thiết kế căn hộ chung cư, chương 3 ppt

chng 3: xác định tải trọng
1) Tĩnh tải
a) Tĩnh tải tác dụng lên sàn tầng 1
Lớp gạch lát dày 1,5 cm = 1,8 t/m
3
: g
1
= n
1
. h
1
.
1
= 1,1 . 0,015 .
1,8 = 0,03 t/m
2
Lớp vữa lát dày 1,5 cm = 1,8 t/m
3
: g
2
= n
2
. h
2
.
2
= 1,3 . 0,015 .
1,8 = 0,035 t/m
2
Lớp trát trần dày 1,5 cm = 1,8 t/m
3

: g
3
= n
4
. h
4
.
4
= 1,3 . 0,015 .
1,8 = 0,035 t/m
2
Tổng tĩnh tải tác dụng lên sàn là :
g = g
1
+ g
2
+ g
3
= 0,03 + 0,035 + 0,035 = 0,10 t/m
2
b) Tĩnh tải tác dụng lên sàn tầng điển hình ( từ tầng 2 đến
tầng 10 )
trọng l-ợng bản thân sàn là : g
s
=1,1.0,18.2500=0,495t/m
2
Lớp gạch lát dày 1,5 cm = 1,8 t/m
3
: g
1

= n
1
. h
1
.
1
= 1,1 . 0,015 .
1,8 = 0,03 t/m
2
Lớp vữa lát dày 1,5 cm = 1,8 t/m
3
: g
2
= n
2
. h
2
.
2
= 1,3 . 0,015 .
1,8 = 0,035 t/m
2
Lớp trát trần dày 1,5 cm = 1,8 t/m
3
: g
3
= n
4
. h
4

.
4
= 1,3 . 0,015 .
1,8 = 0,035 t/m
2
T-ờng gạch qui về phân bố đều trên sàn theo công thức :


F
G
g
4
G : Tổng trọng l-ợng t-ờng trên sàn .
F : Tổng diện tích sàn , lấy bằng 678 m
2
.
G = n
5
. h . . ( 0,11 . l
1
+ 0,22 . l
2
)
n
5
: hệ số v-ợt tải , lấy bằng 1,1
h : chiều cao t-ờng , lấy bằng 3,00 m
: trọng l-ợng riêng , lấy bằng 1,8 t/m
3
l

1
: tổng chiều dài t-ờng 110 , lấy bằng l
1
= 43,2+19,8 +15,3 +72
= 150 m
l
2
: tổng chiều dài t-ờng 220 , lấy bằng l
2
= (36 +31 +72 +
24)0,75 = 122 m
G = 1,1 . 3,00 . 1,8 . ( 0,11 . 150 + 0,22 . 122 ) = 264 t
g
4
=
678
264
= 0,39 t/m
2
Tổng tỉnh tải
g =g
s
+ g
2
+ g
3
+ g
4
=0,495+ 0,03 + 0,035 + 0,035 + 0,39 = 0,985
t/m

2
c) Tĩnh tải tác dụng lên sàn tầng 11:
phần mái tôn:
Trọng l-ợng mái tôn dày 0,47 mm, = 7,8 t/m
3
g
1
= n
1
. h
1
.
1
= 1,2 . 0,47.10
-3
. 7,8 = 0,004 t/m
2
trọng l-ợng xà gồ : g
2
= 32 kg/m
2
=0,032 t/m
2
vữa xi măng dày 2,5 cm = 1,8 t/m
3
g
3
= n
1
. h

1
.
1
= 1,3 .
0,025.1,8 = 0,059 t/m
2
trát trần dày 15 cm = 1,8 t/m
3
: g
4
= n
4
. h
4
.
4
= 1,3 .
0,015 . 1,8 = 0,035 t/m
2
trọng l-ợng t-ờng thu hồi quy về tải phân bố :
g
5
= 1,1.1,8.0,22.[(0,4 + 0,4 + 0,8).7 + (0,8 +0,4).13/2]/ 120=
0,062 t/m
2
Tổng tĩnh tải tác dụng lên sàn là :
g = g
1
+ g
2

+ g
3
+ g
4
+ g
5
= 0,004 + 0,032 + 0,059 + 0,062 = 0,192
t/m
2
tổng tĩnh tải tác dụng lên sàn tầng 11 kể cả trọng l-ợng phần
mái tôn là :0,985+0,192=1,177t/m
2
.
d) Tĩnh tải tác dụng lên mái tum
2 lớp gạch lá nem dày 2cm = 1,8 t/m
3
: g
1
= n
1
. h
1
.
1
=
1,1 . 0,02 . 1,8 = 0,04 t/m
2
Lớp vữa tạo dốc 20 cm, = 1,8 t/m
3
: g

2
= n
2
. h
2
.
2
= 1,3 .
0,2 . 1,8 = 0,468 t/m
2

Lớp bê tông sàn dày 18 cm, = 2,5 t/m
3
: g
3
= n
3
. h
3
.
3
= 1,1
. 0,28 . 2,5 = 0,5 t/m
2
Lớp trát trần dày 1,5 cm , = 1,8 t/m
3
: g
4
= n
4

. h
4
.
4
= 1,3 .
0,015 . 1,8 = 0,035 t/m
2
Trần nhựa g
5
= 0,033 t/m
2
Chống thấm dày 0,5 cm, = 1,8 t/m
3
: g
6
= n
4
. h
4
.
4
= 1,1 .
0,05 . 1,8 = 0,01 t/m
2
Lớp chống nóng dày 15 cm, = 1,8 t/m
3
: g
6
= n
4

. h
4
.
4
=
1,1 . 0,15 . 1,8 = 0,297 t/m
2

Tổng tỉnh tải : g = g
1
+ g
2
+ g
3
+ g
4
+ g
5
+ g
6
=
0,04+0,468+0,5+0,035+0,033+0,01+0,297 =
1,38 t/m
2
b. Tĩnh tải do bể n-ớc mái
Bể n-ớc mái chúa 15 m
3
một bể t-ơng đ-ơng 15 (t) , đặt lên 2 dầm
tầng áp mái ,mỗi dầm dài 4,3m.Ta quy về tải phân bố lên các dầm
ở tầng mái , mỗi dầm

q
tt
= 1,7 t/m
2
c. tĩnh tải phụ tác dụng lên dầm cột ,vách
Lớp trát dày 1,5 cm , = 1,8 t/m
3
Dầm d
1
: 0,35 . 0,6 g =0,04 t/m

D
2
: 0,35 . 0,7 g =0,045 t/m
D
3
: 0,22 . 0,4 g =0,024 t/m
D
4
: 0,22 . 0,3 g =0,019 t/m
D
5
: 0,35 . 0,8 g =0,05 t/m
Cột C
1
: 0,5 . 0,7 g =0,06 t/m
C
2
: 0,6 . 0,9 g =0,086 t/m
Vách g = 0,015 . 1,8 = 0,027 t/m

2
2) Hoạt tải sử dụng
a) Hoạt tải sử dụng đ-ợc lấy theo TCVN 2737 1995
Hoạt tải tác dụng lên phòng ngủ, khách, bếp, vệ sinh : lấy qtc =
150 kG/m2 = 0,15 t/m2
qtt = n . qtc = 1,3 . 0,15 = 0,195 t/m2
Hành lang ,cầu thang lấy q
tc
= 300 kG/m
2
= 0,3 t/m
2
q
tt
= n .
q
tc
= 1,2 . 0,3 = 0,36 t/m
2
Ban công lấy q
tc
= 200 kG/m
2
= 0,4 t/m
2
q
tt
= n . q
tc
= 1,3 .

0,2 = 0,26 t/m
2
Mái không sử dụng lấy q
tc
= 75 kG/m
2
= 0,075 t/m
2
q
tt
= n .
q
tc
= 1,3 . 0,075 = 0,0975 t/m
2
Mái tôn lấy q
tc
= 30 kG/m
2
= 0,03 t/m
2
q
tt
= n . q
tc
= 1,3 . 0,03
= 0,039 t/m
2
Phòng sinh hoạt chung lấy q
tc

= 400 kG/m
2
= 0,4 t/m
2
q
tt
= n .
q
tc
= 1,2 . 0,4 = 0,48 t/m
2
b) hệ số giảm tải của hoạt tải :
Do số tầng càng tăng lên xác suất xuất hiện đồng thời tải trọng ở
tất cả các tầng càng giảm, nên ta sử dụng hệ số giảm tải cho hoạt
tải. Theo
tcvn 2737-95 khi diện tích sàn A A
1
=36 m
2
thì
1
=
0,5 +
1
5,0
A
A
.khi diện tích sàn A
1
A A

2
=9 m
2
thì
1
= 0,4 +
2
6,0
A
A
. để dơn giản tính toán ta xét 2 ô sàn điển hình
Sàn 1 : có A = 6 . 7,4 = 44,4
1
= 0,5 +
1
5,0
A
A
= 0,5 +
36
4,44
5,0
= 0,95
Sàn 2 : có A = 3,6 . 8 = 28,8
1
= 0,4 +
2
6,0
A
A

= 0,4 +
9
28
6,0

= 0,76
c) hoạt tải sau khi đã giảm tải
Hoạt tải tác dụng lên phòng ngủ, khách, bếp, vệ sinh: q = 0,195 .
0,95 = 0,185 t/m
2
Hành lang ,cầu thang: q = 0,76 . 0,36 = 0,273 t/m
2
Ban công lấy gi- nguyên: q = 0,26 t/m
2
Mái không sử dụng lấy: q
1
= 0,0975 . 0,95 = 0,092 t/m
2
, q
2
=
0,0975 . 0,75 = 0,074 t/m
2
Mái tôn lấy giữ nguyên: q = 0,039 t/m
2
Phòng sinh hoạt chu
ng lấy: q1 = 0,48 . 0,95 = 0,456 t/m2,
q2 = 0,48 . 0,75 = 0,364 t/m2
3) Tải trọng gió
Chiều cao công trình tính từ mặt đát tự nhiên tới mặt sàn mái là

38,1 m, do đó trong tính toán chỉ xét tới tác dụng tĩnh của gió bỏ
qua tác dụng động của gió.
Tải trọng gió tĩnh đ-ợc xác định theo công thức sau :
W
tc
= W
o
K.C
Trong đó:
K hệ số kể tới sự thay đổi áp lực gió theo độ
cao công trình.
C hệ số khí động.
Mặt bằng công trình có dạng hình chữ nhật: phía đón gió:
C= 0,8.
phía hút gió
: C= 0,6.
W
tt
= n.W
tc
trong đó : n=1,2 (hệ số v-ợt tải ). Địa điểm xây dựng
công trình là Hà Nội, thuộc vùng gió II-B (W
o
= 95kg/cm
2
).
Trên trực tế tải gió phân bố phức tạp tăng dần theo chiều cao
nh-ng để dễ tính toán, ta xem tải gió phân bố đều trên từng tầng,
giá trị tải lấy ở cao độ sàn lớn nhất của tầng.Cao độ tính gió bắt đầu
từ mặt đát tự nhiên(-0,6m ).

Giá trị tải gió ở mỗi tầng đ-ợc thể hiện trong bảng (excell).
II. phân tải gió cho khung và vách
Để phân tải gió cho khung và vách ,lõi ta phải biến đổi toàn bộ
khung và lõi về các vách t-ơng đ-ơng .sau đó tiến hành phân tải
gió cho các vách tỉ lệ với độ cứng EJ của chúng. tại mỗi mức sàn
tổng tải trọng gió tính toán W
tt
đ-ợc nhân với diện tích truyền tảI
có chiều dài bằng diện tích đón gió của toàn bộ công trình và chiều
rộng bằng nửa chiều cao tầng trên cộng với nửa chiều cao tầng d-ới
.tổng tảI trọng gió đ-ợc quy về một lực tập trung và phân bố về
khung đang xét theo độ cứng của nó .
1) xác định độ cứng của vách

xác định hệ trục quán tính chính trung tâm của tiết diện :
trục đối xứng oY chính là một trục của hệ trục quán tính chính
trung tâm
khoảng cách từ trục X đến trục x _trục quán tính chính trung
tâm của tiết diện vách cứng là :
Y
c
=
A
S
X
,với Sx là mô men tĩnh của tiết diện với trục X ,và A là diện
tích của toàn bộ tiết diện .Yc=144.3cm
mô men quán tính với trục x của vách là :
Jx=2

45.646502524123.144.25.109
12
25
.1097.31.497.25
12
497.25
3
3
2
3
mcm
















2) độ cứng của lõi thang máy

gọi hệ trục quán tính chính trung tâm của tiết diện là xOy.hệ trục
XOY gồm các trục đI qua trung điểm các cạnh của tiết diện.
Khoảng cách từ trục X đến trục x là :
Yc=
A
SX
=







cm4.20
25.30925.34125.394.2
5.42.25.3095.124.25.341




khoảng cách từ trục Y đến trục y là:
Xc=
A
SY
=
25.30925.341)25.394.(2
)0.47.(309.25

=-10.1cm
mô men quán tính của tiết diện với hệ trục quán tính chính trung
tâm là:
Jx=2.
44477236909,62).309.25(
12
309.25
104).25.341(
12
25.341
4,20).394.25(
12
394.25
2
.3
2
3
2
3
cm







=4,47m4
3) độ cứng của khung t-ơng đ-ơng
khung đ-ợc coi là t-ơng đ-ơng với vách khi có cùng chuyển vị

đỉnh và có cùng độ cứng .độ cứng của khung t-ơng đ-ơng đ-ợc xác
định nh- sau:khung phẳng chịu tác dụng của một lực tập trung tại
đỉnh bằng 1t .dúng ch-ơng chình sáp 2000 tìm đ-ợc chuyển vị tại
đỉnh của khung .coi khung là một thanh công xôn thì theo cơ kết
cấu chuyển vị đỉnh công xôn đ-ợc xác định nh- sau :

J
E
HP
.
3
.
3
từ đó suy ra độ cứng của khung t-ơng đ-ơng là :
(E.J)tđ=

3
.
3
HP
a) khung trục 1.
P=1t, H=34.8m,chuyển vị đỉnh khung là =1.577E-03m.
(E.J)tđ1=
3
3
10.577,1.3
8.34.1000

=8908093849(kg/cm2)
mô hình tính chuyển vị khung trục 1

b) khung trục 2.
P=1t, H=38.1m,chuyển vị đỉnh khung là =1.911E-03m.
(E.J)tđ2=
3
3
10.911,1.3
1.38.1000

=9647015699(kg/cm2)





mô hình tính chuyển vị khung trục 2
4) độ cứng của vách cứng và khung t-ơng
đ-ơng
Vách t-ơng đ-ơng E.Jx(kg/cm2) tỉ lệ % tảI (1
vách0
Trục 1 8908093849 4.67
Trục 2 9647015699 5.06
V¸ch thang bé 422500.10
5
22.15
Lâi thang m¸y 297255.10
5
15.58
Tæng ®é cøng c«ng
tr×nh
190708.10

6
100
thÊy 4 lâi chÞu 2.(22.15+15.58)=75.46% t¶I giã
BẢNG PHÂN TẢI GIÓ TĨNH VỀ NÚT KHUNG
TẦNG
ĐỘ
CAO
M
K
W
O
kg/m2
C
d
C
h
wt(d)
kg/m2
wt(h)
kg/m2
diện
tích
đón
gió
m2
t
ổng
lực
đẩy
kg

t
ổng
l
ực
hút
kg
1 5.1 0.89 95 0.8 0.6 67.64 50.73
222.87 15075
11306
2 8.4 0.96 95 0.8 0.6 72.96 54.72
144.21 10522
7891
3 11.7 1.02 95 0.8 0.6 77.52 58.14
144.21 11179
8384
4 15 1.08 95 0.8 0.6 82.08 61.56
144.21 11837
8878
5 18.3 1.11 95 0.8 0.6 84.36 63.27
144.21 12166
9124
6 21.6 1.15 95 0.8 0.6 87.40 65.55
144.21 12604
9453
7 24.9 1.18 95 0.8 0.6 89.68 67.26
144.21 12933
9700
8 28.2 1.21 95 0.8 0.6 91.96 68.97
144.21 13262
9946

9 31.5 1.23 95 0.8 0.6 93.48 70.11
144.21 13481
10111
10 34.8 1.25 95 0.8 0.6 95.00 71.25
144.21 13700
10275
11 38.1 1.27 95 0.8 0.6 96.52 72.39
104.61 10097
7573