Tải trọng thẳng đứng tác động lên hệ kết cấu chịu lực của nhà bao gồm hai loại: tĩnh tải do trọng lƣợng bản thân kết cấu chịu lực và kết cấu bao che, và hoạt tải là tải trọng sử dụng tác động thƣờng xuyên hoặc ngắn hạn và đƣợc lấy theo tiêu chuẩn thiết kế tải trọng và tác động TCVN 2737-1995.
Đối với các vách ngăn cố định, vách ngăn tạm thời đặt lên sàn cĩ thể tính gần đúng nhƣ tải trọng phân bố đều và phải lấy theo tác dụng thực tế. Nếu vách ngăn bằng vật liệu nhẹ lấy khơng nhỏ hơn 75 daN/m2.
Mái bằng sử dụng trồng cây trên mái lấy khơng nhỏ hơn 500 daN/m2.
Mái bằng nhà cao tầng cịn cĩ thể sử dụng làm bãi đỗ máy bay trực thăng. Tải trọng lớn nhất khi trực thăng cất hạ cánh cĩ thể tính theo cơng thức:
kP Q
S
(3.1)
trong đĩ: k – hệ số động lực ( k =3);
P – trọng lƣợng của trực thăng căn cứ vào loại máy sử dụng; loại nhỏ lấy bằng 20 ÷30 kN, loại trung bình 30÷50 kN;
S – diện tích chịu lực trong phạm vi khoảng cách giữa các bánh xe lấy theo số liệu thực tế (hoặc lấy bằng 2x2m2 cho loại nhỏ, 2x3m2 cho loại trung bình).
Theo TCVN 2737-1995 cho phép giảm các giá trị hoạt tải khi tác dụng đồng thời lên các sàn nhà:
-39-
- Khi tính dầm, dầm khung, bản sàn, cột và mĩng chịu tải trọng từ một sàn, thì tải trọng sử dụng tồn phần ứng với mục 1,2,3,4,5 bảng 3 tiêu chuẩn đều đƣợc nhân với hệ số: 1 1 0, 4 0,6 A A A (3.2)
khi A>A1=9m2 với A là diện tích truyền tải.
Đối với các phịng nêu ở các mục 6,7,8,9,10,12,14 trong bảng 3 tiêu chuẩn:
2 2 0,5 0,5 A A A (3.3)
khi A>A2=36m2 với A là diện tích truyền tải.
- Khi xác định lực dọc trong cột, vách và mĩng chịu tải trọng từ 2 sàn trở lên đƣợc phép giảm hoạt tải bằng hệ số giảm tải nhƣ sau:
Nếu phịng cĩ diện tích A>A1=9m2 thì 1 1 0, 4 0, 4 A n n (3.4)
Nếu phịng cĩ diện tích A>A2=36m2 thì 2 0,5
0,5 A
n
(3.5)
Trong đĩ: A1, A2 lấy nhƣ cơng thức (3.2), (3.3).
n – số tầng.
Trong nhà cao tầng xác suất xuất hiện đồng thời tải trọng sử dụng trên tồn bộ các sàn là rất thấp và thực tế cho thấy cĩ sự giảm dần ở các tầng trên. Tuy nhiên hoạt tải thƣờng khơng lớn so với tải trọng bản thân (20%) nên khi thiên về an tồn cĩ thể khơng xét tới các hệ số giảm tải. Trong tính tốn khung nhiều tầng nhiều nhịp, nhất là khung khơng gian cịn cho phép khơng xét tới các phƣơng án chất hoạt tải bất lợi trên các sàn.
Ảnh hưởng độ lệch tâm của tải trọng thẳng đứng: khi tính tốn theo các sơ đồ
khung – vách tải trọng thẳng đứng xem nhƣ tác động đúng tâm. Nhƣng thực tế tải trọng thẳng đứng tác động lệch tâm trong các trƣờng hợp do thay đổi tiết diện cột, do tải trọng sàn truyền vào tƣờng – vách một bên, do sai lệch tim trục trong thi cơng.
Chọn chiều dày sàn nhà cao tầng
Lý thuyết tính tốn nhà cao tầng hiện nay đều dựa vào giả thiết xem sàn (dầm) là vách cứng trong mặt phẳng nằm ngang, nghĩa là xem sàn tuyệt đối cứng trong mặt phẳng của nĩ (mặt phẳng nằm ngang) và mềm ngồi mặt phẳng của nĩ (mặt phẳng thẳng đứng). Nếu nhà khơng bị xoắn thì chuyển vị ngang mọi điểm trên cùng một sàn
-40-
bằng nhau, chuyển vị ngang trên các tầng thì khác nhau. Đồng thời, thƣờng bố trí các đƣờng ống kỹ thuật trong sàn nên cần tăng chiều dày sàn so với nhà thấp tầng.
Đối với sàn khơng dầm, để dễ bố trí cáp, tăng hiệu quả của cốt thép dự ứng lực thì chiều dày sàn phải chọn sao cho hợp lý nhất.
Chọn chiều dày bản sản của nhà cao tầng bằng chiều dày sàn chọn theo những quy định thơng thƣờng của nhà thấp tầng, nhân thêm hệ số =1,05÷1,25. (Chú ý về mặt cấu tạo sàn: bố trí cáp ứng lực, bố trí các đƣờng ống kỹ thuật trong sàn…).
Chọn sơ bộ kích thƣớc cột khi hệ chịu lực là thuần khung: tính tốn và chọn theo những quy định thơng thƣờng của nhà thấp tầng.
Kích thƣớc cột khi hệ chịu lực là khung – vách (lõi): cột hầu nhƣ chỉ chịu tải trọng đứng, cịn tải trọng ngang do vách (lõi) chịu nên lực dọc lấy nhƣ sau: Ntt =N.
Cột đƣợc xem nhƣ cấu kiện chịu nén đúng tâm, diện tích tiết diện ngang đƣợc xác định theo: tt c b s N A R R (3.6)
Trong đĩ: Rb – cƣờng độ chịu nén tính tốn của bê tơng;
Rs – cƣờng độ tính tốn của cốt thép;
µ – hàm lƣợng cốt thép, µ µmin, tự chọn.
Kích thƣớc vách cứng: chiều dày vách đổ tồn khối chọn 200mm và 1/20
chiều cao tầng.
Kích thƣớc tiết diện dầm: tính tốn và chọn theo những quy định thơng thƣờng của nhà thấp tầng.