Bảng tải trọng tường truyền lên sàn tầng 12

c) Tải trọng phân bố tác dụng lên các dầm

* Trọng lượng bản thân dầm (chỉ tính phần tỉnh tải do các lớp trát, phần tải trọng bản thân để chương trình Etabs tự tính).

* Trọng lượng bản thân cột(chỉ tính phần tỉnh tải do các lớp trát, phần tải trọng bản thân sàn chương trình Etabs tự tính).

* Tải trọng tường truyền lên dầm và cột.

Đối với mảng tường đặc :chỉ có tường trong phạm vi 600 là truyền lực lên dầm phần cịn lại tạo thành lực tập trung truyền x́ng nút khung.

Hình 6.3: Sơ đồ truyền tải trọng tường đặc lên dầm và cột Gọi gt là trọng lượng 1m2 tường (xây gạch và trát) Gọi gt là trọng lượng 1m2 tường (xây gạch và trát)

2

ttttvvv

g       n   n   nt : Hệ số độ tin cậy đối của tường nt=1.1. : Chiều dày của tường (m).

: Trọng lượng riêng của tường (kN/m3). Tường xây bằng gạch ống t 15(KN m/ 3).

nv : Hệ số độ tin cậy đối với vữa nv=1.3 . = 0.015(m): chiều dày vữa.

= 16(kN/m3) : trọng lượng riêng của vữa.

1m2 tường 200 có tải trọng :gt2003.924(KN m/ 2)

Gọi ht là chiều cao tường (= chiều cao tầng –chiều cao dầm ) Tải trọng lên dầm có dạng hình thang qui đổi về phân bố đều:

Trương hợp ld bé : phần tương truyền lên dầm có dạng tam giác

Đối với mảng tường có cửa : Xem gần đúng tải trọng tác dụng lên dầm là toàn bộ trọng lượng tường+cửa phân bố đều trên dầm.

= d G l  (kN/m). Trong đó: c tc ttcc G g   Sng S 

ld-chiều dài dầm đang xét.

St :Diện tích tường trong nhịp đang xét. Sc :Diện tích cửa trong nhịp đang xét. nc : Hệ số độ tin cậy đối của cửa g nc=1.1

tc c

g : Trọng lượng tiêu chuẩn của 1m2 cửa.

Nếu hai biên của tường khơng có cột thì xem như tồn bộ tường truyền vào dầm. Phần lớn các tường đều có cửa sổ hoặc khơng hồn tồn đặc nên chỉ có trọng phân bố đều lên dầm.

Bảng 6.7: Bảng tải trọng tường truyền lên dầm tầng 1

Bảng 6.9: Bảng tải trọng tường truyền lên dầm tầng mái

Các dầm không có tường xây phía trên chỉ xét trọng lượng bản thân dầm nên khơng đề cập trong bảng tính.

6.3.2. Hoạt tải sàn

Tùy theo chức năng sử dụng của các khu vực sàn mà ta có các giá trị hoạt tải khác nhau. Giá trị hoạt tải sử dụng và hệ số tin cậy được lấy theo tiêu chuẩn tải trọng và tác động TCVN2737 -1995.

Đối với nhà cao tầng, khi số tầng nhà tăng lên thì xác suất xuất hiện đồng thời tải trọng sử dụng ở tất cả các tầng càng giảm, nên khi thiết kế các kết cấu thẳng đứng của nhà cao tầng người ta sử dụng hệ số giảm tải. Trong TCVN 2737:1995 hệ sớ giảm tải được qui định như sau:

Khi tính dầm chính, dầm phụ, bản sàn, cột và móng tải trọng toàn phần trong bảng 3 TCVN2737-1995 được phép giảm tải như sau:

Đới với các phịng ở nêu ở các mục 1,2,3,4,5( phòng ngủ, phòng ăn, phòng bếp... ) nhân với hệ số A1 (khi A>A1=9 m2):

A1=0.4+ (1) Trong đó : A-diện chịu tải, tính bằng m2.

Đới với phịng nêu ở mục 6,7,8,10,12,14 (ban công ,logia... ) nhân với hệ số A2

(khi A>A2=36 m2):

A2=0.5+ (2)

Khi xác định lực dọc để tính cột, tường và mép chịu tải trọng từ 2 sàn trở lên, giá trị tải trọng được phép giảm bằng cách nhân với hệ số n :

Đới với các phịng nêu ở mục 1,2,3,4,5 trong bảng 3:  n1=0.4+ (3)

Đối với các phòng nêu ở mục 6,7,8,10,12,14 bảng 3:  n2=0.5+ (5)

Trong đó: a1, A2 đã xác định theo (1), (2).

Bảng 6.11: Bảng hoạt tải tầng 2-11

Bảng 6.12: Bảng hoạt tải tầng 12

Hoạt tải sàn tầng mái: các ô sàn đều chịu tải trọng là Psm = 0,75.1,3 = 0.975 kN/m2.

Bảng 6.14: Bảng tổng hợp tải trọng tác dụng lên tầng 12

6.4. Xác định các tải trọng ngang tác dụng vào cơng trình

*Tải trọng gió

Tải trọng gió được tính theo Tiêu chuẩn tải trọng và tác động TCVN 2737-1995. Do chiều cao cơng trình tính từ cos 0.00 đến mái là 48.65 >40m nên căn cứ vào tiêu chuẩn ta phải tính thành phần động của tải trọng gió.

6.4.1. Thành phần gió tĩnh

Giá trị tiêu chuẩn thành phần tĩnh của tải trọng gió xác định theo cơng thức: Wtc = W0.k.c (kN/m2)

Giá trị tính tốn thành phần tĩnh của tải trọng gió xác định theo công thức: Wtt = n.W0.k.c (kN/m2).

Trong đó:

Wo : giá trị áp lực gió lấy theo bản đồ phân vùng. Công trình xây dựng tại quận Ninh kiều, TP Cần Thơ, thuộc vùng II.A có Wo= 0,83(kN/m2).

C : hệ sớ khí động, xác định bằng cách 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 và đón gió: c = 0.8 + 0.6 = 1.4

k : hệ sớ tính đến sự thay đổi của áp lực gió theo độ cao tra bảng 5. n : hệ số độ tin cậy của tải trọng gió lấy bằng 1,2.

tt

dod

W   n k W C : Áp lực gió đẩy tác dụng vào công trình.

tt

hoh

W   n k W C : Áp lực gió hút tác dụng vào công trình.

Cao trình cốt +0.00 của công trình so với mặt đất tự nhiên: +0.7m Bảng 6.15: Bảng thành phần tính tốn của tải gió

1

Z : cao trình cơng trình đới với mặt đất tự nhiên dùng để tính tải trọng gió. Quan niệm truyền tải trọng gió tĩnh: quy áp lực gió về tác dụng thành lực tập trung vào từng tầng (đặt ở tâm hình học của sàn).

.

tttt

jji

P W S

Si=Bi.hi: (m2 ) là diện tích mặt đón gió theo phương đang xét. Bi(m): Bề rộng mặt đón gió theo phương đang xét

hi = 0,5(ht + hd) (m): Chiều cao đón gió của tầng đang xét(h đón gió ).

Wtt Wtt Wtt

j  d  h

Gió nhập và tâm hình học :

Bảng 6.16: Bảng lực gió tĩnh tác dụng lên công trình tại các mức sàn

6.4.2. Thành phần gió động

a) Xác định các đặc trưng động lực của công trình

- Dùng phần mềm ETABS 2017 mô hình hố kết cấu cơng trình với dạng sơ đồ không gian ngầm tại mặt móng.

- Gán đầy đủ các đặc trưng hình học (đặc trưng vật liệu, tiết diện sơ bộ…) lên mô hình.

- Tiến hành chất tải lên mô hình, gồm tĩnh tải (TT) và hoạt tải (HT) - Khai báo khối lượng tham gia tính dao động:

0,5. 1,15 1, 2 TTHT KLT   . Trong đó:

HT: trường hợp hoạt tải chất lên toàn bộ trên tất cả các cấu kiện của công trình. 1,1; 1,2: lần lượt là hệ số độ tin cậy của tĩnh tải và hoạt tải.

0,5: hệ số chiết giảm khối lượng của trường hợp hoạt tải chất lên tồn bộ cơng trình

Theo TCVN 229-1999 .Công trình có tần số dao động riêng cơ bản thứ s,thỏa mãn bất đẳng thức : fs  fL fs1 thì cần tính tốn thành phần động của tải trọng

gió với s dạng dao động đầu tiên.

Hình 6.4 Các dạng dao động riêng cơ bản của công trình Bảng chu kỳ tầng số dao động xuất ra : Bảng chu kỳ tầng số dao động xuất ra :

Bảng 6.17: Bảng chu kỳ và tầng số của 12 dạng dao động

Hình 6.5 Biểu đồ dạng dao động các mode tính tốn

Dựa vào kết quả nhận được từ chương trình ta thấy. Do đó, ta chỉ tính phần động của gió cho dạng dao động đầu tiên.

b) Thành phần động của tải trọng gió tác dụng lên công trình yji.(*)

Trong đó:

- hệ số động lực ứng với dạng dao động thứ i, không thứ nguyên, phụ thuộc vào thông số jvà độ giảm loga của dao động.

yji- dịch chuyển ngang tỉ đối của trọng tâm phần công trình thứ j ứng với

dạng dao động thứ i ,không thứ nguyên.

-hệ số được xác định bằng cách chia công trình thành n phần, trong mỗi phần tải trọng gió có thể coi như không đổi.

Xác định hệ số :

Hệ số được xác định theo công thức.

1 20 2 1 . . n jiFj j i X jij j X W X M      ; 1 20 2 1 . . n jiFj j iY jij j Y W Y M       Trong đó:

WFj- giá trị tiêu chuẩn thành phần động của tải trọng gió tác dụng lên phần thứ j của công trình, ứng với các dạng dao động khác nhau khi chỉ kể đến ảnh hưởng của xung vận tốc gió ,có thứ nguyên là lực , xác định theo công thức:

.Sj

Với: Wj- giá trị tiêu chuẩn thành phần tĩnh của áp lực gió, tác dụng lên phần thứ j của công trình.

Wj = Wo k(zj) cj (kN/m2).

-hệ số tương quan không gian áp lực động của tải trọng gió ứng với các dạng dao động khác nhau của công trình. Với dạng dao động riêng thứ nhất nên lấy theo bảng 4, cịn đới với các dạng dao động cịn lại .

Xác định hệ số động lực : Hệ số động lực xác định phụ thuộc vào thông số và độ giảm loga của dao động. Ở đây công trình bằng bê tông cốt thép nên có =0.3. Tra đồ thị hình 2-TCXD229-1999.

Thông số xác định theo công thức:. Trong đó:

-hệ số độ tin cậy của tải trọng gió lấy bằng 1.2

fi- tần số dao động riêng thứ i Wo= 0,83 (kN/m2)

Thành 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. Xác định nội lực.

6.5.1. Phương pháp tính tốn

- Sử dụng phần mềm Etabs 2017.

- Mô hình công trình với sơ đồ không gian. - Khai báo đầy đủ đặc trưng vật liệu, tiết diện.

- Khai báo các trường hợp tải trọng tác dụng lên công trình. - Tổ hợp tải trọng.

6.5.2. Các trường hợp tải trọng

Căn cứ vào kết quả xác định tải trọng mục 6.3 ta khai báo các 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 gây ra Mômemdo hoạt tải gây ra

Hình 6.6 Biểu đồ momen6.6. Kiểm tra ổn định tổng thể cơng trình 6.6. Kiểm tra ổn định tổng thể cơng trình

6.6.1. Kiểm tra chuyển vị đỉnh

Theo TCVN 5574-2014, chuyển vị ngang tại đỉnh kết cấu của nhà cao tầng đối với kết cấu khung - vách khi phân tích theo phương pháp đàn hồi phải thoả mãn 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 phép.

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, nhà cao tầng bê tông cốt thép có tỷ lệ chiều cao chia chiều rộng lớn hơn 5 phải kiểm tra khả năng chống lật.

Tỷ lệ momen gây lật do tải trọng ngang phải thoả điều kiện: MCL  1.5MGL

Trong đó:

+ MCL là momen chống lật công trình. + MGL là momen gây lật của công trình.

Công trình có chiều cao 47.95(m), bề rộng 16 (m). Ta có

H47.95

2.997 5 B16

nên không cần kiểm tra điều kiện ổn định chớng lật cho cơng trình

6.7. Tính tốn dầm khung trục 1

6.7.1. Nội lực tính tốn

- Dùng tổ hợp BAO để tính tốn cớt thép

- Tại mỗi tiết diện có hai giá trị Mmax ,Mmin. - Cớt thép chịu moment âm dùng Mmin để tính. - Cớt thép chịu moment dương dùng Mmax để tính. - Nội lực dầm khung được cho trong phụ lục 1. * Vật liệu:

- Bê tông B25: Rb = 14,5 (MPa); Rbt = 1,05(MPa); Eb = 30.103(MPa). - Cốt thép dọc chịu lực dùng AII: RS=RSC=280(MPa); RSW=225(MPa). - Cốt thép đai dùng AI: RS = RSW = 225(MPa).

6.7.2. Tính tốn cốt thép dọc

a) Với tiết diện chiu momen âm

Cánh nằm trong vùng chịu kéo nên ta tính tốn với tiết diện chữ nhật 30x70cm đặt cốt đơn.

Giả thiết trước chiều dày của lớp bêtơng bảo vệ  a Tính:

+ Nếu : thì tính

Diện tích cớt thép yêu cầu:

+ Nếu : thì tăng kích thước tiết diện hoặc tăng cấp độ bền nén của bêtông hoặc đặt cốt kép.

b) Với tiết diện chịu momen dương

Cánh nằm trong vùng chịu nén nên ta tính tốn với tiết diện chữ T. Bề dày cánh hf

>0,1h nên bề rộng mỗi bên cánh sf , tính từ mép bụng dầm khơng được lớn hơn 1/6 nhịp cấu kiện và lấy bf không lớn hơn 1/2 khoảng cách các dầm dọc. Xác định vị trí trục trung hồ: Mf = Rb. bf .hf .(h0 – 0,5. hf ) Trong đó: bf : bề rộng cánh chữ T : bf  b 2.sf f h : bề dày cánh.

Mf: giá trị mơmen ứng với trường hợp trục trung hồ đi qua mép dưới của cánh.

+ Nếu M Mf thì trục trung hoà qua cánh, việc tính tốn như đới với tiết diện chữ nhật bf

xh.

+ Nếu M > Mf thì trục trung hoà qua sườn.

Tính : 0 2 0 .(). .(0,5. ) . . bfff m b M R bb h hh R b h     

Nếu : thì từ tra phụ lục ta được Diện tích cớt thép u cầu:

2 0 . .().() TTb Sff S R Ab hbb hcm R      

Nếu : thì ta tính với trường hợp tiết diện chữ T đặt cốt kép. + Kiểm tra hàm lượng cớt thép. .

Hợp lí: 0,8% 1,5%.Thơng thường với dầm lấy =0,15%. Đới với nhà cao tầng = 5%.

Hình 6.9 Tính tốn chọn thép

6.7.3. Tính tốn cốt thép ngang TCVN 5574-2018

a) Tính tốn cấu kiện bê tơng cớt thép theo dải BT giữa các tiết diện nghiên Điều kiện: Qb1. . .R b hb 0

Trong đó:

Q là lực cắt trong tiết diện thẳng góc của cấu kiện;

b1 là hệ số, kể đến ảnh hưởng của đặc điểm trạng thái ứng suất của bê tông trong dải nghiêng, lấy bằng 0,3.

Khi điều kiện trên khơng thoả mãn thì cần tăng kích thước tiết diện hoặc tăng cấp độ bền của bêtơng.

b) Tính tốn cường độ của tiết diện nghiêng theo lực cắt

Điều kiện: Q Qb Qsw (*)

Trong đó:

Q là lực cắt trên tiết diện nghiêng với chiều dài hình chiếu C lên trục dọc cấu kiện, được xác định do tất cả các ngoại lực nằm ở một phía của tiết diện nghiêng đang xét; khi đó, cần kể đến tác dụng nguy hiểm nhất của tải trọng trong phạm vi tiết diện nghiêng;

Qb là lực cắt chịu bởi bê tông trong tiết diện nghiêng;

Qsw là lực cắt chịu bởi cốt thép ngang trong tiết diện nghiêng Lực cắt Qb được xác định theo công thức:

3.. .0 bbt b R b h Q C  

Trong đó b 2 là hệ số, kể đến ảnh hưởng của cớt thép dọc, lực bám dính và đặc điểm trạng thái ứng suất của bê tơng nằm phía trên vết nứt xiên, lấy bằng 1,5.

Lực cắt Qsw đối với cốt thép ngang nằm vuông góc với trục dọc cấu kiện được xác định theo công thức

Qsw  sw qswC

sw là hệ số, kể đến sự suy giảm nội lực dọc theo chiều dài hình chiếu của tiết diện

nghiêng C,

qsw là lực trong cốt thép ngang trên một đơn vị chiều dài cấu kiện, được xác định theo công thức: w w * sws sw RA q