Đồ án kết cấu thi công

Chương 1-tính khung k2
2.1.1. Cơ sở lựa chọn sơ đồ kết cấu.
2.1.1.1 Cơ sở lựa chọn sơ đồ kết cấu.
a. Khái quát chung.
Lựa chọn hệ kết cấu chịu lực cho công trình có vai trò quan trọng tạo tiền đề cơ
bản để người thiết kế có được định hướng thiết lập mô hình, hệ kết cấu chịu lực cho
công trình đảm bảo yêu cầu về độ bền, độ ổn định phù hợp với yêu cầu kiến trúc,
thuận tiện trong sử dụng và đem lại hiệu quả kinh tế.
-Đối với nhà cao tầng có thể sử dụng các hệ chịu lực chính:
+Hệ khung
+Hệ vách
+Hệ lõi
+Kết cấu khung vách kết hợp
+Hệ khung lõi kết hợp
+Hệ khung-vách –lõi kết hợp.
-Cụ thể với công trình nhà chung cư thấp tầng,chúng ta chọn hệ kết cấu ở đây là
khung chịu lực là hợp lí.Hệ kết cấu này được tạo thành tự hệ các thanh
đứng(cột),ngang(dầm) và kết cấu móng,chỗ giao nhau giữa các hệ là các nút,tạo
thành khung phẳng,các giằng ngang liên kết các khung phẳng lại tạo thành khung
không gian.
*Ưu điểm:tạo không gian lớn và bố trí linh hoạt không gian sưr dụng,thích hợp
với các công trình công cộng,sơ đồ thể hiện rõ rành,đơn giản
* Nhược điểm:Kém hiệu quả khi chiều cao lớn,độ cứng ngang của kết cấu
không được lớn.
b. Vật liệu.
* Bê tông:
- Theo tiêu chuẩn TCVN 1997.

-3-

+ Bê tông với chất kết dính là xi măng cùng với các cốt liệu đá, cát vàng và được
tạo nên một cấu trúc đặc chắc. Với cấu trúc này, bê tông có khối lượng riêng ~ 300
KG/m3.
- Cường độ của bê tông mác 300:
Với trạng thái nén:
+ Cường độ tiêu chuẩn về nén :

167 KG/cm2.

+ Cường độ tính toán về nén :

130 KG/cm2.

Với trạng thái kéo:
+ Cường độ tiêu chuẩn về kéo :

15 KG/cm2.

+ Cường độ tính toán về kéo :

10 KG/cm2.

- Môđun đàn hồi của bê tông: Eb = 265000 KG/cm2.
* Thép.
Thép làm cốt thép cho cấu kiện bê tông cốt thép dùng loại thép sợi thông
thường theo tiêu chuẩn TCVN 1997. Cốt thép chịu lực cho các dầm, cột dùng nhóm
AII, AIII, cốt thép đai, cốt thép giá, cốt thép cấu tạo và thép dùng cho bản sàn dùng
nhóm AI.
Cường độ của cốt thép cho trong bảng sau:
Chủng loại

Cường độ tiêu chuẩn
Cốt thép
(KG/cm2)
AI
2400
AII
3000
AIII
4000
Môđun đàn hồi của cốt thép:

Cường độ tính toán
(KG/cm2)
2300
2800
3600

E = 2,1.106 KG/cm2.
2.1.1.2. Sơ đồ kết cấu
- Sơ đồ kết cấu là khung k6, vì được sự cho phép của giáo viên hướng dẫn, tôi
chọn khung K6 là khung điển hình để tính toán và thiết kế.
- Khung K6 là khung 6 tầng, 5 nhịp, vật liệu bê tông cốt thép đổ tại chỗ.
- Nhịp của khung lấy bằng khoảng cách giữa các trục cột:
+ Nhịp AB,BC có :
+ Nhịp CD có :

L = 4,5 m
L = 2,2 m

-3-

+ Nhịp DE,EF có :

L = 4,5 m

-

Chiều cao tính toán của tầng1 : H = 3,8 m.

-

Chiều cao tính toán của tầng2-6 : H = 3,3 m.

2.1.1.3. Sơ bộ chọn kích thước tiết diện .
a. Lựa chọn kích thước dầm.
Chiều cao dầm chọn sơ bộ theo công thức
1 1 
h =  ÷ .l
 8 12 

-Với các dầm D1,D2,D3,D4,5,6,13 kích thước các nhịp đều nhau là 4,5 m:
1 1 
h =  ÷ .4,5 = ( 0,375 ÷ 0,56 ) ( m )
 8 12 

Chọn h = 0,6 (m)
( chọn chiều rộng dầm sơ bộ : b = ( 0,3 ÷ 0,5).0,6 = ( 0,18 ÷ 0,3)
chọn b = 22 (cm) đảm bảo bề rộng của dầm khung liên tục
Vậy kích thước dầm D1,2,3,4,5,6,13 là : b(h = 22 ( 60(cm)

Với dầm nhịp D15:
1 1 
h =  ÷ .1,87 = ( 0,15 ÷ 0,23) m
 8 12 

chọn h = 0,3 (m)
( chọn chiều rộng dầm sơ bộ : b = ( 0,3 ÷ 0,5).0,3 = ( 0,09 ÷ 0,15)
chọn b = 22 (cm) đảm bảo bề rộng của dầm khung liên tục
Vậy kích thước dầm D15 là b(h = 22(30 (cm)
Với dầm nhịp D16,có l=2,2m
1 1 
h =  ÷ .2,2 = ( 0,18 ÷ 0,27 ) m
 8 12 

chọn h = 0,3 (m)
( chọn chiều rộng dầm sơ bộ : b = ( 0,3 ÷ 0,5).0,3 = ( 0,09 ÷ 0,15)
chọn b = 22 (cm) đảm bảo bề rộng của dầm khung liên tục
Vậy kích thước dầm D16 là b(h = 22(30 (cm)
Tính toán tương tự ta được kích thước các dầm:
D7,8,9:bxh=11x30(cm);D11:bxh=22x60(cm);D10:bxh=11x30(cm).
Kích thước dầm congson Dsn là 1,4m.
hd = ( 1/5( 1/7 ) .140 = (20 ( 28 ) ( cm )
Chọn Dsn : b x h = (22x30) cm

-3-


b. Chọn kích thước chiều dày bản sàn .
Chọn chiều dày bản sàn theo công thức l1/l2=1.Vậy sàn làm việc theo 2 phương.
Chiều dày của bản có thể chọn sơ bộ theo công thức của ô bản loại bản kê 4 cạnh :

hb =

D
.l
m

Trong đó với ô sàn bản kê 4 cạnh có:
D = 0,8 ( 1,4
m = 40 ( 45
l là cạnh ngắn của ô bản. ta chọn ô bản có kích thước lớn nhất là l1xl2 =
4,5x4,5 (m)
( hb =

1,4
.4,5 = 0,14 → 0,15 ( m )
45

chọn chiều dày bản sàn chung cho toàn bộ các ô sàn của bản sàn là
hb = 0,15 (m) = 15(cm)
c. Chọn kích thước tiết diện cột .
*Chọn kích thước tiết diện ngang cột sơ bộ theo công thức :
Fc = ( 1,2 ( 1,5) (

N
Rn

Trong đó :
+ 1,2 – 1,5: Hệ số dự trữ kể đến ảnh hưởng của mômen
+ Fc: Diện tích tiết diện ngang của cột
+ Rn: Cường độ chịu nén tính toán của bê tông

+ N là lực nén lớn nhất có thể xuất hiện trong cột ( lực nén tiêu chuẩn,
không kể trọng lượng bản thân cột )
N = S.0,8(t/m2).( số tầng )
0,8 t/m2 là áp lực chịu nén giả thiết của tiết diện cột
+ Chọn kích thước cột C3 :
Có diện tích truyền tải là :S =4,5x2,95 =13,275 (m2)
=> N=13,275x0,8x6 =63,72(t)
Rn = 130 (KG/cm2 ) là cường độ chịu nén tính toán của bê tông mác 300
Fsb là diện tích tiết diện ngang sơ bộ của cột
( Fsb =

(

1,4.63,72.1000
= 686,21 cm 2
130

)

Chọn kích thước cột là b(h = 30x40(cm) có F =30x40 = 1200 cm2> Fsb = 686,21
(cm2).
+Chọn kích thước cột C2:

-3-


S là diện truyền tải tác dụng lên cột :S = 4,5x4,5 = 20,25 (m2)
( N = 20,25x0,8x6 = 97,2(t)
( Fsb =

(

1,4.97,2.1000
= 1046,77 cm 2
130

)

Chọn kích thước cột là b(h = 30x50(cm) có F =30x50 = 1500 > Fsb = 1046,77
(cm2)
+Chọn kích thước cột C1:
S là diện truyền tải tác dụng lên cột :S = 4,5x3,35= 15,075 (m2)
( N = 15,075x0,8x6 = 72,36(t)
( Fsb =

(

1,4.72,36.1000
= 779,26 cm 2
130

)

Chọn kích thước cột là b(h = 30x40(cm) có F =30x40 = 1200 > Fsb = 779,36 (cm2)
Vì chiều cao nhà trung bình,ta chọn sơ bộ kích thước cột của các tầng giống
nhau.
* Kiểm tra điều kiện về độ mảnh theo công thức: λ =

l0
i

≤ λ gh

i:bán kính quán tính của tiết diện cột,i=0,25D
λ gh :Độ mảnh giới hạn,với cột nhà λ gh = 100
L0:chiều dài tính toán của cột nhà, l 0 = ψ .l
+Với cột C1,3:30x40(cm),ta có l0=0,7x4=2,8 (m) ;
λ=

2,8
= 37,33〈λ gh = 100
0,25.0,3

+Với cột C2:30x50(cm),ta có l0=0,7x5=3,5(m) ;
λ=

3,5
= 46,66〈λ gh = 100
0,25.0,3

Chiều cao cột tầng một được kể từ cao trình từ mặt móng. Chọn phần cột từ
cốt 0,00 đến mặt ngàm móng là 1,2m
( Chiều cao cột tầng một là : h = 3,8 + 1,2 = 5 m
2.1.2. XáC ĐịNH TảI TRọNG TáC DụNG VàO KHUNG k6:

-3-


C2
C2

D14

C3

C2

D6

C2

D14

C3

D6

C2

D6

D14

C3

C1

D6

D6

C1

D14

C3

D6

D6

C1

D14

C3

D6

D6

C1

C1
C1
C1

D16

C1

C2

D6

C1

C1

C2
C2
C2
C2

D16

D6

4500

4500

2200

4500

C3(300x300)

C2(350x350)

C1(300x300)

C1(300x300)

D6(220 x 600) D6(220 x 600)D14
D6(220 x 600)D6(220 x 600)
D16(220x300)

C2(350x350)

C3(300x300)

5000

D14

D16

D6

D6

C3

3300

D14

D16

D6

D6

C3

3300

D14

D16

D6

D6

C3

3300

D14

D6

D6

C3

3300

D14

-1.200

D6

C3

3300

D14

4500

Hình 2.1: sơ bộ chọn kích thước tiết diện khung k6
2.1.2.1.Tĩnh tải.
Cấu tạo sàn các tầng.
Bảng 2.2: Bảng tải trọng cho 1 m2 sàn tầng điển hình, sàn lôgia
* Túnh taỷi loaùi saứn khoõng choỏng thaỏm: .
1. Lụựp gaùch Ceramic daứy 1cm, n= 1.1: 1.1 x 0.01 x 2000 = 22 kG/m2
2. Lụựp vửừa loựt daứy 2 cm, n = 1.3: 1.3 x 0.02 x 1800 = 46.8 kG/m2
3. Baỷn beõtoõng coỏt theựp daứy 15 cm, n =1.1: 1.1 x 0.15 x 2500 = 412,5 kG/m2
4. Lụựp vửừa traựt traàn daứy 1 cm, n = 1.3: 1.3 x 0.01 x 1800 = 23.4 kG/m2
Toồng túnh taỷi saứn :

g1 = 504,7 kG/m2

* Túnh taỷi loaùi saứn coự choỏng thaỏm: S2 , S2
1. Lụựp gaùch Ceramic daứy 1cm, n= 1.1: 1.1 x 0.01 x 2000 = 22 kG/m2
2. Lụựp vửừa loựt daứy 2 cm, n = 1.3: 1.3 x 0.02 x 1800 = 46.8 kG/m2

3. Lụựp beõtoõng choỏng thaỏm daứy 5 cm, n =1.1: 1.1 x 0.05 x 2200 = 121 kG/m2
4. Baỷn beõtoõng coỏt theựp daứy15 cm, n =1.1: 1.1 x 0.15 x 2500 = 412,5kG/m2
5. Lụựp vửừa traựt traàn daứy 1 cm, n = 1.3: 1.3 x 0.01 x 1800 = 23.4 kG/m2

-3-


Toồng túnh taỷi saứn g2 = 625,7 kG/m2
d.Trọng lượng bản thân cấu kiện khung K6
Bảng 2.4: Bảng trọng lượng bản thân các cấu kiện khung K6:
Cấu tạo các bộ phận

Stt

Tải trọng
tiêu chuẩn

n

Tải trọng tính toán
(KG/m)

(T/m)

-Cột C2:

1

+Trọng lượng bê tông bản
thân: 0,3.0,5.2500

+Trọng lượng bản thân lớp
trát:
(0,2.2+0,35.2)0,015.1800

375

1,1

412,5

0.288

29,7

1,3

38,61

0,386

(=451,11

(=0,451

-Cột C1,3:
+Trọng lượng bê tông bản
thân: 0,3.0,4.2500

2

+Trọng lượng bản thân lớp
trát:
(0,2.2+0,4.2)0,015.1800

3

4

DầmD1,D2,D3,D4,D5,D6,1
2,D13:
+Trọng lượng bản thân
bêtông: 0,22.0,45.2500
+Trọng lượng bản thân lớp
trát:
- Dầm D15,D16 và Dsn:
+Trọng lượng bản thân bê
tông: 0,22.0,30.2500
Trọng lượng bản thân lớp
trát 0,015.2.(0,3 +
0,22).1800

300

1,1

330

0,330

32,4

1,3

42,12

0,421

372,12

0,372

247,5

1,1

272

0,272

44,28

1,3

57,564
(=329,56

0,0576
(=0,329

-3-

165

1,1

181,8

0,1818

28,08

1,3

36,504
(=218,3

0,0365
(=0,218


5

6

7

Sê nô

-Dầm D7,8,9,10:
+Trọng lượng bản thân

bêtông: 0,11.0,3.2500
+Trọng lượng bản thân lớp
trát:
0,015.2.(0,2+0,2).1800
Tường gạch lỗ xây110
+Trọng lượng bản thân
gạch : 0,11.1800 Trọng
lượng bản thân lớp trát :
0,015.2.1800
Tường gạch lỗ xây 220
Trọng lượng bản thân gạch :
0,22.1800
+Trọng lượng bản thân lớp
trát: 0,015.2.1800

-Lớp láng vữa XM
-Sàn BTCT
-Vữa trát trần

0,03
0,12
0,02

82,5

1,1

90,75

0,91

20,52

1,3

26,67
(=117,42

0,266
(0,117

198
54

1,1
1,3

217,8
70,2
(=288
Kg/cm2

0,22
0,07
(=0,29
T/m2

396

1,1

435,6

0,4356

54

1,3

70,2

0,07

(=505,8
Kg/cm2

(=0,506T
/m2

1,8
2,5
1,8

0,054
0,3
0,036
0,39 T/m2

1,3
1,1

1,3

0,0702
0,33
0,0468
0,447 T/m2

2.1.2.2. Hoạt tải :
Theo TCVN 2737 – 1995 tải trọng sử dụng tiêu chuẩn phân bố đều trên sàn và
cầu thang như sau:
Số
TT
1.
2.
3.
4.
5.

Bảng 2.5: Hoạt tải tiêu chuẩn phân bố trên sàn
Loại phòng
Tải trọng tiêu
Hệ số độ tin Tải trọng
chuẩn (T/m2)
cậy
tính toán
(T/m2)
Phòng ở, phòng sinh hoạt,
0,2
1,2
0,24

bếp,lôgia
Hành lang, cầu thang
0,4
1,2
0,48
Phòng vệ sinh
0,2
1,2
0,24
Mái tôn không sử dụng
0,03
1,3
0,039
Sàn tầng thượng có sửa chữa 0,07
1,3
0,091

-3-


phân bố tảI trọng lên khung
Nguyên tắc dồn tải trọng sàn tác dụng vào khung :
- Tải trọng truyền vào khung gồm tĩnh tải và hoạt tải dưới dạng tải tập trung và tải
phân bố đều .
+ Tĩnh tải : Trọng lượng bản thân cột , dầm ,sàn , tường ,các lớp trát.
+ Hoạt tải : Tải trong sử dụng trên sàn nhà.
- Ghi chú :Tải trọng do sàn truyền vào dầm của khung được tính toán theo diện chịu
tải,được căn cứ vào đường nứt của sàn khi làm việc . như vậy tải trọng từ bản vào
dầm theo một phương thì tải phân bố theo hình chữ nhật còn theo hai phương
+ Phương cạnh ngắn l1 : hình tam giác.

+ Phương cạnh dài l2 : hình thang hoặc tam giác .
Để đơn giản cho tính toán ta quy tải tam giác và hình thang về dạng phân bố đều.
Trong đó : l1: phương cạnh ngắn ; l2:phương cạnh dài.
Dầm dọc ,ngang nhà tác dụng vào cột trong diện chịu tải của cột dưới dạng lực tập
trung.
qmax

qmax

qt®

qt®

5
8

Với qtd = .k .q.l1 ( KG / m )

Với qtd = .q.l1 ( KG / m )

b. Tuần tự dồn tải trọng tác dụng vào khung trục 6

-3-


7
4500

¤1
d2 d1

6
5

d3

c1
d5 d14

4500

c2

¤1

d4 d4

s1 s1

s1 s1

s2

d3

c3 c3
d16 d6

s1

s1

¤1

d1d2

d6

s2

s1

s1

¤1

c1
c2
d14 d5

Pm4Gm3 Pm3Gm2Pm2 Pm1
Pm1 Pm2Gm2Pm3 Gm3Pm4
Gm1
Gm1
Gm4

1400

f

4500

4500

e

2200

d

4500

c

4500

b

1400

a

Hình 2.5: Sơ đồ truyền TĩNH tải LÊN TầNG MáI
* Tính toán tải trọng sàn tầng mái.
*Tĩnh tải:
-Lực tập trung:
Tên Các tải hợp thành
tải

Giá trị tính

toán(T)

1,4
.4,5.2 = 3,937T
2
TảI trọng do dầm D1: 0,329.4,5. = 1,48T

Tải trọng dô Ô1: 0,625.

(=5,516 T

pm1 TảI trọng sê nô cao 0,45m: 0,447.4,5.0,45=0,099T
pm2

1,4
.4,5.2 = 3,937T
2
TảI trọng do dầm D2: 0,329.4,5. = 1,48T
5
Tảitrọng do ô sàn S1(dạng tam giác): .0,625.4,5. = 1,757T
8

Tải trọng dô Ô1: 0,625.

TảI trọng do tường trên dầm D2: 0,506.4,5.0,7=1,594T
TảI trọng do dầm D3: 0,329.4,5. = 1,48T
pm3

5
8

Tảitrọngdo sàn S1(dạng tam giác):2. .0,625.4,5 = 3,514T

-3-

(=8,768 T

(=4,994 T


pm4 TảI trọng do dầm D4: 0,329.4,5. = 1,48T
5
8

Tải trọng do ô sàn S1(dạng tam giác): .0,625.4,5 = 1,757T

4,462

Tải trọng do ô sàn S2(dạng hình thang).Ta có l2/l1=4,5/2,2
=2,045,nên k=0,891:
0,891.0,625.2,2 = 1,225 T
+Lực tĩnh tải phân bố đều lên sàn mái:
Tên
Các tải hợp thành
tải
Tải trọng do Ô1: 0T
g1m Tải trọng do dầm D4 : 0,329.1,4=0,460
TảI trọng tam giác do sàn S1:
g2m

Tải trọng do dầm D5:0,329.4,5=1,48T
TảI trọng tam giác do sàn S1:

g3m

5
.0,625.4,5 = 1,757T
8

Tải trọng do dầm D6:0,329.4,5=1,48T
TảI trọng tam giác do sàn S2:

g4m

5
.0,625.4,5 = 1,757T
8

5
.0,625.2,2 = 0,859T
8

Tải trọng do dầm D16:0,218.2,2= 0,479T

*Hoạt tải:
-Lực tập trung:
Các tải hợp thành
Tên
tải
P’m1

P’m2

Tải trọng dô Ô1: 0091.

Giá trị tính
toán(T/m)
0,460

3,237

3,237

1,338

Giá
trị
tính
toán(T)
1,4
.4,5.2 = 0,573T
2

1,4
.4,5.2 = 0,573T
2
5
Tảitrọng do ô sàn S1(dạng tam giác): .0,091.4,5. = 0,256T
8

Tải trọng dô Ô1: 0,091.

Tải trọng do máI tôn gây ra (dạng tam giác):
5
.0,039.4,5. = 0,109T
8

-3-

(=0,573 T
(=0,938 T


5
8

Tảitrọngdo sàn S1(dạng tam giác):2. .0,0091.4,5 = 0,512T

(=0,73 T

P’m3 Tải trọng do máI tôn gây ra (dạng tam giác):
5
2. .0,039.4,5. = 0,218T
8

p’m4

Tải trọng do ô sàn S1(dạng tam giác):

5
.0,091.4,5. = 0,256T

8

Tải trọng do ô sàn S2(dạng hình thang).Ta có l2/l1=4,5/2,2
=2,045,nên k=0,891:
0,891.0,091.2,2 = 0,178 T
+Lực hoạt tải phân bố đều lên sàn mái:
Tên
Các tải hợp thành
tải
G’
Tải trọng do Ô1: 0T
1m
TảI trọng tam giác do sàn S1:
G’
2m

G’
4m

Giá trị tính
toán(T/m)
0

5
.0,091.4,5 = 0,256T
8

Tải trọng do máI tôn gây ra (dạng tam giác):

0,73

5
2. .0,039.4,5. = 0,218T
8

TảI trọng tam giác do sàn S1:
G’
3m

0,434

5
.0,091.4,5 = 0,256T
8

Tải trọng do máI tôn gây ra (dạng tam giác):

0,73

5
2. .0,039.4,5. = 0,218T
8

TảI trọng tam giác do sàn S2:

5
.0,091.2,2 = 0,125T
8

Tính toán tải trọng tác dụng lên các sàn tầng điển hình :

-3-

0,125


7
4500

¤1

6

d2 d1

5

d3

c1
d5 d14

4500

c2

¤1

s1

d4 d4

s1 s1

s1 s1

c3 c3
d16 d6

s2

d3

s1

d1d2

d6

s2

s1

s1

¤1

c2

¤1

c1
d14 d5

P1

G1

P2 G2 P3

1400

f

G3 P4

4500

4500

e

P4 G3

G4
2200

d

P3 G2 P2

4500

c

4500

b

a

1,4
.4,5.2 = 3,175T
2
TảI trọng do dầm D1: 0,329.4,5. = 1,48T

Tải trọng dô Ô1: 0,504.

p2

Giá trị tính
toán(T)
(=5,568 T

TảI trọng lan can cao 0,7m: 0,29.4,5.0,7 =0,913T
1,4
.4,5.2 = 3,175T
2
TảI trọng do dầm D2: 0,329.4,5. = 1,48T
5

Tảitrọngdo ô sàn S1(dạng tam giác): .0,504.4,5.0,7 = 0,992T
8

Tải trọng dô Ô1: 0,504.

TảI trọng do tường trên dầm D2: 0,506.4,5.3,3.0,7=5,26 T
TảI trọng do dầm D3: 0,329.4,5. = 1,48T
p3

P1

1400

sơ đồ truyền tảI trọng lên sàn điển hình.
*Tĩnh tải:
-Lực tập trung:
Tên Các tải hợp thành
tải

p1

G1

5
Tảitrọngdo sàn S1(dạng tam giác): 2. .0,504.4,5 = 2,835T
8

TảI trọng do tường trên dầm D3: 0,506.4,5.3,3.0,7=5,26 T

-3-

(=10,907 T

(=9,575 T


p4

TảI trọng do dầm D4: 0,329.4,5. = 1,48T
Tải trọng do ô sàn S1(dạng tam giác):

5
.0,504.4,5.0,7 = 0,992T
8

8,423

Tải trọng do ô sàn S2(dạng hình thang).Ta có l2/l1=4,5/2,2
=2,045,nên k=0,891:
0,891.0,504.2,2.0,7 = 0,691T
TảI trọng do tường trên dầm D4: 0,506.4,5.3,3.0,7=5,26 T
+Lực tĩnh tải phân bố đều lên sàn điển hình:
Tên
Các tải hợp thành
tải
Tải trọng do Ô1: 0T
g1
Tải trọng do dầm D14 : 0,329.1,4=0,460T
TảItrọng tường trên dầm D14: 0,506.1,4.3,3= 2,337 T
TảI trọng tam giác do sàn S1:

g2

Tải trọng do dầm D5:0,329.4,5=1,48T
TảItrọng tường trên dầm D5: 0,506.4,5.3,3= 7,514 T
TảI trọng tam giác do sàn S1:

g3

5
.0,504.4,5 = 1,417T
8

Tải trọng do dầm D6:0,329.4,5=1,48T
TảItrọng tường trên dầm D6: 0,506.4,5.3,3= 7,514 T
TảI trọng tam giác do sàn S2:

g4

5
.0,504.4,5. = 1,417T
8

5
.0,504.2,2 = 0,693T
8

Tải trọng do dầm D16:0,218.2,2= 0,479T

*Hoạt tải:
-Lực tập trung:

Các tải hợp thành
Tên
tải
P’ 1

Tải trọng dô Ô1: 0,24.

2,797

10,411

10,411

1,172

Giá
trị
tính
toán(T)
1,4
.4,5.2 = 1,512T
2

1,4
.4,5.2 = 1,512T
2
5
Tảitrọng do ô sàn S1(dạng tam giác): .0,24.4,5.0,7 = 0,472T
8
5

Tảitrọngdo sàn S1(dạng tam giác): 2. .0,24.4,5.0,7 = 0,945T
P’ 3
8

P’ 2

Giá trị tính
toán(T/m)

Tải trọng dô Ô1: 0,24.

-3-

(=1,512 T
(=1,984 T

(=0,945 T


P’ 4

Tải trọng do ô sàn S1(dạng tam giác):

5
.0,24.4,5.0,7 = 0,472T
8

1,13T

Tải trọng do ô sàn S2(dạng hình thang).Ta có l2/l1=4,5/2,2

=2,045,nên k=0,891:
0,891.0,48.2,2.0,7= 0,658T
+Lực hoạt tải phân bố đều lên sàn điển hình:
Tên
Các tải hợp thành
tải
G’ 1 Tải trọng do Ô1: 0T

Giá trị tính
toán(T/m)
0

5
.0,24.4,5. = 0,675T
8
5
TảI trọng tam giác do sàn S1: .0,24.4,5. = 0,675T
8
5
TảI trọng tam giác do sàn S2: .0,24.2,2 = 0,33T
8

G’ 2

TảI trọng tam giác do sàn S1:

G’ 3

Pm2
gm1

gm2

3300

P1

P2
g1

g2

P3

g3

P4

3300

P1

P2
g1

g2

P3

g3

P4

3300

P1

P2
g1

g2

P3

g3

P4

3300

Pm3

Pm1

P1

P2
g1

g2

P3

g3

P4

3300

G’ 4

P1

P2
g1

g2

P3

g3

P4

Pm4

gm4

g4

g4

g4

g4

g4

Pm4

gm3

Pm3

0,33
gm2

g3

P3

g2

P2
g1

P1

P4

g3

P3

g2

P2
g1

P1

P4

g3

P3

g2

P2
g1

P1

P4

g3

P3

g2

P2
g1

P1

P4

g3

P3

g2

P2
g1

P1

-1,200
4500

4500

Pm2
Pm1
gm1

P4

5000

gm3

0,675
0,675

2200

4500

Hình 2.6: Sơ đồ TĩNH TảI tác dụng lên khung k6.

-3-

4500


P'm2
g'm1

g'm2

3300

P'1

P'2
g'1

g'2

P'3

g'3

3300

P'1

P'2
g'1

g'2

P'3

g'3

3300

P'1

P'2
g'1

g'2

3300

P'1

P'2
g'1

g'2

3300

P'm3

P'm1

P'1

P'2
g'1

g'2

P'3

g'm3

P'm4

P'4

P'4

P'4

P'3

g'3

P'4

P'3

g'3

P'4

g'4

g'4

g'4

g'4

g'4

P'm4

g'm3

P'm3

g'm2

P'm2 P'm1
g'm1

P'4

g'3

P'3

g'2

P'2
g'1

P'1

P'4

g'3

P'3

g'2

P'2
g'1

P'1

P'4

g'3

P'3

g'2

P'2
g'1

P'1

P'4

g'3

P'3

g'2

P'2
g'1

P'1

P'4

g'3

P'3

g'2

P'2
g'1

P'1

5000

g'3

g'm4

-1,200
4500

4500

2200

4500

4500

Hình 2.7: Sơ đồ HOạT tảI tác dụng lên khung k2.
2.1.2.3

tải trọng gió tác dụng lên khung k2:

Tải trọng gió được xác định theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN.2737-95. Vì công trình
có chiều cao (H < 40,0m), do đó công trình không cần tính toán đến thành phần gió
động.
Khi tính toán ảnh hưởng của tải trọng gió dựa trên các giả thiết sau: :
-Gió tác động lên đồng thời lên hai mặt đón của nhà
-Các khung của lõi làm việc đồng thời
-Sàn tuyệt đối cứng trong mặt phẳng của nó
-Bỏ qua sự chống trượt của lõi
-Độ cứng theo phương dọc nhà là vô cùng lớn.
-Bỏ qua tác dụng xoắn của công trình.
Giá trị tiêu chuẩn thành phần tĩnh của tải trọng gió tác dụng phân bố đều
trên một đơn vị diện tích được xác định theo công thức sau:

-3-


Wtt=n.Wo.k.c
Trong đó:
- n : hệ số tin cậy của tải gió n=1.2
-Wo: Giá trị áp lực gió tiêu chuẩn lấy theo bản đồ phân vùng áp lực gió.
Theo TCVN 2737-95, khu vực Nam định thuộc vùng IV-B có Wo= 155 kG/m2.
- k: Hệ số tính đến sự thay đổi áp lực gió theo độ cao so với mốc chuẩn
và dạng địa hình, hệ số k tra theo bảng 5 TCVN 2737-95. Địa hình dạng C.
- c: Hệ số khí động , lấy theo chỉ dẫn bảng 6 TCVN 2737-95 , phụ
thuộc vào hình khối công trình và hình dạng bề mặt đón gió.Với công trình có hình
khối chữ nhật, bề mặt công trình vuông góc với hướng gió thì hệ số khí động
với mặt đón gió là c = +0.8

với mặt hút gió là c = - 0.6
áp lực gió thay đổi theo độ cao của công trình theo hệ số k. Để đơn giản trong
tính toán, trong khoảng mỗi tầng ta coi áp lực gió là phân bố đều, hệ số k lấy là giá
trị ứng với độ cao ở đỉnh tầng nhà( thiên về an toàn). Giá trị hệ số k và áp lực gió
phân bố từng tầng được tính như trong bảng.
Tải trọng gió tĩnh được quy về lực tập trung ở mức sàn Theo công thức:
Pi = l.[

hi +1 .Wi+1 hi .Wi
+
]
2
2

+ Gió từ trần mái trở lên quy về lực tập trung tại đỉnh khung .
Mặt đứng trục 2-2C (thang máy) và trục 6-7 cao hơn mặt đứng các trục
khác . Để đơn giản tính toán ta coi ảnh hưởng của phần cao hơn như là phần tường
chắn cao 1.6 (m) .
Tổng tải trọng gió phần tường chắn cao 1.6 (m). Tại cao trình 21,9 (m) có
k=1,147
Xét với bề rộng đón gió toàn công trình b = 64 m, ta có :
Bảng:giá trị tiêu chuẩn thành phần tĩnh tải trọng gió phân bố theo độ cao nhà
Sàn

Cao
độ z

HS độ
cao

2
3

(m)
3.8
7.1

k (z)
0.832
0.93

Wz (kg/m)
Đón
Hút
gió
gió
134.1 100.6
149.9 112.4

-3-

Hdới

Htrên

(m)
3.8
3.3

(m)

3.3
3.3

Pz (kg)
Tải tập trung tại
cao độ sàn
56244.87232
57672.97536


4
5
6
7
8

10.4
13.7
17
20.3
21.9

1.006
1.059
1.1
1.132
1.147

162.2
170.7

177.3
182.5
184.9

121.6
128
133
136.9
138.7

3.3
3.3
3.3
3.3
3.3

3.3
3.3
3.3
3.3
1.6

61515.8544
64316.09184
66490.74432
102059.7178

2.2.2. Tính toán độ cứng của công trình
* Xác định độ cứng của các khung và quy khung về các vách tương đương:
- Xác định độ cứng khung ngang

Khung được thay thế bằng một thanh công sôn tương đương ngàm ở mặt
móng chịu lực phân bố đều p = 1000 kG/m. Nhờ vào mối quan hệ giữa lực tác dụng
và chuyển vị ta xác định được độ cứng tương đương của khung.
p.h3
p.h3
(=
=> EI =
8.EI
8.∆

+Xét độ cứng khung trục2,3,5,6,7,9,10,11,13,14
Chạy chương trình SAP 2000 ta có chuyển vị do p = 1000 kG /m là :
(=0,00175 m
Ixkhung =

1000 x 20,33
= 0,225 m4
8..2.65.109.0,00175

+Xét độ cứng khung trục 4,8,12
Chạy chương trình SAP 2000 ta có chuyển vị do p = 1000 kG /m là :
(=0,00205 m
Ixkhung =

1000 x 20,33
= 0,192 m4
8..2.65.109.0,00205

+Xét độ cứng khung trục 1,15
Chạy chương trình SAP 2000 ta có chuyển vị do p = 1000 kG /m là :

(=0,00447 m
Ixkhung =

1000 x 20,33
= 0,088 m4
8..2.65.109.0,00447

Khung đối xứng nên ta lấy cả hai trường hợp gió phải và trái :
- Xác định độ cứng lõi thang máy :

-3-


y

220

220

2080

3

4

2

1

x

5

550 1200 550
J x1 =

0,22.0,553
+ 0,22.0,55.0,8752 = 0,1065(m 4 )
12

J x2 =

2,08.0,223
+ 0,22.2,08.1,042 = 0,4967(m 4 )
12

J x3 =

0,22.2,33
= 0,223(m 4 )
12

J x4 =

2,08.0,223
+ 0,22.2,08.1,042 = 0,4967(m 4 )
12

J x5 =

0,22.0,553
+ 0,22.0,55.0,8752 = 0,1065(m 4 )
12

Tổng độ cứng của lõi là: Jx= 2.0,1065+2.0,4967+0,233=1,439(m4)
*Phân phối tải trọng gió cho khung 6:
- Do công trính có cấu tạo kết cấu hoàn toàn đối xứng theo cả 2 phương nên tâm
cứng của công trình trùng với tâm hình học của công trình và nằm ở chính giữa
công trình .
việc phân phối được thực hiện như sau :TYi =

-3-

ryi EIxi
EIx

TY +

rxi. EIxi
EKt

Mt


Trong đó: Tyi:là thành phần lực cắt theo phương trục Y tác dụng lên vách EJxi và
EJyi là độ cứng chống xoắn của vách cứng thứ i.
Rxi,ryi: là khoảng cách từ tâm cứng của vách đến trung tâm nhà
Ty:thành phần ngoại lực tác dụng lên công trình.
EKT = ∑ r 2 xi .EJ XI Hay EKT = E ∑ r 2 xi .J XI

STT khung Rxi
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
lừi 1
lừi 2
tổng

Rxi2
32
27
22.5
18
13.5
9
4.5
0
4.5

9
13.5
18
22.5
27
32
37.4
37.4
327.8

Jxi

1024
729
506.25
324
182.25
81
20.25
0
20.25
81
182.25
324
506.25
729
1024
1398.76
1398.76
8531.02

0.00175
0.00175
0.00175
0.00205
0.00175
0.00175
0.00175
0.00205
0.00175
0.00175
0.00175
0.00205
0.00175
0.00175
0.00175
0.00447
0.00447
0.03609

Rxi2*Jxi
1.792
1.27575
0.885938
0.6642
0.318938
0.14175
0.035438
0
0.035438

0.14175
0.318938
0.6642
0.885938
1.27575
1.792
6.252457
6.252457
22.73294

Vậy ,ta có EKt=22,7E
T6 =

r EIx6
r6 EI 6
Mt =
TY + xi.
E ∑ Ix6
EKt

I6
rxi. EIx6
.e.Ty
TY
+
∑ Ix6
EKt

E=b-Xtc;Xtc=0
B:khoảng cách từ lực cắt tầng đế trục 0y.

0,00175
9.0,00175
.T +
.T = 0,0554T
22,7329
Ty6= 0,03609

Tải trọng gió tác dụng lên khung K6 là:T(y6)=0,0554.Ti

Tầng

2

3

4

5

-3-

6

7


Giá trị(T)

0.3115

0.3195

0.3407

0.3573

0.3683

20.3 0.5645

17

0.3683

13.7 0.3573

10.4 0.3407

7.1

0.3195

3.8

0.3115

+ 0.000
4500

4500

4500

2200

4500

Hình 2.9: Sơ Đồ hoạt tải gió trái tác dụng lên khung k6.
20.3

0.5645

17

0.3683

13.7

0.3573

10.4

0.3407

7.1

0.3195

3.8

0.3115

+ 0.000
4500

4500

2200

4500

-3-

4500

0.5645


Hình 2.10:Sơ Đồ hoạt tảI Gió phải tác dụng lên khung k6.
2.1.2. Tính toán và bố trí cốt thép
2.2.1.Cốt thép cột.
a. Lý thuyết tính toán cốt thép dọc cho cột:
Từ bảng tổ hợp nội lực ,với mỗi thanh chọn 3 cặp nội lực. Đó là các cặp nội lực có
trị tuyệt đối mômen lớn nhất, có lực dọc lớn nhất và có độ lệch tâm lớn nhất.
* Một số qui định đối với việc tính cột và bố trí cốt thép :
- Tổng hàm lượng thép hợp lý (t = 1%-6%.
- Cốt dọc :
+ khi h,b > 40 cm thì d > 16 mm.
+ Khi h > 50 cm thì đặt cốt cấu tạo d = 14 mm.
- Cốt đai :

+ d1 ≥ ( 5 ; 0,25d1 ) ( mm )
(d1 : đường kính lớn nhất của cốt dọc).
+ Khoảng cách giữa các cốt đai :



1
6




Trên một đoạn có chiều dài ở hai đầu mút cột : l c = max h ; l ; 450 
1


u = min 8Φ d ; b ; 200 
2



Trên các đoạn giữa còn lại của cột :
u = min (12Φ d ; b ; 300)

Do công trình là cao tầng, tải trọng ngang luôn thay đổi chiều, nên khi tính bố trí
thép phải đối xứng giống nhau theo hai phía Fa= Fa’.
N
(1)
Rn b
N (e − ho + 0.5 x)

Fa = Fa' =
- Nếu 2a’ < x < (oho, tính :
(2)
R ' a (ho − a ' )
Ne'
'
- Nếu x < 2a’, lấy x = 2a’ và tính : Fa = Fa =
(3) với
Ra (ho − a' )

Tính x =

* Tính thép đối xứng :

e’ = e – ho + a’ (4)
- Nếu x > (oho, tính thêm :
eogh = 0.4(1.25h - (oho) (5)
so sánh eo và eogh, xét 2 trường hợp sau :
'
+ Khi eo > eogh, lấy x = (oho, tính Fa = Fa =

Ne − Ao Rn bho2
(6)
R 'a (ho − a' )

+ Khi eo ( eogh, xét 2 trường hợp :
 0.5h



+ 1.8 − 1.4α o  eo (7)
- Khi eo ( 0.2ho, tính x = h − 
 ho


-3-


- Khi 0.2ho ( eo ( eogh, tính x = 1.8(eogh − eo ) + α o ho (8)
Trong cả hai trường hợp, sau khi tính x thì tính thép theo công thức :
Fa = Fa' =

Ne − Rn bx( ho − 0.5 x)
(9)
R ' a (ho − a' )

b. Xác định chiều dài tính toán.
- Chiều dài tính toán của cột là : ltt= 0,7.H với H là chiều cao từ sàn tầng thứ i đến
sàn tầng thứ i+1.
- Cột tầng 1
: l0 = 0,7.380 = 266 cm
- Cột tầng 2-6
: l0 = 0,7.330 = 231 cm
- Xét tỷ số

l0
với các cột ở các tầng:
h

l 0 266

l
266
=
= 6,65 < 8 ; 0 =
= 5,32 < 8
h
40
h
50
l
l
231
231
= 5,77 < 8 ; 0 =
= 4,62 < 8
+ Tầng 2( 6 : 0 =
h
40
h
50

+ Tầng 1 :

- tỷ số

l0
< 8 vậy cho phép bỏ qua ảnh hưởng của uốn dọc.
h

b.Tính toán cốt thép dọc cho cột tầng một.

Trong bảng tổ hợp nội lực cột, mỗi phần tử có 12 cặp nội lực ở 2 tiết diện đầu
và cuối. Từ 12 cặp nội lực này ta chọn ra 3 cặp nội lực nguy hiểm nhất để tính toán,
đó là các cặp sau:
+ Cặp có giá trị tuyệt đối của mômen lớn nhất.
+ Cặp có lực dọc lớn nhất.
+ Cặp có độ lệch tâm lớn nhất .
Ta chọn ra 3 cặp nội lực trên để tính toán vì những cặp có độ lệch tâm lớn
thường gây ra nguy hiểm cho vùng kéo. Còn những cặp có lực dọc lớn thường gây
nguy hiểm cho vùng nén. Cặp có mômen lớn thì gây nguy hiểm cho cả vùng nén và
vùng kéo. Khi có nghi ngờ giữa các cặp nội lực, không biết rõ cặp nào nguy hiểm
hơn thì phải tính toán với tất cả các cặp đó.
Tính toán với phần tử cột 1 :
- Dựa vào bảng tổ hợp nội lực ta chọn ra 3 cặp nội lực sau:
Số TT
1
2
3

M
(Tm)
1,13
2,279
2,076

N
(T)
-311,909
-277,508
-261,066

-3-

Q
(T)
-0,266
-0,776
-0,725

e01=

M
(m)
N

-0,004
-0,008
-0,008


- Tiết diện cột : b ( h = 30 ( 40 cm;
- Giả thiết a = a’ = 4 cm ( chiều cao làm việc ho = h – a = 40– 4= 36 cm
* Tính cốt thép với cặp M = -0,14653 Tm, N = -314,799T :
 h

= 1,6;2 (cm) = 2( cm )
 25


- Độ lệch tâm ngẫu nhiên : e ng ≥ 
-Độ lệch tâm tính toán :

M
+ e ng = 0,008 + 0,02 = 0,028 ( m ) = 2,8 ( cm )
N
e = η .eo + 0,5.h − a = 1.2,8 + 0,5.40 − 4 = 18,8cm
e o = e 01 + e ng =

- Tính độ lệch tâm giới hạn:
E0 gh= 0,4.(1,25.h – α0.h0) = 0,4.(1,25.40- 0,58.36) = 11,65 cm
- Chiều cao vùng nén :

N
311,909.103
x=
=
= 60 cm
Rn .b
130.40

Vậy x =60 cm > (oho = 0,58.36 =20,88cm
( xảy ra trường hợp lệch tâm bé.
Ta có eo= 2,8cm< eogh = 0,4(1,25h - (oho)= 0,4(1,25.40-0,58.36)= 11,6cm
( dựa vào eo để tính lại x. Mặt khác eo= 2,8 < 0,2ho= 7,2 cm nên tính lại x theo
công thức :
( tính x = h − 1,8 + 0,5.h / h0 − 1,4.α 0 .e 0 =36.8(cm)

[

[

'
Tính cốt thép : Fa = Fa =

Fa = Fa' =

Ne − Rn .b.x( h0 − 0,5.x )
Ra' . h0 − a '

(

)

314799.18,05 − 130.30.38,16.( 36 − 0,538,16 )
= 48,30 cm2
2800.( 36 − 4 )

* Tính cốt thép với cặp M = -25,92 Tm, N = -285,43 T :
 h 
,2 (cm) = 2( cm )
 25 
M
25,92
+ 0,02 = 0,11( m ) = 11( cm)
- Độ lệch tâm tính toán : eo = e01 + eng = + eng =
N
285,43

- Độ lêch tâm ngẫu nhiên : eng ≥ 

- Khoảng cách e = (eo + 0,5h - a = 1.11 + 0,5 . 50 – 4 = 32 cm

- Chiều cao vùng nén :

x=

N
285,43.10 3
=
= 43,9 cm
Rn × b
130.50

Vậy x = 43,9 > (oho = 0,58.50 = 29 ( xảy ra trường hợp lệch tâm bé.
Ta có eo= 11 < eogh = 0,4(1,25h - (oho)= 0,4(1,25.50-0,58.46)= 14,328
( dựa vào eo để tính lại x. Mặt khác eo= 11 > 0,2ho= 9,2 cm nên tính lại x theo
công thức :
( tính x = 1.8(eogh − eo ) + α o ho =1,8(14,328-11)+0,58.46=32,67 cm
Ne − Rn .b.x( h0 − 0,5.x )
Ra' . h0 − a '
285,43.1000.32 − 130.50.32,67.( 46 − 0,5.32,67 )
Fa = Fa' =
= 24,1 cm 2
2800.( 46 − 4 )

Tính cốt thép :

Fa = Fa' =

(

-3-

)

(

)


Vậy ta chọn giá trị Fa =27,49cm2 để bố trí thép. Chọn thép 6(25(Fa = 29,54 cm2)
- Hàm lượng cốt thép : µ =

Fa
29,54
.100% =
.100% = 1,28% > µ min = 0,15%
b.ho
50.46

Tính toán với phần tử cột 10 :
Mmin = -18,67 T.m ; Mmax = 26,08T.m; Mtư = 4,26T.m
Ntư = -293,93 T ; Ntư = -300,97 T; Nmax = - 348,95 T
- Tiết diện cột : b ( h =50 ( 50 cm;
- Giả thiết a = a’ = 4 cm ( chiều cao làm việc ho = h -a = 50 - 4 = 46 cm
* Tính cốt thép với cặp M = -26,08 Tm, N = -300,97 T :
 h 
,2 (cm) = 2( cm )
 25 
M
26,08
+ 0,02 = 0,106 ( m ) = 10,6 ( cm )

-Độlệch tâm tính toán : eo = e01 + eng = + eng =
N
300,97

- Độ lệch tâm ngẫu nhiên : eng ≥ 

- Khoảng cách e = (eo + 0.5h - a = 1 ( 10,6 + 0.5 ( 50 – 4 = 31,6 cm
- Chiều cao vùng nén :

x=

N
300,97.10 3
=
= 46,3 cm
Rn .b
130.50

Vậy x = 46,3 > (oho = 0,58.46 = 26,68 ( xảy ra trường hợp lệch tâm bé.
Ta có eo= 10,6 > eogh = 0,4(1,25h - (oho)= 0,4(1,25.50-0,58.46)= 14,328cm
Lấy x = (oho = 0,58.46=26,68cm
Bố trí cốt thép đối xứng theo công thức:
Ne − Rn .b.x( h0 − 0,5.x )
Ra' . h0 − a '
300,970.1000.31,6 − 130.50.46,3.( 46 − 0,5.46,3)
Fa = Fa' =
= 22,4 cm 2
2800.( 46 − 4 )
Fa = Fa' =

Tính cốt thép :

(

)

(

)

* Tính cốt thép với cặp M = 4,26 Tm, N = -348,95 T :
 h 
,2 (cm) = 2( cm )
 25 
M
4,26
+ 0,02 = 0,032 ( m ) = 3,2 ( cm )
- Độ lệch tâm tính toán : eo = e01 + eng = + eng =
N
348,95

Độ lêch tâm ngẫu nhiên : eng ≥ 

- Khoảng cách e = (eo + 0,5h - a = 1.3,2+ 0,5 . 50 – 4 = 24,2 cm
- Chiều cao vùng nén :

N
348,95.10 3
x=
=

= 53,7 cm
Rn × b
130.50

Vậy x = 53,7 > (oho = 0,58.46 = 26,68 ( xảy ra trường hợp lệch tâm bé.
Ta có eo= 3,2 < eogh = 0,4(1,25h - (oho)= 0,4(1,25.50 - 0,58.46)= 14,328
( dựa vào eo để tính lại x. Mặt khác eo= 3,3 < 0,2ho= 9,2 cm nên tính lại x theo
công thức :


( x = h − 1,8 +



0,5.h
− 1,4.α o .eo
ho


0,5.50


x = 50 − 1,8 +
− 1,4.0,58 .3,2 = 45,1( cm)
46



-3-