MỤC LỤC
KIẾN TRÚC
Giới thiệu sơ lược về công trình 3
PHẦN I:KẾT CẤU 6
Chương 1 TÍNH SÀN 7
Chương 2 TÍNH CẦU THANG 15
Chương 3. TÍNH KHUNG KHÔNG GIAN- KHUNG TRỤC C 20
Chương 4. TÍNH HỒ NƯỚC 47
PHẦN II: NỀN & MÓNG 59
Chương 5. GIỚI THIỆU ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH 60
Chương 6. MÓNG CỌC ÉP 93
A.6.Thiết kế móng cột 5 (trục C) 93
B.6.Thiết kế móng cột 6 (trục C) 113
C.6.Thiết kế móng cột 4 (trục C) 114
D.6.Thiết kế móng cột 7 (trục C) 116
Chương 7. MÓNG CỌC KHOAN NHỒI 128
A.7.Thiết kế móng cột 5 (trục C) 129
B.7.Thiết kế móng cột 6 (trục C) 147
C.7.Thiết kế móng cột 4 (trục C) 148
D.7.Thiết kế móng cột 7 (trục C) 149
59 trang |
Chia sẻ: maiphuongdc | Lượt xem: 1846 | Lượt tải: 2
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Đồ án Thiết kế phố Gia Phúc, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
được thực hiện trên Excel dựa trên các công thức đã thiết lập sẵn.
Chọn thép Þ<10 chọn CI có Ra= 2000kG/cm2
Þ10 chọn CII có Ra= 2600kG/cm2
Rn
Rk
Ra
h0
(kG/cm2)
(kG/cm2)
(kG/cm2)
(cm)
130
10
2600
27
Vị
trí
h0
(cm)
Mmax
(T.m)
A
γ
Fa(tính) (cm2)
Fa(chọn) (cm2)
Gối
27
5,68
0,060
0,969
8,349
3Þ20(9,426)
Nhịp
27
2,71
0,029
0,985
3,917
2Þ16(4,022)
b. Tính cốt đai
Qmax = 7810 KG
Kiểm tra kích thước tiết diện dầm
Qo = k0 Rnbh0 = 0,35 130 20 27 = 24570 KG > Qmax
Không phải thay đổi kích thước tiết diện dầm
Q1 = k1 Rkbh0 = 0,6 10 20 27 = 3240 KG < Qmax
Cần phải tính cốt đai, chọn đai Þ8
Khoảng cách đoạn gần gối: với h =30cm 45cm thì uct 0,5h và 15cm, ở đây lấy uct = 15 cm.
Khoảng cách đoạn giữa nhịp: với h =30cm ³ 30cm thì uct 0,75h và 50cm, ở đây lấy uct = 20 cm.
b
h0(cm)
umax (cm)
uct(cm)
utt(cm)
20
27
28
15
24,62
CHƯƠNG 3
TÍNH TOÁN KHUNG KHÔNG GIAN
Bài toán được giải quyết theo sơ đồ khung không gian, dùng phương pháp phần tử hữu hạn để xác định nội lực trong hệ chịu lực nhà, dùng phần mềm ETAB 9.2 để tính.
3.1. CHỌN SƠ BỘ TIẾT DIỆN KHUNG
3.1.1. Dầm
Chọn sơ bộ kích thước dầm theo công thức:
hd =L bd= hd
a. Dầm chính: với L=8m
hd= 600 mm
bd= 250 mm
b. Dầm phụ:
hd= 400 mm
bd= 250 mm
3.1.2. Cột
Vì mặt bằng nhà từ tầng 1-11 có các ô sàn tương đối giống nhau nên để đơn giản ta chỉ tính tải trọng tiêu biểu cho một sàn (8m8m)
Sơ bộ ta xem cột như được nén đúng tâm tính theo
Công thức F= (1.2÷1.5). cm2.
Trong đó:
Rn= Cường dộ chịu nén của bêtông (Bêtông mác 300; Rn=130 KG/cm2)
N = Lực nén tác dụng lên cột
N = Qs + Q1
Qs=åqi.Si (trọng lương sàn)
qi = lực tác dụng lên sàn i
Si diện truyền tải cuả sàn lên cột.
Si = (L1+L2)(B1+B2)/4
Q1= trọng lượng cuả bản thân các dầm qua cột và tường trên dầm.
¨Dự kiến thay đổi tiết diện cột tại các tầng:
+ Tầng hầm lửng
+ Tầng 1 3
+ Tầng 4 6
+ Tầng 7 9
+ Tầng 10 thượng
Ghi chú:
+ Có thể xem tải trọng tác dụng tại ô cầu thang như tải cuả sàn để chọn sơ bộ tiết diện cột.
+ Vì đây là chọn sơ bộ tiết dịên cột nên có thể bỏ qua trọng lượng cột và các lổ thông tầng ta cũng xem như có sàn (thiên về an toàn).
a. Xác định tải trọng
Do các ô sàn có hình dáng giống nhau và chưcù năng tương tự nhau nên ta chỉ cần xác định kích thước tiết diện cho 4 cột C1, C2, C3, C4 như hình vẽ.
Mặt bằng nhà có dạng hình vuông nên chọn cột có tiết diện vuông là hợp lý nhất.
Hình3.1 Mặt bằng bố trí lưới cột
-Trọng lương bản thân dầm chính :
gdc=1,10,250,62500=413 KG/m
-Trọng lương bản thân dầm phụ :
gdp=1,10,250,42500=290 KG/m
-Tĩnh tải do tường tác dụng lên dầm :
Ta có tường 10cm :
Ptường= 1,1= 1,118003,20,1=633,6(kG).
Tường 20cm :
Ptường= 1,1= 1,118003,20,2=1267(kG).
Xác định tải trọng tác dụng lên cột và chọn tiết diện cột :
¨Cột C1
* Tầng 1 tầng thượng :
· Diện truyền tải của sàn là:
S = 4 4 = 16 m2.
· Tải sàn truyền lên cột: gs = 588 KG/m2
ps =195 KG/m2
qs =195 + 588= 783 KG/m2
· Tổng chiều dài truyền tải của dầm chính lên cột: ldc= 8m
· Tổng chiều dài truyền tải của dầm phụ lên cột: ldp= 0m
· Tổng chiều dài truyền tải của tường 100 lên cột: l100= 7,5m
· Tổng chiều dài truyền tải của tường 200 lên cột: l200= 8m
Tổng tải tác dụng lên cột :
N = qsS+ ldc gdc + ldpgdp + l100gt100 + l200 gt200
= 78316 + 8413+ 0290 + 7,5634 + 81267= 30723 KG
* Tầng trệt:
· Diện truyền tải của sàn là:
S = 4 4 = 16 m2.
· Tải sàn truyền lên cột: gs =588 KG/m2
ps =195 KG/m2
qs =195 + 588=783 KG/m2
· Tổng chiều dài truyền tải của dầm chính lên cột: ldc= 8m
· Tổng chiều dài truyền tải của dầm phụ lên cột : ldp= 0m
· Tổng chiều dài truyền tải của tường 100 lên cột : l100= 4,1m
· Tổng chiều dài truyền tải của tường 200 lên cột : l200= 8m
Tổng tải tác dụng lên cột :
N = qsS+ ldc gdc + ldpgdp + l100gt100 + l200 gt200
= 78316 +8413+ 0290 + 4,1634 + 81267= 28567 KG
* Tầng lửng:
· Diện truyền tải của sàn là:
S = 44 = 16 m2.
· Tải sàn truyền lên cột : gs =588 KG/m2
ps =195 KG/m2
qs =195 + 588=783 KG/m2
· Tổng chiều dài truyền tải của dầm chính lên cột: ldc= 8m
· Tổng chiều dài truyền tải của dầm phụ lên cột: ldp= 6m
· Tổng chiều dài truyền tải của tường 100 lên cột: l100= 5m
· Tổng chiều dài truyền tải của tường 200 lên cột: l200= 8m
Tổng tải tác dụng lên cột :
N = qsS+ ldc gdc + ldpgdp + l100gt100 + l200 gt200
= 78316 + 8413 + 6290+ 5634 + 81267= 30878 KG
* Tầng mái:
· Diện truyền tải của sàn là:
S = 44 = 16 m2.
· Tải sàn truyền lên cột : gs =588 KG/m2
ps =195 KG/m2
qs =195 + 588=783 KG/m2
· Tổng chiều dài truyền tải của dầm chính lên cột : ldc= 8m
· Tổng chiều dài truyền tải của dầm phụ lên cột : ldp= 0m
· Tổng chiều dài truyền tải của tường 100 lên cột : l100= 0m
· Tổng chiều dài truyền tải của tường 200 lên cột : l200= 0m
Tổng tải tác dụng lên cột :
N = qsS+ ldc gdc + ldpgdp + l100gt100 + l200 gt200
= 78316 + 8413+ 0290 + 4,1634 + 01267= 15832 KG
b. Tiết diện cột:
* Tầng 10 tầng thượng:
N= 230723 + 15832 = 77278 KG
F =1,1N/Rn = 1,177278/130 = 590cm2
b = h = 26cm
Chọn b = h = 40cm
Tầng 7-> 9 :
N=77278 + 330723 = 169447 KG
F =1,1N/Rn = 1280cm2
b= h= 38cm
Chọn b= h= 40cm
Tầng 4-> 6 :
N=169447 + 330723 = 261616KG
F =1,1N/Rn = 2209cm2
b= h= 47cm
Chọn b=h = 50 cm
Tầng 13 :
N=261616 + 330723 =353785KG
F =1,1N/Rn = 2994cm2
b= h= 55cm
Chọn b= h= 60cm
Tầng hầm lửng :
N=353785+ 28567 + 30878 = 413230KG
F =1,1N/Rn = 3141cm2
b= h= 59cm
Chọn b= h= 65cm
Tương tự ta chọn tiết diện cho các cột còn lại
Chọn tiết diện cột
Tầng
Tiết diện cột b=h(cm)
N1(KG)
C1
N2(KG)
C2
N3(KG)
C3
N4(KG)
C4
10- thượng
77278
40
166766
40
284218
50
164604
50
7–9
169447
40
275987
50
430950
55
346816
55
4–6
261616
50
340445
60
542961
70
425140
60
1–3
353785
55
360589
70
783272
80
611830
70
Hầm– lửng
413230
60
445442
80
823272
90
794813
80
Bảng3.1. Tiết diện cột
3.2. KHAI BÁO ĐẶC TRƯNG VẬT LIỆU.
Vật liệu sử dụng là bê tông M300 để thiết kế cho toàn bộ công kết cấu khung không gian bao gồm sàn, dầm, cột và lõi cứng của công trình.
Bê tông M300 có các đặc trưng như sau:
Modul đàn hồi (EbT/m2)
Hệ số Poisson
Trọng lượng riêng (T/m3)
2.9x106
0.2
2.5
Bảng3.2. Thông số đặc trưng vật liệu sử dụng
Bài có tính đến gió động nên ta khai báo mass per unit volume (khối lượng riêng của bê tông) : ta xem như g= 10, ta chọn 2,5
Coeff of htermal expansion : hệ số giãn nở vì nhiệt : mặc định
Shear Modulus : mô đun cắt G : máy tự tính
Define > Materials…
Hình 3.2. Khai báo đặc trưng vật liệu
3.3. KHAI BÁO SÀN
Chiều dày bản sàn cho các tầng tầng trệt đến tầng 11 đã chọn trong chương 2 là 15cm.
Define > Wall/ Slab/ Deck Section…
Hình 3.3. Khai báo tiết diện sàn
3.4. KHAI BÁO TIẾT DIỆN DẦM VÀ CỘT
Define > Frame Section > Add Rectangular…
Hình 3.4. Khai báo tiết diện cột
Tiết diện dầm đã được chọn và thể hiện trong bảng 3.1 trang 33. Cách nhập tất cả cột còn lại như hình trên
Do nhu cầu kinh tế nên ta chọn tiết diện cột 3 tầng thay đổi một lần và độ cứng kết cấu ở tầng trên không nhỏ hơn 70% độ cứng kết cấu ở tầng dưới kề nó.
Define > Frame Section > Add Rectangular…
Hình 3.5. Khai báo tiết diện dầm
Các tiết diện còn lại khai báo như đã chọn
Hình 3.6.Mô hình mặt bằng tầng điển hình
Thay đổi điều kiện gối chân cột : Assign > Joint > Restraints…
Tại những vị trí vách cứng bị chia ảo ta phải gán tại mỗi nút là một ngàm, để tránh bị ứng suất cục bộ. Để gán được tại những ví trí chia ảo, ta vẽ thêm dầm ảo bằng chiều dái vách sau đó chia dầm ảo đó ra theo khoảng cách mà vách cứng đã chia ảo
Hình 3.7 Mô hình toàn bộ công trình
3.5. KHAI BÁO TẢI TRỌNG VÀ GÁN TẢI LÊN CÔNG TRÌNH
-Tĩnh tải bao gồm: trọng lượng bản thân công trình, các lớp hoàn thiện, tải trọng tường xây.
-Hoạt tải chất đầy các tầng
-Sau khi giải bài toán ta tìm được Mode dao động ta định nghĩa thêm tải trọng gió
3.6. KHAI BÁO KHỐI LƯỢNG THAM GIA DAO ĐỘNG.
Khối lượng của công trình tham gia vào dao động được xác định từ nguồn các tải trọng tác dụng vào công trình. Trong đó hoạt tải chỉ lấy với 50% hoạt tải toàn phần .
Hình 3.8 Khai báo khối lượng tham gia dao động
3.7. TÍNH TOÁN DAO ĐỘNG CÔNG TRÌNH
Khai báo phân tích dao động trong Etabs 9.2
Hình 3.9. Khai báo phân tích dao động
3.8. TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN KHUNG
3.8.1. Tải trọng đứng
Trọng lượng bản thân dầm, cột, vách, sàn BTCT, được nhập vào ETAB dưới dạng trọng lượng bản thân: E=2,9106 T/m2 ; g = 2,5 T/m3 ; n = 0,2.
Ngoài ra còn có trọng lượng tường, để đơn giản:
+ Tường nằm trên dầm thì ta xem đó là tải phân bố đều trên dầm.
+ Tường không nằm trên dầm thì ta xem đó là tải phân bố đều trên sàn.
+ Đối với những sàn và tường nằm ngoài dầm như sàn S5 tầng 1-11 thì ta truyền tải lên dầm.
+ Tải trọng hồ nước được xem là tĩnh tải.
a.Tĩnh tải sàn
Tải trọng tác dụng lên sàn từ tầng 1 –11 (lấy từ bảng 3.4 –3.5 chương 3)
Ô sàn
S1
S2
S3
S4
Tỉnh tải
805
588
588
588
(KG/m2)
Hoạt tải
195
360
360
360
(KG/m2)
b.Tĩnh tải do tường
Ta có tường 10cm:
Ptường= 1,1= 1,118003,20,1=633,6(kG)
Tường 20cm:
Ptường= 1,1= 1,118003,20,2=1267(kG)
c.Tĩnh tải do hồ nước mái:
Tải trọng của hồ nước (được lấy từ kết quả chương 5) gồm:
- Tải nắp hồ : qn= 40088 = 25600 KG
- Tải thành : qt= 0,11,5425003+ 0,11,5825002 = 10500 KG
- Tải đáy : qd= 2584,658= 103384 KG
- Tải dầm : qdn3=1385= 690 KG
qdn2=3308= 2640 KG
qdn4=2208= 1760 KG
qdn1=2758= 2200 KG
qdn5=1658= 1320 KG
qdd3=3445= 1720 KG
qdd2=7708= 6160 KG
qdd4=7708= 6160 KG
qdd1=6608= 5280 KG
Tổng tải trọng tác dụng lên 4 cột :
P=å qi = 167414 KG
Tải trọng tác dụng lên 1 cột : Pi= =41,8 T
3.8.2. Tải trọng ngang tác dụng lên khung:
Tải trọng gió sẽ truyền cột và dầm biên theo nguyên tắc truyền tải như sàn truyền lên dầm.
Do tỉ lệ kích thước L/h (L là nhịp của dầm, h là chiều cao tầng nhà) nên tải trọng gió được truyền truyền lên dầm dưới dạng tải phân bố đều.
Cao trình cao nhất cuả toà nhà là 47.80m > 40m nên theo TCVN 2737-1995 tải trọng gió phải xác định cả hai thành phần : gió tĩnh và gió động.
a. Xác định thành phần tĩnh của gió:
Giá trị tiêu chuẩn thành phần tĩnh của tải tronng gió:
= k c (KG/m2)
Trong đó:
= 83 KG/m2 (Aùp lực gió lấy theo khu vực II-A)
k- hệ số thay đổi áp lực gió tăng dần theo độ cao công trình tra bảng7 TCXD 229-1999
c- hệ số khí động (mặt công trình đón gió c= 0.8; mặt hút gió c=-0.6)
Chiều cao công trình được tính từ mặt nền tầng hầm.
-Kết quả tính gió tĩnh tính toán được tính ở bảng 3.3
Tầng
H(m)
c
k
W(kG/m)
Tang lung
3.2
1.4
0.923
107.201
Story 1
6.4
1.4
0.992
115.317
Story 2
9.6
1.4
1.045
121.446
Story 3
12.8
1.4
1.088
126.423
Story 4
16
1.4
1.124
130.641
Story 5
19.2
1.4
1.156
134.317
Story 6
22.4
1.4
1.184
137.584
Story 7
25.6
1.4
1.209
140.532
Story 8
28.8
1.4
1.233
143.223
Story 9
32
1.4
1.254
145.701
Story 10
35.2
1.4
1.274
148.001
Story 11
38.4
1.4
1.292
150.149
Thuong
41.6
1.4
1.310
152.165
Bảng 3.3 Kết quả tính gió tĩnh
b. Xác định thành phần động của gió: (Gió động được tính theo TCXD 229 : 1999)
Kết quả các chu kỳ và tần số dao động tự nhiên được lấy từ phần mềm ETAB Version 9.2 sau khi giải như sau:
Mode
Period
T(s)
Frequence
f(Hz)
1
2.050
0.488
2
2.023
0.494
3
1.530
0.653
4
0.686
1.458
5
0.637
1.570
6
0.424
2.356
7
0.383
2.608
8
0.325
3.074
9
0.257
3.884
10
0.204
4.910
11
0.199
5.032
12
0.188
5.310
Bảng 3.4. Các dạng dao động của công trình
Số mode cần tính là Smode sao cho thỏa mãn bất đẳng thức:
fs < fL < fs+l
Trong đó công trình có đặc điểm như sau:
Công trình làm từ bêtông cốt thép nên = 0,3fL= 1,3 (Hz)
Từ điều kiện và bảng 6.3 ta có:
f3 = 0,653 < fL = 1,3 < f4= 1,458 (Hz)
Nên ta cần xác định thành phần động của gió ứng với 3 mode đầu tiên.
Story
Diaphragm
MassX(T)
MassY(T)
TANG TRET
D1
846.535
846.535
TANG LUNG
D2
844.028
844.028
STORY1
D3
837.564
837.564
STORY2
D4
837.564
837.564
STORY3
D5
831.664
831.664
STORY4
D6
826.053
826.053
STORY5
D7
826.053
826.053
STORY6
D8
821.432
821.432
STORY7
D9
817.049
817.049
STORY8
D10
817.049
817.049
STORY9
D11
814.491
814.491
STORY10
D12
812.104
812.104
STORY11
D13
810.668
810.668
THUONG
D14
489.496
489.496
Bảng 3.5. Khối lượng tham gia dao động riêng của từng tầng
Biên độ dao động (dịch chuyển ngang tỉ đối) của trọng tâm phần thứ j của công trình được lấy từ kết quả từ ETAB 9.2 xuất ra
Story
Diaphragm
Mode
UX
UY
UZ
TANG TRET
D1
1
-0.0012
0.0001
0
TANG LUNG
D2
1
-0.0036
0.0004
0
STORY1
D3
1
-0.0067
0.0007
0
STORY2
D4
1
-0.0102
0.001
0
STORY3
D5
1
-0.0139
0.0013
0
STORY4
D6
1
-0.0178
0.0016
0
STORY5
D7
1
-0.0216
0.002
0
STORY6
D8
1
-0.0253
0.0023
0
STORY7
D9
1
-0.0289
0.0027
0
STORY8
D10
1
-0.0322
0.003
0
STORY9
D11
1
-0.0352
0.0033
0
STORY10
D12
1
-0.0379
0.0036
0
STORY11
D13
1
-0.0403
0.0038
0
THUONG
D14
1
-0.0447
0.0018
0
TANG TRET
D1
2
-0.0007
-0.0002
0
TANG LUNG
D2
2
-0.0021
-0.0004
0
STORY1
D3
2
-0.004
-0.0007
0
STORY2
D4
2
-0.0061
-0.0009
0
STORY3
D5
2
-0.0082
-0.0011
0
STORY4
D6
2
-0.0105
-0.0013
0
STORY5
D7
2
-0.0128
-0.0014
0
STORY6
D8
2
-0.015
-0.0015
0
STORY7
D9
2
-0.017
-0.0017
0
STORY8
D10
2
-0.019
-0.0017
0
STORY9
D11
2
-0.0207
-0.0018
0
STORY10
D12
2
-0.0223
-0.0017
0
STORY11
D13
2
-0.0236
-0.0016
0
THUONG
D14
2
-0.0208
0.0025
0
TANG TRET
D1
3
-0.0001
-0.0011
0
TANG LUNG
D2
3
-0.0003
-0.0033
0
STORY1
D3
3
-0.0006
-0.0062
0
STORY2
D4
3
-0.0008
-0.0097
0
STORY3
D5
3
-0.0011
-0.0135
0
STORY4
D6
3
-0.0013
-0.0178
0
STORY5
D7
3
-0.0015
-0.0223
0
STORY6
D8
3
-0.0017
-0.0269
0
STORY7
D9
3
-0.0018
-0.0316
0
STORY8
D10
3
-0.0019
-0.0363
0
STORY9
D11
3
-0.0019
-0.0409
0
STORY10
D12
3
-0.0019
-0.0453
0
STORY11
D13
3
-0.0019
-0.0496
0
THUONG
D14
3
-0.0022
-0.0541
0
Bảng 3.6. Chuyển dịch ngang tầng thứ j ở dạng dao động riêng thứ i
Ta nhận thấy các mode dao động này theo phương X và phương Y đều có hình dạng như sau:
Hình 3.10.. Hình dáng dao động của 3 mode dao động đầu
c.Xác định tổng tải trọng gió tác dụng vào công trình:
Thành phần gió động :
Giá trị tiêu chuẩn thành phần động của tải trọng gió tác dụng lên phần thứ j ứng với dao động thứ i được xác định theo công thức sau :
Trong đó :
Mj : khối lượng tập trung của phần công trình thứ j trong bảng 3.5
: hệ số động lực ứng với dạng dao động thứ i, không thứ nguyên, phụ thuộc thông số và độ giảm lôga của dao động. Xác định như sau :
=1,2 : hệ số độ tin cậy của tải trọng gió.
W0= 830(N/m2) : giá trị áp lực gió tiêu chuẩn lấy theo phân vùng.
fi : tần số dao động riêng thứ i
f1= 0,488(Hz); f2= 0,494(Hz) f3= 0,653(Hz)
1
2
3
ε
0.069
0.068
0.051
ξ
1.92
1.91
1.75
Từ đó ta có trong bảng sau :
yji : dịch chuyển ngang tỉ đối của trọng tâm phần công trình thứ j ứng với dạng dao động thứ riêng thứ i, không thứ nguyên.
: hệ số được xác định bằng cách chia công trình thành n phần, trong phạm vi phần tải trọng gió có thể coi như không đổi :
Trong đó :
WFj : giá trị tiêu chuẩn của thành phần động của tải gió tác dụng lên phần thứ j của công trình, ứng với các dạng dao động khác nhau khi kể đến ảnh hưởng của xung vận tốc gió, có thứ nguyên là lực, xác định theo công thức :
Trong đó:
Wj- Giá trị tiêu chuẩn thành phần tĩnh áp lực gió, tác dụng lên phần thứ j của công trình.
-Hệ số áp lực động của tải trọng gió, ở độ cao ứng với phần thứ j của công trình không thứ nguyên. Các giá trị của lấy theo TCVN 2737-1995.
n -Hệ số tương quan không gian áp lực động của tải trọng gió được xác định phụ thuộc vào tham số r, c và dạng dao động (bảng 4 và 5 TCXD 229-1999)
Khi gió tác dụng theo phương X:
= 0,4.L= 0,4 24= 9,6m
= H = 44,8m; = 0,765; = = 1.
Khi gió tác dụng theo phuong Y:
= D = 24m
= H = 44,8m; = 0,713; = =1.
Với D: chiều rộng công trình theo phương X
L: chiều rộng công trình theo phương Y
H: chiều cao công trình
Mode dao động
Hệ số tương quan n
Gió phương X
Gió phuơng Y
1
0.765
0.713
2
1
1
3
1
1
Sj- Diện tích đón gió phần j của công trình (m2)
Wj = Wok(zj) c : giá trị tiêu chuẩn của thành phần tĩnh áp lực gió,tác dụng lên phần tử thứj của công trình
Khi đó: Wo =83(kG/m2)
C : hệ số khí động đón gió lấy = 0,8
k(zj):Hệ số tính tính đến sự thay đổi của áp lực gió,bảng 7 (TCVN 229:1999)
Giá trị tiêu chuẩn của thành phần động của tải trọng gió theo phương X
Story
Mode
UX
ξi
Wj(KG/m2)
WFj(KG)
TANG LUNG
1
-0.0036
0.50592
107.201
3186.40
STORY1
1
-0.0067
0.48779
115.317
3304.83
STORY2
1
-0.0102
0.47532
121.446
3391.51
STORY3
1
-0.0139
0.46587
126.423
3460.31
STORY4
1
-0.0178
0.45829
130.641
3517.56
STORY5
1
-0.0216
0.45197
134.317
3566.70
STORY6
1
-0.0253
0.44658
137.584
3609.82
STORY7
1
-0.0289
0.44187
140.532
3648.29
STORY8
1
-0.0322
0.4377
143.223
3683.05
STORY9
1
-0.0352
0.43396
145.701
3714.78
STORY10
1
-0.0379
0.43057
148.001
3743.98
STORY11
1
-0.0403
0.42748
150.149
3771.05
THUONG
1
-0.0447
0.42464
152.165
3796.29
Bảng 3.7 : Xác định Wfj theo phương X
Vậy xác định được theo phương X : = -5,61
Story
Mode
yji
Mj(T)
Ψ
Wp(ji)(KG)
TANG LUNG
1
-0.00038
844.028
-5.61
3409.20
STORY1
1
-0.00052
837.564
-5.61
4722.23
STORY2
1
-0.00064
837.564
-5.61
5751.25
STORY3
1
-0.00072
831.664
-5.61
6485.23
STORY4
1
-0.00079
826.053
-5.61
7070.40
STORY5
1
-0.00084
826.053
-5.61
7507.33
STORY6
1
-0.00088
821.432
-5.61
7772.55
STORY7
1
-0.00090
817.049
-5.61
7948.04
STORY8
1
-0.00091
817.049
-5.61
8050.55
STORY9
1
-0.00092
814.491
-5.61
8041.96
STORY10
1
-0.00091
812.104
-5.61
7969.33
STORY11
1
-0.00090
810.668
-5.61
7854.78
THUONG
1
-0.00093
489.496
-5.61
4909.98
Bảng 3.8. Xác định Wp(ji) theo phương X
Giá trị tiêu chuẩn của thành phần động của tải trọng gió theo phương Y
Story
Mode
UY
ξi
Wj(KG/m2)
WFj(KG)
TANG LUNG
3
-0.0033
0.50592
107.201
2969.81
STORY1
3
-0.0062
0.48779
115.317
3080.18
STORY2
3
-0.0097
0.47532
121.446
3160.98
STORY3
3
-0.0135
0.46587
126.423
3225.10
STORY4
3
-0.0178
0.45829
130.641
3278.46
STORY5
3
-0.0223
0.45197
134.317
3324.26
STORY6
3
-0.0269
0.44658
137.584
3364.45
STORY7
3
-0.0316
0.44187
140.532
3400.30
STORY8
3
-0.0363
0.4377
143.223
3432.70
STORY9
3
-0.0409
0.43396
145.701
3462.27
STORY10
3
-0.0453
0.43057
148.001
3489.49
STORY11
3
-0.0496
0.42748
150.149
3514.72
THUONG
3
-0.0541
0.42464
152.165
3538.24
Bảng 3.9. Xác định Wfj theo phương Y
Vậy xác định được theo phương Y: = -4.49
Story
Mode
yji
Mj(T)
Ψ
Wp(ji)(KG)
TANG LUNG
3
-0.00034
844.028
-4.49
2501.19
STORY1
3
-0.00048
837.564
-4.49
3497.42
STORY2
3
-0.00061
837.564
-4.49
4377.41
STORY3
3
-0.00070
831.664
-4.49
5041.13
STORY4
3
-0.00079
826.053
-4.49
5658.84
STORY5
3
-0.00087
826.053
-4.49
6203.27
STORY6
3
-0.00093
821.432
-4.49
6614.23
STORY7
3
-0.00099
817.049
-4.49
6955.57
STORY8
3
-0.00103
817.049
-4.49
7263.73
STORY9
3
-0.00107
814.491
-4.49
7478.70
STORY10
3
-0.00109
812.104
-4.49
7623.67
STORY11
3
-0.00111
810.668
-4.49
7737.39
THUONG
3
-0.00113
489.496
-4.49
4756.12
Bảng 3.10. Xác định Wp(ji) theo phương Y
d.Tổng tải trọng gió (tĩnh + động)
Theo điều 4.12 TCVN 229-1999. Nội lực và chuyển vị gây ra do thành phần tĩnh và động của tải trọng gió được xác định như sau:
Trong đó:
- X- momen uốn (xoắn), lực cắt, lực dọc, hoặc chuyển vị
- Xt- momen uốn (xoắn), lực cắt, lực dọc, hoặc chuyển vị do thành phần tĩnh của tải trọng gió gây ra
- - momen uốn (xoắn), lực cắt, lực dọc, hoặc chuyển vị do thành phần động của tải trọng gió gây ra khi dao động ở dạng thứ i;
- s- số mode dao động tính toán.
Có 1 điểm lưu ý rằng: Áp lực gió tĩnh và gió động đều được qui thành lực tập trung và khi gán tải gió vào mô hình khung không gian ta tiến hành gán vào tâm độ cứng của công trình. Do đó tải trọng gió toàn phần được tính như sau:
Wt =
Kết quả tính toán tải trọng gió toàn phần được trình bày ở các bảng sau:
Giá trị tĩnh tải được xác định trong bảng 3.3
Tổng tải trọng gió tác dụng lên công trình theo phương OX
Story
Tĩnh(KG)
Động(KG)
Tĩnh + Động(T)
TANG LUNG
9880
3409
13.29
STORY1
10628
4722
15.35
STORY2
11192
5751
16.94
STORY3
11651
6485
18.14
STORY4
12040
7070
19.11
STORY5
12379
7507
19.89
STORY6
12680
7773
20.45
STORY7
12951
7948
20.90
STORY8
13199
8051
21.25
STORY9
13428
8042
21.47
STORY10
13640
7969
21.61
STORY11
13838
7855
21.69
THUONG
14024
4910
18.93
Tổng tải trọng gió tác dụng lên công trình theo phương OY
Story
Tĩnh(KG)
Động(KG)
Tĩnh + Động(T)
TANG LUNG
9880
2501
12.38
STORY1
10628
3497
14.13
STORY2
11192
4377
15.57
STORY3
11651
5041
16.69
STORY4
12040
5659
17.70
STORY5
12379
6203
18.58
STORY6
12680
6614
19.29
STORY7
12951
6956
19.91
STORY8
13199
7264
20.46
STORY9
13428
7479
20.91
STORY10
13640
7624
21.26
STORY11
13838
7737
21.58
THUONG
14024
4756
18.78
3.9. CÁC TRƯỜNG HỢP TẢI TÁC DỤNG VÀO KHUNG- TỔ HỢP NỘI LỰC
3.9.1. Nhập tải gió vào mô hình tính toán
Mở khóa trong phần mền ETABS 9.2 đễ nhập giá trị gió
Nhập gió theo phương X
Nhập gió theo phương Y
3.9.2. Tổ hợp nội lực
Xác định nội lực nguy hiểm nhất do tải trọng ngoài gây ra tại tiết diện khảo sát với tiết diện đã chọn. Từ nội lực đó tính và bố trí cốt thép.
Có hai loại tổ hợp :
+ Tổ hợp chính (tổ hợp cơ bản): Gồm tĩnh tải(TT) và một hoạt tải(HT); hệ số tổ hợp chung cho tĩnh tải và hoạt tải là 1.
+Tổ hợp phụ: Gồm tĩnh tải và hai hoạt tải, hệ số tổ hợp cho tĩnh tải là 1 và hai hoạt tải là 0.9, tĩnh tải và nhiều hoạt thì hệ số tổ hợp cho tĩnh tải là 1 và các hoạt tải là 0.85.
Các trường hợp tải và tổ hợp như sau:
1 TH1 = 1TT+1HT
2 TH2 = 1TT+1GX
3 TH3 = 1TT+1GXX
4 TH4 = 1TT+1GY
5 TH5 = 1TT+1GYY
6 TH6 = 1TT+ (HT+GX) 0.9
7 TH7 = 1TT+ (HT+GXX)0.9
8 TH8 = 1TT+ (HT+GY) 0.9
9 TH9 = 1TT+ (HT+GYY) 0.9
10 THBAO= HT1+HT2+HT3+HT4+HT5+HT6+HT7+HT8+HT9
Đối với cột, việc tổ hợp chỉ xét ở 2 đầu mỗi đoạn cột có tiết diện không đổi. Do vậy trên toàn khung sẽ có rất nhiều vị trí không tổ hợp nội lực, không tính toán cốt thép, mà bố trí cốt thép tương tự theo những tiết diện lân cận đó.
Đối với dầm, việc tổ hợp xét 3 tiết diện nguy hiểm nhất là ở hai gối và giữa nhịp. Tại gối giữa, tổ hợp cho cả hai tiết diện ở hai bên gối nhưng chỉ lấy diện tích thép nào lớn hơn tính từ hai giá trị tổ hợp để bố trí cho cả 2 tiết diện.
3.9.3.Kiểm tra chuyển vị ngang công trình
Sau khi giải mô hình phân tích động học nhằm tìm chu kỳ, tần số, biên độ của các mode dao động. Ở giai đoạn này ta chỉ gán những thành phần tải trọng thẳng đứng tác dụng lên công trình, dưới tác dụng của cá