thiết kế khung bê tông cốt thép nhà dân dụng

Trêng ®¹i häc HẢI PHÒNG ®å ¸n
Khoa c«ng nghÖ ThiÕt kÕ khung bª t«ng cèt thÐp nhµ d©n dông
Bé m«n kÕt cÊu x©y dùng
Số liệu thiết kế:
Số
tầng
L
1
(m) L
2
(m) B (m)
H
1
(m)
H
2
(m)
Địa điểm xây
dựng
5 1,8 6,9 3,9 3,6 3,3 TP.Hải Dương
Số liệu sơ đồ : 2
Số liệu c , khung K5
Yêu cầu : thiết kế khung ngang một trường học tại TP.Hải Dương.
3
Phần I: Tính toán khung
I- Mô tả công trình
Công trình mà chúng tôi thiết kế là trờng học 5 tầng, đợc xây dựng tại TP.Hi
Dng. Công trình đợc xây dựng trong thành phố bị che chắn mạnh bởi các tòa nhà
cao tầng. Hệ thống kết cấu của công trình gồm:
1. Hệ thống khung: là hệ thống chịu lực chính của công trình, tiếp nhận tất cả
các tải trọng theo phơng ngang và đứng, sau đó truyền xuống móng.

2. Hệ thống kết cấu bao che: gồm tờng và cửa, chỉ làm chức năng che chắn
cho phần nội thất bên trong và bên ngoài, không tham gia chịu lực.
3. Hệ thống sàn: phân bố đều ở các tầng, ngoài việc chịu tải trọng bản thân và
hoạt tải sử dụng tác dụng trực tiếp lên nó thì sàn còn đóng vai trò liên kết, truyền
tải trọng ngang và đứng lên hệ khung đảm bảo cho toàn bộ công trình đợc ổn định
và đảm bảo các cấu kiện cùng tham gia chịu lực.
4. Các bộ phận giao thông: cầu thang theo phơng đứng, hành lang theo phơng
ngang.


4
II- Lựa chọn giải pháp kết cấu
1. Chọn vật liệu sử dụng:
Sử dụng bê tông cấp độ bền B15 có :
R
b
= 8,5MPa; R
bt
= 0,75MPa
Sử dụng thép:
+ Nếu
12<
thì dùng thép AI có R
S
= R
SC
= 225MPa
+ Nếu
12
thì dùng thép AII có R

S
= R
SC
= 280MPa
2. Lựa chọn giải pháp kết cấu cho sàn:
Chọn sàn sờn tòan khối, không bố trí dầm phụ, chỉ có các dầm qua cột
3. Chọn kích thớc chiều dày sàn:
Chọn chiều dày sàn theo công thức của Lê Bá Huế:
+
=
837
kL
h
ng
s
, với
d
ng
L
L
=
a, Với sàn trong phòng:
- Hoạt tải tính toán: p
s
= p
c
.n = 200.1,2 = 240 (daN/m
2
)
- Tĩnh tải tính toán (cha kể trọng lợng bản thân bản sàn BTCT)

Bảng 1 : Cấu tạo và tải trọng các lớp vật liệu sàn:
Các lớp vật liệu
Tiêu
chuẩn
(daN/m
2
)
n
Tính
toán
(daN/m
2
)
Gạch ceramic dày 8 mm,
0

= 2000 daN/m
3
0,008 . 200 = 16 daN/m
2
16 1,1 17,6
Vữa lát dày 15 mm,
0

= 2000 daN/m
3
0,015 . 2000 = 30 daN/m
2
30 1,3 39
Vữa trát dày 10 mm,

0

= 2000 daN/m
3
0,01 . 2000 = 20 daN/m
2
20 1,3 26
Cộng 82,6
Do tờng không xây trực tiếp trên sàn nên tĩnh tải tính toán:
2
0
82,6 /g daN m=

Tải trọng phân bố trên sàn:
2
0 0
240 82,6 322,6 ( / )
s
q g p daN m= + = + =
Với
2
0
m/daN400q <
lấy
1k =
Ô sàn trong phòng có:
2
3,9
/ 2 3,45 ; 3,9 1,13
3,45

d ng
d
B
L L m L B m
L

= = = = = = =

Chiều dày sàn trong phòng:
5
1
.
1.3,6
0,078( ) 7,8( )
37 8. 37 8.1,13
ng
s
k L
h m cm

= = = =
+ +

Chọn
1
8( )
s
h cm=
Nếu kể cả trọng lợng bản thân sàn BTCT thì:
- Tĩnh tải tính toán của ô sàn trong phòng:

2.
0 1
. . 82,6 2500.0,08.1,1 302,6( / )
s bt s
g g h n daN m

= + = + =
- Tổng tải trọng phân bố tính toán trên sàn trong phòng:
2.
302,6 240 542,6( / )
s s s
q g p daN m
= + = + =
b, Với sàn hành lang:
- Hoạt tải tính toán:
2c
hl
m/daN3602,1.300n.pP ===
- Tĩnh tải tính toán (cha kể trọng lợng bản thân sàn BTCT )
2
0
82,6 /g daN m=

Tải trọng phân bố tính toán trên sàn:
2
0
82,6 360 442,6( / )
hl hl
q g p daN m= + = + =
3

3
442,6
1,034
400 400
hl
q
k = = =
Ô sàn hành lang có:
1
1
3,9
1,8
1,8 0,462
3,9
d
ng
L B m
L
L L m
B

= =
= = = = =
Chiều dày sàn hành lang:
2
.
1,034.1,8
0,0457( ) 4,57 ( )
37 8. 37 8.0,462
ng

s
k L
h m cm

= = = =
+ +

Chọn
)cm(8h
2s
=
Nếu kể cả tải trọng bản thân sàn BTCT thì:
- Tĩnh tải tính toán của ô sàn hành lang:
2.
0 2
. . 82,6 2500.0,08.1,1 302,6 ( / )
hl bt s
g g h n daN m

= + = + =
- Tổng tải trọng phân bố tính toán trên sàn hành lang:
2.
302,6 360 662,6 ( / )
hl hl hl
q g p daN m
= + = + =
c, Với sàn mái:
- Hoạt tải tính toán:
)cm/daN(5,973,1.75n.PP
2c

m
===
- Tĩnh tải tính toán (cha kể đến trọng lợng bản thân của sàn BTCT)
6
Bảng 2 : Cấu tạo và tải trọng các lớp vật liệu sàn mái:
Các lớp vật liệu Tiêu chuẩn n Tính toán
Vữa lát dày
3
0
20 , 2000 /mm daN m

=
0,02 . 2000 = 40 daN/m
2
40 1,3 52
Vữa trát dày
3
0
10 , 2000 /mm daN m

=
0,01 . 2000 = 20 daN/m
2
20 1,3 26
Cộng 78
Do không có tờng xây trực tiếp trên sàn nên tĩnh tải tính toán:
2
0
78 /g da N m=

Tải trọng phân bố tính toán trên sàn mái:
2
0
78 97,5 175,5( / )
m
q g p daN m= + = + =
Do tải trọng trên mái nhỏ nên chọn chiều dày của ô sàn lớn và ô sàn bé trên mái là:
)cm(8h
3s
=
Vậy nếu kể cả tải trọng bản thân sàn BTCT và coi nh tải trọng mái tôn xà gồ phân
bố đều trên sàn thì:
- Tĩnh tải tính toán của ô sàn mái:
2.
0 3
. . 78 20.1,05 2500.0,08.1,1 319( / )
m maiton bt s
g g g h n daN m

= + + = + + =
- Tổng tải trọng phân bố tính toán trên sàn mái:
2.
319 97,5 416,5( / )
m m m
q g p daN m
= + = + =
4. Lựa chọn kết cấu mái:
Kết cấu mái dùng hệ mái tôn gác lên xà gồ, xà gồ gác lên tờng thu hồi
5. Lựa chọn kích thớc tiết diện các bộ phận
a, Kích thớc tiết diện dầm:

* Dầm BC (dầm trong phòng )
Nhịp dầm
2
6,9L L m= =
6,9
0,627
11
d
d
d
l
h m
m
= = =
Chọn chiều cao dầm:
0,65
d
h m=
, bề rộng:
0,22
d
b m=
Với dầm trên mái, do tải trọng nhỏ nên ta chọn chiều cao bé hơn
0,6
d
h m=
* Dầm AB (dầm ngoài hành lang )
Nhịp dầm:
1
1,8L L m= =

, khá nhỏ ta chọn chiều cao dầm
m3,0h
d
=
, bề rộng
m22,0b
d
=
* Dầm dọc nhà:
Nhịp dầm
3,9L B m= =
Chiều cao dầm:
3,9
0,3
13
d
d
d
l
h m
m
= = =

Ta chọn chiều cao dầm
m3,0h
d
=
, bề rộng:
m22,0b
d

=
7
b, Kích thớc côt:
Diện tích kích thớc cột đợc xác định theo công thức:
b
R
N.k
A =
*Cột trục B:
- Diện truyền tải của côt trục B:
2
1 2
1,8 6,9
. ( ).3,9 16,97
2 2 2 2
B
L L
S B m

+ = + =
ữ

- Lực dọc do lực phân bố đều trên bản sàn:
1
. 542,6.16,97 9207,92( )
s B
N q S daN= = =
- Lực dọc do tải trọng tờng ngăn dày 220 mm
2
6,9

. . 514.( 3,9).3,6 13600,44( ).
2
t t t
N g l h daN= = + =
2
6,9
' . . 514.( 3,9).3,3 12467,07 ( ).
2
t t t
N g l h daN= = + =
- Lực dọc do tải trọng tờng thu hồi:
3
6,9 1,8
. . 296.( ).1,62 1802,64( ).
2 2
t t t
N g l h daN= = + =
- Lực dọc do tải phân bố đều trên bản sàn mái:
4
. 416,5.16,97 7068,01( )
m B
N q S daN= = =
- Với nhà 5 tầng có 4 sàn học và 1 sàn mái thì:
. (9207,92 13600,44) 4(9207,92 12467,07) 1.(1802,64 7068,01)
118378,97( )
i i
N n N
daN
= = + + + + +
=

Để kể đến ảnh hởng của mômen ta chọn
1,1=k
2
. 1,1.118378,97
1531,96( )
85
b
k N
A cm
R
= = =
Vậy ta chọn kích thớc cột
22 70
c c
b x h x cm=
có
2
1540
s
A cm=
* Cột trục C:
Cột trục C có diện chịu tải Sc nhỏ hơn diện chịu tải của cột trục B, để thiên về
an toàn và định hình hóa ván khuôn, ta chọn kích thớc tiết diện cột trục C (
22 70
c c
b x h x cm=
) bằng với cột trục B.
* Cột trục A:
Diện truyền tải của côt trục A:

2
1
1,8
. .3,9 3,51
2 2
A
L
S B m= = =
- Lực dọc do lực phân bố đều trên bản sàn:
1
. 542,6.3,51 1904,53( )
s A
N q S daN= = =
- Lực dọc do tải trọng lan can hành lang dày 110 mm
2
. . 296.3,9.0,9 1155,3( ).
t t LC
N g l h daN= = =
- Lực dọc do tải trọng tờng thu hồi:
3
1,8
. . 296. .1,4 372,96( ).
2
t t t
N g l h daN= = =
- Lực dọc do tải phân bố đều trên bản sàn mái:
4
. 416,5.3,51 1461,92( )
m A
N q S daN= = =

8
Với nhà 5 tầng có 4 hành lang và 1 sàn mái thì:
. 4.(1904,53 1155,3) 1.(372,96 1461,92) 14074,2( )
i i
N n N daN= = + + + =

Do lực dọc bé nên khi kể đến ảnh hởng của mômen ta chọn
3,1k =
2
. 1,3.14074,2
215,52( )
85
b
k N
A cm
R
= = =
Do A nhỏ nên ta chọn:
22 22
c c
b x h x cm=
có
2
484
s
A cm=
Càng lên cao lực dọc càng giảm nên ta chọn kích thớc tiết diện cột nh sau:
Cột trục B, C có kích thớc:
22 70
c c

b x h x cm=
cho tầng 1,2.

22 65
c c
b x h x cm=
cho tầng 3, 4

22 60
c c
b x h x cm=
cho tầng 5
Cột trục A có kích thớc:
22 22
c c
b x h x cm=
cho cả 5 tầng.
3900 3900
69001800
C
B
A
4 5 6
S
C
S
B
S
A
Hình 4. Diện chịu tải của cột

9
III- Sơ đồ tính toán khung phẳng
1. Sơ đồ hình học
3450 1800
3300330033003600
600
500
D-22X30
D-22X30
D-22X30
D-22X30
D-22X30
D-22X30
D-22X30
D-22X30
D-22X30
D-22X30
D-22X30
D-22X65
D-22X65
D-22X65
D-22X65
D-22X30
D-22X30
D-22X30
D-22X30
C-22X65
C-22X65
C-22X70
C-22X70

C-22X70
C-22X70
C-22X65
C-22X65
C-22X22
C-22X22
C-22X22
C-22X22
ABC
D-22X30
D-22X30
D-22X30
D-22X30
B'
3450
D-22X30
D-22X30
D-22X30D-22X60 D-22X30
C-22X60
C-22X60
C-22X22
D-22X30
D-22X30
3300
0,600
0,000
3,600
6,900
10,200
13,500

16,800
Hình 6. Sơ đồ hình học khung trục 5
2. Sơ đồ kết cấu
Mô hình hóa kết cấu khung thành các thanh đứng (cột), và các thanh ngang
(dầm) với trục của hệ kết cấu đợc tính đến trọng tâm của tiết diện các thanh.
a, nhịp tính toán của dầm:
Nhịp tính toán của dầm lấy bằng khoảng cách giữa các trục cột
- Xác định nhịp tính toán dầm BC:
2
0,65 0,65
6,9 0,11 0,11 6,47
2 2 2 2 2 2
c c
BC
h h
t t
l L m= + + = + + =
( Với trục cột là trục cột tầng 3, 4 )
- Xác định nhịp tính toán của dầm AB: (
0,65
c
h m=
)
1
0,65
1,8 0,11 2,02
2 2 2
c
AB
h

t
l L m= + = + =
10
( Với trục cột là trục cột tầng3, 4).
b, Chiều cao của cột:
Chiều cao của cột lấy bằng khoảng cách giữa các trục dầm, do dầm khung
thay đổi tiết diện nên ta sẽ xác định chiều cao của cột theo trục hành lang (dầm có
tiết diện nhỏ hơn)
- Xác định chiều cao của cột tầng 1:
Lựa chọn chiều cao chôn móng từ mặt đất tự nhiên trở xuống (cốt -0,6 m) với
m5,0mm500h
m
==
1
0,3
3,6 0,6 0,5 4,55( )
2 2
d
t t m
h
h H Z h m = + + = + + =
( Với
0,6Z m=
)
- Xác định chiều cao cột tầng 2,3,4:
2 3 4 5
3,3
t t t t
h h h h m = = = =
Ta có sơ đồ kết cấu thể hiện hình 7

C-22X65
C-22X65
C-22X65
C-22X22
C-22X22
C-22X22
C-22X22
D-22X65
D-22X65
D-22X65
D-22X65
D-22X30
D-22X30
D-22X30
D-22X30
6470 2020
3300330033004550
C-22X70
C-22X70
C-22X70
C-22X70
C-22X65
C-22X60
C-22X60
C-22X22
D-22X60
D-22X30
3300
Hình 7. Sơ đồ kết cấu khung trục 5

11
IV- Xác định tải trọng đơn vị
1.Tĩnh tải đơn vị
- Tĩnh tải sàn phòng học: g
s
= 302,6 (daN/m
2
)
- Tĩnh tải sàn hành lang: g
hl

= 302,6 (daN/m
2
)
- Tĩnh tải sàn mái: g
m
= 319 (daN/m
2
) (phần sênô có g
sn
= g
m
= 319 (daN/m
2
))
- Tờng xây 220: g
t2
= 514 (daN/m
2
)

- Tờng xây 110: g
t2
= 296 (daN/m
2
)
2. Hoạt tải đơn vị
- Hoạt tải sàn phòng học: p
s
= 240 (daN/m
2
)
- Hoạt tải sàn hành lang: p
hl
= 360 (daN/m
2
)
- Hoạt tải sàn mái và sênô: p
m
= 97,5 (daN/m
2
)
3. Hệ số quy đổi tải trọng:
a, Với ô sàn lớn, kích thớc 3,9 x 3,45 (m)
Tải trọng phân bố tác dụng lên khung có dạng hình thang. Để quy đổi sang
dạng tải trọng phân bố hình chữ nhật, ta cần xác định hệ số chuyển đổi k.
32
21k +=
với
2
3,9

0,565 0,54
2 2.3,45
B
k
L

= = = =
.
b, Với ô sàn hành lang, kích thớc 3,9 x 1,8 (m)
Tải trọng phân bố tác dụng lên khung có dạng hình tam giác. Để quy đổi
sang dạng tải trọng phân bố hình chữ nhật, ta có hệ số
625,0
8
5
k ==
.
V- Xác định tĩnh tải tác dụng vào khung
Tải trọng bản thân của các kết cấu dầm cột sẽ do chơng trình tính toán kết cấu
tự tính.
1. Xác định tĩnh tải tầng 2, 3, 4,5
Hình 8. Sơ đồ phân tĩnh tải sàn tầng 2,3,4,5
g = 302,6
g = 302,6
g = 302,6
A
B = 3900B = 3900
L
2
= 6900
L

1
= 1800
G
B
G
A
G
C
220
220
BC
6
5
4
220
g
g
g
G'
B
1 1
2
3450 3450
Bảng 3. Tính tĩnh tải tầng 2, 3, 4
12
tĩnh tãi phân bố dan/m
TT Loại tải trọng và cách tính Kết quả
g1
Do tải trọng từ sàn truyền vào dới dạng hình thang với tung độ
lớn nhất:

g
ht
= 302,6 x (3,9 - 0,22)
Đổi ra phân bố đều với k = 0,54:
1113,57 x 0,54
Tổng :
1113,57
601,33
601,33
g2
Do tải trọng từ sàn truyền vào dới dạng hình tam giác với tung
độ lớn nhất:
g
gg
= 302,6 x (1,8 - 0,22)
Đổi ra tải phân bố đều với k = 0,625:
478,11 x 0,625
Tổng :
478,11
298,82
298,82
tĩnh tãi tập trung dan
TT
Loại tải trọng và cách tính Kết quả
Gc
Do trọng lợng bản thân dầm dọc 0,22 x 0,3
2500 x 1,1 x 0,22 x 0,3 x 3,9
Do trọng lợng tờng xây trên dầm dọc cao 3,3 - 0,3 = 3,0m với
hệ số giảm lỗ cửa 0,7:
514 x 3,0 x 3,9 x 0,7

Do trọng lợng sàn truyền vào
302,6x(3,9 - 0,22) x (3,9 - 0,22)/4
Tổng :
707,9
4209,7
1024,5
6122,1
G
B
Do trọng lợng bản thân dầm dọc 0,22 x 0,3
2500 x 1,1 x 0,22 x 0,3 x 3,9
Do trọng lợng tờng xây trên dầm dọc cao 3,3 - 0,3 = 3,0m với
hệ số giảm lỗ cửa 0,7:
514 x 3,0 x 3,9 x 0,7
Do trọng lợng sàn truyền vào
302,6x(3,9 - 0,22) x (3,9 - 0,22)/4
Do trọng lợng sàn hành lang truyền vào:
302,6 x [(3,9 - 0,22) + (3,9 -1,8)] x (1,8 - 0,22)/4
Tổng :
707,9
4209,7
1024,5
690,87
6632,97
G
A
Do trọng lợng bản thân dầm dọc 0,22 x 0,3
2500 x1,1 x 0,22 x 0,3 x 3,9
Do trọng lợng sàn hành lang truyền vào:
302,6 x [(3,9 - 0,22) + (3,9 1,8)] x (1,8 - 0,22)/4

Do lan can xây tờng 110 cao 900mm truyền vào
296 x 0,9 x 3,9
Tổng :
707,9
690,87
1039
2437,8
13
G
B

Do trọng lợng bản thân dầm dọc 0,22 x 0,3
2500 x 1,1 x 0,22 x 0,3 x 3,9
Do trọng lợng sàn truyền vào từ 2 bên :
302,6x(3,9 - 0,22) x (3,9 - 0,22)/2
Tổng :
707,9

2048,97
2756,97
2. Tĩnh tải tầng mái
Để tính toán tải trọng tĩnh tải phân bố đều trên mái, trớc hết ta phải xác định
kích thớc của tờng thu hồi xây trên mái
Dựa vào mặt cắt kiến trúc, ta có diện tích thu hồi xây trên nhịp BC là:
2
1
13,34( )
t
S m=
Nh vậy nếu coi tải trọng tờng phân bố đều trên nhịp BC thì tờng có độ cao trung

bình là:
1
1
13,34
1,5( )
8,7 0,22
t
t
S
h m
L
= = =
+
Tính toán tơng tự cho nhịp dầm AB, trong đoạn này tờng có chiều cao trung bình
bằng :
2
2
1
1,91
1,06( )
1,8
t
t
S
h m
L
= = =

g = 319
g = 319

g = 319
A
B = 3900B = 3900
L
2
= 6900
L
1
= 1800
G
B
G
A
G
C
220
220
BC
6
5
4
220
g
g
g
G'
B
m m
m m
m

m
m
1
1
2
34503450
Hình 9. Sơ đồ phân tĩnh tải sàn tầng mái
14
Bảng 4. Tính tĩnh tải tầng mái
TĩNH TảI PHÂN Bố TRÊN MáI - daN/m
TT Loại tải trọng và cách tính Kết quả
m
1
g
(daN/m)
Do trọng lợng tờng thu hồi
110
mm cao trung bình
1,5m
:
1
296 1,5
m
g x=
Do tải trọng từ sàn truyền vào dới dạng hình thang với tung
độ lớn nhất :
319 (3,9 0,22) 1173,92
ht
g x= =
Đổi ra phân bố đều với

0,54k =
1173,92 0,54x
Tổng :
444
633,92
1077,92
m
2
g
(daN/m)
Do trọng lợng tờng thu hồi
110
cao trung bình
1,06m
:
2
296 1.06
m
g x=
Do tải trọng từ sàn truyền vào dới dạng hình tam giác với
tung độ lớn nhất :
319 (1,8 0,22) 504,02
tg
g x= =
Đổi ra phân bố đều với k = 0,625
504,02 x 0,625
Tổng :
313,76
315,01
628,77

tĩnh tải tập trung trên mái
TT Loại tải trọng và cách tính Kết quả
G
C
m
(daN)
Do trọng lợng bản thân dầm dọc 0,22 x 0,3
2500 x 1,1 x 0,22 x 0,3 x 3,9
Do trọng lợng ô sàn lớn truyền vào:
319 x (3,9 - 0,22 ) x (3,9 - 0,22)/4
Do trọng lợng sênô nhịp 0,71:
319 x 0,71 x 3,9
Tờng sênô cao 0,5m bằng gạch
296 x 0,5 x 3,9
Tổng :
707,9
1080,01
883,31
577,2
3248,42
G
B
m
(daN)
Do trọng lợng bản thân dầm dọc 0,22 x 0,3
2500 x 1,1 x 0,22 x 0,3 x 3,9
Do trọng lợng ô sàn lớn truyền vào:
319 x (3,9- 0,22 ) x (3,9 - 0,22)/4
Do trọng lợng ô sàn nhỏ truyền vào:
319 x [ (3,9 - 0,22) + (3,9 1,8)] x (1,8 - 0,22)/4

Tổng :

707,9
1080,01
728,31
2516,22
15
G
A
m

Do trọng lợng bản thân dầm dọc 0,22 x 0,3
2500 x 1,1 x 0,22 x 0,3 x 3,9
Do trọng lợng ô sàn nhỏ truyền vào:
319 x [ (3,9 - 0,22) + (3,9 1,8)] x (1,8 - 0,22)/4
Do trọng lợng sênô nhịp 0,71:
319 x 0,71 x 3,9
Tờng sênô cao 0,5m bằng gạch
296 x 0,5 x 3,9
Tổng :
707,9
728,31
883,31
577,2
2896,72
G
B

Do trọng lợng bản thân dầm dọc 0,22 x 0,3
2500 x 1,1 x 0,22 x 0,3 x 3,9

Do trọng lợng sàn truyền vào
319 x (3,9 - 0,22 ) x (3,9- 0,22)/4
Tng :
707,9
1080,01
1787,91
Ta có sơ đồ tĩnh tải tác dụng vào khung

601,33
298,82
6122,1
6632,97
2437,8
6122,1
3300330033004450
6470 2020
601,33
6122,1
601,33
6122,1
2765,97
1077,92
3248,42 2896,72
628,77
3300
2516,22
1787,91
601,33
2765,97
2765,97

2765,97
6632,97
6632,97
6632,97
298,82
298,82
298,82
2437,8
2437,8
2437,8
Hình 10. Sơ đồ tĩnh tải tác dụng vào khung
16
VI- Xác định hoạt tải tác dụng vào khung
1. Trờng hợp hoạt tải 1

p
ht
I
P
C
I
P
B
I
P'
B
I
p
ht
I

P = 240
P = 240
A
B = 3900B = 3900
L
2
= 6900
L
1
= 1800
220
220
BC
6
5
4
220
3450
3450
Hình 11. Sơ đồ phân hoạt tải 1 - Tầng 2 hoặc 4
Bảng 5. Tính hoạt tải tầng 1 - Tầng 2, 4
Hoạt tải 1- tầng 2, 4
Sàn Loại tải trọng và cách tính (đơn vị daN/m) Kết quả
P
1
I
(daN/m)
Do tải trọng từ sàn truyền vào dới dạng hình thang với
trung độ lớn nhất:
240 . 3,9

Đổi ra phân số đều với k = 0,54
936 . 0,54
936
505,44
Do tải trọng sàn truyền vào
240 . 3,9 . 3.9/4
Do tải trọng sàn truyền vào
240 . 3,9 . 3.9/2
912,6
1825,2
17
p
2
I
P
A
I
P
B
I
P = 360
P = 360
A
B = 3900B = 3900
L
2
= 6900
L
1
= 1800

220
220
BC
6
5
4
220
3450
3450
Hình 12. Sơ đồ phân hoạt tải 1 - Tầng 3 hoặc 5
Bảng 6. Tính hoạt tải 1 - Tầng 3 , 5
Hoạt tải 1 - tầng 3, 5
Sàn Loại tải trọng và cách tính (đơn vị daN/m) Kết quả
p
2
I
(daN/m)
Do tải trọng từ sàn truyền vào dới dạng hình tam giác với
trung độ lớn nhất:
360 . 1,8
Đổi ra phân số đều với k = 0,54
648. 0,54
648
349,92
Do tải trọng sàn truyền vào
360 . [3,9 + (3,9 -1,8)] . 1,8/4 972
18

P
C

mII
P
B
mII
P
AS
mII
p
I
mII
p
I
mII
P = 97,5
P = 97,5
A
B = 3900B = 3900
L
2
= 6900
L
1
= 1800
220
BC
P'
B
mII
p = 97,5
Sờ nụ

6
5
4
220
3450
3450
Hình 13. Sơ đồ phân hoạt tải 1 - Tầng mái
Bảng 7. Tính hoạt tải 1 - Tầng mái
Hoạt tải 1- tầng mái
Sàn Loại tải trọng và cách tính (đơn vị daN/m) Kết quả
P
1
mII
(daN/m)
P
C
mII
=P
B
mII
(daN/m)
Do tải trọng từ sàn truyền vào dạng hình thang có tung độ
lớn nhất:
97,5 . 3,9
Đổi ra phân bố đều với k = 0,54
380,25. 0,54
380,25
205,34
Do tải trọng sàn truyền vào:
97,5 . 3,9 . 3,9/4 370,74

Do tải trọng sàn truyền vào:
97,5 . 3,9 . 3,9/2 741,49
Do tải trọng sênô truyền vào:
97,5 . 0,71 . 3,9 269,98
19
1. Trờng hợp hoạt tải 2
P
B
II
P = 360
P = 360
A
B = 3900B = 3900
L
2
= 6900
L
1
= 1800
220
220
BC
6
5
4
220
p
2
II
P

A
II
3450
3450
Hình 14. Sơ đồ phân hoạt tải 2 - Tầng 2, 4
Bảng 8. Tính hoạt tải 2 - Tầng 2,4
Hoạt tải 2 - tầng 2,4
Sàn Loại tải trọng và cách tính (đơn vị daN/m) Kết quả
P
2
II
(daN/m)
Do tải trọng từ sàn truyền vào dới dạng hình tam giác với
trung độ lớn nhất:
360 . 1,8
Đổi ra phân số đều với k = 0,625
648 . 0,625
648
405
Do tải trọng sàn truyền vào
360.[3,9 + (3,9 1,8)]. 1,8/4
972
20

220
P
C
II
P
B

II
p
I
II
p
I
II
34503450
p'
B
II
P = 240
P = 240
A
B = 3900B = 3900
L
2
= 7500
L
1
= 1800
220
BC
4
5
4
Hình 15. Sơ đồ phân hoạt tải 2 - Tầng 3,5
Bảng 9.Tính hoạt tải 2 - Tầng 3, 5
Hoạt tải 2 - tầng 3, 5
Sàn Loại tải trọng và cách tính (đơn vị daN/m) Kết quả

p
1
II
(daN/m)
Do tải trọng từ sàn truyền vào dới dạng hình thang với
trung độ lớn nhất:
240 . 3,9
Đổi ra phân số đều với k = 0,54
936 . 0,54
936
505,44
Do tải trọng sàn truyền vào
240 . 3,9 . 3.9/4
Do tải trọng sàn truyền vào
240 . 3,9 . 3.9/2
912,6
1825,2
21
P = 97,5
A
B = 3900B = 3900
L
2
= 6900
L
1
= 1800
220
BC
4

5
4
220
P
CS
mI
P
B
mI
P
A
mI
p = 97,5
Sờ nụ
3450
3450
p = 97,5
p
2
mI
Hình 16. Sơ đồ phân hoạt tải 2 - Tầng mái
Bảng 10. Tính hoạt tải 2 - Tầng mái
Hoạt tải 2- tầng mái
Sàn Loại tải trọng và cách tính (đơn vị daN/m) Kết quả
P
2
mI
(daN/m)
P
A

mI
=P
B
mI
(daN)
P
mI
C,S
p
2
mI
(daN/m)
Do tải trọng từ sàn truyền vào dới dạng hình tam giác với
trung độ lớn nhất:
97,5 . 1,8
Đổi ra phân số đều với k = 0,625
175,5 . 0,625
175,5
109,69
Do tải trọng sàn truyền vào
97,5.[3,9 + (3,9 1,8)]. 1,8/4
263,25
Do tải trọng sênô truyền vào:
97,5 . 0,71.3,9 269,98
22
1825,2
1825,2
505,44
349,92
912,6

972
912,6
972
3300330033004550
6470 2020
505,44
912,6
912,6
3300
349,92
972
972
741,49
205,34
370,73
370,74 269,98

H×nh 17. Sơ đồ hoạt tải 1
23

269,98
3
3
0
0
1825,2
505,44
912,6
912,6
4

5
5
0
6470
2020
505,44
912,6
912,6
405
972
1825,2
972
405
972
972
3
3
0
0
3
3
0
0
3
3
0
0
109,69
263,25
263,25m

H×nh 16. Sơ đồ hoạt tải 2
24
VII- Xác định tải trọng gió
Công trình xây dựng tại Hà Nội, thuộc vùng gió II-B, có áp lực gió đơn vị: W
0
= 83
daN/m
2
. Công trình đợc xây dựng trong thành phố bị che chắn mạnh nên có địa
hình dạng C.
Công trình cao dới 40m nên ta chỉ xét đến tác dụng tĩnh của tải trọng gió. Tải
trọng truyền lên khung sẽ đợc tính theo công thức
Gió đẩy: q
đ
= W
0
.n.k
i
.C
đ
.B
Gió hút: q
h
= W
0
.n.k
i
.C
h
.B

Bảng11. Tính toán tải trọng gió
Tầng
H
tầng
(m)
Z
(m)
k N B(m) C
đ
C
h
q
đ
(daN/m)
q
h
(daN/m)
1 3,9 3,9 0.5015 1,2 3,6 0,8 -0,6 143,85 -107,9
2 3,6 7,5 0.6 1,2 3,6 0,8 -0,6 172,1 -129,1
3 3,6 11,1 0.6776 1,2 3,6 0,8 -0,6 194,4 -145,8
4 3,6 14,7 0.7352 1,2 3,6 0,8 -0,6 210,9 -158,2
Với q
đ
- áp lực gió đẩy tác dụng lên khung (daN/m)
q
h
- áp lực gió hút tác dụng lên khung (daN/m)
Tải trọng gió trên mái quy về lực tập trung đặt ở đầu cột S
đ
, S

h
với k = 0,79.
Tỷ số h
1
/L = 14,7/(7,5+2,1) = 1,53. Tra theo TCVN 2737 - 1995 có C
e1
= -0.45;
C
e2
= - 0,66
Trị số S đợc tính theo công thức:
S = nkW
0
B
ii
hC

= 1,2.0,79.83.3,6.
ii
hC

= 283,3
ii
hC

+ Phía gió đẩy:
S
đ
= 283,3.(0,8.0,5 - 0,45.3,2) = -294,6 (daN)
+ Phía gió hút:

S
h
= 283,3.(-0,6.0,5 - 0,66.3,2) = -700,3 (daN)
25
3600360036004850
7370 2165
172,1
143,85
194,4
210,9
158,2
145,8
129,1
107,9
700,3
294,6
172,1
143,85
194,4
210,9
158,2
145,8
129,1
107,9
700,3
294,6
3600360036004850
7370 2165
26
17

18
19
20
3600360036004850
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
VIII- Xác định nội lực
Sử dụng chơng trình tính toán kết cấu Sap 2000 để
tính toán nội lực cho khung với sơ đồ phần tử dầm
và cột nh hình 21
Khi khai báo tải trọng trong chơng trình
tính toán kết cấu, với trờng hợp tĩnh tải, phải kể
đến trọng lợng bản thân của kết cấu (cột, dầm
khung) với hệ số vợt tải n = 1,1.
Ta có các số liệu đầu vào (Input) và đầu ra
(Output) của chơng trình tính.

Hình 21.Sơ đồ phần tử dầm,
cột của khung

IX- tổ hợp nội lực
27