Đồ án Cao ốc văn phòng cho thuê - Thăng long centre

lớn (3,6m). Mặt khác nhịp nhà là tương đối lớn (8,1m và 10,8m) làm cho chiều cao dầm vì thế cũng lớn (với nhịp 10,8m yêu cầu dầm cao tối thiểu 900mm). Vì vậy ở đây ta chọn giải pháp hệ dầm bẹt kích thước b´h = 80´60 cm cho các dầm chính, còn các dầm phụ chọn sơ bộ b´h = 30´55 cm. 4. Kích thước tiết diện cột. Kích thước cột được chọn dựa vào tải trọng, độ mảnh và các điều kiện khác. Kích thước sơ bộ xác định theo công thức : F= k´ N : Tổng lực dọc chân cột R : Cường độ bê tông (Rn=130 KG/cm2 bêtông mác 300#) k =1,2á1,5 hệ số kể đến các trường hợp tải trọng mà ta chưa kể tới như gió. Tải trọng sơ bộ lấy là trong khoảng 1,1á1,5 T/m2 sàn, chọn 1,2 T/m2 sàn a, Phần thấp tầng: Diện tích sàn dồn vào cột trục C lớn nhất là (8,1x8,1) m2, nhà có 4 tầng kể cả tầng hầm. ị N=1,2´(8,1´8,1)´4=314,928 T=314928 KG. ịFcột= (1,2á1,5)´ = 2907,03 á 3633,785 cm2 ị Chọn kích thước cột tầng hầm và các tầng 1, 2, 3 như nhau là 60´60cm ( F=3600 cm2 ). b, Phần cao tầng: -Diện tích truyền tải lớn nhất 10,8´8,1m. ị N1= 1,2´ (10,8´8,1)´15 = 1180,9 T. Trong đó là phần diện tích truyền tải trên mỗi tầng đã trừ đi phần sàn thuôc gian cầu thang bộ và thang máy. ị Fcột = (1,2á1,5)´ =10901,35 á 13626,69 cm2. Chọn kích thước cột tầng hầm, tầng 1á4 là 1000´1000. Tầng 5 á 10 chọn 900´900. Tầng 11 á 15 chọn 800´800. 5. Chọn kích thước của lõi: Chiều dày của lõi thang máy và thang bộ lấy theo hai điều kiệnsau đây: t ³ (16cm, ==216mm) Chọn t=25 cm. Chương 2: xác định tải trọng. Việc xác định tải trọng tác dụng lên công trình được lấy theo TCVN 2737-95 về tải trọng và tác động. I .xác định tải trọng đứng: 1. Tĩnh tải: a.Tĩnh tải tác dụng trên sàn phòng làm việc có chiều dày 12cm: Tĩnh tải tác dụng tính toán lên sàn tính trong bảng sau: Các lớp Chiều dày mm g gtc n gtt KG/m3 KG/m2 KG/m2 1-lớp gạch lát hữu hưng 400x400 20 2200 44 1.1 48,4 2-lớp lót vữa XM 50# 15 1800 27 1.3 35,1 3-Sàn BTCT 250# 120 2500 500 1.1 330 4-Trần treo 30 1.2 36 Tổng 235 449,5 b.Tĩnh tải trên sàn mái: Cấu tạo Chiều dày mm g gtc n gt kG/m3 KG/m2 KG/m2 Lớp gạch lá nem 200x200x20 20 1500 30 1,1 33 Lớp lót vữa XM 50# 20 1800 36 1,3 46,8 Gạch lỗ chống nóng 100 1500 150 1,2 180 Lớp vữa lót XM 50# 10 1800 18 1,3 23,4 Bê tông chống thấm 40 2500 100 1,1 110 BT nhẹ tạo dốc 100 1600 160 1,3 208 Sàn BTCT 120 2500 300 1,1 330 Trần treo 30 1,2 36 Tổng 967,2 c. Tĩnh tải sàn phòng vệ sinh: Các lớp Dày gtc g n gtt Mm kG/m3 kG/m2 KG/m2 Lớp gạch ceremic chống trơn 200x200 20 2200 44 1.1 48.4 Lớp vữa lót XM50# 15 1800 27 1.3 35.1 Lớp bê tông xỉ tạo dốc 2% 100 1600 160 1.3 208 Sàn BTCT 250# 120 2500 300 1.1 330 Lớp vữa trát trần XM50# 15 1800 27 1.3 35.1 Tổng cộng 665,6 d. Tĩnh tải tường ngăn, tường bao, vách ngăn, tường chắn : * Tầng 1,2,3 (chiều cao tầng là 5,4m, chiều cao dầm trung bình là 800) gồm ba loại tường như sau: + Loại 1 : Các tường gạch xây 220 cao 1,2m, phía trên dùng cửa khung nhôm kính: Phần tường : tường 220 : 1,1´0,22´1800 = 435,6 kG/m2. Lớp vữa trát dày 3 cm: 1,3´0,03´1800=70,2 kG/m2. Phần khung nhôm kính cao 5,4 -1,2 - 0,8 = 3,4m: 1,1´25 = 27,5 kG/m2 ị Tải trọng phân bố đều trên 1m dài tường loại này là: gt1 = 1,2´(435,6+70,2)+3,4´27,5 = 700,46 kG/m. + Loại 2: Tường gạch 220 hoàn toàn: gt2=(1,1´0,22´1800+1,3´0.03´1800)´(5,4 - 0,8)=2326,48 (KG/m) + Loại 3: Tường gạch 110 hoàn toàn: gt3=(1,1´0,11´1800+1,3´0.03´1800)´(5,4 - 0,8)=1324,8 (KG/m) * Tầng 4 chiều cao tầng 4,2m dùng loại tường gạch kết hợp với khung nhôm kính: gt4 = 1,2´(435,6+70,2)+(4,2-1,2-0,7)´27,5 = 672,96 kG/m. Ngoài ra còn dùng cả tường gạch hoàn toàn 220: gt5=(1,1´0,22´1800+1,3´0.03´1800)´(4,2 - 0,7)=1820,88 (KG/m) * Tầng điển hình chiều cao tầng 3,6m dùng loại tường gạch kết hợp với khung nhôm kính: gt6 = 1,2´(435,6+70,2)+(3,6-1,2-0,7)´27,5 = 656,46 kG/m. Tường gạch 220 hoàn toàn ( khu vệ sinh và các góc nhà): gt7=(1,1´0,22´1800+1,3´0.03´1800)´(3,6 - 0,7)=1517,4 (KG/m). ở các tầng điển hình có tường loại gạch-khung kính kê trực tiếp lên sàn, mỗi ô sàn có kích thước 4,05´4,05m. Để đơn giản ta quy về thành lực phân bố đều trên diện tích sàn gst = gt6 /4,05 = 162kG/m2. Phần sàn có tường kê trực tiếp ta sẽ đặt cốt thép dày hơn các chỗ khác để chịu lực tác động cục bộ, đồng thời đặt thêm 1 khung thép cấu tạo. Cấu tạo này cũng được sử dụng dưới các bức tường ngăn trong các phòng vệ sinh thay cho các dầm phụ. e.Tĩnh tải do cầu thang bộ tác dụng. Cấu tạo và tải trọng cầu thang bộ bao gồm: - Các lớp vữa trát dày 3 cm, g = 1800, n=1,3: g1 = 1800´0,03´1,3 = 70,2 kG/m2. - Bậc gạch cao 150, g = 1800, n=1,1: g2 = 0.5´0,15´1800´1,1 = 148,5 kG/m2. - Bản thang dày 120, g = 2500, n=1,1: g3 = 0,12´2500´1,1 = 330 kG/m2. ị gct = ồg = 70,2 + 148,5 + 330 = 548,7 kG/m2. f. Tĩnh tải do áp lực đất lên tường chắn truyền lên cột: Nhà có tầng hầm cao 3m trong đó phần nằm dưới đất là 1,5m. áp lực đất tác dụng lên tường chắn là áp lực chủ động. Ta tính toán cho tường tầng hầm nguy hiểm nhất là tường nằm cạnh đường ô tô chạy (đường nội bộ công trình) . Cấu tạo mặt đường như sau: - Lớp BTGV dày 15cm; g = 2200, n=1,2: g1 = 0,15´2200´1,2 = 396 kG/m2. - Lớp cát tôn nền dày 10cm, g = 1500, n=1,2: g2 = 0,1´1500´1,2 = 180 kG/m2. ị gđ = ồg = 396 + 180 = 576 kG/m2. Hoạt tải trên đường lấy sơ bộ q = 500´1,2 = 600 kG/m2. Đất dính có các đặc trưng có lý như sau: Lực dính đơn vị c = 15 kN/m2 = 1500 kG/m2 Góc ma sát trong của đất j = 16o Trọng lượng riêng của đất g = 20 kN/m3 =2000kG/m3 Theo lý thuyết của Coulomb cường độ áp lực đất chủ động lên tương chắn theo độ sau z tính từ mặt đất là: pa = lagz + laq - C.c. Trong đó: pa - cường độ áp lực đất chủ động lên tường chắn. la hệ số áp lực đất chủ động la = tg2(45o-) C = ở đây a = 0. pa = tg2(45o-)´(2000´z + 576) - ´1500 = =1135,7. z - 1933,6. Ta thấy pa =0 tại z=1,7 m. Như vậy ảnh hưởng của áp lực đất chủ động lên tường chắn tác động vào khung là không đáng kể. Có thể bỏ qua phần tải trọng này trong tính khung, chỉ kể đến khi tính tường chắn, móng và trong tri công đào đất. 2. Xác định Hoạt tải phân bố đều trên sàn. STT Loại phòng pTC(KG/m2) n pTT(KG/m2) 1 2 3 4 5 6 7 8 Phòng làm việc Phòng vệ sinh Hành lang Phòng họp, hội thảo, cửa hàng Hoạt tải mái phần cao tầng Hoạt tải mái phần thấp tầng (tập trung đông người) Sảnh tầng 1 Trạm bơm, phòng điều hoà, trạm điện 200 200 300 400 75 400 400 750 1,2 1,2 1,2 1,2 1,3 1,2 1,2 1,2 240 240 360 480 97.5 480 480 900 Khi chất hoạt tải vào công trình thông thường ta chia làm hai trường hợp là HT1 và HT2 theo kiểu cách tầng cách nhịp. Trong đó HT1 là để xác định mô men dương nguy hiểm nhất cho ô bản được chất tải và mô men âm nguy hiểm cho ô bản không chất tải bên cạnh, HT2 thì ngược lại. Tuy nhiên theo kinh nghiệm, đối với nhà cao tầng khi nhà có mặt bằng phức tạp và nhà tính theo sơ đồ không gian thì việc chất tải này gặp nhiều khó khăn và chưa chắc đã tìm được trường hợp nguy hiểm của nội lực, mặt khác một lý do khác là trong nhà cao tầng hoạt tải đứng chỉ chiếm một phần nhỏ so với trọng lượng bản thân công trình (chỉ chiếm khoảng 30%) nên về mức độ ảnh hưởng tới sự làm việc của kết cấu là nhỏ so với các loại tải trọng khác. Với lý do đó ở đây ta chọn hình thức chất hoạt tải đứng trên toàn sàn. Khi tính toán hoạt tải đứng cho nhà cao tầng, cho phép sử dụng hệ số giảm tải do kể đến khả năng sử dụng không đồng thời trên toàn nhà, hệ số này được xác định như sau: + Với các loại phòng: Phòng ngủ, phòng ăn, phòng khách, buồng vệ sinh, văn phòng, phòng nối hơi, phòng động cơ và quạt ..vv. có diện tích A thoả mãn đk: A >A1=9 m2. yA1 = 0,4 + . + Với các loại phòng : Phòng đọc sách, cửa hàng, triển lãm, phòng hội họp, kho, ban công, lôgia...có diện tích A thoả mãn đk: A>A2=36 m2. yA2 = 0,5 + . Tầng 1: gồm các phòng có thể giảm tải như sau: Tên phòng Diện tích Loại phòng yAi ptt KG/m2 Pgt KG/m2 Cửa hàng 560 Loại 2 0,627 480 300 Trạm điện, bơm nước 65,6 Loại 1 0,622 900 560 Phòng điều hoà 40,5 Loại 1 0.682 900 614 Phòng vệ sinh 32,8 Loại 1 0,714 240 170 Tầng 2,3: gồm các phòng có thể giảm tải như sau: Tên phòng Diện tích Loại phòng yAi ptt KG/m2 Pgt KG/m2 Cửa hàng 560 Loại 2 0,627 480 300 Giải khát 264 Loại 2 0.631 480 300 Phòng họp tầng 2 120 Loại 2 0.728 480 350 Phòng họp tầng 3 360 Loại 2 0.589 480 300 Phòng vệ sinh 21.87 Loại 1 0,785 240 190 Tầng điển hình: gồm các phòng có thể giảm tải như sau: Tên phòng Diện tích Loại phòng yAi ptt KG/m2 Pgt KG/m2 Phòng làm việc 300 Loại 1 0,504 240 120 Phòng họp 60 Loại 2 0.865 480 415 Phòng vệ sinh 29 Loại 1 0,734 240 180 II .xác định hoạt tải ngang do gió: Tải trọng gió ngang bao gồm thành phần tĩnh và thành phần động. II.1.Thành phần gió tĩnh. Do sự làm việc không gian của kết cấu nên ta cần xác định thành phần gió theo cả hai phương. Theo TCVN 2737 - 95, công trình xây dựng tại Hà Nội thuộc vùng II-B có giá trị áp lực gió tiêu chuẩn là Wo = 95 kG/m2. Giá trị tiêu chuẩn thành phần tĩnh của tải gió ở độ cao z là : Wz=n´Wo´k´c. Trong đó: k - Hệ số kể đến sự thay đổi áp lực gió theo chiều cao. c - Hệ số khí động, với bề mặt đón gió c = 0,8. Với bề mặt khuất gió c=0,6. n - Hệ số độ tin cậy của tải trọng gió, n=1,2. Giả thiết rằng sàn vô cùng cứng trong mặt phẳng của nó và tải trọng gió được truyền về các mức sàn rồi được sàn phân phối cho các kết cấu chịu lực ngang là hệ khung và lõi. Vì vậy ta có thể lấy hệ số khí động C= 0,8+0,6 = 1,4 và dồn tải trọng gió về phía đón gió. Bảng xác định áp lực gió tĩnh tại các mức sàn: Tầng Cao trình K Gió đẩy Gió hút Tổng (m) C N Wtt (kG/m2) C Wtt (kG/m2) Wt (kG/m2) 1 3.5 0.820 0.8 1.2 74.784 0.6 56.088 130.872 2 8.9 0.974 0.8 1.2 88.792 0.6 66.594 155.387 3 14.3 1.069 0.8 1.2 97.475 0.6 73.106 170.580 4 19.7 1.127 0.8 1.2 102.782 0.6 77.087 179.869 5 23.9 1.165 0.8 1.2 106.257 0.6 79.693 185.950 6 27.5 1.198 0.8 1.2 109.212 0.6 81.909 191.121 7 31.1 1.227 0.8 1.2 111.866 0.6 83.899 195.765 8 34.7 1.248 0.8 1.2 113.836 0.6 85.377 199.213 9 38.3 1.270 0.8 1.2 115.806 0.6 86.854 202.660 10 41.9 1.291 0.8 1.2 117.776 0.6 88.332 206.107 11 45.5 1.313 0.8 1.2 119.746 0.6 89.809 209.555 12 49.1 1.335 0.8 1.2 121.716 0.6 91.287 213.002 13 52.7 1.351 0.8 1.2 123.193 0.6 92.395 215.588 14 56.3 1.365 0.8 1.2 124.506 0.6 93.380 217.886 15 59.9 1.380 0.8 1.2 125.820 0.6 94.365 220.184 II.2.Thành phần gió động. Để tính tải trọng gió động ta cần biết được các tần số giao động riêng của công trình. Một cách gần đúng giả thiết rằng các nút có khối lượng như nhau. Chia công trình thành các phần, mỗi phần gồm các cấu kiện trong phạm vi 1 tầng, riêng cột và tường ngăn được lấy một nửa tầng kế dưới và một nửa tầng kế trên. Để xác định tần số dao động riêng của công trình ta cần khai báo khối lượng tập trung (mass)tại các nút khung và một số nút thuộc vách cứng do trọng lượng bản thân của tường và các lớp vật liệu cấu tạo sàn, mái. (Phần khối lượng do trọng lượng bản thân các cấu kiện bê tông cốt thép thuộc cột, dầm, sàn, vách cứng do chương trình Sap2000 tự dồn). Sau khi có các tần số dao động riêng của công trình ta tính Wđ. Để tính Wđ ta cần biết khối lượng tổng cộng của công trình ở từng phần. Khối lượng mỗi phần được dồn vào nút thuộc tầng đó gồm khối lượng do tĩnh tải và 50% giá trị hoạt tải đứng. 1. Dồn khối lượng về nút: a,Tầng 1: Tổng khối lượng sàn: Gs= n.F.gs=1,1´1493,6´475,9=781906 kG. Trong đó : - F=(8,1´10,8)´15+(7,2´10,8)´1+(4,8´10,8)´2 = 1493,6 m2 :Diện tích sàn. - g = 475,9 kG/m2 : Tĩnh tải sàn. Tổng khối lượng tường: - Tường loại 1(gồm cả tường và kính): tổng chiều dài là lt1=90m. ị Gt1 = gt1´lt1 =613,34´90 = 55200,6 kG. - Tường loại 2 (tường gạch 220 hoàn toàn), lt2= 121,5 m. ị Gt2 = gt2´lt2 =2315,64´121,5 = 281350,26 kG. Vậy tổng khối lượng tường tầng 1 là: ị Gt = Gt1+Gt2 = 55200,6 + 281350,26 = 336550,86 kG. Tổng khối lượng dầm tầng 1: Gần đúng coi các dầm có chiều cao trung bình là 0,75m. Tổng chiều dài dầm là: lD= 729,9m. ị GD = 1´1´0,3´(0,75 - 0,12)´729,9´2500 = 379366 kG. Tổng khối lượng lượng cột: 18 chiếc cột 1000´1000; 8 chiếc 600´600. ị GC = 1,1(1´1´18 +0,6´0,6´8)´(5,4 - 0,12)´2500 = 262520 kG. Tổng khối lượng cầu thang: do khối lượng cầu thang lớn hơn khối lượng sàn không nhiều và chỉ chiếm một phần rất nhỏ so với tổng khối lượng toàn sàn nên coi như đã kể vào tổng khối lượng sàn đã tinh ở trên. Tổng khối lượng lõi thang máy và lồng thang bộ: Gv= F.h.g.n = (6,86+7,546)´5,4´2500´1,1 = 213929 kG. Vậy tổng khối lượng tĩnh tải tầng 1 là: Gtt= ồG= Gs + Gt + GD+ GC+ Gv= 1930897kG = 1930,897 T. Hoạt tải đứng trong phạm vi tầng 1 : hoạt tải trong tầng 1 bao gồm các loại : Sảnh, cửa hàng p = 400 kG/m2.(chiếm khoảng 40%) Hành lang : p=300 kG/m2.(20%) Các phòng điều phối điện, điều hoà, trạm bơm nước: p=750 (30%). Các phòng chức năng và phòng vệ sinh: p=200kG/m2.(10%) Để tiện tính toán ta lấy trung bình hoạt tải trong tầng là: ptb= (400´0,4+300´0,2+750´0,3+200´0,1)´1,2 = 558 kG/m2. ị Ght= 558´1493,6 = 833451 kG = 833,451 T. Tổng khối lượng tầng 1 là: G= Gtt +50%Ght= 1930,897+50%´833,451 = 2224,3 T. Tổng khối lượng do tường, các lớp cấu tạo sàn và 50% hoạt tải cần khai báo để tính dao động: G’ = Gs + Gt + 50% Ght = 781,906 + 336,55086 + 50% 833,451 = 971,198 T Trong đó g = 475,9 kG/m2 là trọng lượng sàn, gbt=330 là phần trọng lượng bêtông sàn. ị Khối lượng giao động mỗi nút là: m1=G’/(g´38) = 2,556 (Ts2/m) = 2556 (kg.s2/m). Trong đó g = 10 m/s2. b,Các tầng còn lại: Tương tự như trên ta tính được khối lượng dao động tập trung tại mỗi nút của các tầng như sau: Tầng Tổng khối lượng (t) Khối lượng dao động khai báo vào nút (kg.s2/m) 1 2180,933 2556 2 2036,76 2052 3 1942,97 1805 4 3076,175 4037 5 1473,05 2094 6 1518,94 2202 7 1518,94 2202 8 1518,94 2202 9 1518,94 2202 10 1469,281 2202 11 1469,281 2202 12 1469,281 2202 13 1469,281 2202 14 1423,399 2094 Mái 1674,585 4030 2. Tính toán tải trọng gió động: Theo TCXD 229 :1999 “ Chỉ dẫn tính toán thành phần động của tải trọng gió theo TCVN 2737 : 1995”, giá trị tiêu chuẩn thành phần động của tải trọng gió tác dụng lên phần thứ j ứng với dạng dao động thứ i được xác định theo công thức: Wp(j i) = M j xi y i y j i Trong đó : M j : khối lượng tập trung của phần công trình thứ j. Yji : dịch chuyển ngang tỷ đối của trọng tâm phần công trình thứ j ứng với dạng dao động thứ i (m) yi : hệ số gia tốc được xác định bằng cách chia công trình thành n phần, trong phạm vi mỗi phần tải trọng gió coi như không đổi. yi = Với WPj = Wj z n : Giá trị tiêu chuẩn thành phần động của tải trọng gió tác dụng lên phần thứ j của công trình . z : Hệ số áp lực động của tải trọng gió ở độ cao ứng với phần thứ j của công trình, là hệ số không thứ nguyên, được xác định theo TCVN 2737-95. n : Hệ số tương quan không gian áp lực động của tải trọng gió ứng với các dạng dao động khác nhau của công trình. n được xác định theo hai hệ số là r và k . Ta có r = B = 32,4m ; k = H = 59,9m ị n = 0,671. xi : hệ số động lực ứng với dạng dao động thứ i, không thứ nguyên, phụ thuộc vào thông số ei và độ giảm lôga dao động : ei = . Trong đó : g : hệ số độ tin cậy của tải trọng gió, lấy bằng 1,2; Wo : giá trị áp lực gió bằng 950N/m2; fi : tần số dao động riêng thứ i (Hz) a. Xác định thành phần động theo phương Y: Sau khi đặt các khối lượng tập trung vào nút của các tầng qua khối dữ liệu Masses của chương trình Sap2000 , ta tìm được 3 dạng dao động riêng đầu tiên có chu kỳ : T1 = 1,4495 s ; T2 = ị f1 = 1/T1 = 0,6899 (s-1) ; f2, f3 > fL = 1,3 (s-1). ( Trong đó fL là giá trị giới hạn của tần số dao động riêng, với công trình nằm trong vùng áp lực gió II tra bảng có d = 0,3 ị fL = 1,3) Ta có : ei = = 0,0521 . Tra đồ thị ta được x = 1,6005 . Bảng xác định hệ số gia tốc theo phương Y Tầng Cao trình z u Wtck Wpk Mk yk Syk.Wk Syk2.Mk m kG/m2 KG/m2 kG m 1 3.5 0.517 0.671 109.1 37.83 3714394 1.65E-05 0.0006241 0.001011 2 8.9 0.493 0.671 129.5 42.82 3469043 7.14E-05 0.0030593 0.017707 3 14.3 0.474 0.671 142.2 45.17 3564373 1.50E-04 0.0067855 0.080445 4 19.7 0.458 0.671 149.9 46.05 3857990 2.46E-04 0.0113364 0.233787 5 23.9 0.452 0.671 155 46.95 1521346 3.32E-04 0.0155949 0.167847 6 27.5 0.447 0.671 159.3 47.72 1571117 4.09E-04 0.0195232 0.262999 7 31.1 0.441 0.671 163.1 48.33 1571117 4.89E-04 0.0236438 0.376092 8 34.7 0.436 0.671 166 48.61 1571117 5.71E-04 0.0277667 0.51253 9 38.3 0.431 0.671 168.9 48.89 1571117 6.54E-04 0.0319674 0.67185 10 41.9 0.430 0.671 171.8 49.61 1571117 7.37E-04 0.0365468 0.852765 11 45.5 0.433 0.671 174.6 50.75 1571117 8.19E-04 0.0415789 1.054481 12 49.1 0.436 0.671 177.5 51.91 1571117 9.01E-04 0.0467535 1.274529 13 52.7 0.439 0.671 179.7 52.86 1571117 9.81E-04 0.0518379 1.510677 14 56.3 0.441 0.671 181.6 53.76 1471688 1.06E-03 0.0569571 1.652109 15 59.9 0.444 0.671 183.5 54.66 1704766 0.00112885 0.061699 2.172379 ị yi = = 0,0402 kG/m2 . Bảng xác định thành phần gió theo phương Y: Tầng Cao trình y x Wptc Wptt Wt W W m KG/m2 KG/m2 kG/m2 kG/m2 kG/m 1 3.5 0.0402 1.6005 3.9409 4.7291 130.872 135.601 603.425 2 8.9 0.0402 1.6005 15.941 19.13 155.387 174.516 942.388 3 14.3 0.0402 1.6005 34.442 41.331 170.580 211.911 1144.32 4 19.7 0.0402 1.6005 61.086 73.303 179.869 253.172 1215.23 5 23.9 0.0402 1.6005 32.503 39.003 185.950 224.953 877.318 6 27.5 0.0402 1.6005 41.346 49.615 191.121 240.736 866.650 7 31.1 0.0402 1.6005 49.443 59.331 195.765 255.097 918.348 8 34.7 0.0402 1.6005 57.718 69.262 199.213 268.475 966.509 9 38.3 0.0402 1.6005 66.083 79.3 202.660 281.960 1015.06 10 41.9 0.0402 1.6005 74.451 89.341 206.107 295.448 1063.614 11 45.5 0.0402 1.6005 82.789 99.347 209.555 308.902 1112.047 12 49.1 0.0402 1.6005 91.019 109.22 213.002 322.224 1160.008 13 52.7 0.0402 1.6005 99.093 118.91 215.588 334.499 1204.195 14 56.3 0.0402 1.6005 100.29 120.35 217.886 338.240 1217.662 15 59.9 0.0402 1.6005 123.78 148.54 220.184 368.720 663.697 b. Xác định thành phần động theo phương X: Hoàn toàn tương tự, theo phương X ta xác định được 3 dạng dao động riêng đầu tiên là: T1 = 0,6115 s ; T2 = ị f1 = 1/T1 = 1,449 > fL = 1,3 (s-1). Theo tiêu chuẩn 2737-95 về tải trọng và tác động, khi công trình có tần số dao động riêng đầu tiên lớn hơn tần số giới hạn fL thì ta chỉ cần kể đến tác dụng của xung vận tốc gió, khi đó giá trị tiêu chuẩn thành phần động của áp lực gió WPj tác dụng lên phần thứ j của công trình được xác định theo công thức : WPj = Wj z n. Trong đó các hệ số có ý nghĩa như đã giải thích ở phần a. III.chất tải vào sơ đồ tính: Sơ đồ tính : Sơ đồ tính là hệ không gian gồm hệ khung - sàn - vách cứng. Trong đó trục khung theo phương đứng được lấy trùng trục cột, trục khung theo phương ngang được lấy trùng với trục dầm. Trong trường hợp hai dầm cạnh nhau có chiều cao khác nhau thì trục khung được lấy trùng với trục dầm gây nguy hiểm hơn cho kết cấu, tức là làm cho chiều dài tính toán của cột kề dưới lớn hơn. Tương tự nếu cột thay đổi tiết diện thì trục khung được lấy trùng với trục cột nào làm cho chiều dài tính toán của dầm lớn hơn. Trục của tường thường lệch so với trục của dầm và trục của dầm biên thường lệch so với trục cột. Tải trọng từ tường truyền xuống dầm sau đó truyền xuống cột ngoài thành phần tải trọng tập trung đúng tâm còn gây ra thành phần mômen xoắn cho dầm và mô men uốn cho cột. Tuy nhiên do độ cứng của nút khung rất lớn nên có thể bỏ qua tác dụng của mômen lệch tâm lên dầm và xem ảnh hưởng chỉ là cục bộ lên cột. Trong công trình này do khối cao tầng nằm giữa hai khối thấp tầng và được ngăn cách bởi hai khe lún nên trục tường trùng với trục dầm ở các tầng dưới, lên các tầng trên (từ tầng 5) trục tường liên tục thay đổi trên 1 dầm, tuy nhiên do ở đây sử dụng tường kính là chủ yếu nên có thể bỏ qua tác dụng lệch tâm lên cả cột và dầm. Do dầm có bề rộng bằng bề rộng cột nên độ lệch tâm giữa dầm và cột là không có. Trừ các tầng giảm tiết diện cột độ lệch tâm là 5cm rất nhỏ so với bề rộng cột là 70cm nên ta cũng có thể bỏ qua mô men lệch tâm. Chất tải vào sơ đồ tính: Như đã nói ở phần đầu, ta chọn sơ đồ tính là sơ đồ không gian và sử dụng chương trình Sap 2000 để phân tích nội lực. Sơ đồ làm việc bao gồm các phần tử Frame (thuộc khung) và các phần tử Shell (thuộc sàn và vách cứng). - Tĩnh tải : phần bê tông cốt thép của khung, sàn, vách ta chỉ cần khai báo kích thước và vật liệu. Phần vật liệu cấu tạo khác như các lớp cấu tạo sàn, mái, trần treo và trọng lượng tường đặt trực tiếp lên sàn được khai báo bổ sung dưới dạng tải phân bố đều trên shell. Tĩnh tải tường phân bố đều trên dầm ta khai báo dưới dạng tải phân bố đều trên phần tử Frame tương ứng. - Hoạt tải sàn, mái ta cũng khai báo dưới dạng lực phân bố đều trên Shell. Các ô sàn có nhiều hơn 1 trường hợp hoạt tải ta lấy giá trị hoạt tải trung bình. - Tải trọng ngang do gió: chất thành lực phân bố đều trên mức sàn tương ứng với phần chịu tải gồm nửa tầng kế trên và nửa tầng kế dưới. - Để xác định các tần số dao động riêng của công trình phục vụ cho việc tính gió động ta cần khai báo các khối lượng tập trung (mass) trên từng mức sàn (coi như là một phần khi chia công trình thành n phần theo chiều cao theo TCVN 2737-95). Phần khối lượng do bản thân các phần tử Frame và shell đã khai báo ta không cần khai báo nữa, còn khối lượng do các lớp cấu tạo sàn, mái, vách ngăn và 50% hoạt tải ta khai báo thêm dưới dạng khối lượng tập trung vào các nút khung và một số nút thuộc vách. Chương 4: THIếT Kế KHUNG K4. THIếT Kế DầM: Số liệu tính toán BT max 250 có R n = 110 kG/cm2 , Rk = 8,8 kG/cm2. Thép dọc A II có Ra = R’a = 2700 kG/cm2. Thép đai A I có Ra = 2100 kG/cm2 A= 0,42 = 0,58 Tính dầm thuộc tầng 1 : 1.1.Tính dầm CD: Tiết diện b´h = 30´90 cm Tính thép dọc chịu mô men dương (tiết diện II-II giữa nhịp) Chọn cặp nội lực tính toán là: M=36516,48 kG.m Cánhnằm trong vùng nén, tham gia chịu lực cùng với sườn. Bề rộng cánh đưa vào tính toán là bc: bc = b + 2C1 Trong đó C1 không vượt quá trị số bé nhất trong ba giá trị sau : + 1/2 Khoảng cách hai mép trong của dầm = ´ (405 - 30) = 187,5 cm. + 1/6 Nhịp dầm = ´ 1080 = 180 cm + 9hc : (với hc là chiều cao cánh lấy bằng chiều dày của bản hc=12cm > 0,1´h= 9 cm) 9hc= 9´12 = 108 cm . Vậy chọn C1= 108cm = b+2 . C1 = 30 + 2´108= 246 cm. Xác định vị trí trục trung hòa: Chọn lớp bảo vệ a= 5cm ị ho= 90 - 5= 85cm. ta có Mômen Mc = Rn . = 110´246´12´(85 - 0,5´12) = 25652880 KGcm. Vậy ta có Mc > M =3651648 KGcm Trục trung hoà đi qua cánh Ta tính toán như đối với tiết diện chữ nhật : b´h= bc´h= 246´90cm A= < Ao = 0,421 ịĐặt cốt đơn. = 0,991. Vậy = 16,06 cm2. Chọn 328 có = 18,473 cm 0,742%> Tính thép dọc chịu mômen âm (tiết diện I-I) Cặp nội lực chọn là M= 56085,28 kGm Tiết diện chịu mô men âm ị cánh nằm trong vùng kéo nên bỏ qua chọn lớp bảo vệ a= 7cm ị ho=90 - 7=83 cm . A= = = 0,2467< Ao =0,42Chỉ cần đặt cốt đơn Ta có : = 0,856 . Vậy = 29,24 cm2. Chọn 5f28 có Fa = 30,788 cm2 ,1,236%> Tính cốt thép dọc chịu mômen âm - Tiết diện III-III Cặp nội lực chọn là M = 57001,45KGm Ta có A= = 0,2507 < Ao=0,412 ị Đặt cốt đơn. = 0,853 Vậy = 29,82 cm2. Chọn 5f28 có Fa = 30,788 cm2 ,1,236%> d. Tính toán cốt đai: Được tính với lực cắt lớn nhất taị gối . d1. Tính cốt đai cho tiết diện I - I: Qmax= 22611,57 kG. Kiểm tra điều kiện hạn chế : ko.Rn.b.ho= 0,35´110´30´83 =95865 kG > Qmax ịThoả mãn điều kiện hạn chế . Ta có 0,6.Rk.b.ho =0,6´8,8´30´63 = 13147,2 kG < Qmax =22811,57 kG ị Cần phải tính cốt đai. Lực cắt cốt đai phải chịu = = 35,141 kG/cm. Chọn đai f8 có fa = 0,503 cm2 ; Số nhánh n=2, ta có : + Khoảng cách tính toán của cốt đai : = 48,667 cm. + Khoảng cách lớn nhất giữa các cốt đai: = 120,648 cm. +Khoảng cách cấu tạo của cốt đai : vì h = 90cm > 50cm nên công thức khoảng cách cấu tạo như sau : Uct < {h/3 ;30cm}= { 30cm ; 30cm} = 30 cm. Vậy ta chọn đai f8 a150 trong phạm vi 3hd = 2700 (Theo TCXD198:1997) Với khoảng cách như vậy ta kiểm tra xem có cần đặt cốt xiên hay không : Ta có : Khả năng chịu cắt của tiết nghiêng yếu nhất: = 40728,92 kG > Q = 22611,57 kG. Vậy không phải tính cốt xiên. d2. Tính cốt đai cho tiết diện III - III: Qmax= 22564,35 kG. Ta thấy lực cắt lớn nhất tại tiết diện III-III xấp xỉ lực cắt trên tiết diện I-I nên ta bố trí cốt đai giống như ở tiết diện I-I. d2. Tính cốt đai cho tiết diện II - II: Tại khu vực giữa dầm ngoài phạm vi bố trí cho hai tiết diện đã tính ở trên