Gtt t/m2 0.01 0.06 0.27 0.03 0.39 Bảng 9:Bảng tĩnh tải tính toán cầu thang T T lớp sàn Đá mài granito Lớp lót Bậc gạch bê tông vữa trát Dµy m γ t/m3 n 0.008 1.1 0.03 1.8 1.2 0.0225 1.8 1.2 0.1 2.5 1.1 0.015 1.8 1.2 Tỉng t¶i träng Gtt t/m2 0.01 0.06 0.04 0.27 0.03 0.43 B¶ng 10 :B¶ng giá trị hoạt tải cấu kiện 14 Võ b×nh – LíP XD35b xdak35t03 MSSV: ks 15 Vâ b×nh – LíP XD35b xdak35t03 MSSV: ks 19 Vâ bình LớP XD35b xdak35t03 Tầng điển hình MSSV: ks 10 11 f e d c b 10 11 Bảng tải trọng phân bố tầng điển hình 20 Vâ b×nh – LíP XD35b xdak35t03 MSSV: ks Bảng tải trọng tập trung tầng điển hình: Tầng áp mái Nh phần tính, tải tác dụng lên dầm phân bố theo dạng hình thang tam giác với giá trị lớn q với q đợc xác 11 định theo công thức: q=qsàn x Lngắn/2 Trên mái, 10 ô sàn có cạnh ngắn 3.0m tải trọng tính toán sàn mái : f 0.859 T/m2 Bảng tải trọng phân bố tầng mái e d c b 21 10 11 Võ bình LớP XD35b xdak35t03 MSSV: ks Bảng tải trọng tập trung sàn tầng áp mái 10 11 f Mái Loại ô sàn : 3,9x1.8m Xét tỉ sè l2 3.9  =2.17>2 l1 1.8 e VËy « làm việc theo phơng tính theo sơ đồ d kê cạnh c b 10 11 22 Vâ b×nh – LíP XD35b xdak35t03 MSSV: ks Ô sàn S1(3,9x4,2) l 3,9 Có   2.l  2.4, 0,464 �    2.    0, 669 Bảng tải phân bố phần mái Bảng tải trọng tập trung phần mái 23 Võ bình LớP XD35b xdak35t03 2.Hoạt tải: MSSV: ks 10 11 2.1.Trờng hợp 1: 2.1.1.Tầng f e d c b 10 11 Bảng tính hoạt tải phân bố tầng 2: Bảng tính hoạt tải tập trung tầng 2: 10 11 f e d c 2.1.2.TÇng b 24 10 11 Vâ b×nh – LíP XD35b xdak35t03 MSSV: ks Bảng tính hoạt tải phân bố tầng 3: Bảng tính hoạt tải tập trung tầng 3: 25 Võ bình LớP XD35b xdak35t03 2.1.2.Tầng điển hình: MSSV: ks 10 11 f e d c b 10 11 26 Vâ b×nh – LíP XD35b xdak35t03 MSSV: ks Bảng tính hoạt tải phân bố tầng điển hình: Bảng tính hoạt tải tập trung tầng điển hình: 2.1.3.Tầng áp mái: 10 11 f e d c b 10 11 27 Vâ b×nh – LíP XD35b xdak35t03 MSSV: ks Bảng tính hoạt tải phân bố tầng áp mái: Bảng tính hoạt tải tập trung tầng m¸i : 2.1.4.M¸i: 10 11 f e d c b Bảng tính hoạt tải phân bố mái: 10 11 Bảng tải trọng tập trung mái 28 Võ b×nh – LíP XD35b xdak35t03 MSSV: ks 2.2 Trêng hợp 2.2.1tầng 2,3 tầng điển hình : 10 11 f e d c b 10 11 Bảng tải trọng phân bố Bảng tải trọng tập trung: 29 Vâ b×nh – LíP XD35b xdak35t03 MSSV: ks 2.2.2.Tầng áp mái: 10 11 f e d c b 9 10 10 11 11 f B¶ng tính hoạt tải phân bố tầng áp mái: Bảng tính hoạt tải tập trung tầng áp mái: e d 2.2.3 M¸i: c b 10 11 30 Vâ bình LớP XD35b xdak35t03 MSSV: ks Bảng tính hoạt tải phân bố mái: Bảng tính hoạt tải tập trung mái: 31 Võ bình LớP XD35b xdak35t03 MSSV: ks 3.Dån t¶i träng ngang (t¶i träng gió) khung trục Công trình thấp 40m nên theo quy phạm, tải trọng gió tính đến thành phần tĩnh, không tính đến thành phần động Tải trọng gió đợc xác định theo công thức : W = Wo  K  C  n Trong ®ã : - Wo (kg/cm2) : ¸p lùc giã tuú thuéc vào vùng áp lực gió Công trình đợc xây dựng Đà Lạt thuộc vùng I A có W o = 65 kg/cm2 -k : HƯ sè kĨ ®Õn sù thay đổi áp lực gió dạng địa hình Quy t¶i vỊ khung trơc 10: B¶ng tÝnh t¶i gió phân bố: W = 1.2x(Cđ+Ch)xKxWoxB Cđ=0.8 ; Ch=0.6 ; Wo=65kg/cm2 =0.065t/m2, B=3,9m K :hƯ sè phơ thc ®é cao Bảng tải trọng phân bố gió V-Tính toán nội lực 1.Đa số liệu vào chơng trình tính toán kết cấu: - Quá trình tính toán kết cấu cho công trình đợc thực với trợ giúp máy tính, chơng trình Sap 2000 Căn vào tính toán tải trọng, ta tiến hành chất tải cho công trình theo trờng hợp sau: 32 Võ bình – LíP XD35b xdak35t03 MSSV: ks - Trêng hỵp 1: Tĩnh tải - Trờng hợp 2: Hoạt tải 1, chất lệch tầng, lệch nhịp - Trờng hợp 3: Hoạt tải 2, chất lệch tầng, lệch nhịp - Trờng hợp 4: Gió (ngang nhà) 2-Tổ hợp nội lực: - Căn vào kết nội lực trờng hợp tải trọng, tiến hành tổ hợp tải trọng với tổ hợp sau: + Tổ hợp 1: Bao gồm tĩnh tải hoạt tải bất lợi (Hoạt tải sử dụng gió ) + Tổ hợp 2: Bao gồm tĩnh tải hoạt tải với hệ số 0,9 (Hoạt tải sử dụng gió ) - Sau tiến hành tổ hợp cần chọn tổ hợp nguy hiểm cho tiết diện để tính toán 33 ... phải dùng sơ đồ tính toán đơn giản, chấp nhận việc chia cắt kết cấu thành phần nhỏ cách bỏ qua liên kết không gian Đồng thời làm việc vật liệu đợc đơn giản hoá, cho làm việc giai đoạn đàn hồi, tuân... xét tới làm việc phức tạp cđa kÕt cÊu víi c¸c mèi quan hƯ phơ thc khác không gian Với độ xác cho phép phù hợp với khả tính toán nay, đồ án sử dụng sơ đồ tính toán cha biến dạng (sơ đồ đàn hồi)... dựa sở phơng pháp phần tử hữu hạn Phơng án lựa chọn Với độ xác cho phép phù hợp với khả tính toán nay, đồ án sử dụng sơ đồ tính toán cha biến dạng (sơ đồ đàn hồi) hai chiều (phẳng) Hệ kết cấu gồm