6.3.1. Tải trọng phđn bố tâc dụng lín câc ô săn
Cấu tạo câc lớp săn:
Hình 6.2 Cấu tạo bản săn a) Trọng lượng câc lớp cấu tạo nín săn
1 n bt i i i i g n
Trong đó: i (kN/m3): trọng lượng riíng của vật liệu thứ i.
i
n : hệ số độ tin cậy của tải trọng lấy theo TCVN2737-1995.
i
: Bề dăy của lớp thứ i
Ta có bảng tính tải trọng tiíu chuđ̉n vă tải trọng tính toân sau:
Bảng 6.2: Bảng trọng lượng bản thđn câc lớp cấu tạo san tầng 1-12
Bảng 6.3: Bảng trọng lượng bản thđn câc lớp cấu tạo sang tầng mâi
b) Trọng lượng tường ngăn vă tường bao che trong phạm vi ô săn
Đối với câc ô săn có tường đặt trực tiếp trín săn không có dầm đỡ thì xem tải trọng đó phđn bố đều trín săn. Trọng lượng tường ngăn trín dầm được qui đổi thănh tải trọng phđn bố truyền văo dầm.
Công thức qui đổi tải trọng tường trín ô săn về tải trọng phđn bố trín ô săn: gpt =
G S
Trong đó: G gt*st gc*sc
S :Diện tích ô săn đang xĩt
* Tải trọng đơn vị tường : gt ( * *nt t t2* * * )nv v v
Với:
nt : Hệ số độ tin cậy đối với tường nt=1.1. : Chiều dăy của tường (m).
: Trọng lượng riíng của tường (kN/m3). Tường xđy bằng gạch ống t 15(KN m/ 3).
nv : Hệ số độ tin cậy đối với vữa nv=1.3 . = 0.015(m): chiều dăy vữa
= 16 (kN/m3) : trọng lượng riíng của vữa.
1m2 tường 100 có tải trọng :gt1002.274(KN m/ 2)
1m2 tường 200 có tải trọng :gt2003.924(KN m/ 2)
* Trọng lượng của cửa: gc nc gcktc 1.1 0.15 0.165( KN m/ 2)
Trong đó:
nc : hệ số độ tin cậy đối với cửa nc=1.1 .
tc ck
g : Trọng lượng của cửa kính khung nhôm . gcktc = 0.15(KN/m2 ) Bảng 6.4: Bảng tải trọng tường truyền lín săn tầng 1
Bảng 6.5: Bảng tải trọng tường truyền lín săn tầng 2-11
Bảng 6.6: Bảng tải trọng tường truyền lín săn tầng 12
c) Tải trọng phđn bố tâc dụng lín câc dầm
* Trọng lượng bản thđn dầm (chỉ tính phần tỉnh tải do câc lớp trât, phần tải trọng bản thđn để chương trình Etabs tự tính).
* Trọng lượng bản thđn cột(chỉ tính phần tỉnh tải do câc lớp trât, phần tải trọng bản thđn săn chương trình Etabs tự tính).
* Tải trọng tường truyền lín dầm vă cột.
Đối với mảng tường đặc :chỉ có tường trong phạm vi 600 lă truyền lực lín dầm phần còn lại tạo thănh lực tập trung truyền xuống nút khung.
Hình 6.3: Sơ đồ truyền tải trọng tường đặc lín dầm vă cột Gọi gt lă trọng lượng 1m2 tường (xđy gạch vă trât)
2
t t t t v v v
g n n nt : Hệ số độ tin cậy đối của tường nt=1.1. : Chiều dăy của tường (m).
: Trọng lượng riíng của tường (kN/m3). Tường xđy bằng gạch ống t 15(KN m/ 3).
nv : Hệ số độ tin cậy đối với vữa nv=1.3 . = 0.015(m): chiều dăy vữa.
= 16(kN/m3) : trọng lượng riíng của vữa.
1m2 tường 200 có tải trọng :gt2003.924(KN m/ 2)
Gọi ht lă chiều cao tường (= chiều cao tầng –chiều cao dầm ) Tải trọng lín dầm có dạng hình thang qui đổi về phđn bố đều:
Trương hợp ld bĩ : phần tương truyền lín dầm có dạng tam giâc
Đối với mảng tường có cửa : Xem gần đúng tải trọng tâc dụng lín dầm lă toăn bộ trọng lượng tường+cửa phđn bố đều trín dầm.
= d G l (kN/m). Trong đó: c tc t t c c G g S n g S
ld-chiều dăi dầm đang xĩt.
St :Diện tích tường trong nhịp đang xĩt. Sc :Diện tích cửa trong nhịp đang xĩt. nc : Hệ số độ tin cậy đối của cửa g nc=1.1
tc c
g : Trọng lượng tiíu chuđ̉n của 1m2 cửa.
Nếu hai biín của tường không có cột thì xem như toăn bộ tường truyền văo dầm. Phần lớn câc tường đều có cửa sổ hoặc không hoăn toăn đặc nín chỉ có trọng phđn bố đều lín dầm.
Bảng 6.7: Bảng tải trọng tường truyền lín dầm tầng 1
Bảng 6.9: Bảng tải trọng tường truyền lín dầm tầng mâi
Câc dầm không có tường xđy phía trín chỉ xĩt trọng lượng bản thđn dầm nín không đề cập trong bảng tính.
6.3.2. Hoạt tải săn
Tùy theo chức năng sử dụng của câc khu vực săn mă ta có câc giâ trị hoạt tải khâc nhau. Giâ trị hoạt tải sử dụng vă hệ số tin cậy được lấy theo tiíu chuđ̉n tải trọng vă tâc động TCVN2737 -1995.
Đối với nhă cao tầng, khi số tầng nhă tăng lín thì xâc suất xuất hiện đồng thời tải trọng sử dụng ở tất cả câc tầng căng giảm, nín khi thiết kế câc kết cấu thẳng đứng của nhă cao tầng người ta sử dụng hệ số giảm tải. Trong TCVN 2737:1995 hệ số giảm tải được qui định như sau:
Khi tính dầm chính, dầm phụ, bản săn, cột vă móng tải trọng toăn phần trong bảng 3 TCVN2737-1995 được phĩp giảm tải như sau:
Đối với câc phòng ở níu ở câc mục 1,2,3,4,5( phòng ngủ, phòng ăn, phòng bếp... ) nhđn với hệ số A1 (khi A>A1=9 m2):
A1=0.4+ (1) Trong đó : A-diện chịu tải, tính bằng m2.
Đối với phòng níu ở mục 6,7,8,10,12,14 (ban công ,logia... ) nhđn với hệ số A2
(khi A>A2=36 m2):
A2=0.5+ (2)
Khi xâc định lực dọc để tính cột, tường vă mĩp chịu tải trọng từ 2 săn trở lín, giâ trị tải trọng được phĩp giảm bằng câch nhđn với hệ số n :
Đối với câc phòng níu ở mục 1,2,3,4,5 trong bảng 3: n1=0.4+ (3)
Đối với câc phòng níu ở mục 6,7,8,10,12,14 bảng 3: n2=0.5+ (5)
Trong đó: a1, A2 đê xâc định theo (1), (2).
Bảng 6.11: Bảng hoạt tải tầng 2-11
Bảng 6.12: Bảng hoạt tải tầng 12
Hoạt tải săn tầng mâi: câc ô săn đều chịu tải trọng lă Psm = 0,75.1,3 = 0.975 kN/m2.
Bảng 6.14: Bảng tổng hợp tải trọng tâc dụng lín tầng 12
6.4. Xâc định câc tải trọng ngang tâc dụng văo công trình
*Tải trọng gió
Tải trọng gió được tính theo Tiíu chuđ̉n tải trọng vă tâc động TCVN 2737-1995. Do chiều cao công trình tính từ cos 0.00 đến mâi lă 48.65 >40m nín căn cứ văo tiíu chuđ̉n ta phải tính thănh phần động của tải trọng gió.
6.4.1. Thănh phần gió tĩnh
Giâ trị tiíu chuđ̉n thănh phần tĩnh của tải trọng gió xâc định theo công thức: Wtc = W0.k.c (kN/m2)
Giâ trị tính toân thănh phần tĩnh của tải trọng gió xâc định theo công thức: Wtt = n.W0.k.c (kN/m2).
Trong đó:
Wo : giâ trị âp lực gió lấy theo bản đồ phđn vùng. Công trình xđy dựng tại quận Ninh kiều, TP Cần Thơ, thuộc vùng II.A có Wo= 0,83(kN/m2).
C : hệ số khí động, xâc định bằng câch tra bảng 6 TCVN 2737-1995 đối với
mặt đón gió c = + 0.8, mặt hút gió c = - 0.6. Hệ số c tổng cho cả mặt hút gió vă đón gió: c = 0.8 + 0.6 = 1.4
k : hệ số tính đến sự thay đổi của âp lực gió theo độ cao tra bảng 5. n : hệ số độ tin cậy của tải trọng gió lấy bằng 1,2.
tt
d o d
W n k W C : Âp lực gió đđ̉y tâc dụng văo công trình.
tt
h o h
W n k W C : Âp lực gió hút tâc dụng văo công trình.
Cao trình cốt +0.00 của công trình so với mặt đất tự nhiín: +0.7m Bảng 6.15: Bảng thănh phần tính toân của tải gió
1
Z : cao trình công trình đối với mặt đất tự nhiín dùng để tính tải trọng gió. Quan niệm truyền tải trọng gió tĩnh: quy âp lực gió về tâc dụng thănh lực tập trung văo từng tầng (đặt ở tđm hình học của săn).
.
tt tt
j j i
P W S
Si=Bi.hi: (m2 ) lă diện tích mặt đón gió theo phương đang xĩt. Bi(m): Bề rộng mặt đón gió theo phương đang xĩt
hi = 0,5(ht + hd) (m): Chiều cao đón gió của tầng đang xĩt(h đón gió ).
Wtt Wtt Wtt
j d h
Gió nhập vă tđm hình học :
Bảng 6.16: Bảng lực gió tĩnh tâc dụng lín công trình tại câc mức săn
6.4.2. Thănh phần gió động
a) Xâc định câc đặc trưng động lực của công trình
- Dùng phần mềm ETABS 2017 mô hình hoâ kết cấu công trình với dạng sơ đồ không gian ngầm tại mặt móng.
- Gân đầy đủ câc đặc trưng hình học (đặc trưng vật liệu, tiết diện sơ bộ…) lín mô hình.
- Tiến hănh chất tải lín mô hình, gồm tĩnh tải (TT) vă hoạt tải (HT) - Khai bâo khối lượng tham gia tính dao động:
0,5. 1,15 1, 2 TT HT KLT . Trong đó:
HT: trường hợp hoạt tải chất lín toăn bộ trín tất cả câc cấu kiện của công trình. 1,1; 1,2: lần lượt lă hệ số độ tin cậy của tĩnh tải vă hoạt tải.
0,5: hệ số chiết giảm khối lượng của trường hợp hoạt tải chất lín toăn bộ công trình
Theo TCVN 229-1999 .Công trình có tần số dao động riíng cơ bản thứ s,thỏa mên bất đẳng thức : fs fL fs1 thì cần tính toân thănh phần động của tải trọng
gió với s dạng dao động đầu tiín.
Hình 6.4 Câc dạng dao động riíng cơ bản của công trình Bảng chu kỳ tầng số dao động xuất ra :
Bảng 6.17: Bảng chu kỳ vă tầng số của 12 dạng dao động
Hình 6.5 Biểu đồ dạng dao động câc mode tính toân
Dựa văo kết quả nhận được từ chương trình ta thấy. Do đó, ta chỉ tính phần động của gió cho dạng dao động đầu tiín.
b) Thănh phần động của tải trọng gió tâc dụng lín công trình yji. (*)
Trong đó:
- hệ số động lực ứng với dạng dao động thứ i, không thứ nguyín, phụ thuộc văo thông số jvă độ giảm loga của dao động.
yji- dịch chuyển ngang tỉ đối của trọng tđm phần công trình thứ j ứng với
dạng dao động thứ i ,không thứ nguyín.
-hệ số được xâc định bằng câch chia công trình thănh n phần, trong mỗi phần tải trọng gió có thể coi như không đổi.
Xâc định hệ số :
Hệ số được xâc định theo công thức.
1 20 2 1 . . n ji Fj j i X ji j j X W X M ; 1 20 2 1 . . n ji Fj j iY ji j j Y W Y M Trong đó:
WFj- giâ trị tiíu chuđ̉n thănh phần động của tải trọng gió tâc dụng lín phần thứ j của công trình, ứng với câc dạng dao động khâc nhau khi chỉ kể đến ảnh hưởng của xung vận tốc gió ,có thứ nguyín lă lực , xâc định theo công thức:
.Sj
Với: Wj- giâ trị tiíu chuđ̉n thănh phần tĩnh của âp lực gió, tâc dụng lín phần thứ j của công trình.
Wj = Wo k(zj) cj (kN/m2).
-hệ số tương quan không gian âp lực động của tải trọng gió ứng với câc dạng dao động khâc nhau của công trình. Với dạng dao động riíng thứ nhất nín lấy theo bảng 4, còn đối với câc dạng dao động còn lại .
Xâc định hệ số động lực : Hệ số động lực xâc định phụ thuộc văo thông số vă độ giảm loga của dao động. Ở đđy công trình bằng bí tông cốt thĩp nín có =0.3. Tra đồ thị hình 2-TCXD229-1999.
Thông số xâc định theo công thức:. Trong đó:
-hệ số độ tin cậy của tải trọng gió lấy bằng 1.2
fi- tần số dao động riíng thứ i Wo= 0,83 (kN/m2)
Thănh phần động của tải trọng:
- Bảng tính gió động theo phương X ở dao động 1: Phụ lục 4, bảng 1. - Bảng tính gió động theo phương Y ở dao động 1: Phụ lục 4, bảng 2. - Bảng tính gió động theo phương X ở dao động 2: Phụ lục 4, bảng 3. - Bảng tính gió động theo phương Y ở dao động 2: Phụ lục 4, bảng 4. 6.5. Xâc định nội lực.
6.5.1. Phương phâp tính toân
- Sử dụng phần mềm Etabs 2017.
- Mô hình công trình với sơ đồ không gian. - Khai bâo đầy đủ đặc trưng vật liệu, tiết diện.
- Khai bâo câc trường hợp tải trọng tâc dụng lín công trình. - Tổ hợp tải trọng.
6.5.2. Câc trường hợp tải trọng
Căn cứ văo kết quả xâc định tải trọng mục 6.3 ta khai bâo câc trường hợp tải trọng: - TT ( tĩnh tải); HT ( hoạt tải).
- GTX ( gió tĩnh theo chiều dương trục X ); GTXX ( gió tĩnh ngược chiều GTX). - GTY ( gió tĩnh theo chiều dương trục Y); GTYY (gió tĩnh ngược chiều GTY). - GDX1 ( gió động theo chiều dương trục X mode 1 );GDXX1(ngược chiều GDX1).
- GDY1 ( gió động theo chiều dương trục Y mode 1); GDYY1 ( ngược chiều GDY1).
6.5.3. Tổ hợp tải trọng
Mômemdo tĩnh tải gđy ra Mômemdo hoạt tải gđy ra
Hình 6.6 Biểu đồ momen 6.6. Kiểm tra ổn định tổng thể công trình
6.6.1. Kiểm tra chuyển vị đỉnh
Theo TCVN 5574-2014, chuyển vị ngang tại đỉnh kết cấu của nhă cao tầng đối với kết cấu khung - vâch khi phđn tích theo phương phâp đăn hồi phải thoả mên điều kiện:
[] = H 750 =
48650
750 =64,866 (mm).
Đối với kiểm tra chuyển vị đỉnh chỉ kiểm tra đối với combo có tải trọng gió.
Hình 6.7 Chuyển vị đỉnh theo phương X
Hình 6.8 Chuyển vị đỉnh theo phương Y
Kết luận: Chuyển vị đỉnh công trình theo hai phương X,Y nằm trong giới hạn cho phĩp.
6.6.2. Kiểm tra chuyển vị lệch tầng
Theo TCVN 5574-2018, chuyển vị ngang tại mỗi tầng tầng đối với kết cấu qui định tại bảng M.4.
Bảng 6.18: Bảng kiểm tra chuyển vị lệch tầng
6.6.3. Kiểm tra ổn định lật
Theo TCVN 198-1997, nhă cao tầng bí tông cốt thĩp có tỷ lệ chiều cao chia chiều rộng lớn hơn 5 phải kiểm tra khả năng chống lật.
Tỷ lệ momen gđy lật do tải trọng ngang phải thoả điều kiện: MCL 1.5MGL
Trong đó:
+ MCL lă momen chống lật công trình. + MGL lă momen gđy lật của công trình.
Công trình có chiều cao 47.95(m), bề rộng 16 (m). Ta có
H 47.95
2.997 5 B 16
nín không cần kiểm tra điều kiện ổn định chống lật cho công trình
6.7. Tính toân dầm khung trục 1
6.7.1. Nội lực tính toân
- Dùng tổ hợp BAO để tính toân cốt thĩp
- Tại mỗi tiết diện có hai giâ trị Mmax ,Mmin. - Cốt thĩp chịu moment đm dùng Mmin để tính. - Cốt thĩp chịu moment dương dùng Mmax để tính. - Nội lực dầm khung được cho trong phụ lục 1. * Vật liệu:
- Bí tông B25: Rb = 14,5 (MPa); Rbt = 1,05(MPa); Eb = 30.103(MPa). - Cốt thĩp dọc chịu lực dùng AII: RS=RSC=280(MPa); RSW=225(MPa). - Cốt thĩp đai dùng AI: RS = RSW = 225(MPa).
6.7.2. Tính toân cốt thĩp dọc
a) Với tiết diện chiu momen đm
Cânh nằm trong vùng chịu kĩo nín ta tính toân với tiết diện chữ nhật 30x70cm đặt cốt đơn.
Giả thiết trước chiều dăy của lớp bítông bảo vệ a Tính:
+ Nếu : thì tính
Diện tích cốt thĩp yíu cầu:
+ Nếu : thì tăng kích thước tiết diện hoặc tăng cấp độ bền nĩn của bítông hoặc đặt cốt kĩp.
b) Với tiết diện chịu momen dương
Cânh nằm trong vùng chịu nĩn nín ta tính toân với tiết diện chữ T. Bề dăy cânh hf
>0,1h nín bề rộng mỗi bín cânh sf , tính từ mĩp bụng dầm không được lớn hơn 1/6 nhịp cấu kiện vă lấy bf không lớn hơn 1/2 khoảng câch câc dầm dọc.
Xâc định vị trí trục trung hoă:
Mf = Rb. bf
.hf
.(h0 – 0,5. hf
) Trong đó: bf : bề rộng cânh chữ T : bf b 2.sf
f
h
Mf: giâ trị mômen ứng với trường hợp trục trung hoă đi qua mĩp dưới của cânh.
+ Nếu M Mf thì trục trung hoă qua cânh, việc tính toân như đối với tiết diện chữ nhật bf
xh.
+ Nếu M > Mf thì trục trung hoă qua sườn.
Tính : 0 2 0 .( ). .( 0,5. ) . . b f f f m b M R b b h h h R b h
Nếu : thì từ tra phụ lục ta được Diện tích cốt thĩp yíu cầu:
2 0 . . ( ). ( ) TT b S f f S R A b h b b h cm R
Nếu : thì ta tính với trường hợp tiết diện chữ T đặt cốt kĩp. + Kiểm tra hăm lượng cốt thĩp. .
Hợp lí: 0,8% 1,5%.Thông thường với dầm lấy =0,15%.