Đồ án tính sàn ứng suất trước
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.91 MB, 118 trang )
Trờng đại học kiến trúc hà nội
đồ án tốt nghiệp ksxd khóa
2005 - 2010
khoa xây dựng
Chơng I : hệ kết cấu chịu lực và phơng pháp tính kết cấu
i. cơ sở để tính toán kết cấu công trình
- Căn cứ vào giải pháp kiến trúc và hồ sơ kiến trúc.
- Căn cứ vào TCVN 2737-1995 - tải trọng và tác động
- Căn cứ vào các tiêu chuẩn, chỉ dẫn và tài liệu đợc ban hành.
- Căn cứ vào cấu tạo bêtông cốt thép và các vật liệu.
II. hệ kết cấu chịu lực
Nhà có 1 tầng hầm và 16 tầng nổi, trong đó có 1 tầng áp mái. Do đó có 3 phơng án hệ kết cấu
chịu lực có thể áp dụng cho công trình.
2.1. Hệ kết cấu vách và lõi cứng
Hệ kết cấu vách cứng có thể đợc bố trí thành hệ thống theo một phơng, hai phơng hoặc liên kết
lại thành hệ không gian gọi là lõi cứng. Loại kết cấu này có khả năng chịu lực ngang tốt nên thờng đợc
sử dụng cho các công trình có chiều cao trên 20 tầng. Tuy nhiên, hệ thống vách cứng trong công trình
là sự cản trở để tạo ra không gian rộng.
2.2. Hệ kết cấu khung vách và lõi cứng kết hợp
Cho phép bố trí hệ khung 1 cách linh hoạt. Tại các vị trí nh tờng ngăn, thang máy, thang bộ đợc
bối trí lõi cứng kín hoặc hở. Nh vậy hệ khung sẽ chịu tải trọng thẳng đứng theo diện truyền tải. Có thể
chịu 1 phần hay không chịu tải trọng ngang. Sự phân rõ chức năng này tạo điều kiện để tối u hoá các
cấu kiện, giảm bớt kích thớc cột, dầm, đáp ứng đợc yêu cầu của kiến trúc. Hai hệ thống khung và lõi
đợc liên kết với nhau qua hệ kết cấu sàn. Trong trờng hợp này hệ sàn liền khối có ý nghĩa lớn.
2.3. Hệ kết cấu khung cứng
Đợc tạo thành bằng các thanh đứng và thanh ngang liên kết tại nút là liên kết cứng. Các khung
phẳng liên kết với các thanh dọc thành khung không gian. Nhợc điểm của hệ khung cứng là có độ
cứng chống uốn nhỏ, nhng u điểm là chống xoắn tơng đối tốt. Vì vậy khung thuần túy chỉ dùng khi
chiều cao không quá 40m. Trên thực tế việc lựa chọn khung cứng thuần túy là ít gặp vì công trình luôn
có các bộ phận nh khu thang máy, thang bộ có thể bố trí vách và lõi cứng.
Kết luận: Dựa vào đặc điểm của công trình có mặt bằng không đều đặn, chiều cao lớn ta sử
dụng hệ kết cấu khung và lõi cứng.
III. phơng pháp tính toán hệ kết cấu
3.1. Sơ đồ tính
Sơ đồ tính là hình ảnh đơn giản hoá của công trình, đợc lập ra chủ yếu nhằm hiện thực hoá khả
năng tính toán các kết cấu phức tạp. Trong giai đoạn hiện nay, nhờ sự phát triển mạnh mẽ của máy
tính điện tử, đã có những thay đổi quan trọng trong cách nhìn nhận ph ơng pháp tính toán công trình.
Khuynh hớng đặc thù hoá và đơn giản hoá các trờng hợp riêng lẻ đợc thay thế bằng khuynh hớng
tổng quát hoá. Đồng thời khối lợng tính toán số học không còn là một trở ngại nữa. Các phơng pháp
SVTH : hoàng văn minh Lớp : 2005x5
Trang 14
Trờng đại học kiến trúc hà nội
đồ án tốt nghiệp ksxd khóa
2005 - 2010
khoa xây dựng
mới có thể dùng các sơ đồ tính sát với thực tế hơn, có thể xét tới sự làm việc phức tạp của kết cấu với
các mối quan hệ phụ thuộc khác nhau trong không gian.
Qua đánh giá đặc điểm của công trình, em xin chọn sơ đồ tính là sơ đồ không gian. Sự làm việc
của vật liệu trong giai đoạn đàn hồi, tuân theo định luật Hooke. Xây dựng mô hình, tính toán tải trọng
(gió động, động đất) và tính toán nội lực với sự hỗ trợ của phần mềm phân tích kết cấu Etabs v9.5.
3.2. Tải trọng và tổ hợp tải trọng
3.2.1. Tải trọng đứng
- Gồm trọng lợng bản thân kết cấu và các hoạt tải tác dụng lên sàn, mái.
- Tải trọng tác dụng lên sàn, kể cả tải trọng các tờng ngăn (dày 110mm), thiết bị, tờng nhà vệ sinh,
thiết bị vệ sinh, đều qui về tải phân bố đều trên diện tích ô sàn.
- Tải trọng tác dụng lên dầm do tờng xây trên dầm (110, 220, 330 mm) coi nh phân bố đều trên
dầm. Với các tờng có lỗ cửa thì tải phân bố trên tờng đợc nhân với hệ số 0,75.
3.2.2. Tải trọng ngang
- Gồm tải trọng gió tĩnh và gió động, theo Tiêu chuẩn tải trọng và tác động TCVN 2737-1995. Do
chiều cao công trình là H=56,9 m > 40m nên căn cứ Tiêu chuẩn ta phải tính thành phần động của tải
trọng gió. Tải trọng gió động đợc tính toán qui về tác dụng tập trung tại các mức sàn. Tải trọng gió tĩnh
đợc quy về lực phân bố trên dầm biên công trình.
- Tải trọng động đất đợc tính toán thành lực tập trung quy về mức tầng, theo TCXDVN 375-2006.
- áp lực đất lên tờng tầng hầm tính toán quy đổi thành tải trọng ngang phân bố đều trên tờng tầng
hầm, tính toán dựa vào đặc điểm, tính chất của loại đất đắp, chiều cao tờng và hoạt tải của ngời và xe
cộ bên ngoài công trính
3.2.3. Tổ hợp tải trọng
Việc tổ hợp tải trọng để xác định tất cả các trờng hợp chất tải có thể xảy ra (đồng thời hay không
đồng thời) gây nguy hiểm cho kết cấu. Tổ hợp tải trọng là tổ hợp của các tải trọng cơ bản (tĩnh tải, hoạt
tải, tải trọng gió, động đất...) kèm theo các hệ số tổ hợp đợc quy định trong TCVN 2737-1995. Các tổ
hợp tải trọng đợc trình bày cụ thể ở phần Xác định tải trọng lên công trình.
3.3. Nội lực và chuyển vị
Để xác định nội lực và chuyển vị, sử dụng chơng trình tính kết cấu Etabs v9.5. Đây là một chơng
trình tính toán kết cấu nhà cao tầng rất mạnh hiện nay và đợc ứng dụng khá rộng rãi để tính toán KC
công trình. Chơng trình này tính toán dựa trên cơ sở của phơng pháp phần tử hữu hạn, sơ đồ đàn hồi.
Lấy kết quả nội lực và chuyển vị ứng với từng phơng án tổ hợp tải trọng.
3.4. Tính toán và cấu tạo cốt thép
Sử dụng chơng trình tự lập bảng tính MS EXCEL. Chơng trình này có u điểm là tính toán đơn
giản, dễ dàng kiểm soát kết quả và thuận tiện khi sử dụng.
SVTH : hoàng văn minh Lớp : 2005x5
Trang 15
đồ án tốt nghiệp ksxd khóa
Trờng đại học kiến trúc hà nội
2005 - 2010
khoa xây dựng
IV. xác định sơ bộ kích thớc kết cấu công trình
1.Chọn kích thớc sàn.
Thiết kế sàn tầng điển hình theo 2 phơng án:
Phơng án sàn sờn toàn khối:
Chọn tính toán cho ô bản có kích thớc lớn và nguy hiểm nhất của các tầng) :
Chọn ô sàn kích thớc: 4,05 x 8,1 (m)
Xét tỉ số hai cạnh của ô bản:
l2
8,1
=
=22
l1 4,05
Vậy khi tính toán ô bản ta xem nh bản làm việc theo 1 phơng. Để tính bản ta căn cứ vào liên kết
các phía của ô bản. Tra các hệ số tơng ứng với loại ô bản, ta sẽ xác định đợc mômen uốn tại các vị trí
giữa nhịp và gối của ô bản. Các hệ số đợc tra trong Sổ tay kết cấu công trình (PGS. TS Vũ Mạnh
Hùng NXB Xây Dựng)
Chọn kích thớc bản sàn: hb =
D
.l1
m
Với bản loại dầm: D = 0,8 ữ 1,4 ; m = 40 ữ 45
1 1
Chọn D = 1 hb = 1.450. ữ ữ = 11,25 ữ 10(cm)
40 45
Sàn nhà dân dụng : hb 7 cm .
Chọn hb = 10 cm.
Sàn phẳng bê tông cốt thép ứng lực trớc:
1
1
1
1
hb ữ ữ.L = ữ ữ.11,1 = (0, 246 ữ 0, 285) m
45 40
45 40
Chọn hb = 25cm
Sơ đồ mặt bằng kết cấu ( Xem bản vẽ KC 01, 02 ).
Chọn sơ bộ kích thớc dầm:
Chọn sơ bộ kính thớc dầm biên bao xung quanh công trình là b.h=400.900 đối với nhịp 11.1m
và10.8 và 400.700 đối với nhịp 8.1m để phục vụ cho việc neo cáp ứng lực trớc.
Dầm sàn đỡ bản cầu thang có kính thớc b.h=220.300
SVTH : hoàng văn minh Lớp : 2005x5
Trang 16
đồ án tốt nghiệp ksxd khóa
Trờng đại học kiến trúc hà nội
2005 - 2010
khoa xây dựng
Chọn sơ bộ kích thớc cột :
Ta có công thức xác định tiết diện sơ bộ cột : A = k.
N
Rb
Trong đó :
A Diện tích tiết diện cột.
N Lực nén đợc tính toán gần đúng theo công thức.
N = ms .q.Fs
fs diện tích mặt sàn truyền tải trọng lên cột đang xét
ms số sàn phía trên tiết diện đang xét
q tải trọng tơng đơng tính trên mỗi mét vuông mặt sàn trong đó gồm tải trọng thờng
xuyên và tải trọng tạm thời trên bản sàn, trọng lợng dầm, cột đem tính ra phân bố đều trên
sàn. Để đơn giản cho tính toán và theo kinh nghiệm ta tính N bằng cách ta cho tải trọng phân
bố đều lên sàn là q =8 (kN/m2).
Rb Cờng độ chịu nén của vật liệu làm cột. Bêtông cột có cấp bền B25, có R bn = 14,5( MPa )
k: Hệ số
k = 0,9 ữ 1,1 : chịu nén đúng tâm.
k = 1,2 ữ 1,5 : chịu nén lệch tâm.
SVTH : hoàng văn minh Lớp : 2005x5
Trang 17
đồ án tốt nghiệp ksxd khóa
Trờng đại học kiến trúc hà nội
2005 - 2010
khoa xây dựng
Cột B-2 :
19, 2
.8,1ữ = 77, 76 ( m 2 ) .
Diện truyền tải là Fa =
2
N = 15.8.77, 76 = 9331, 2 ( kN ) .
Bê tông cột sử dụng bêtông cấp bền B25 có R b = 14,5MPa = 14500kN / m 2
F = 1,3.
9331, 2
= 0,83(cm 2 ) .
14500
Chọn sơ bộ tiết diện cột : (1x1)m.
Kiểm tra điều kiện cột về độ mảnh.
Kích thớc cột phải đảm bảo điều kiện ổn định. Độ mảnh đợc hạn chế nh sau:
l
= 0 0 , đối với cột nhà 0 b = 31 .
b
l0 : Chiều dài tính toán của cấu kiện, đối với cột đầu ngàm đầu khớp: l0 = 0,7l .
Cột tầng 1 có l 0 = 4,5.0,7 = 3,15(m) =
l0 315
=
= 3,15 < 0b
b 100
Vậy cột đã chọn đảm bảo điều kiện ổn định.
Vậy cột đã chọn đảm bảo điều kiện ổn định.
Cột A-2 :
8,1 + 8,1 11,1
2
.
ữ = 44,955 ( m ) .
2
2
Diện truyền tải là Fa =
N = 15.8.44,955 = 5394, 6 ( kN ) .
Bê tông cột sử dụng bêtông cấp bền B25 có R b = 14,5MPa = 14500kN / m 2
F = 1,3.
5394, 6
= 0,56(cm 2 ) .
14500
Chọn sơ bộ tiết diện cột : (0,8x0,7)m.
Kiểm tra điều kiện cột về độ mảnh.
Kích thớc cột phải đảm bảo điều kiện ổn định. Độ mảnh đợc hạn chế nh sau:
l
= 0 0 , đối với cột nhà 0 b = 31 .
b
l0 : Chiều dài tính toán của cấu kiện, đối với cột đầu ngàm đầu khớp: l0 = 0,7l .
Cột tầng 1 có l 0 = 4,5.0,7 = 3,15(m) =
l0 315
=
= 3,93 < 0b
b 80
Vậy cột đã chọn đảm bảo điều kiện ổn định.
Vậy cột đã chọn đảm bảo điều kiện ổn định.
SVTH : hoàng văn minh Lớp : 2005x5
Trang 18
đồ án tốt nghiệp ksxd khóa
Trờng đại học kiến trúc hà nội
2005 - 2010
khoa xây dựng
4. Chọn sơ bộ kích thớc vách, lõi :
Chiều dày lõi cầu thang máy đợc xác định theo công thức sau:
150mm
1
Ta chọn = 400mm
1
20 H t = 20 .4500 = 225mm
Chọn chiều dày vách đợc xác định theo công thức sau:
0,15m
hv H 4,5
20 = 20 = 0,225m
ta chọn hv = 500mm
V. Xác định tĩnh tải.
1. tĩnh tải phân bố đều trên một đơn vị diện tích sàn
Tĩnh tải tác dụng lên sàn mái .
Các lớp mái
Lớp tôn lợp mái
Trọng lợng dàn thép và xà gồ
Tổng tải trọng :
Các lớp sàn
Hai lớp gạch lá nem
Hai lớp vữa lót
Gạch chống nóng
Bê tông chống thấm
Sàn bê tông cốt thép
Trần thạch cao khung kim loại
Tổng tĩnh tải
Tĩnh tải dàn mái M1
Chiều dày
(m)
(kN/m3)
0.0004
Tĩnh tải sàn mái M2
Chiều dày
(m)
(kN/m3)
0.04
18
0.04
18
0.13
15
0.04
22
0.25
25
gtc
(kN/m2)
0,03
0,073
0.103
gtc
(kN/m2)
0.72
0.72
1.95
0.88
6.25
0.5
12.27
Hệ số
vợt tải
1.1
1.05
Hệ số
vợt tải
1.1
1.3
1.3
1.1
1.1
1.3
gtt
(kN/m2)
0.033
0.076
0.109
gtt
(kN/m2)
0.792
0.936
2.535
0.968
6.875
0.65
14.13
Tĩnh tải tác dụng lên sàn tầng 1 ữ 15 :
Các lớp sàn
Tĩnh tải sàn văn phòng và hành lang
Chiều dày
gtc
(m)
(kN/m3) (kN/m2)
SVTH : hoàng văn minh Lớp : 2005x5
Trang 19
Hệ số
vợt tải
gtt
(kN/m2)
đồ án tốt nghiệp ksxd khóa
Trờng đại học kiến trúc hà nội
2005 - 2010
khoa xây dựng
Lớp gạch lát sàn Ceramic
Lớp vữa lót
Lớp bêtông cốt thép đổ tại chỗ
Hệ khung xơng nhôm, trần thạch cao
Tổng tải trọng :
0.01
0.03
0.25
20
18
25
Tĩnh tải sàn khu vệ sinh SW
Các lớp sàn
Chiều dày
(m)
(kN/m3)
Gạch chống trơn Ceramic 250x250x20
0.02
20
Vữa lót
0.03
18
Bản sàn bêtông cốt thép
0.25
25
Hệ khung xơng nhôm, trần thạch cao
Thiết bị vệ sinh
Tổng tải trọng
0.2
0.54
6.25
0.3
8.54
1.1
1.3
1.1
1.3
0.22
0.70
6.875
0.39
9.56
gtc
(kN/m2)
0.4
0.54
6.25
0.3
0.5
9.24
Hệ số
vợt tải
1.1
1.3
1.1
1.3
1.1
gtt
(kN/m2)
0.44
0.702
6.875
0.39
0.55
10.332
Hệ số
vợt tải
1.1
1.1
1.1
1.3
1.1
gtt
(kN/m2)
0.22
2.75
6.875
0.702
1.375
13.297
Tĩnh tải tác dụng lên sàn tầng hầm:
Tĩnh tải tác dụng lên nền tầng hầm N2
Các lớp nền
Chiều dày
(m)
(kN/m3)
Gạch lát Granit
0.01
20
Lớp BTCT đổ tại chỗ mác 150
0.1
25
Lớp BTCTmác 300 có phụ gia chống thấm
0.25
25
Vữa bảo vệ
0.03
18
Bêtông lót tạo mặt phẳng
0.05
25
Tổng tải trọng
gtc
(kN/m2)
0.2
2.5
6.25
0.54
1.25
11.99
Tĩnh tải các lớp sàn cầu thang:
Các lớp
Trát granito màu xám
Vữa ximăng cát
Bậc xây gạch đặc
Bản bêtông cốt thép
Lớp vữa trát mác 50
Tổng tải trọng
Tĩnh tải tác dụng lên bản thang bộ
Chiều dày
gtc
(m)
(kN/m3)
(kN/m2)
0.0283
20
0.566
0.0433
18
0.78
0.078
18
1.404
0.07
25
1.75
0.015
18
0.27
4.77
Tĩnh tải tác dụng lên bản chiếu nghỉ
SVTH : hoàng văn minh Lớp : 2005x5
Trang 20
Hệ số
vợt tải
1.1
1.3
1.1
1.1
1.3
gtt
(kN/m2)
0.62
1
1.544
1.925
0.351
5.44
đồ án tốt nghiệp ksxd khóa
Trờng đại học kiến trúc hà nội
2005 - 2010
khoa xây dựng
Chiều dày
(m)
0.02
0.02
0.07
0.015
Các lớp
Trát granito màu xám
Vữa ximăng cát
Bản bêtông cốt thép
Lớp vữa trát mác 50
Tổng tải trọng
(kN/m3)
20
18
25
18
gtc
(kN/m2)
0.2
0.36
1.75
0.27
2.58
Hệ số
vợt tải
1.1
1.3
1.1
1.3
g1tt
(kN/m2)
0.22
0.468
1.925
0.351
2.96
2. Trọng lợng tờng ngăn và tờng bao che
Tờng bao chu vi nhà dày 220, tờng nhà vệ sinh và tờng nội bộ trong các phòng dày 110 đợc xây
bằng gạch rỗng có = 15 kN/m3
Trọng lợng tờng ngăn trên dầm tính cho tải trọng tác dụng lên 1 m dài tờng
Chiều cao tờng đợc xác định : ht = H hd
Trong đó :
ht : Chiều cao của tờng
H : chiều cao của tầng nhà
hd : chiều cao dầm trên tờng tơng ứng .
Và mỗi bức tờng cộng thêm 3cm vữa trát ( 2 bên ): có = 18kN/m3)
Ngoài ra khi tính trọng lợng tờng 1 cách gần đúng ta coi tờng xây đặc( không trừ đi lỗ cửa và các cửa
sổ ). Kết quả tính toán khối lợng( kN/m) trên các loại dầm đợc thể hiện qua bảng 4
2.1
Trọng lợng tờng ngăn và tờng bao che tầng hầm
ST
T
1
2
3
4
5
Vật liệu
Chiều dày
(m)
Tờng BTCT
Vữa trát
Tờng gạch
Vữa trát
0.22
0.03
0.22
0.03
L (m)
181.96
181.96
18.78
18.78
Tổng
H
(m)
(kN/m3)
n
3
2.9
2.6
2.6
25
18
15
18
1.1
1.3
1.1
1.3
gtc
(kN/m)
gtt
(kN/m)
Gtc (KN)
15.95
1.57
7.92
1.30
36.72
17.55
2.04
8.71
1.68
41.24
2732.87 3006.16
268.32 348.81
257.40 283.14
42.12
54.76
3333.06 3729.36
Gtt (KN)
2.2 Trọng lợng tờng ngăn và tờng bao che tầng 1
STT
Vật liệu
1 Vách kính
2 Tờng gạch
3 Vữa trát
Chiều
dày
(m)
L (m)
0.012
0.22
0.03
82
10.8
10.8
H
(m)
(kN/m3)
4.5 12
4.5
4.5
SVTH : hoàng văn minh Lớp : 2005x5
Trang 21
n
1.05
15 1.1
18 1.3
gtc
gtt
(kN/m) (kN/m)
0.648
14.85
2.43
0.68
16.33
3.16
Qtc
(KN)
Qtt
(KN)
45.84 50.42
181 199,12
29.62 32.58
đồ án tốt nghiệp ksxd khóa
Trờng đại học kiến trúc hà nội
2005 - 2010
khoa xây dựng
4 Tờng gạch
5 Vữa trát
6
0.11 41.28 4.2
0.03 41.28 4.2
Tổng
15
18
1.1
1.3
6.93
2.27
26.98
7.62
286 314.67
2.95
93.7 121.8
30.61 636.16 718.59
Trọng lợng tờng ngăn và tờng bao che tầng 2
STT
Vật
liệu
1
2
3
4
5
Kính
Gạch
vữa
Gạch
Vữa
Chiều dày
(m)
0.012
110
0.22
116
0.03
116
0.11 117,52
0.03 117,52
Tổng
6
(kN/m3
)
H
(m)
L (m)
2.3
1
1
3.3
3.3
n
gtc
(kN/m)
1.1
1.1
1.3
1.1
1.3
15
18
15
18
0.50
3.3
0.54
5.44
1.78
11,56
gtt
(kN/m)
0.55
3.63
0.7
5.94
2.3
13,12
Qtc
(KN)
Qtt (KN)
55
60,5
363
421
62,64
81,43
639,3
698
209,2 271,94
1329 1532,87
Trọng lợng tờng ngăn và tờng bao che tầng 3 ữ 15
STT
1
2
3
4
5
6
Vật
liệu
Chiều dày
(m)
Kính
Gạch
vữa
Gạch
Vữa
0.012
0.22
0.03
0.11
0.03
L
(m)
H
(m)
(kN/m3)
110 2.3 12
116
1
116
1
101 3.3
101 3.3
Tổng
15
18
15
18
n
gtc
(kN/m)
gtt
(kN/m)
0.033
3.3
0.54
5.44
1.78
11,56
0.55
3.63
0.7
5.94
2.3
13,12
1.05
1.1
1.3
1.1
1.3
Qtc (KN)
Qtt (KN)
55
60.5
363
421
62.64
81.43
549
600
179,78
233,7
1209.4 1396.63
Trọng lợng tờng ngăn và tờng bao che tầng mái
STT
Vật liệu
Chiều
dày (m)
1
2
3
4
5
6
7
8
Tờng gạch
Vữa
Dầm BTCT
Tờng gạch
Vữa trát
Tờng gạch
Vữa trát
0.22
0.03
220x220
0.22
0.03
0.11
0.03
L (m)
H (m)
(kN/m3)
n
2
2
16.2
121.8
121.8
10.84
10.84
Tổng
2.5
2.5
2.5
1.2
1.2
2.5
2.5
15
18
25
15
18
15
18
1.1
1.3
1.1
1.1
1.3
1.1
1.3
SVTH : hoàng văn minh Lớp : 2005x5
Trang 22
gtc
gtt
Gtc (KN)
(kN/m) (kN/m)
Gtt (KN)
8.25
1.35
1.21
3.96
0.65
4.12
1.35
20.89
18.15
3.51
51
530.56
102.3
49.12
19
1167.86
9.0
1.75
1.33
4.35
0.84
4.53
1.75
23.55
16.5
2.7
46.46
482.3
79.17
44.66
14.63
1035.86
đồ án tốt nghiệp ksxd khóa
Trờng đại học kiến trúc hà nội
2005 - 2010
khoa xây dựng
Trọng lợng bể nớc mái:
Các lớp
Bêtông đáy bể
Vữa trát
Bêtông thành bể
Vữa trát
Bêtông nắp bể
Vữa trát
Nớc tính khi đầy nớc
Chiều dày
(m)
0.2
0.05
0.2
0.05
0.1
0.03
1.8
Tĩnh tải bể nớc mái
gtc
gtc
(kN/m3) (kN/m2) (kN/m)
25
5
18
0.9
25
9.9
18
1.62
25
2.5
18
0.54
10
18
180
Hệ số
Vợt tải
1.1
1.3
1.1
1.3
1.1
1.3
1.1
gtt
(kN/m2)
5.5
1.17
gtt
(kN/m)
10.89
2.106
2.75
0.702
19.8
Trọng lợng cột:
Chiều cao cột đợc xác định : ht = H hb
Trong đó :
ht : Chiều cao của cột
H : Chiều cao của tầng nhà
Hb : Chiều cao bản trên cột tơng ứng.
Dự kiến cứ lên 5 tầng thay đôit tiết diện một lần.
Cụ thể:
- Đối với các cột giữa:
+) Tiết diện cột tầng 1-5: 1x1m
+) Tiết diện cột tầng 6-10: 0,9x0,9m
+) Tiết diện cột tầng 11-15: 0,8x0,8m
- Đối với các cột biên:
+) Tiết diện cột tầng 1-5: 0,7x0,8m
+) Tiết diện cột tầng 6-10: 0,7x0,75m
+) Tiết diện cột tầng 11-15: 0,7x0,7m
Trọng lợng bản thân cột
ST
hc
Số lTầng
Các lớp
T
(m)
ợng
(kN/m3)
Hầm-5
1 Cột 1x1m
2.9
4
25.00
2 Vữa dày 1,5cm
2.9
4
18.00
3 Cột 0,8x0,7m
2.9
4
25.00
4 Vữa dày 1,5cm
2.9
4
18.00
5
Tổng
6-10
1 Cột 0,9x0,9m
4.2
4
25.00
2 Vữa dày 1,5cm
4.2
4
18.00
SVTH : hoàng văn minh Lớp : 2005x5
Trang 23
n
1.1
1.3
1.1
1.3
1.1
1.3
Qtc
(kN)
290
12.53
50.75
10
363.28
420
18.14
Qtt
(kN)
319
16.28
55.82
13
404.1
462
23.58
3564
đồ án tốt nghiệp ksxd khóa
Trờng đại học kiến trúc hà nội
2005 - 2010
khoa xây dựng
3
4
5
1
2
3
4
5
11-15
1
tum
Cột 0,75x0,7m
Vữa dày 1,5cm
Cột 0,8x0,8m
Vữa dày 1,5cm
Cột 0,7x0,7m
vữa dày 1,5 cm
Cột 0,22x0,22
2 Vữa dày 1,5cm
5
4.2
4.2
Tổng
3.3
3.3
3.3
3.3
Tổng
2.5
2
2.5
2
Tổng
4
4
25.00 1.1
18.00 1.3
4
4
4
4
25.00
18.00
25.00
18.00
1.1
1.3
1.1
1.3
25.00 1.1
18.00 1.3
294
15.4
747.54
330
14.25
231
12.57
587.82
6.05
1.18
7.23
323.4
20
829
363
18.52
254
16.34
651.86
6.65
1.53
8.18
Trọng lợng dầm:
Tầng
STT
Tâng 116
Các lớp
Trọng lợng bản thân dầm
chiều dài
n
(m)
1 Dầm 0,4x0,9m
2 Dầm 0,4x0,7
3 Vữa trát dày 1,5cm
43.8
81
92.8
(kN/m3)
25
25
18
3
Tổng
4 Dầm 0,22x0,7m
2.68
25
5 Vữa trát dày 1,5cm
2.68
18
6
Tổng
7
Tổng trọng lợng dầm của cả tầng
Mái
tum cos
53.3m
1 Dầm 0,22x0,3m
2 Vữa trát dày 1,5cm
3
8.1
8.1
25
18
1.10
1.10
1.30
1.10
1.30
1.10
1.30
Tổng
gtc
gtt
Qtc
Qtt
(kN/m)
9
7
0.05
(kN/m)
9.9
7.7
0.07
(kN)
394.2
567
4.64
(kN)
433.62
623.7
6.03
16.05
3.85
0.04
3.89
19.94
17.65
4.235
0.05
4.285
21.935
965.34
10.3
0.432
10.73
967
1063.35
11.35
0.56
11.9
1075.25
1.21
0.03
1.24
1.33
0.04
1.37
9.8
0.576
10.75
10.78
0.75
11.53
Trọng lợng cầu thang bộ.
Theo kiến trúc trên mặt bằng có 2 cầu thang bộ trong đó có 1 cầu thang sắt ở bên ngoài chu vi của
toà nhà.
Trọng lợng cầu thang bộ
Tầng
Tên cấu kiện
Bản thang 1,3
Cốn thang 1,3
Bản thang 2
Chiều
Chiều
dày (m) rộng (m)
0.07
1.7
0.3
0.1
0.07
1.7
SVTH : hoàng văn minh Lớp : 2005x5
Trang 24
Chiều
dài (m)
0.694
0.694
4.04
gtc
gtt
4.77
8.04
4.77
5.44
8.95
5.44
Gtc
Gtt (kN)
(kN)
11.2 17.83
1.1
1.24
41.34
46.8
đồ án tốt nghiệp ksxd khóa
Trờng đại học kiến trúc hà nội
2005 - 2010
khoa xây dựng
Cốn thang 2
Lan can tay vịn
Bản chiếu nghỉ
Dầm chiếu nghỉ 1
Bản thang 1
Cốn thang 1
Tầng 1
Bản thang 2
Cốn thang 2
Lan can tay vịn
Bản chiếu nghỉ
Dầm chiếu nghỉ 1
Tầng
2-16
Bản thang 1
Cốn thang 1
Bản thang 2
Cốn thang 2
Lan can tay vịn
Bản chiếu nghỉ
Dầm chiếu nghỉ 1
0.3
0.1
0.07
0.3
Tổng
0.07
0.3
0.07
0.3
1.63
0.22
0.07
0.3
Tổng
0.07
0.3
0.07
0.3
1.63
0.22
0.07
0.3
Tổng
1.63
0.22
1.7
0.1
1.7
0.1
1.7
0.1
1.7
0.1
4.04
8.04
5.43 0.4(kN/m)
1.7
2.58
3.6
8.04
8.95
0.48
2.96
8.95
4.17
4.77
4.17
8.04
4.17
4.77
4.17
8.04
8.34 0.4(kN/m)
3.6
2.58
3.6
8.04
5.44
8.95
5.44
8.95
0.48
2.96
8.95
3.95
4.77
3.95
8.04
3.95
4.77
3.95
8.04
7.8 0.4(kN/m)
3.6
2.58
3.6
8.04
5.44
8.95
5.44
8.95
0.48
2.96
8.95
3.25
3.6
2.17
2.6
7.15
8.2
6.36
7.08
72.57 87.35
33.8 38.56
3.35
3.73
33.8 38.56
3.35
3.73
3.33
4.00
12.63
14.5
6.36
7
93.29
103
32 36.53
3.175
3.53
32 36.53
3.175
3.53
3.12
3.74
15.14 17.37
5.4
5.95
94 107.18
3. hoạt tải.
Theo TCVN 2737 1995 hoạt tải của một số loại ô sàn trong công trình đợc thống kê trong bảng
Loại ô sàn
WC
Bếp
Văn phòng
Nhà hàng
Hội nghị
Kho
áp mái
Hành lang (Văn phòng)
Hành lang (Cửa hàng)
Mái tôn
Mái bằng
p tc (kN / m2 )
2
3
2
3
4
5
0,7
3
4
0,3
0,75
STT ô trong bảng 3 (TCVN 2737 1995)
2
3
4
7
8
10
13
15
15
19
19
Bảng 4 : Hoạt tải một số ô sàn trong công trình
Căn cứ vào diện tích của từng loại ô sàn ta có bảng thống kê hoạt tải các tầng nh sau (Trong đó
có kể đến sự giảm tải của các ô sàn có đủ điều kiện theo điều 4.3.4.1 và 4.3.4.2 trong TCVN 2737
1995)
SVTH : hoàng văn minh Lớp : 2005x5
Trang 25
đồ án tốt nghiệp ksxd khóa
Trờng đại học kiến trúc hà nội
2005 - 2010
khoa xây dựng
Tầng
Loại
(1)
(2)
Tầng
Nhà để xe
hầm Phòng kĩ thuật
Cầu thang
Văn phòng
Hành lang (CH)
Cầu thang
WC
Văn phòng
Hành lang (VP)
Cầu thang
WC
áp mái
Mái bằng
p tc
(kN / m2 )
n
(3)
5
7,5
3
2
3
3
2
2
3
3
2
0,3
0,75
(4)
1,2
1,2
1,2
1,2
1,2
1,2
1,2
1,2
1,2
1,2
1,2
1,3
1,3
p tt
(kN / m2 )
(5)
6
9
3.6
2,4
3,6
3,6
2,4
2,4
3,6
3,6
2,4
0,39
0,975
Loại ô
(6)
21
5
15
4
15
15
2
4
15
15
2
19
19
Ô sàn giảm tải (Nếu có)
p tc
p tt
S ( m2 )
A*
A*
( A*)
(kN / m2 ) (kN / m2 )
(7)
(8)
(9)
(10)
(11)
9
9
5,04
65,6
0,622
1,244
1,493
9
9
16,68
65,6
0,84
0,622
1,68
1,244
2,01
1,493
9
16,68
0,84
1,68
2,01
Bảng 5 : Thống kê hoạt tải sàn các tầng
Ghi chú :
-
ở cột (7) :
o A* = A1 = 9 m2 với các ô sàn loại 1,2,3,4,5.
o A* = A 2 = 36 m2 với các ô sàn loại 6,7,8,10,12,14.
0,6
-
ở cột (9) : A* = 0,4 +
-
Các ô sàn có đủ điều kiện để giảm tải thì tính toán với hoạt tải ở cột (10) và (11). Các ô sàn
A/A*
cùng loại nhng không đủ điều kiện giảm tải thì tính toán với hoạt tải ở cột (3),(5).
-
Bể nớc mái cao 1,5m đặt trên cos sàn tầng tum 1 m. Hoạt tải nớc trên bể lấy khi bể đầy: q
= 1000.1,5 = 15 (kN/ m2 )
II. xác định tải trọng ngang tác dụng lên công trình
2.1 Tải trọng gió
Căn cứ vào vị trí xây dựng công trình: Quận Cầu Giấy TP Hà Nội
Căn cứ vào Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 2737- 1995 về tải trọng và tác động
Ta có: Địa điểm xây dựng thuộc vùng II-B, có W0=0,95 kN/m2.
Công trình có độ cao từ cốt 0.00 đến đỉnh mái tum là 56,9m (không kể phần dàn mái đặt ở độ cao
2,5m so với sàn mái) nên ngoài phần tĩnh của gió cần phải xét đến phần động của tải trọng gió.
SVTH : hoàng văn minh Lớp : 2005x5
Trang 26
đồ án tốt nghiệp ksxd khóa
Trờng đại học kiến trúc hà nội
2005 - 2010
khoa xây dựng
2.1.1 Tải trọng gió tĩnh
Giá trị tiêu chuẩn của gió phân bố đều trên diện tích đợc xác định theo công thức
tc
Wd,h
= W0.K.C
Giá trị tính toán của phần gió tĩnh phân bố trên diện tích đợc xác định theo công thức
tt
Wd,h
= n.W0.K.C
Trong đó:
n - hệ số vợt tải lấy n=1,2 lấy theo TCVN 2737 -95
W0=0,95 kN/m2 - giá trị của áp lực gió tiêu chuẩn lấy theo bản đồ phân vùng gió
K- hệ số kể đến sự thay đổi áp lực gió theo độ cao lấy theo bảng 5 TCVN 2737-95
C - hệ số khí động lấy theo bảng 6 TCVN 2737-95
Cđ= +0,8 phía đón gió
Ch= - 0,6 phía khuất gió
Giá trị tiêu chuẩn của gió phân bố theo chiều dài đợc xác định theo công thức
Phía gió đẩy : qdtc = Wdtc . hi ( kN / m)
Phía gió hút : qhtc = Whtc . hi (kN/m)
Giá trị tính toán của gió phân bố theo chiều dài đợc xác định theo công thức
Phía gió đẩy : qdtt = Wdtt . hi (kN/m)
Phía gió hút : qhtt = Whtt . hi (kN/m)
W0
Tầng
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
0.95
0.95
0.95
0.95
0.95
0.95
0.95
0.95
0.95
0.95
0.95
0.95
0.95
0.95
0.95
0.95
chiều
cao
4.5
3.6
3.6
3.6
3.6
3.6
3.6
3.6
3.6
3.6
3.6
3.6
3.6
3.6
3.6
1
cao
trình hi
k
2 3.25 0.4
6.5 4.05 0.92
10.1 3.6
1
13.7 3.6 1.06
17.3 3.6
1.1
20.9 3.6 1.138
24.5 3.6 1.17
28.1 3.6
1.2
31.7 3.6 1.23
35.3 3.6 1.25
38.9 3.6 1.27
42.5 3.6 1.29
46.1 3.6 1.31
49.7 3.6 1.34
53.3 3.6 1.35
56.9 2.8 1.37
Cd
Wdtc
qtcd
qttd
Ch
Whtc
qtch
qtth
0.8
0.8
0.8
0.8
0.8
0.8
0.8
0.8
0.8
0.8
0.8
0.8
0.8
0.8
0.8
0.8
0.3
0.696
0.76
0.8
0.76
0.836
0.89
0.912
0.934
0.95
0.965
0.98
0.995
1.01
1.028
1.038
0.988
2.818
2.736
2.88
2.736
3
3.204
3.283
3.362
3.42
3.474
3.528
3.582
3.636
3.7
2.9
1.185
3.38
3.283
3.456
3.283
3.6
3.844
3.939
4.03
4.104
4.168
4.233
4.298
4.363
4.44
3.48
-0.6
-0.6
-0.6
-0.6
-0.6
-0.6
-0.6
-0.6
-0.6
-0.6
-0.6
-0.6
-0.6
-0.6
-0.6
-0.6
-0.232
-0.52
-0.57
-0.6
-0.57
-0.63
-0.66
-0.68
-0.7
-0.71
-0.72
-0.74
-0.75
-0.76
-0.77
-0.78
-0.74
-2.11
-2.05
-2.16
-2.05
-2.26
-2.38
-2.46
-2.52
-2.56
-2.6
-2.65
-2.87
-2.74
-2.77
-2.18
-0.889
-2.536
-2.46
-2.592
-2.462
-2.708
-2.85
-2.95
-3.024
-3.072
-3.12
-3.175
-3.438
-3.29
-3.326
-2.617
Bảng 6 : Tải trọng gió tĩnh
Ghi chú :
SVTH : hoàng văn minh Lớp : 2005x5
Trang 27
Trờng đại học kiến trúc hà nội
đồ án tốt nghiệp ksxd khóa
2005 - 2010
khoa xây dựng
-
ở cột (4) : Z 0 là cao trình cos sàn tầng j so với cos mặt đất. Z 0 dùng để tra bảng xác định
hệ số K ở cột (6)
-
ở cột (5) : là diện truyền tải trọng gió vào 1 mức sàn, lấy bằng trung bình cộng chiều cao
tầng trên và dới mức sàn đó. Riêng sàn tầng 16 (mái) có diện truyền tải của một nửa tầng
dới nó và tờng xây bao xung quanh nhà cao 1m.
2.1.2 Tải trọng gió động
Cơ sở tính toán
Bản chất của thành phần động có 2 thành phần:'' xung của vận tốc gió'' và ''lực quán tính của
công trình'' gây ra . Các thành phần này làm tăng thêm tác dụng của tải trọng gió lên công trình do
dao động, xét đến ảnh hởng của lực quán tính sinh ra do khối lợng tập trung của công trình khi dao
động bởi các xung của luồng gió.
Tuỳ mức độ nhạy cảm của công trình đối với tác dụng động lực của tải trọng gió mà thành phần
động của tải trọng gió chỉ cần kể đến tác động do thành phần xung của vận tốc gió hoặc với cả lực
quán tính của công trình.
Mức độ nhạy cảm đợc đánh giá qua tơng quan giữa giá trị cấc tần số dao động riêng cơ bản của
công trình, đặc biệt là tần số dao động riêng thứ nhất, với tần số giới hạn f L (bảng - 2. TCVN 27371995)
Với công trình đang tính toán ta xác định đợc: fL = 1,3 (Hz) và = 0,3
2.1.2.1 Xác định chu kì, tần số dao động riêng của công trình
Việc xác định giá trị tiêu chuẩn thành phần động của áp lực gió phụ thuộc vào tần số dao động
của công trình
Tiến hành giải bài toán dao động riêng: mô hình kết cấu trong Etabs version 9.5 sẽ tự động
tính toán khối lợng bản thân của cấu kiện. Ta tiến hành tính toán phần khối lợng phụ thêm cho từng
tầng để nhập vào gồm có:
Hoạt tải đứng với hệ số chiết giảm 0,5.
Khối lợng các lớp trát, bêtông chống thấm, khối lợng tờng xây
Ta có bảng kết quả tính toán dao động của công trình nh sau :
Mode
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
Period
2.054658
1.890331
1.278215
0.589595
0.539736
0.38035
0.287313
0.259948
0.19142
0.174388
0.154382
0.119661
Frequence UX
UY
SumUX
SumUY
0.023
0.486699 73.4943
0.001
73.4943
0.5290079
1.008 73.2518
73.4943 73.2518
0.782341 0.0149
0.045
73.5092 73.2518
1.6960795 12.8722
0.134
86.3814 73.2518
1.8527576
0.054 12.8647
86.3814 86.1165
2.6291574 0.0222
0.021
86.4036 86.1165
3.4805247
5.0559
0.001
91.4595 86.1165
3.8469232
0.01 4.8507
91.4595 90.9672
5.2241145
0.0191
0.134
91.4786 90.9672
5.7343395
2.6334
0.029
94.1121 90.9672
6.4774391
0.011 2.6476
94.1121 93.6148
8.3569417 1.5019
0.021
93.6148 93.6148
SVTH : hoàng văn minh Lớp : 2005x5
Trang 28
Kết luận
Dao động theo phơng X
Dao động theo phơng Y
Dao động theo phơng X
Dao động theo phơng Y
Dao động theo phơng X
Dao động theo phơng Y
đồ án tốt nghiệp ksxd khóa
Trờng đại học kiến trúc hà nội
2005 - 2010
khoa xây dựng
Bảng 7 : Tính toán dao động công trình theo các phơng
2.1.2.2 Tính toán khối lợng các tầng tham gia dao động
Khối lợng các tầng có thể đợc tính dựa trên tĩnh tải và hoạt tải đứng tiêu chuẩn (đã xác định ở
tc
tc
phần trên) theo công thức M j = G j + 0,5.Pj . Tuy nhiên sau khi nhập các tải trọng nói trên vào mô
hình Etabs v9.5 ta có thể xuất ra bảng khối lợng các tầng tham gia dao động nh sau :
Story
STORY1
STORY2
STORY3
STORY4
STORY5
STORY6
STORY7
STORY8
STORY9
STORY10
STORY1
1
STORY1
2
STORY1
3
STORY14
STORY1
5
STORY16
Diaphragm MassX( kN .s 2 / m ) MassY( kN .s 2 / m )
D1
2425.2156
2425.2156
D2
2469.0543
2469.0543
D3
2392.4118
2392.4118
D4
2392.4118
2392.4118
D5
2392.4118
2392.4118
D6
2392.4118
2392.4118
D7
2392.4118
2392.4118
D8
2392.4118
2392.4118
D9
2392.4118
2392.4118
D10
2392.4118
2392.4118
D11
2392.4118
2392.4118
D12
2392.4118
2392.4118
D13
D14
2392.4118
2392.4118
2392.4118
2392.4118
D15
D16
2392.4118
2359.9433
2392.4118
2359.9433
2.1.2.3 Tải trọng gió động tác dụng theo phơng X
Ta chọn đợc 3 dạng dao động riêng cơ bản theo phơng X nh sau:
f = 0,486Hz
Dạng dao động riêng 1: Mode 1 với 1
T1 = 2,054s
f = 1,696Hz
Dạng dao động riêng 2: Mode 4 với 4
T4 = 0,589s
f5 = 3,48Hz
Dạng dao động riêng 3: Mode 7 với
T5 = 0,287 s
SVTH : hoàng văn minh Lớp : 2005x5
Trang 29
đồ án tốt nghiệp ksxd khóa
Trờng đại học kiến trúc hà nội
2005 - 2010
khoa xây dựng
Vì tần số dao dộng cơ bản theo phơng X : f1 < fL =1,3(Hz)< f4< f7 theo TCVN 2737-1995 việc xác
định thành phần động của tải trọng gió cần xét đến ảnh hởng của dạng dao động cơ bản 1 . Ta tính
f1 = 0,486Hz
toán với dạng dao động thứ nhất, ứng với mode 1 với
T1 = 2,054s
.
Khi đó giá trị tiêu chuẩn thành phần động của tải trọng gió tác dụng lên phần thứ j (tầng thức j )
đợc xác định theo công thức:
Wp( ji) = M j .i . i .y ji
Với các thành phần đợc xác định nh dới đây
a/ Tính hệ số động lực i
i là hệ số động lực với dạng dao động thứ i phụ thuộc vào độ giảm lôga của dao động = 0,3
10..Wo
và thông số i =
940.fi
Trong đó: - hệ số tin cậy của tải trọng gió, lấy bằng 1,2
W0 - giá trị của áp lực gió lấy theo bản đồ phân vùng gió
fi - tần số dao động riêng thứ i
1 =
10..W0
10.1,2.95
=
= 0,074
940.0,486
940f1
Hệ số động lực i tra ở biểu đồ quan hệ với i (Điều 6.13.2 TCVN 2737-1995) ứng với đờng
cong 1 ( = 0,3). Tra biểu đồ ta đợc : 1 = 1,75 .
b. Xác định i
n
i: hệ số đợc xác định theo công thức : i =
W .y
Fj
j =1
n
ji
M .(y )
j =1
j
2
. Trong đó:
ji
Mj: khối lợng tập trung của phần công trình thứ j,
yji - dịch chuyển ngang tỉ đối của trọng tâm phần công trình thứ j ứng với dạng dao
động thứ i, không thứ nguyên (Xác định giựa vào chuyển vị ngang của dạng dao
động thứ i đợc lấy từ Etabs)
WFj - Giá trị thành phần động phân bố đều của tải trọng gió ở phần thứ j của công
trình đợc xác định theo công thức:
tc
WFj = Wj .j . .Dj.hj
Với :
Wjtc - Giá trị tiêu chuẩn thành phần tĩnh của áp lực gió tại phần j.
Wjtc = W0.K.C đã xác định ở phần trên.
SVTH : hoàng văn minh Lớp : 2005x5
Trang 30
đồ án tốt nghiệp ksxd khóa
Trờng đại học kiến trúc hà nội
2005 - 2010
khoa xây dựng
- Hệ số áp lực động của tải trọng gió ở độ cao z ứng với phần thứ j của
công trình (tra bảng 8 trong TCVN 2737-1995)
Dj, hj - Bề rộng và chiều cao của mặt đón gió ứng với phần thứ j.
- hệ số tơng quan không gian áp lực động của tải trọng gió đợc xác định
phụ thuộc vào tham số , và dạng dao động. (Tra bảng 10 trong TCVN
2737-1995)
Bảng 9 : Tính toán Wjtc = W0.K.C
Tầng
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
Mái
Wđtc
Whtc
Wjtc
(kN / m2 )
0.3
0.696
0.76
0.83
0.833
0.864
0.889
0.914
0.934
0.95
0.966
0.984
1
1.01
1.027
1.038
-0.65
(kN / m2 )
-0.232
-0.52
-0.57
-0.603
-0.628
-0.648
-0.66
-0.685
-0.7
-0.712
-0.725
-0.737
-0.75
-0.76
-0.77
-0.779
-0.65
(kN / m2 )
0.532
1.216
1.33
1.433
1.46
1.512
1.549
1.599
1.634
1.66
1.69
1.72
1.75
1.77
1.797
1.817
0,00
Dựa vào bề mặt đón gió của công trình,hình dạng công trình, tra bảng 11-TCVN 2737-95 lấy
H=56,9 m là chiều cao nhà, DA-C =19,2 D1-6 = 43,2 m là các kích thớc tơng ứng của nhà theo phơng
vuông góc và song song với phơng luồng gió; bề mặt tính toán định hớng song song với mặt phẳng
toạ độ cơ bản ZOY , ta có:
= 0,4.DA-C = 7,68 m ; = H = 56,9 m
Tra bảng 10 trong TCVN 2737 - 1995 có: = 0,7525.
SVTH : hoàng văn minh Lớp : 2005x5
Trang 31
đồ án tốt nghiệp ksxd khóa
Trờng đại học kiến trúc hà nội
2005 - 2010
khoa xây dựng
hướng gió động
phương X
tc
Bảng 10: Tính toán WFj = Wj .j . .Dj.hj
Tầng
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
Z 0 (m)
W jtc (kN / m 2 )
2
6.5
10.1
13.7
17.3
20.9
24.5
28.1
31.7
35.3
38.9
42.5
46.1
49.7
53.3
56.9
0.486
0.4773
0.48571
0.47527
0.43656
0.429
0.4507
0.44566
0.44062
0.43558
0.42983
0.42713
0.42443
0.42173
0.41903
0.41633
0.532
1.2103
1.33
1.4098
1.46699
1.51354
1.5561
1.596
1.6359
1.6625
1.6891
1.72235
1.75028
1.7689
1.79949
1.81811
0.7566
0.7566
0.7566
0.7566
0.7566
0.7566
0.7566
0.7566
0.7566
0.7566
0.7566
0.7566
0.7566
0.7566
0.7566
0.7566
h j (m)
D j ( m)
WFj (kN )
3.25
4.05
3.6
3.6
3.6
3.6
3.6
3.6
3.6
3.6
3.6
3.6
3.6
3.6
3.6
2.8
19.2
19.2
19.2
19.2
19.2
19.2
19.2
19.2
19.2
19.2
19.2
19.2
19.2
19.2
19.2
19.2
24.413
33.987
33.783
35.04
33.492
33.956
36.677
37.197
37.696
37.87
37.968
38.472
38.849
39.012
39.433
30.788
Ghi chú :
-
ở cột (2) : Z 0 là cao trình cos sàn tầng j so với cos mặt đất. Z 0 dùng để tra bảng xác định
hệ số ở cột (3) (Tra bảng 8 trong TCVN 2737-1995 với địa hình B)
-
ở cột (7) : Bề rộng công trình ở mức sàn tầng j .
Dịch chuyển ngang tỉ đối theo phơng X ( y ji1 )
Tầng
1
2
Diaphragm
D1
D2
Mode
2
2
S (m)
0.0001
0.0006
SVTH : hoàng văn minh Lớp : 2005x5
Trang 32
Z (m)
3,2
7.7
y ji1
3.13E-05
7.79E-05
đồ án tốt nghiệp ksxd khóa
Trờng đại học kiến trúc hà nội
2005 - 2010
khoa xây dựng
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
D3
D4
D5
D6
D7
D8
D9
D10
D11
D12
D13
D14
D15
D16
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
0.0011
0.0017
0.0023
0.0029
0.0036
0.0043
0.0049
0.0055
0.006
0.0066
0.007
0.0075
0.0079
0.0082
11.3
14.9
18.5
22.1
25.7
29.3
32.9
36.5
40.1
43.7
47.3
50.9
54.5
58.1
9.73E-05
1.10E-04
1.20E-04
1.30E-04
1.40E-04
1.50E-04
1.50E-04
1.50E-04
1.50E-04
1.50E-04
1.50E-04
1.50E-04
1.50E-04
1.50E-04
(yij = S/chiều cao Z tại tầng tơng ứng đợc tính từ mặt ngàm công trình. Với S đợc lấy từ kết quả
chuyển vị của Etabs (kí hiệu trong Etabs là UX).Chiều cao tầng hầm là 3,2m. Z = Z 0 + 3,2 )
tầng
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
y ji
WFj (kN)
Mj (kN)
3.13E-05
7.79E-05
9.73E-05
1.10E-04
1.20E-04
1.30E-04
1.40E-04
1.50E-04
1.50E-04
1.50E-04
1.50E-04
1.50E-04
1.50E-04
1.50E-04
1.50E-04
1.50E-04
24.413
33.987
33.783
35.04
33.492
33.956
36.677
37.197
37.696
37.87
37.968
38.472
38.849
39.012
39.433
30.788
24252.16
24690.54
23924.12
23924.12
23924.12
23924.12
23924.12
23924.12
23924.12
23924.12
23924.12
23924.12
23924.12
23924.12
23924.12
23599.43
SVTH : hoàng văn minh Lớp : 2005x5
Trang 33
y ji .WFj
7.63E-04
2.65E-03
3.29E-03
3.85E-03
4.02E-03
4.41E-03
5.13E-03
5.58E-03
5.65E-03
5.68E-03
5.70E-03
5.77E-03
5.83E-03
5.85E-03
5.91E-03
4.62E-03
7.47E-02
2
i
2.37E-05
1.50E-04
2.27E-04
2.89E-04
3.45E-04
4.04E-04
4.69E-04
5.38E-04
5.38E-04
5.38E-04
5.38E-04
5.38E-04
5.38E-04
5.38E-04
5.38E-04
5.31E-04
1.11E+01
1.11E+01
1.11E+01
1.11E+01
1.11E+01
1.11E+01
1.11E+01
1.11E+01
1.11E+01
1.11E+01
1.11E+01
1.11E+01
1.11E+01
1.11E+01
1.11E+01
1.11E+01
Mj . y ji
6.74E-03
đồ án tốt nghiệp ksxd khóa
Trờng đại học kiến trúc hà nội
2005 - 2010
khoa xây dựng
n
Từ các giá trị của Mj , WFj , yji ta xác định đợc i =
W .y
Fj
j =1
n
ji
M .(y )
j =1
j
2
và ta lập đợc thành bảng
ji
nh trên.
b. Xác định thành phần động của tải trọng gió theo phơng X
Từ giá trị đã tính Mj, i, i, yji ta xác định gía trị tính toán thành phần động của gió:
Wp( ji) = M j .i . i .y ji
Với: i =1,75; i = 11,1
Wp(tt ji) = Wp( ji) . .
: hệ số điều chỉnh tải trọng gió theo thời gian (Bảng12 -TCVN 2737 - 1995). Giả định
công trình sử dụng trong 50 năm, lấy bằng 1,0.
= 1,2 : hệ số vợt tải.
Bảng 18 :Tính tải trọng gió động theo phơng X tác dụng lên công trình
Tầng
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
Mj (kN)
i
24252.16
24690.54
23924.12
23924.12
23924.12
23924.12
23924.12
23924.12
23924.12
23924.12
23924.12
23924.12
23924.12
23924.12
23924.12
23599.43
1.75
1.75
1.75
1.75
1.75
1.75
1.75
1.75
1.75
1.75
1.75
1.75
1.75
1.75
1.75
1.75
i
1.11E+01
1.11E+01
1.11E+01
1.11E+01
1.11E+01
1.11E+01
1.11E+01
1.11E+01
1.11E+01
1.11E+01
1.11E+01
1.11E+01
1.11E+01
1.11E+01
1.11E+01
1.11E+01
yji
3.13E-05
7.79E-05
9.73E-05
1.10E-04
1.20E-04
1.30E-04
1.40E-04
1.50E-04
1.50E-04
1.50E-04
1.50E-04
1.50E-04
1.50E-04
1.50E-04
1.50E-04
1.50E-04
2.1.2.4 Tải trọng gió động tác dụng theo phơng Y
Ta chọn đợc 3 dạng dao động riêng cơ bản theo phơng Y nh sau:
SVTH : hoàng văn minh Lớp : 2005x5
Trang 34
Wp( ji) (kN)
Wp(tt ji) (kN)
1.47E+01
3.73E+01
4.51E+01
5.10E+01
5.57E+01
6.03E+01
6.49E+01
6.96E+01
6.96E+01
6.96E+01
6.96E+01
6.96E+01
6.96E+01
6.96E+01
6.96E+01
6.86E+01
1.76E+01
4.48E+01
5.42E+01
6.12E+01
6.68E+01
7.23E+01
7.79E+01
8.35E+01
8.35E+01
8.35E+01
8.35E+01
8.35E+01
8.35E+01
8.35E+01
8.35E+01
8.23E+01
đồ án tốt nghiệp ksxd khóa
Trờng đại học kiến trúc hà nội
2005 - 2010
khoa xây dựng
f = 0,529Hz
Dạng dao động riêng 1: Mode 2 với 2
T2 = 1,89s
f5 = 1,852Hz
Dạng dao động riêng 2: Mode 5 với
T5 = 0,539s
f8 = 3,84Hz
Dạng dao động riêng 3: Mode 8 với
T8 = 0,26 s
Vì tần số dao dộng cơ bản theo phơng Y : f2 < fL = 1,3 (Hz) < f5 < f8 , theo TCVN 2737-1995 việc
xác định thành phần động của tải trọng gió chỉ cần xét đến ảnh hởng của dạng dao động cơ bản 1. Ta
f2 = 0,529Hz
tính toán với dạng dao động thứ 1, ứng với mode 2 với
T2 = 1,89s
Khi đó giá trị tiêu chuẩn thành phần động của tải trọng gió tác dụng lên phần thứ j (tầng thức j )
đợc xác định theo công thức:
Wp( ji) = M j .i . i .y ji
Với các thành phần đợc xác định nh dới đây
a/ Tính hệ số động lực i
i là hệ số động lực với dạng dao động thứ i phụ thuộc vào độ giảm lôga của dao động = 0,3
10..Wo
và thông số i =
940.fi
Trong đó: - hệ số tin cậy của tải trọng gió, lấy bằng 1,2
W0 - giá trị của áp lực gió lấy theo bản đồ phân vùng gió
fi - tần số dao động riêng thứ i
i =
10..W0
10.1,2.95
=
= 0,0678
940.0,529
940fi
Hệ số động lực i tra ở biểu đồ quan hệ với i (Điều 6.13.2 TCVN 2737-1995) ứng với đờng
cong 1 ( = 0,3). Tra biểu đồ ta đợc : =1,7
b. Xác định i
i: hệ số đợc xác định theo công thức :
n
i =
W .y
Fj
j =1
n
ji
M .(y )
j =1
j
2
ji
Trong đó:
Mj: khối lợng tập trung của phần công trình thứ j,
SVTH : hoàng văn minh Lớp : 2005x5
Trang 35
đồ án tốt nghiệp ksxd khóa
Trờng đại học kiến trúc hà nội
2005 - 2010
khoa xây dựng
yji - dịch chuyển ngang tỉ đối của trọng tâm phần công trình thứ j ứng với dạng dao
động thứ i, không thứ nguyên (Xác định giựa vào chuyển vị ngang của dạng dao
động thứ i đợc lấy từ Etabs)
WFj - Giá trị thành phần động phân bố đều của tải trọng gió ở phần thứ j của công
trình đợc xác định theo công thức:
tc
WFj = Wj .j . .Dj.hj
Với : Wjtc - Giá trị tiêu chuẩn thành phần tĩnh của áp lực gió tại phần j.
Wjtc = W0.K.C đã xác định ở phần trên.
- Hệ số áp lực động của tải trọng gió ở độ cao z ứng với phần thứ j của
công trình (tra bảng 8 trong TCVN 2737-1995)
Dj, hj - Bề rộng và chiều cao của mặt đón gió ứng với phần thứ j.
- hệ số tơng quan không gian áp lực động của tải trọng gió đợc xác định
phụ thuộc vào tham số , và dạng dao động. (Tra bảng 10 trong TCVN
2737-1995)
Bảng 14: Tính toán Wjtc = W0.K.C
Tầng
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
Mái
Wđtc
Whtc
Wjtc
(kN / m2 )
0.3
0.696
0.76
0.83
0.833
0.864
0.889
0.914
0.934
0.95
0.966
0.984
1
1.01
1.027
1.038
-0.65
(kN / m2 )
-0.232
-0.52
-0.57
-0.603
-0.628
-0.648
-0.66
-0.685
-0.7
-0.712
-0.725
-0.737
-0.75
-0.76
-0.77
-0.779
-0.65
(kN / m2 )
0.532
1.216
1.33
1.433
1.46
1.512
1.549
1.599
1.634
1.66
1.69
1.72
1.75
1.77
1.797
1.817
0,00
Dựa vào bề mặt đón gió của công trình,hình dạng công trình, tra bảng 11-TCVN 2737-95 lấy
H=56,9 m là chiều cao nhà, DA-C =19.2 m, D1-6 = 43.2 m là các kích thớc tơng ứng của nhà theo phơng
vuông góc và song song với phơng luồng gió; bề mặt tính toán định hớng song song với mặt phẳng
toạ độ cơ bản ZOX , ta có:
SVTH : hoàng văn minh Lớp : 2005x5
Trang 36
đồ án tốt nghiệp ksxd khóa
Trờng đại học kiến trúc hà nội
2005 - 2010
khoa xây dựng
= D 1-6 = 43.2 m ; = H = 56,9 m
phương y
hướng gió động
Tra bảng 10 trong TCVN 2737 - 1995 có: = 0,644.
tc
Bảng 15: Tính toán WFj = Wj .j . .Dj.hj
SVTH : hoàng văn minh Lớp : 2005x5
Trang 37
đồ án tốt nghiệp ksxd khóa
Trờng đại học kiến trúc hà nội
2005 - 2010
khoa xây dựng
Z 0 (m)
Tầng
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
2
6.5
10.1
13.7
17.3
20.9
24.5
28.1
31.7
35.3
11
38.9
12
42.5
13
46.1
14
49.7
15
53.3
16
56.9
Wjtc (kN / m2 )
0.486
0.4773
0.48571
0.47527
0.43656
0.429
0.4507
0.44566
0.44062
0.43558
0.42982
5
0.42712
5
0.42442
5
0.42172
5
0.41902
5
0.41632
5
h j (m)
D j (m)
0.532
1.2103
1.33
1.4098
1.46699
1.51354
1.5561
1.596
1.6359
1.6625
0.647
0.647
0.647
0.647
0.647
0.647
0.647
0.647
0.647
0.647
3.25
4.05
3.6
3.6
3.6
3.6
3.6
3.6
3.6
3.6
43.2
43.2
43.2
43.2
43.2
43.2
43.2
43.2
43.2
43.2
WFj (kN)
46.973
65.392
65.001
67.42
64.441
65.334
70.569
71.569
72.529
72.865
1.6891
0.647
3.6
43.2
73.053
1.72235
0.647
3.6
43.2
74.023
1.75028
0.647
3.6
43.2
74.748
1.7689
0.647
3.6
43.2
75.063
1.79949
0.647
3.6
43.2
75.872
1.81811
0.647
2.8
43.2
59.238
Ghi chú :
-
ở cột (2) : Z 0 là cao trình cos sàn tầng j so với cos mặt đất. Z 0 dùng để tra bảng xác định
hệ số ở cột (3) (Tra bảng 8 trong TCVN 2737-1995 với địa hình B)
-
ở cột (7) : Bề rộng công trình ở mức sàn tầng j .
Bảng 16: Dịch chuyển ngang tỉ đối theo phơng Y ( y ji )
Tầng
Diaphragm
Mode
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
D1
D2
D3
D4
D5
D6
D7
D8
D9
D10
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
S (m)
Z (m)
0.0001
0.0006
0.0011
0.0016
0.0023
0.0029
0.0036
0.0042
0.0049
0.0055
3,2
7.7
11.3
14.9
18.5
22.1
25.7
29.3
32.9
36.5
SVTH : hoàng văn minh Lớp : 2005x5
Trang 38
y ji
3.1E-05
7.8E-05
9.7E-05
1.10E-04
1.20E-04
1.30E-04
1.40E-04
1.50E-04
1.50E-04
1.50E-04
