Thiết kế khung ngang trục 8 của một trụ sở cơ quan với mặt bằng và mặt cắt như hình vẽ. Địa điểm xây dựng TP.Tuy Hòa, Phú Yên

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ KẾT CẤU KHUNG NGANG
Nội dung: Thiết kế khung ngang trục 8 của một trụ sở cơ quan với mặt bằng và mặt cắt
như hình vẽ. Địa điểm xây dựng TP.Tuy Hòa, Phú Yên.
A

5400

E

2200

± 0.000

6500

C

14100

D

B
3600

3600

A

A

3600

3600

3300

3600

4000

3600

3600

3600

3600

32500

1

2

3

5

4

7

6

8

9

10

5400

E

2200

+ 3.600

6500

C

14100

D

B
3600

3600

3300

3600

4000

3600

3600

3600

3600

32500

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Trang 1


5400

E

2200

+ 7.200

6500

C

14100

D

B
3600

3600

3300

3600

4000

3600

3600

3600

3600

32500

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

+ 13.000

SN

2000

500

+ 10.800

2200

M

3600

700

S

S

+ 3.600

S

S

± 0.000

N

N

3600

3600

13000

+ 7200

6500

2200

5400

14100

B

D

C

SN

S

M

N

E

Trang 2


Cơ sở tính toán:
Quy chuẩn xây dựng Việt Nam.
TCVN 2737-1995: Tải trọng và tác động – Tiêu chuẩn thiết kế.
TCVN 5574-2012: Kết cấu bêtông và bêtông cốt thép – Tiêu chuẩn thiết kế.
Các tiểu chuẩn quy phạm hiện hành có liên quan
Quy trình tính toán thiết kế được thực hiện theo 7 bước sau:

700

1. Giới thiệu mô tả kết cấu:
Kết cấu chịu lực là hệ khung BTCT đổ toàn khối có liên kết cứng tại nút, liên kết giữa
cột với móng được xem là ngàm tại mặt móng. Hệ khung chịu lực của công trình là một hệ
không gian, có thể xem được tạo nên từ những khung phẳng làm việc theo hai phương
vuông góc với nhau hoặc đan chéo nhau.
Tính toán hệ khung được thực hiện theo sơ đồ khung phẳng theo phương cạnh ngắn

của công trình + hệ dầm dọc.
Công trình khung bêtông cốt thép toàn khối 3 tầng, 3 nhịp. Để đơn giản tính toán, tách
khung phẳng trục 8, bỏ qua sự tham gia chịu lực của của hệ giằng móng và kết cấu tường
bao che.
Mặt bằng kết cấu dầm sàn được bố trí như trên hình vẽ sau:
D12

E

E

S5

D16

8

6500

B

1800

3600

9

D8

D15

B

7

C

S4

D9

1800

D7

D6

D5

6500

S4

3600

5400

S5

C

S1

3600

D

D4

D14

D3

D2

D1

D10

14100

S2

S1

D17

D
2200

S2

S6

14100

D13

D11

S6

2200

S3

300

S3

5400

D18

3600

10

7

3600

8

3600

9

700

10

2.Chọn vật liệu và sơ bộ chọn kích thước tiết diện các cấu kiện
2.1. Chọn vật liệu
a. Bêtông
- Dùng bêtông có cấp độ bền B20 (tương đương M250)
- Khối lượng riêng: γ bt = 2500( daN / m3 )
- Cường độ chịu nén tính toán: Rb = 115( daN / cm 2 )
Trang 3


- Cường độ chịu kéo tính toán: Rbt = 9(daN / cm 2 )
- Môđun đàn hồi: E = 2.7 ×105 (daN / cm2 )
b. C t thép
- Thép CI: ϕ< 10(mm)
+ Cường độ chịu nén, kéo tính toán: Rs = Rsc = 2250( daN / cm 2 )
+ Cường độ chịu cắt khi tính toán cốt ngang: Rsw = 1750( daN / cm 2 )
+ Môđun đàn hồi: E = 2.1×106 (daN / cm2 )
- Thép CII: ϕ≥ 10(mm)
+ Cường độ chịu nén, kéo tính toán: Rs = Rsc = 2800( daN / cm 2 )

+ Cường độ chịu cắt khi tính toán cốt ngang: Rsw = 2250(daN / cm 2 )

+ Môđun đàn hồi: E = 2.1×106 (daN / cm2 )
2.2. Ch n sơ b kích thước tiết diện
a. Chọn chiều dày của sàn.
Chiều dày của sàn được chọn dựa theo công thức:
D
hb = l1
m
Trong đó:
+ D = 0.8 ÷ 1.4 phụ thuộc vào tải trọng, tải trọng lớn thì lấy D lớn và ngược lại.
+ Bản loại dầm lấy m = 30 ÷ 35
+ Bản kê 4 cạnh lấy m = 40 ÷ 45
+ l1: Cạnh ngắn của ô bản
Chọn chiều dày bản cho ô sàn lớn nhất có kích thước; l1 × l2 = 4.0 × 6.5( m )
chọn D=1; m = 40
D
1
Þ hb =
l1 = × 4.0 = 0.1(m) , chọn hb= 100(mm)
m
40
Để thuận tiện cho thi công, các ô bản còn lại đều chọn chiều dày hb=100(mm)
Chọn chiều dày sênô hb=80(mm)
b. Chọn kích thước tiết diện của dầm
Tiết diện các dầm, phụ thuộc chủ yếu vào nhịp dầm và độ lớn của tải trọng.
Theo kinh nghiệm tiết diện dầm được chọn theo công thức:
1
+ hd = l (với dầm phụ m= 12÷20, dầm khung m = 8÷15)
m

+ bd = (0.3 ÷ 0.5) hd

Trang 4


b.1. D m khung trục
Nhịp BC: Dầm D2, D6
+ Tầng 2,3, mái.

1 1 
÷ ✁ 6500 = (433 ÷ 810)mm , chọn hd = 55cm ✄ bd
è 15 8 ✂
æ

hd = ç

☎

20cm

Chọn kích thước dầm nhịp BC cho tầng 2,3, mái là: (20 × 55)cm
Nhịp CD: Dầm D2, D6
+ Tầng 2,3, mái.

1 1 
÷ ✁ 2200 = (146 ÷ 275)mm ,chọn hd = 30cm ✆ bd
è 15 8 ✂
æ

hd = ç

✝

20cm

Chọn kích thước dầm nhịp CD cho tầng 2,3, mái là: (20 × 30)cm
Nhịp DE: Dầm D2, D6
+ Tầng 2,3, mái.

1 1 
÷ ✁ 5400 = (360 ÷ 675)mm ,chọn hd = 55cm ✄ bd
è 15 8 ✂
æ

hd = ç

☎

20cm

Chọn kích thước dầm nhịp CD cho tầng 2,3, mái là: (20 × 55)cm
b.2. Dầm d c
Trục B, C, D, E. Dầm D9 đến D12, D15 đến D18
+ Tầng 2,3, mái:

1 1 
÷ ✁ 3600 = (180 ÷ 300)mm ,chọn hd = 30cm
è 20 12 ✂
æ

hd = ç

✄

bd ☎ 20cm

Chọn kích thước dầm dọc tầng 2,3, mái là: (20 × 30)cm
c. Ch n sơ b ti t diện c t
- Về độ bền:
Diện tích tiết diện cột A0 được xác định theo công thức: A0 = k

N
Rb

Trong đó:
k = 1.1÷1.5; Hệ số kể đến ảnh hưởng của mômen uốn, độ mảnh của cột, hàm
lượng cốt thép, lấy tùy thuộc vào vị trí của cột. Khi ảnh hưởng của mômen là bé thì
lấy k bé và ngược lại.
Rb = 115( daN / cm 2 ) : Cường độ chịu nén tính toán của bêtông.

N: Lực dọc trong cột, được tính toán theo công thức gần đúng như sau:

N = qSxq (kN / m2 )
q: Tải trọng tương đương tính trên mỗi mét vuông mặt sàn trong đó gồm tải trọng
thường xuyên và tạm thời trên bản sàn, trọng lượng dầm, tường, cột đem tính ra phân
bố đều trên sàn. Thông thường với nhà có chiều dày sàn bé (10÷14)cm, có ít tường,
kích thước cột và dầm bé lấy q = (10 ÷ 14)kN / m2 .
Trang 5

L1

L1

sxq

L1/2

L1/2

sxq
B

B1/2

B1/2

B2/2

B1

7

B

B2/2

B1/2

B2

8

C

L1/2

C

D
L2

L2

L2/2 L2/2

D

L1/2

L2/2 L2/2

S xq : Tổng diện tích mặt sàn truyền tải trọng lên cột đang xét (xem hình vẽ)

B1/2

B2/2

B1

9

7

B2/2
B2

8

9

- Kiểm tra về độ ổn định, đó là việc hạn chế độ mảnh λ.
l
λb = 0 ≤ λ0b = 31 ( với l0 = H , b: bề rộng tiết diện, H: chiều cao tầng)
b
Thực hiện chọn tiết diện cho cột trục C tầng 1 của khung trục 8.
+ Về độ bền:
é✟ 3.6

S xq = ST 2 + ST 3 + STM = 3.ST 2 = 3. ê✠
ë☛

2

+

3.6 ö ✟ 6.5 2.2 ö ✞
2
+
÷✠

÷ ✡ = 46.98( m )
2 ø☛ 2
2 ø☞

Lấy q = 10(kN / m2 ) ✌ N = 10 × 46.98 = 469.8(kN )
Chọn k = 1.2 ✍ A0 = k

469.8
N
= 1.2 ×
= 0.049(m2 ) = 490(cm2 )
Rb
11500

Chọn sơ bộ tiết diện cột là: (20 × 35)cm2
+ Kiểm tra về độ ổn định:
l
H 0.7 × 4.8
λb = 0 =
=
= 16.8 ≤ λ0b ❂ 31 ✎ Thỏa mãn điều kiện về ổn định.
b
b
0.2
Đối với khung nhà nhiều tầng liên kết cứng giữa dầm và cột có từ 2 nhịp trở lên, đổ
bêtông cốt thép toàn khối hệ số ② = 0, 7
Với các cột còn lại việc chọn kích thước sơ bộ của tiết diện được thực hiện tương tự và
thể hiện ở bảng sau:

Trang 6

BẢNG CHỌN TIẾT DIỆN CỘT KHUNG TRỤC 8
l(m)

Sxq
(m2)

q
(kN/m2)

k

A0
(cm2)

3

3.6

11.7

10

1.35

137.3

20

2
1

3.6
4.8

23.4
35.1

10
10

1.35
1.35

274.7
412.0

C

3
2
1

3.6
3.6
4.8

15.66
31.32

46.98

10
10
10

1.2
1.2
1.2

D

3
2
1

3.6
3.6
4.8

13.68
27.36
41.04

10
10
10

1.2
1.2

1.2

3

3.6

9.72

10

2

3.6

19.44

1

4.8

29.16

Kiểm
tra

30

600

12.6

Đạt

20
20

30
35

600
700

12.6
16.8

Đạt
Đạt

163.4
326.8
490.2

20
20
20

30
30
35

600
600
700

12.6
12.6
16.8

Đạt
Đạt
Đạt

1.35

142.7
285.5
428.2
114.1

20
20
20
20

30
30
35
30

600

600
700
600

12.6
12.6
16.8
12.6

Đạt
Đạt
Đạt
Đạt

10

1.35

228.2

20

30

600

12.6

Đạt

10

1.35

342.3

20

35

700

16.8

Đạt

20 x 30

+ 3.600

3600

20 x 55

20 x 35

20 x 35

20 x 30

12000

20 x30

20x30
20 x 35

20 x 55

+ 7.200

20 x 55

3600

20 x 30
20 x 30

20 x 55

+ 10.800

20 x 55

3600

20 x 30
20 x 30

20 x 30

20 x 55

20 x 30

E

λb

20 x 30

B

Ac
(cm2)

b(cm) h(cm)

20 x 35

Cột
Tầng
trục

1200

± 0.000

6500

2200

- 1.200

5400

14100

B

C

D

E

3.Lập sơ đ tính khung ngang
Tính toán khung ngang được thực hiện theo sơ đồ khung phẳng theo phương cạnh
ngắn của công trình (phương có độ cứng và độ ổn định kém hơn).
Mô hình hóa kết cấu khung thành các thanh đứng (cột) và các thanh ngang (dầm), liên
kết cứng với nhau tại các nút và liên kết giữa cột với móng là ngàm tại mặt móng.
Trang 7


Khung được tính theo sơ đồ đàn hồi, để đơn giản lấy nhịp tính toán bằng nhịp kiến
trúc. Ta có sơ đồ tính:

3600

C12

+ 3.600

3600

12000

3600

C8
D3

C3

D2

C2

C1

D1

+ 7.200

D6

C7

C6

D5

C4

C9
C5

D4

+ 10.800

D9

C11

D8

C10

D7

1200

± 0.000

6500

2200

- 1.200

5400

14100

B

C

D

E

. Xác định các loại t i tr ng tác dụng lên khung
.1. ĩnh tải
a ải trọng trên 1m2 sàn
Tên ô bản

S1,S2,S3
(Tầng 2,3)

n

g(daN/m2)

- Gạch lát: 0.01×2200

1.1

24.2

- Vữa lót: 0.02×1600

1.3

41.6

- Bản BTCT: 0.1×2500

1.1

275.0

- Vữa trát: 0.015×1600

1.3

31.2

Các lớp tạo thành

372.0

Tổng
S4,S5,S6
(Tầng mái)

- Vữa láng: 0.02×1600

1.3

41.6

- Bản BTCT: 0.1×2500

1.1

275

- Vữa trát: 0.015×1600

1.3

31.2

Tổng

Sênô

347.8

- Vữa láng: 0.02×1600

1.3

41.6

- Bản BTCT: 0.08×2500

1.1

220

- Vữa trát: 0.015×1600

1.3

31.2

Tổng
Mái

- Tôn+Xà gồ thép hình: 20

292.8
1.05

21.0

Trang 8


b

ải tr ng trên 1m2 tường
Loại
tường
Dày 100

n

g(daN/m2)

- Tường xây gạch đặc: 0.1×1800

1.1

198

- Vữa trát: 0.015×1600×2

1.3

62.4

Các lớp cấu tạo

260.4

Tổng
Dày 200

- Tường xây gạch đặc: 0.2×1800

1.1

396

- Vữa trát: 0.015×1600×2

1.3

62.4

Tổng

458.4

c. Xác định tĩnh tải tác dụng vào khung
Chú ý:
- ải trọng bản thân của các kết cấu dầm khung, cột khung nên để cho chương trình
tính toán kết cấu tự tính.
- Việc tính toán tải trọng vào khung được thể hiện theo hai cách:
+ Cách 1: Chưa quy đổi tải trọng (giữ nguyên dạng truyền tải).
+ Cách 2: Quy đổi tải trọng thành phân bố đều với hệ số quy đổi k.
Với tải trọng phân bố tác 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 như sau:
l1 2
gs.l1

q

2

q = k.gs.l1/2

l2

l2

k=1-2β2+β3 với β =

l1
2l2

• Với ô bản có kích thước l1×l2=3.6×6.5(m);
3.6
2
3
= 0.277
✏ k = 1 − 2 × 0.277 + 0.277 = 0.868
Tính β =
2 × 6.5
• Với ô bản có kích thước l1×l2=3.6×5.4(m);
3.6
2
3
= 0.333
✏ k = 1 − 2 × 0.333 + 0.333 = 0.815
Tính β =
2 × 5.4
• Với ô bản có kích thước l1×l2=2.2×3.6(m);
2.2
= 0.306 ✏ k = 1 − 2 × 0.3062 + 0.3063 = 0.842
Tính β =
2 × 3.6
Với tải trọng phân bố có dạng tam giác. Để quy đổi sang dạng tải trọng
5
phân bố hình chữ nhật ta dùng hệ số chuyển đổi k = ;
8

gs.l1

q

2

l1

l1

q = k × gs ×

l1
2

Trang 9


c.1. ĩnh tải tầng 2, 3
B

6500

C

2200

D

E

5400

gs= 372 daN/m2

7
gs= 372 daN/m2

3600

gs= 372 daN/m2

200

dt= 200 mm

dt= 200 mm

3600

8

gs= 372 daN/m2

gs= 372 daN/m2

9
gs= 372 daN/m2

gt = 458.4 daN/m2

ght
GB

ght
GC

GD

GE

Cách 1
gtg

gt1
GB

g1

GC

gt2
GD

g2

GE

Cách 2
g3

6500

B

2200

C

5400

D

E

TĨNH TẢI PHÂN BỐ - daN/m
K.hiệu

Loại tải trọng và cách tính

K/quả

1. Trọng lượng tường 200 xây trên dầm cao: (3.6 - 0.55) = 3.05(m)
gt1 = 458.4 × 3.05
2. Tải trọng từ sàn S1 truyền vào dưới dạng hình thang với tung độ lớn nhất:
g1

ght = 2 × 372 × 3.6/2 = 1339.2
Đổi ra phân bố đều với: k = 0.868
1339.2 × 0.868
Cộng

1398.1

1162.4
2560.5

1. Trọng lượng tường 200 xây trên dầm cao: (3.6 - 0.55) = 3.05(m)
gt2 = 458.4 × 3.05
2. Tải trọng từ sàn S3 truyền vào dưới dạng hình thang với tung độ lớn nhất:
g2

ght = 2 × 372 × 3.6/2 = 1339.2
Đổi ra phân bố đều với: k = 0.815
1339.2 × 0.815
Cộng

1398.1

1091.4
2489.6

Trang 10


1. Tải trọng từ sàn S2 truyền vào ở dạng hình tam giác với tung độ lớn nhất:
gtg = 2 × 372 × 2.2/2 = 818.4
g3

Đổi ra phân bố đều với: k = 5/8
818.4 × 5/8

511.5
Cộng

511.5

TĨNH TẢI TẬP TRUNG - daN
Loại tải trọng và cách tính

K.hiệu

GB

GC

GD

1. Trọng lượng bản thân dầm dọc 20 × 30(cm)
1.1×2500×0.2×(0.3-0.1)×3.6
2. Trọng lượng tường 200 xây trên dầm cao: (3.6 - 0.3)= 3.3(m)
458.4 × 3.3 × 3.6
3. Do trọng lượng sàn S1 truyền vào
2×5/8×(372 × 3.6/2)×3.6/2
Cộng
1. Trọng lượng bản thân dầm dọc 20 × 30(cm)
1.1×2500×0.2×(0.3-0.1)×3.6
2. Trọng lượng tường 200 xây trên dầm cao: (3.6 - 0.3)= 3.3(m)
458.4 × 3.3 × 3.6
3. Do trọng lượng sàn S1 truyền vào
2×5/8×(372×3.6/2)×3.6/2

4. Trọng lượng do sàn hành lang S2 truyền vào
2×0.842×(372×2.2/2)×3.6/2
Cộng
1. Trọng lượng bản thân dầm dọc 20 × 30(cm)
1.1×2500×0.2×(0.3-0.1)×3.6
2. Trọng lượng tường 200 xây trên dầm cao: (3.6 - 0.3)= 3.3(m)
458.4 × 3.3 × 3.6
3. Do trọng lượng sàn S3 truyền vào
2×5/8×(372×3.6/2)×3.6/2
4. Trọng lượng do sàn hành lang S2 truyền vào
2×0.842×(372×2.2/2)×3.6/2
Cộng

K/quả
396.0
5445.8
1506.6
7348.4
396.0
5445.8
1506.6
1240.4
8588.8
396.0
5445.8
1506.6
1240.4
8588.8

1. Trọng lượng bản thân dầm dọc 20 × 30(cm)

1.1×2500×0.2×(0.3-0.1)×3.6

396.0

2. Trọng lượng tường 200 xây trên dầm cao: (3.6 - 0.3)= 3.3(m)
GE

458.4 × 3.3 × 3.6

5445.8

3. Do trọng lượng sàn S3 truyền vào
2×5/8×(372 × 3.6/2)×3.6/2

1506.6
Cộng

7348.4

Trang 11


c.2

ĩnh tải tầng mái
B

6500

C

2200

D

E

5400

gs= 372 daN/m2

7
gs= 372 daN/m2

3600

gs= 372 daN/m2

200

dt = 200 mm

dt= 200 mm

3600

8

gs= 372 daN/m2

gs= 372 daN/m2

9
gt = 458.4 daN/m2
ght
GB

gs= 372 daN/m2
ght
GC

GD

GE

Cách 1
gt1
GB

gtg
g1

GC

gt2
GD

g2

GE

Cách 2
g3

6500

B

2200

C

5400

D

E

Để tính toán tải trọng tĩnh phân bố đều trên mái trước hết ta phải xác định kích thước
quy đổi của tường thu hồi xây trên mái.
Dựa vào mặt cắt kiến trúc, ta có diện tích tường thu hồi xây trên nhịp BC là:

1
Sth1 = × 1.87 × 6.5 = 6.08m2
2
Như vậy nếu coi tải trọng tường phân bố đều trên nhịp BC thì tường có chiều cao
trung bình là:

hth1 =

Sth1 6.08
=
= 0.94m
lBC
6.5

Tính toán tương tự cho nhịp CD, trong đoạn này tường có chiều cao trung bình bằng(
bỏ qua lổ cửa xem như một mảng tường đặc)

hth3 =

Sth3 4.48
=
= 2.04m
lCD
2.2

Tính toán tương tự cho nhịp DE, được chiều cao trung bình là:

hth 2 =

Sth 2 4.91
=
= 0.91m
lDE
5.4
Trang 12


TĨNH TẢI PHÂN BỐ - daN

K/hiệu

Loại tải trọng và cách tính

K/quả

1. Trọng lượng tường thu hồi 200 cao trung bình 0.94(m)
gth1 = 458.4 × 0.94

430.9

2. Tải trọng của tôn + xà gồ
gmt = 21 × 3.6
g1

75.6

3. Tải trọng từ sàn S4 truyền vào dưới dạng hình thang với tung độ lớn nhất:
ght = 2 × 347.8 × 3.6/2 = 1252.1
Đổi ra phân bố đều với: k = 0.868
1252.1 × 0.868 = 1086.8

1086.8
Cộng

1593.3

1. Trọng lượng tường thu hồi 200 cao trung bình 0.91(m)
gth2 = 458.4 × 0.91

417.1

2. Tải trọng của tôn + xà gồ
gmt = 21 × 3.6
g2

75.6

3. Tải trọng từ sàn S6 truyền vào dưới dạng hình thang với tung độ lớn nhất:
ght = 2 × 347.8 × 3.6/2 = 1252.1
Đổi ra phân bố đều với: k = 0.815
1252.1 × 0.815 = 1020.5

1020.5
Cộng

1513.2

1. Trọng lượng tường thu hồi 200 cao trung bình 2.04(m)
gth3 = 458.4 × 2.04

935.1

2. Tải trọng của tôn + xà gồ

g3

gmt = 21 × 3.6
3. Tải trọng từ sàn S5 truyền vào dưới dạng hình tam giác với tung độ lớn
nhất:

75.6

gtg = 2 × 347.8 × 2.2/2 = 765.2
Đổi ra phân bố đều với: k = 5/8
765.2 × 5/8 = 478.3

478.3
Cộng

1489.0

TĨNH TẢI TẬP TRUNG - daN
K/hiệu

Loại tải trọng và cách tính

K/quả

1. Trọng lượng bản thân dầm dọc 20 × 30(cm)
1.1×2500×0.2×(0.3-0.1)×3.6
GB

396.0

2. Do trọng lượng sàn S4 truyền vào
2×5/8×(347.8 × 3.6/2)×3.6/2

1408.6

3. Trọng lượng sênô nhịp 0.6m
292.8×0.6×3.6

632.4

Trang 13


4.Thành sênô cao 0.4m, dày 80mm bằng BTCT
1.1×2500×0.08×0.4×3.6

316.8
Cộng

2753.8

1. Trọng lượng bản thân dầm dọc 20 × 30(cm)
1.1×2500×0.2×(0.3-0.1)×3.6

396.0

2. Do trọng lượng sàn S4 truyền vào
GC

2×5/8×(347.8×3.6/2)×3.6/2

1408.6

3. Trọng lượng do sàn hành lang S5 truyền vào
2×0.842×(347.8×2.2/2)×3.6/2

Cộng

1159.7
2964.3

1. Trọng lượng bản thân dầm dọc 20 × 30(cm)
1.1×2500×0.2×(0.3-0.1)×3.6

396.0

2. Do trọng lượng sàn S5 truyền vào
GD

2×5/8×(347.8×3.6/2)×3.6/2

1408.6

3. Trọng lượng do sàn S6 truyền vào
2×0.842×(347.8×2.2/2)×3.6/2
Cộng

1159.7
2964.3

1. Trọng lượng bản thân dầm dọc 20 × 30(cm)
1.1×2500×0.2×(0.3-0.1)×3.6

396.0

2. Do trọng lượng sàn S6 truyền vào

2×5/8×(347.8 × 3.6/2)×3.6/2
GE

1408.6

3. Trọng lượng sênô nhịp 0.6m
292.8×0.6×3.6

632.4

4.Thành sênô cao 0.4m, dày 80mm bằng BTCT
1.1×2500×0.08×0.4×3.6

316.8
Cộng

2753.8

Trang 14


Sơ đồ tĩnh tải tác dụng vào khung (bi u diễn theo cách 2):

7348.4

2560.5

7348.4

8588.4

8588.4

2964.3

1489

1513.2

2753.8
+ 10.800

511.5

511.5

8588.4

2489.6

7348.4

+ 7.200

8588.4

2489.6

7348.4

+ 3.600

3600

2560.5

2964.3

3600

1593.3

3600

2753.8

1200

± 0.000

6500

2200

- 1.200

5400

14100

B

C

D

E

SƠ ĐỒ TĨNH TẢI TÁC DỤNG VÀO KHUNG ( daN; daN/m)
4.2. Xác định hoạt tải đ ng tác dụng vào khung
Hoạt tải sử dụng được lấy theo tiêu chuẩn TCVN 2737-1995
a. Hoạt tải đơn vị
Kí hiệu
ô sàn
S1,S3
S2
S4,S5,S6

Ptc
(daN/m2)

n

Ptt
(daN/m2)

Phòng làm việc

200

1.2

240

Hành lang

300

1.2

360

Sênô và mái bằng BTCT không sử dụng

75

1.3

97.5

Công năng ô sàn

Trang 15


b. ính trường hợp hoạt tải 1
B

6500

C

D

2200

E

5400

gs= 372 daN/m2

7
gs= 372 daN/m2

3600

gs= 372 daN/m2

200

dt = 200 mm

dt= 200 mm

3600

8

gs= 372 daN/m2

gs= 372 daN/m2

9
gt = 458.4 daN/m2
ght
GB

gs= 372 daN/m2
ght
GC

GD

GE

Cách 1
gtg

gt1
GB

GC

g1

gt2
GD

g2

GE

Cách 2
g3

6500

B

2200

C

5400

D

E

HOẠT TẢI 1- TẦNG 2
K.hiệu

Loại tải trọng và cách tính

K/quả

1. Do hoạt tải từ sàn S1 truyền vào dưới dạng hình thang có tung độ lớn nhất:
p1ht = 2 × 240 × 3.6/2 = 864.0
p1

Đổi ra phân bố đều với: k = 0.868
864.0 × 0.868 = 750(daN/m)
Cộng
1. Do hoạt tải từ sàn S3 truyền vào dưới dạng hình thang có tung độ lớn nhất:

750.0
750.0

p1ht = 2 × 240 × 3.6/2 = 864.0
p2

1

Đổi ra phân bố đều với: k = 0.815
864.0 × 0.815 = 704.2(daN/m)
Cộng
1

P B=P

C

P1D=P1E

704.2
704.2

1. Do hoạt tải từ sàn S1 truyền vào
2×5/8×(240 × 3.6/2)×3.6/2 = 972(daN)

Cộng
1. Do hoạt tải từ sàn S3 truyền vào

972.0
972.0

2×5/8×(240 × 3.6/2)×3.6/2 = 972 (daN)

972.0

Cộng

972.0

Trang 16


B

6500

C

2200

D

5400

E

p = 360 daN/m2

3600

7

200

3600

8

9
PC1

1
ptg

PD1

Cách 1
PC1

Cách 2
6500

B

K.hiệu

p3

P1C=P1D

p3

PD1

2200

C

5400

D

HOẠT TẢI 1- TẦNG 3
Loại tải trọng và cách tính
1. Do hoạt tải từ sàn S2 truyền vào dưới dạng tam giác với tung độ lớn
nhất:
p1tg = 2 × 360 × 2.2/2 = 792.0
Đổi ra phân bố đều với: k = 5/8
792.0 × 5/8 = 495.0(daN/m)
Cộng
1. Do hoạt tải từ sàn S2 truyền vào
2×0.842×(360 × 2.2/2)×3.6/2 = 1200.4 (daN)
Cộng

E

K/quả

495.0
495.0
1200.4
1200.4

Trang 17


700

B

6500

C

2200

D

5400

E

700

7

p = 97.5 daN/m2

p = 97.5 daN/m2

p = 97.5 daN/m2

3600

p = 97.5 daN/m2

3600

8

9
1

1
pht

PB

1

1

PC

PD

PC1

PD1

1
pht

PE1

Cách 1
PB1

p1

p2

PE1

Cách 2
6500

B

2200

C

5400

D

E

HOẠT TẢI 1- TẦNG MÁI
K.hiệu

Loại tải trọng và cách tính
1. Do hoạt tải từ sàn S4 truyền vào dưới dạng hình thang với tung độ lớn nhất:
p1ht = 2 × 97.5× 3.6/2 = 351

p1

Đổi ra phân bố đều với: k = 0.868
351 × 0.868 = 304.7 (daN/m)
Cộng
1. Do hoạt tải từ sàn S6 truyền vào dưới dạng hình thang với tung độ lớn nhất:
p1ht = 2 × 97.5 × 3.6/2 = 351

p2

P1B=P1C

P1D=P1E

Đổi ra phân bố đều với: k = 0.815
351 × 0.815 = 286.1 (daN/m)
Cộng
1. Do hoạt tải từ sàn S4 truyền vào
2×5/8×(97.5 × 3.6/2)×3.6/2 = 394.9 (daN/m)
Cộng

1. Do hoạt tải từ sàn S3 truyền vào
2×5/8×(97.5 × 3.6/2)×3.6/2 = 394.9 (daN)
Cộng

K/quả

304.7
304.7

286.1
286.1
394.9
394.9
394.9
394.9

Trang 18


c. ính trường hợp hoạt tải 2
B

6500

C

2200

D

5400

E

p = 360 daN/m2

3600

7

200

3600

8

9
PC2

ptg

PD2

Cách 1
PC2

Cách 2
6500

B

p3

PD2

2200

C

5400

D

E

HOẠT TẢI 2 - TẦNG 2
K.hiệu

Loại tải trọng và cách tính

K/quả

p3

1. Do hoạt tải từ sàn S2 truyền vào dưới dạng tam giác với tung độ lớn nhất:
p2tg = 2 × 360 × 2.2/2 = 792.0
Đổi ra phân bố đều với: k = 5/8
792.0 × 5/8 = 495.0(daN/m)
Cộng

495.0
495.0

1. Do hoạt tải từ sàn S2 truyền vào
1

1

P C=P

D

2×0.842×(360 × 2.2/2)×3.6/2= 1200.4 (daN)
Cộng

1200.4
1200.4

Trang 19


B

6500

C

2200

D

5400

E

7
p = 240 daN/m2

3600

p = 240 daN/m2

200

3600

8

p = 240 daN/m2

p = 240 daN/m2

9
2

pht2

2

PB

2

PC

PD

PC2=972

PD2=972

pht2

PE2

Cách 1
PB2=972

p1=750

p2=704.2

PE2=972

Cách 2
6500

B

2200

C

5400

D

E

HOẠT TẢI 2 - TẦNG 3
K.hiệu

Loại tải trọng và cách tính

K/quả

p1

1. Do hoạt tải từ sàn S1 truyền vào dưới dạng hình thang với tung độ lớn nhất:
p2ht = 2 × 240 × 3.6/2 = 864.0
Đổi ra phân bố đều với: k = 0.868
864.0 × 0.868=750 (daN/m)
Cộng

750.0
750.0

1. Do hoạt tải từ sàn S3 truyền vào dưới dạng hình thang với tung độ lớn nhất:
p2ht = 2 × 240 × 3.6/2 = 864.0
Đổi ra phân bố đều với: k = 0.815

864.0 × 0.815=704.2 (daN/m)
Cộng

704.2
704.2

1. Do hoạt tải từ sàn S1 truyền vào
2×5/8×(240 × 3.6/2)×3.6/2=972(daN)
Cộng

972.0
972.0

p2

2

2

P B=P

C

1. Do hoạt tải từ sàn S3 truyền vào
P2D=P2E

2×5/8×(240 × 3.6/2)×3.6/2=972 (daN)
Cộng

972.0

972.0

Trang 20


700

B

C

6500

p = 97.5 daN/m2

2200

D

5400

E

p = 97.5 daN/m2

700

p = 97.5 daN/m2

3600

7

3600

8

9
PB2

PC2

PB2

PC2

ptg

PD2

PE2

PD2

PE2

Cách 1
Cách 2
6500

p3

2200

B

5400

D

C

E

HOẠT TẢI 2- TẦNG MÁI
K.hiệu

p3

2

2

2

2

P C=P

D

Loại tải trọng và cách tính

K/quả

1. Do hoạt tải từ sàn S5 truyền vào dưới dạng tam giác với tung độ lớn nhất:
p2tg = 2 × 97.5 × 2.2/2 = 214.5
Đổi ra phân bố đều với: k = 5/8
214.5 × 5/8 = 134.1(daN/m)
Cộng

134.1
134.1

1. Do hoạt tải từ sàn S2 truyền vào
2×0.842×(97.5 × 2.2/2)×3.6/2 = 325.1 (daN)
Cộng

325.1
325.1

1. Do hoạt tải từ sênô truyền vào
P B=P

E

2×97.5×0.6×3.6/2 = 210.6 (daN)
Cộng

210.6

210.6

Trang 21


Sơ đồ hoạt tải tác dụng vào khung (bi u diễn theo cách 2):
394.9

304.7

394.9

394.9

286.1

394.9

972

750

1200.4

495

+ 7.200

972

972

972

750

3600

1200.4

3600

+ 10.800

3600

+ 3.600

1200

± 0.000

6500

2200

- 1.200

5400

14100

B

D

C

E

SƠ ĐỒ HOẠT TẢI 1 TÁC DỤNG VÀO KHUNG (daN; daN/m)

972

325.1

750

134.1

972

325.1

210.6
+ 10.800

972

704.2

972

3600

210.6

495

1200.4

+ 3.600

3600

1200.4

3600

+ 7.200

1200

± 0.000

6500

2200

- 1.200

5400

14100

B

C

D

E

SƠ ĐỒ HOẠT TẢI 2 TÁC DỤNG VÀO KHUNG (daN; daN/m)
Trang 22


4.3. Xác định hoạt tải gió tác dụng vào khung
Xác định theo TCVN 2737-1995, Tải trọng và tác động - Tiêu chuẩn thiết kế.
Công trình xây dựng tại thành phố Tuy Hòa, tỉnh Phú Yên, thuộc vùng gió III.B, có áp
lực gió đơn vị ( Bảng 4 TCVN 2737-1995) là W0 = 125( daN / m 2 ) thuộc dạng địa hình B.
Công trình cao dưới 40m nên ta chỉ xét đến tác dụng tĩnh của tải trọng gió.
Giá trị tiêu chuẩn thành phần tĩnh của tải trọng gió W có độ cao Z so với mốc chuẩn
được xác định theo công thức:
W = W0 × k × c
Trong đó:
W0: giá trị của áp lực gió lấy theo bảng đồ phân vùng phụ lục D của tiêu chuẩn.
k : Hệ số tính đến sự thay đổi của áp lực gió theo độ cao so với mốc chuẩn (xác
định theo bảng G TCVN-2737-1995) và dạng địa hình (bảng 5 TCVN-2737-1995)
c: Hệ số khí động (bảng 6 TCVN-2737-1995)

Phía đón gió c = +0.8
Phía khuất gió c = -0.6
Tải trọng tính toán của gió truyền lên khung được tính theo công thức:
qd = nki W0cd B

qh = nki W0ch B
Trong đó:
n = 1.2 là hệ số độ tin cậy của tải trọng gió
B: Phạm vi truyền tải.
TẢI TRỌNG GIÓ TÁC DỤNG VÀO KHUNG
Tầng

H(m)

Z(m)

n

k

W0
(daN/m)

cđ

ch

B(m)

qđ

(daN/m)

qh
(daN/m)

1
2

3.6
3.6

4.2
7.8

1.2
1.2

0.848
0.947

125
125

0.8
0.8

-0.6
-0.6

3.6

3.6

366.3
409.1

-274.8
-306.8

Ch ý: Mốc chuẩn để xác định hệ số k được lấy ở cao trình mặt đất tự nhiên cách mặt nền ở
cos ±0.00 là 0.6(m)
Tải trọng gió trên mái quy về lực tập trung đặt ở đầu cột Sđ, Sh
Để an toàn hệ số k lấy ở cao trình đỉnh mái tức là Z = 13.6(m) ✑ k ✒ 1.06
Hình dáng mái và hệ số khí động trên mái tham khảo bảng 6 của TCVN 2737 – 1995
h 11.4
= 0.809 . Nội suy có Ce1 và Ce2 như hình vẽ sau
+ Tỷ số 1 =
l 14.1
Ce1= -0.607
14°

+0.8

Ce2= -0.462

Ce2= -0.462
14°

17°

-0.6 -0.6

Ce1= -0.570
17°

+0.8

Trang 23


Trị số S tính theo công thức sau:
S = nkW0 B

C i hi = 1.2 × 1.06 × 125 × 3.6

C i hi = 572.4

C i hi

+ Gió thổi từ trái sang.
Sd = 572.4 × (0.8 × 0.5 − 0.607 × 2.2) = −535.4(daN )

Sh = 572.4 × (0.6 × 0.5 + 0.462 × 2.2) = 753.5(daN )
+ Gió thổi từ phải sang.
Sd = 572.4 × (0.8 × 0.5 − 0.570 × 2.2) = −488.8(daN )

Sh = 572.4 × (0.6 × 0.5 + 0.462 × 2.2) = 753.5(daN )
+ 10.80

753.5

441.5

3600

535.4

331.1

409.1

3600

+ 7.200

306.8

366.3

3600

+ 3.600

274.8

1200

± 0.000

6500

2200

B

5400

D

C

- 1.200

E

SƠ ĐỒ GIÓ TÁC DỤNG VÀO KHUNG – GIÓ TRÁI (daN; daN/m)
+ 10.80

488.8

331.1

441.5

3600

753.5

306.8

409.1

3600

+ 7.200

274.8

366.3

3600

+ 3.600

1200

± 0.000

6500

B

2200

C

- 1.200

5400

D

E

SƠ ĐỒ GIÓ TÁC DỤNG VÀO KHUNG – GIÓ PHẢI (daN; daN/m)
Trang 24


5. Xác
ác đđịnh n i lực và tổ hợ
ợp nội lực
5.1.. Xác định n i lực
l
Sử
ử dụng
g chương
chươ trình
ình tính
tí toán kkết cấuu SAP2000
SAP
đểể tính toán nội
n lựcc cho khung
ung vvới
sơ đồ ph
phần tử dầm,
m, cột
c t như hình
h
vẽ sau.

Chú

ú ý: Vì trọng
ng lượng
lư
bảnn thân
th của ddầm và cộtt khung
kh
chư tính
chưa
nh nên khi khai báo
b tải trọọng
trong
ng ch
chương trình
ình tính
h toán kết cấu,
u, vvới trường
ng hợp
h tĩnh
ĩnh tải
t phảii kể
k đến trọng
ng lượng
ng bản
b
thân củủa kết cấu
u (cột,
(c dầm
m khung)
kh
vớii hhệ số vượtt tải

t n=1.1
Ta có các số
ố liệu đầuu vào
và củaa chươ
chương trình
ình tính.
tí
B
Bảng khai báo kích
h thước
thư tiết diệện: (Display
DisplayàShowT
howTables Model
Mo
àD
Definition
àProper
ropertyDefiniti
efinitionàFram
rame Section
ection Property)
operty)
TABLE Frame
TABLE:
rame Se
Section
on Properties
Properties 01 - General
eneral
SectionName

onName Mater
Material
Shape
t3
t2
Text
Text
Text
m
m
C20x30
B20
Rectangu
Rectangular
0.30
0.20
C20x35
B20
Rectangu
ctangular
0.35
0.20
D20x30
20x30
B20
Rectangu
Rectangular
0.30
0.20
D20x55

20x55
B20
Rectangu
Rectangular
0.55
0.20

B
Bảng khai
hai báo các trườ
ờng hợp tảải trọng:
(Display
DisplayàShowT
howTables Model
Mo
Defin
efinitionàL
Load Pattern
attern Definition
finitionàLoad
oad Pattern))
TABLE:
LE: L
Load
oad Patter
Pattern Definiti
efinitions
LoadPat DesignTyp
gnType SelfWtMult
SelfWtM

Text
Text
Unitless
TT
DEAD
1.1
HT1
LIVE
0
HT2
LIVE
0
GT
WIND
0
GP
WIND
0

Trang
ng 25