Do con người và vật dụng gây ra trong quá trình sử dụng công trình nên được xác định theo công thức : p = n . p0
Trong đó : n là hệ số vượt tải theo TCXDVN 2737-1995 + n = 1,3 với p0 < 0,2 T/m2
+ n = 1,2 với p0 0,2 T/m2 p0: hoạt tải tiêu chuẩn
Bảng 2.11. Hoạt tải sử dụng
STT Sàn phòng chức năng tiêu chuẩnHoạt tải T/m2
Hệ số
vượt tải tính toánHoạt tải T/m2 1 Sảnh siêu thị 0,4 1,2 0,48 2 Phòng sinh hoạt 0,2 1,2 0,24 2 Phòng vệ sinh 0,2 1,2 0,24 3 Sàn hành lang 0,3 1,2 0,36 4 Cầu thang 0,3 1,2 0,36 5 Mái bằng có sử dụng 0,075 1,3 0,098
2.5.4. Tải trọng tường phân bố trên sàn khung trục 2
Tính toán tải tường phân bố trên sàn tầng điển hình (tầng 2), ta thấy tường xây 110 và phân bố trên 1 phần ô sàn, vì vậy ta sẽ quy đổi tải tường từ tập trung thành tải phân bố đều trên từng ô sàn, cụ thể ô sàn có tường phân bố:
+ Tĩnh tải sàn S1 bao gồm: trọng lượng bản thân sàn và tải trọng của tường 110 có lỗ mở cửa sổ, cửa ra vào.
gS1 = gsan + gtường
= 0,414 + [(0,635 * 1,3) + (0,635 * 3,4)]/(3,8 * 7,2) = 0,523 ( T/m2)
+ Tĩnh tải sàn S2 bao gồm: trọng lượng bản thân sàn và tải trọng của tường 110 có lỗ mở cửa sổ, cửa ra vào.
gS2 = gsan + gtường
+ Tĩnh tải sàn S3 bao gồm: trọng lượng bản thân sàn và tải trọng của tường 110 có lỗ mở cửa sổ, cửa ra vào.
gS3 = gsan + gtường
= 0,414 + [(0,635 * 3,8) + (0,635 * 3,5)]/(3,8 * 7,2) = 0,583 ( T/m2)
+ Tĩnh tải sàn S4 bao gồm: trọng lượng bản thân sàn và tải trọng của tường 110 có lỗ mở cửa sổ, cửa ra vào.
gS4 = gsan + gtường
= 0,414 + [(0,635 * 1,8) + (0,635 * 1,2)]/(3,8 * 7,2) = 0,484 ( T/m2)
Dưới đây là sơ đồ thể hiện vị trí tường phân tải lên từng ô sàn tính toán tác dụng lên trục 2.
2.5.5. Tải trọng gió
Tải trọng gió được xác định theo TCVN 2737-1995. Vì công trình có chiều cao lớn (H < 40,0m), do đó công trình chỉ tính toán đến tải trọng gió tĩnh mà không cần tính toán đến thành phần gió động.
Tải trọng gió tĩnh tác dụng lên công trình xác định theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 2737-1995.
Giá trị tiêu chuẩn của thành phần tĩnh của gió ở độ cao hi so với mặt móng xác định theo công thức: Wi = W0.k.c
giá trị tính toán: Wtt = n.W0.k.c Trong đó:
+ W0: giá trị tiêu chuẩn của áp lực gió ở độ cao 10 m lấy theo phân vùng gió. Khu vực nội thành của Thành Phố Hà Nội thuộc vùng IIB có W0 = 0,095 (T/m2).
+ k: hệ số tính đến sự thay đổi của áp lực gió theo độ cao so với mốc chuẩn và dạng địa hình, hệ số k tra theo TCVN 2737-1995. Địa hình dạng C giá trị hệ số k và áp lực gió phân bố từng tầng được tính như trong bảng.
+ c: hệ số khí động, lấy theo TCVN 2737-1995, phụ thuộc vào hình khối công trình và hình dạng bề mặt đón gió.Với công trình có hình khối chữ nhật (mặt đón gió c = + 0,8; mặt hút gió c = - 0,6).
+ n: hệ số vượt tải của tải trọng gió n = 1,2
Tải trọng gió được quy về lực phân bố theo từng tầng: Wt = n.W0.ki.c.B
CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN KẾT CẤU KHUNG TRỤC 2
3.1. SƠ ĐỒ TÍNH KẾT CẤU KHUNG3.1.1. Cơ sở xây dựng sơ đồ kết cấu khung 3.1.1. Cơ sở xây dựng sơ đồ kết cấu khung
- Một đoạn cột hoặc một đoạn dầm được mô hình bằng 1 thanh đặt ở vị trí trục hình hình của thanh, kèm theo các thông số kích thước: b, h (hoặc A, I) của tiết diện; tính năng vật liệu: môđun, trọng lượng riêng…
- Liên kết các thanh với nhau bằng nút khung, trong kết cấu khung toàn khối thường dùng nút khung cứng.
3.1.2. Sơ đồ hình học của khung
3.1.3. Sơ đồ kết cấu khung
Mô hình hóa kết cấu khung ngang thành các thanh đứng (cột) và các thanh ngang (dầm) với trục của hệ kết cấu được tính đến trọng tâm tiết diện của các thanh.
- Nhịp tính toán của dầm lấy bằng khoảng cách giữa các trục cột. + Xác định nhịp tính toán dầm AB: LAB = 7,6 + 0,11 + 0,11 - 0,35/2 - 0,40/2 = 7,45 (m). + Xác định nhịp tính toán dầm BC: LBC = 3,7 + 0,4/2 – 0,11 + 0,4/2 – 0,11 = 3,88 (m). + Xác định nhịp tính toán dầm CD: LCD = 7,6 + 0,11 + 0,11 - 0,35/2 - 0,40/2 = 7,45 (m).
- Chiều cao của cột lấy bằng khoảng cách giữa các trọng tâm dầm. + Xác định chiều cao của cột tầng hầm:
h0 = 3,0 (m)
(trong đó quy định vị trí mặt móng tại mặt nền tầng hầm ) + Xác định chiều cao của cột tầng 1:
h1 = 4,0 (m)
+ Xác định chiều cao cột tầng 2,3…10. h2 = h3 = … = h10 = 3,6 (m).
3.2. XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN KHUNG3.2.1. Tĩnh tải phân bố và tĩnh tải tập trung tác dụng lên khung 3.2.1. Tĩnh tải phân bố và tĩnh tải tập trung tác dụng lên khung
Hệ số quy đổi tải trọng
a). Với ô sàn nhịp 3,8x7,2 m.
Tải trọng phân bố lên khung dạng hình thang quy đổi tải trọng về dạng hình chữ nhật ta xác định hệ số quy đổi: k = 1- 2β2 + β3 với β = 2BL = 23,8x7,2 = 0,26
Suy ra: k = 0,88.
b). Với ô sàn nhịp 3,7x7,2 m.
Ta quy đổi tương tự như ô sàn 3,8x7,2 lấy hệ số quy đổi k = 0,88.
Đối với tải trọng phân bố lên khung dạng hình tam giác quy đổi tải trọng về dạng hình chữ nhật ta tính toán với hệ số k = 5/8 = 0,625 m.
3.2.1.1. Tĩnh tải tầng 1
Hình 3.18. Sơ đồ tĩnh tải tầng 1
Tĩnh tải phân bố - T/m
STT Loại tải trọng và cách tính Kết quả
1 2
g1
Do tải trọng tường xây 110 cao: 4 - 0,65 = 3,35 dài 0,54 m: 1,022
Do tải trọng từ sàn truyền vào dạng hình tam giác với tung độ lớn nhất là:
0,414 * 0,625 * (3,8 – 0,15 – 0,19)/2
1,47
1,022
1 2
g1
Do tải trọng tường xây 110 cao 3,35 dài 3,8 – 0,59 – 0,125 = 3,085 m:
1,022
Do tải trọng từ sàn truyền vào dạng hình tam giác với tung độ lớn nhất là: 0,414 * 0,625 * (3,8 – 0,15 – 0,19)/2 1,47 1,022 0,448 1 2 g3
Do tải trọng tường xây 110 cao 3,35 dài 3,7 - 0.22 = 3,48 m: 1,022
Do tải trọng từ sàn truyền vào dạng hình tam giác với tung độ lớn nhất là:
2 * 0,414 * 0,625 * (3,7 – 0,22)/2
1,922
1,022 0,90 1 Do tải trọng từ sàn truyền vào dạng hình tam giác với tung g4
độ lớn nhất là:
2 * 0,414 * 0,625 * (3,8 – 0,3)/2
0,906
0,906
Tĩnh tải tập trung - T/m
STT Loại tải trọng và cách tính Kết quả
1 2 3 4
GA
Do trọng lượng bản thân dầm dọc 0,3 x 0,6 truyền vào: 2,5 * 1,1 * 0,3 * 0,6 * 7,2
Do trọng lượng tường 220 xây trên dầm dọc truyền vào (1 phần xây kín và 1 phần có lỗ mở):
1,694 * (6,86/2) + 1,186 * (6,9/2) Do trọng lượng sàn dạng hình thang truyền vào:
0,414 * 0,88 * (3,8 – 0,315)/2 * 6,9/2 Do trọng lượng sàn dạng hình chữ nhật truyền vào:
0,414 * (2,945/2) * 6,86/2 17,747 3,564 9,902 2,190 2,091 1 2 3 G1
Do trọng lượng bản thân dầm dọc 0,25 x 0,45 truyền vào: 2,5 * 1,1 * 0,25 * 0,45 * 3,6
Do trọng lượng tường 110 xây trên dầm dọc truyền vào: 1,022 * 3,6
Do trọng lượng sàn dạng hình chữ nhật truyền vào: 0,414 * (2,945/2) * 6,86/2
6,884
1,114 3,679 2,091
1 2
G2
Do trọng lượng bản thân dầm dọc 0,25 x 0,45 truyền vào: 2,5 * 1,1 * 0,25 * 0,45 * 3,6
Do trọng lượng sàn dạng hình thang truyền vào:
2 * 0,414 * 0,88 * (3,8 – 0,315)/2 * (7,2 – 0,25)/2 5,526 1,114 4,412 1 2 3 4 GB
Do trọng lượng bản thân dầm dọc 0,3 x 0,6 truyền vào: 2,5 * 1,1 * 0,3 * 0,6 * 7,2
Do trọng lượng tường 220 xây trên dầm dọc truyền vào (1 phần xây kín và 1 phần có lỗ mở):
1,694 * (6,86/2) + 1,186 * (6,9/2)
Do trọng lượng sàn dạng hình thang nhịp 3,7m truyền vào: 2 * 0,414 * 0,88 * (3,48/2) * (7,2 – 0,315)/2 Do trọng lượng sàn dạng hình thang nhịp 3,8m truyền vào:
0,414 * 0,88 * (3,8 – 0,315)/2 * 6,9/2 20,021 3,564 9,902 4,365 2,190 1 2 3 4 GC
Do trọng lượng bản thân dầm dọc 0,3 x 0,6 truyền vào: 2,5 * 1,1 * 0,3 * 0,6 * 7,2
Do trọng lượng tường 220 xây trên dầm dọc truyền vào (1 phần xây kín và 1 phần có lỗ mở):
1,694 * (6,86/2) + 1,186 * (6,9/2)
Do trọng lượng sàn dạng hình thang nhịp 3,7m truyền vào: 2 * 0,414 * 0,88 * (3,48/2) * (7,2 – 0,315)/2 Do trọng lượng sàn dạng hình thang nhịp 3,8m truyền vào:
2 * 0,414 * 0,88 * (3,8 – 0,315)/2 * 6,9/2 22,211 3,564 9,902 4,365 4,380 1 2 G3
Do trọng lượng bản thân dầm dọc 0,25 x 0,45 truyền vào: 2,5 * 1,1 * 0,25 * 0,45 * 7,2
Do trọng lượng sàn dạng hình thang truyền vào:
4 * 0,414 * 0,88 * [(3,8 – 0,315)]/2 * (6,9/2 + 6,86/2) 19,693 2,223 17,470 1 2 3 GD
Do trọng lượng bản thân dầm dọc 0,3 x 0,6 truyền vào: 2,5 * 1,1 * 0,3 * 0,6 * 7,2
Do trọng lượng tường 220 xây trên dầm dọc truyền vào (có lỗ mở):
1,186 * (6,9/2 + 6,86/2) Do trọng lượng sàn dạng hình thang truyền vào:
2 * 0,414 * 0,88 * [(3,8 – 0,315)]/2 * (6,9/2 + 6,86/2)
20,459
3,564 8,160 8,735
3.2.1.2. Tĩnh tải tầng 2
Hình 3.19. Sơ đồ tĩnh tải tầng 2…10
Tĩnh tải phân bố - T/m
STT Loại tải trọng và cách tính Kết quả
1 2
g1
Do tải trọng tường xây 110 cao: 3,6 - 0,65 = 2,95 m: 0,907
Do tải trọng từ sàn truyền vào dạng hình tam giác với tung độ lớn nhất là:
2 * (0,523 +0,583)/2 * 0,625 * (3,8 – 0,315)/2
2,112
0,907
1 2
g2
Do tải trọng tường xây 110 cao: 3,6 - 0,65 = 2,95 dài 1,4m: 0,907
Do tải trọng từ sàn truyền vào dạng hình tam giác với tung độ lớn nhất là: 2 * (0,537 +0,484)/2 * 0,625 * (3,8 – 0,315)/2 2,019 0,907 1,112 1 2 g3
Do tải trọng tường xây 220 cao 3,6 – 0,4 =3,2 m có cửa mở: 0,635
Do tải trọng từ sàn truyền vào dạng hình tam giác là: 0,414 * 0,625 * (3,7 – 0,22)/2
Do tải trọng từ sàn truyền vào dạng hình chữ nhật là: 0,414 * (1,8 – 0,15 – 0,125)/2 1,401 0,635 0,450 0,316 Tĩnh tải tập trung - T/m
STT Loại tải trọng và cách tính Kết quả
1 2 3
GA = GD
Do trọng lượng bản thân dầm dọc 0,3 x 0,6 truyền vào: 2,5 * 1,1 * 0,3 * 0,6 * 7,2
Do trọng lượng tường 220 xây trên dầm dọc truyền vào (1 phần có lancan 0,02 T/m và 1 phần tường có lỗ mở):
2 * 0,02 * 3,3 + 2 * 1,186 * 6,9/2 Do trọng lượng sàn dạng hình thang truyền vào:
(0,523 + 0,583)/2 * 0,88 * (3,485/2) * (6,86 + 6,9)/2 17,762 3,564 8,315 2,883 1 2 3 4 G1
Do trọng lượng bản thân dầm dọc 0,25 x 0,45 truyền vào: 2,5 * 1,1 * 0,25 * 0,45 * 7,2
Do trọng lượng tường 110 xây trên dầm dọc truyền vào (1 phần tường có lỗ mở và 1 phần tường 110 dài 3,5m):
1,022 * 3,43 + 1,46 * 3,5
Do trọng lượng sàn dạng hình thang nhịp 12 truyền vào: (0,523 + 0,537)/2 * 0,88 * 2* (3,485/2) * 6,86/2 Do trọng lượng sàn dạng hình thang nhịp 23 truyền vào: (0,538 + 0,484)/2 * 0,88 * 2* (3,485/2) * 6,9/2 21,825 2,228 8,615 5,575 5,407
1 2 3 4 5 GB = GC
Do trọng lượng bản thân dầm dọc 0,3 x 0,6 truyền vào: 2,5 * 1,1 * 0,3 * 0,6 * 7,2
Do trọng lượng tường 220 xây trên dầm dọc truyền vào (1 phần tường xây kín và 1 phần tường có lỗ mở):
1,694 * (6,86/2) + 1,186 * (6,9/2)
Do trọng lượng sàn dạng hình thang nhịp 12 truyền vào: 0,537 * 0,88 * (3,485/2) * 6,86/2
Do trọng lượng sàn dạng hình chữ nhật nhịp 12 truyền vào: 0,414 * (1,8 – 0,15 – 0,125)/2 * 6,86/2
Do trọng lượng sàn dạng hình thang nhịp 23 truyền vào: (0,484 + 0,414)/2 * 0,88 * (3,485/2 + 3,48/2) * 6,9/2 22,050 3,564 9,902 2,750 1,083 4,751 3.2.1.3. Tĩnh tải tầng mái
Tĩnh tải phân bố - T/m
STT Loại tải trọng và cách tính Kết quả
1 Do tải trọng từ sàn truyền vào dạng hình tam giác với tung g1 độ lớn nhất là:
2 * 0,573 * 0,625 * (3,8 – 0,19 – 0,125)/2
1,248
1,248 1 Do tải trọng từ sàn truyền vào dạng hình tam giác với tung g2
độ lớn nhất là:
2 * 0,573 * 0,625 * (3,7 – 0,22)/2
1,246
1,246
Tĩnh tải tập trung - T/m
STT Loại tải trọng và cách tính Kết quả
1 2 3 4 5 GA = GD
Do trọng lượng bản thân dầm dọc 0,3 x 0,6 truyền vào: 2,5 * 1,1 * 0,3 * 0,6 * 7,2
Do trọng lượng sàn dạng hình thang truyền vào: 0,573 * 0,88 * (3,485/2) * (6,86 + 6,9)/2 Do trọng lượng sàn Sêno dạng hình chữ nhật truyền vào:
0,414 * 0,49 * (6,86 + 6,9)/2
Do trọng lượng bản thân dầm Sêno 110x500 truyền vào: 2,5 * 1,1 * 0,11 * 0,5 * 7,2
Do trọng lượng bản thân tường xây 110 cao 1m trên dầm Sêno truyền vào:
1,8 * (0,03 * 1,3 + 0,11 * 1,1) * 1 * 7,2 14,172 3,564 6,045 1,400 1,089 2,074 1 2 3 G1
Do trọng lượng bản thân dầm dọc 0,25 x 0,45 truyền vào: 2,5 * 1,1 * 0,25 * 0,45 * 7,2
Do trọng lượng sàn dạng hình thang nhịp 12 truyền vào: 2 * 0,573 * 0,88 * (3,485/2) * 6,86/2 Do trọng lượng sàn dạng hình thang nhịp 23 truyền vào:
2 * 0,573 * 0,88 * (3,485/2) * 6,9/2 15,654 3,564 6,027 6,063 1 2 GB = GC
Do trọng lượng bản thân dầm dọc 0,3 x 0,6 truyền vào: 2,5 * 1,1 * 0,3 * 0,6 * 7,2
Do trọng lượng sàn dạng hình thang nhịp 3,8m truyền vào: 0,537 * 0,88 * (3,485/2) * (6,86 +6,9)/2
17,705
3,564 5,665
3 4 5
Do trọng lượng sàn dạng hình thang nhịp 3,7m truyền vào: 0,573 * 0,88 * (3,480/2) * (6,9 + 6,86)/2
Do trọng lượng bể nước kích thước 3,7x2,0x1,2 (m) truyền vào với tải 1T/m3:
1 * (3,7 * 1,2 * 2)/4
Do trọng lượng gạch kê 220 cao 0,4m (bể nước truyền xuống 2 hàng gạch kê lên trục B, trục C và bắt đầu từ trục 3, dài 2,22 m)
1,8 * (0,03 * 1,3 + 0,22 * 1,1) * 0,4 * 1,1
6,036 2,22
3.2.2. Hoạt tải tác dụng lên khung3.2.2.1. Hoạt tải 1 3.2.2.1. Hoạt tải 1
Tầng 1
Hình 3.22. Sơ đồ hoạt tải 1 tác dụng vào khung tầng 1
Hoạt tải 1 - Tầng 1 - T/m
STT Loại tải trọng và cách tính Kết quả
1 Do tải trọng từ sàn truyền vào dạng hình tam giác với tung p1 độ lớn nhất là:
0,24 * 0,625 * (3,8 – 0,19 – 0,125)/2
0,261
1 Do tải trọng từ sàn truyền vào dạng hình tam giác với tung p2 độ lớn nhất là: 2 * 0,24 * (3,8 – 0,19 – 0,125)/2 0,522 0,522 1 2 PA
Do tải trọng từ sàn truyền vào dạng hình thang với tung độ lớn nhất là:
0,24 * 0,88 * (3,8 – 0,19 – 0,125)/2 * 6,9/2
Do tải trọng từ sàn truyền vào dạng hình chữ nhật với tung độ lớn nhất là:
0,24 * 2,945/2 * 6,86/2
1,422
1,270 0,152 1 Do tải trọng từ sàn truyền vào dạng hình chữ nhật với tung P1
độ lớn nhất là:
0,24 * 2,945/2 * 6,86/2
0,152
0,152 1 Do tải trọng từ sàn truyền vào dạng hình thang với tung độ P2
lớn nhất là:
2 * 0,24 * 0,88 * (3,8 – 0,19 – 0,125)/2 * 6,9/2
2,539
2,539 1 Do tải trọng từ sàn truyền vào dạng hình thang với tung độ PB
lớn nhất là:
0,24 * 0,88 * (3,8 – 0,19 – 0,125)/2 * 6,9/2
1.270
1,270 1 Do tải trọng từ sàn truyền vào dạng hình thang với tung độ PC
lớn nhất là:
0,24 * 0,88 * (3,8 – 0,19 – 0,125)/2 * (6,9 +6,86)/2
2,532
2,532 1 Do tải trọng từ sàn truyền vào dạng hình thang với tung độ P3
lớn nhất là:
2 * 0,24 * 0,88 * (3,8 – 0,19 – 0,125)/2 * (6,9 +6,86)/2
5,064
5,064 1 Do tải trọng từ sàn truyền vào dạng hình thang với tung độ PD
lớn nhất là:
0,24 * 0,88 * (3,8 – 0,19 – 0,125)/2 * (6,9 +6,86)/2
2,532
Tầng 2
Hình 3.23. Sơ đồ hoạt tải 1 tác dụng vào khung tầng 2
Hoạt tải 1 - Tầng 2 - T/m
STT Loại tải trọng và cách tính Kết quả
1 2
p1
Do tải trọng từ sàn truyền vào dạng hình tam giác với tung độ lớn nhất là:
0,36 * 0,625 * (3,7 – 0,22)/2
Do tải trọng từ sàn truyền vào dạng hình chữ nhật với tung độ lớn nhất là:
0,36 * (1,8 – 0,125 – 0,15)/2
0,667
0,392 0,275
1 Do tải trọng từ sàn truyền vào dạng hình thang với tung độ PB = PC