1/ Các tầng điển hình
Chương 5: Tính toán bố trí thép khung trục 3 47 SVTH: NGUYỄN ĐÌNH ĐẠO GVHD : ThS. TRẦN NGỌC BÍCH MSSV: 80600439
a/ Tĩnh tải truyền từ sàn
- Tĩnh tải truyền từ sàn bao gồm trọng lượng bản bê tông cốt thép, các lớp cấu tạo sàn và phần tải tường quy về phân bố đều trên sàn (do sàn chịu). Trọng lượng bản thân sàn được tự động hóa tính toán bởi phần mềm ETABS, tải trọng do các lớp cấu tạo lên bản đã được tính toán ở chương 2, có trừ đi tải trọng bản sàn bê tông cốt thép.
b/ Hoạt tải truyền từ sàn
- Hoạt tải sàn được xác định tùy theo công năng sử dụng của ô bản.
Bảng 5.2 - Tải trọng đứng truyền từ các ô sàn vào hệ khung
2/ Tất cả các ô sàn tầng sân thượng và tầng mái, gtt=1,2 kN/m2; hoạt tải ptt=0,95 kN/m2. Riêng tác dụng của 2 bể nước, ta sẽ đặt trực tiếp nội lực là lực nén P=577,81 kN tính ở chương 4 vào các đầu cột.
3/ Lửng và tầng trệt (làm khu thương mại) gtt lấy theo từng ô như tầng điển hình, riêng hoạt tải ptt=4x1,2=4,8 kN/m2. (theo TCVN 2737-1995 mục 4.3.1 bảng 3 và mục 4.3.3) 4/ Tầng hầm
- Chọn bề dày sàn tầng hầm dày hơn sàn điển hình hs=0,2 m
Chương 5: Tính toán bố trí thép khung trục 3 48 SVTH: NGUYỄN ĐÌNH ĐẠO GVHD : ThS. TRẦN NGỌC BÍCH MSSV: 80600439
- Tĩnh tải tính toán gtt=4,99 kN/m2 (lấy theo ô sàn số 3 tầng điển hình) trên tất cả các ô tầng hầm.
- Hoạt tải tính toán ptt=5x1,2=6 kN/m2 (theo TCVN 2737-1995 mục 4.3.1 bảng 3 và mục 4.3.3)
- Áp lực ngang chủ động của đất
+ Tầng hầm cao 3,3m, sàn tầng trệt cao hơn mặt đất tự nhiên 2,1m nên chiều cao chịu áp lực ngang của đất hh=1,2m.
+ Mực nước ngầm sâu dưới mặt đất 2m, giả sử lớp đất tầng hầm là lớp bùn sét lẫn hữu cơ, độ dẻo cao, trạng thái rất mềm có dung trọng tự nhiên w 14,54kN/m3và góc ma sát trong 3o=> ) (43 30') 0,9
45 2
( 2
2
o o
a tg tg
k
=>Pa=Lka 14,541,20,915,7kN/m2
+ Áp lực ngang chủ động của đất quy đổi về lực tập trung đặt tại tâm sàn tầng hầm tuyệt đối cứng:
L kN h
PX Pa h Y 231,73 2
6 , 24 2 , 1 7 , 15
2
L kN h
PY Pa h X 341,95 2
3 , 36 2 , 1 7 , 15
2
5/ Tĩnh tải tường bê tông tổ ong silicat khí
- gttt 1,4 (kN/m2): Các tường bê tông tổ ong silicat khí dày 100 mm và vữa chống thấm dày 3 mm mỗi bên.
- gttt 2,75 (kN/m2): Các tường bê tông tổ ong silicat khí dày 200 mm và vữa chống thấm dày 3 mm mỗi bên.
- Với các tầng điển hình và lửng có chiều cao htầng=3,4m
Chương 5: Tính toán bố trí thép khung trục 3 49 SVTH: NGUYỄN ĐÌNH ĐẠO GVHD : ThS. TRẦN NGỌC BÍCH MSSV: 80600439
Bảng 5.3 - Tải trọng tường truyền vào dầm các tầng điển hình và lửng - Với tầng trệt có chiều cao htầng=4,5m
Bảng 5.4 - Tải trọng tường truyền vào dầm các tầng trệt
- Riêng tầng hầm, đặt tường bao 20 bằng bê tông cốt thép có g=3x25x0,2x1,1=16,5 kN/m 6/ Tải trọng cầu thang tác dụng lên vách và dầm sàn:
- Theo kết quả tính chương 3 (cầu thang) lực phân bố đặt trên dầm sàn B=19,65 kN/m và lực phân bố đặt vào vách C=22,9 kN/m (bằng dầm ảo)
7/ Tải trọng gió
- Thông thường áp lực gió gồm 2 thành phần: tĩnh và động.
- Gió tĩnh, là áp lực gió trung bình theo thời gian tác động lên công trình. Thành phần động của tải trọng gió tác động lên công trình là do vận tốc gió thay đổi, gia tốc gió thay đổi hoặc gió giật (xung của vận tốc gió thay đổi) và lực quán tính tác động vào công trình.
Chương 5: Tính toán bố trí thép khung trục 3 50 SVTH: NGUYỄN ĐÌNH ĐẠO GVHD : ThS. TRẦN NGỌC BÍCH MSSV: 80600439
- Tiêu chuẩn áp dụng: TCVN 2737-1995: Tải trọng và tác động- tiêu chuẩn thiết kế và TCXD 229-1999: Chỉ dẫn tính toán thành phần động của tải trọng gió theo TCVN 2737- 1995
- Vì tổng chiều cao công trình là 66,8m trong đó cao độ sàn tầng mái là 62,3m > 40m nên theo mục 6.11 TCVN 2737-1995 ta phải tính thành phần động của gió.
- Khu vực chọn xây dựng ở nội thành TPHCM, tra phụ lục E bảng E1 TCVN2737-1995 ta được vùng áp lực gió II – A. Theo kiến trúc, công trình không hoàn toàn trống trải, nhưng thiên về an toàn, ta xem như công trình xây dựng tương đối trống trải và có ít nhà cửa nên giá trị của hệ số độ cao k lấy ở địa hình B.
a/ Xác định thành phần tĩnh của gió - Giá trị tính toán: Wttt= nWttc (kN/m2) - Giá trị tiêu chuẩn: Wttc = Wokc (kN/m2)
Trong đó:
W0 = 0,95 – 0,12 = 0,83 (kN/m2) (giá trị tra bảng 4 mục 6.4 TCVN 2737-1995 và giảm yếu theo mục 6.4.1 TCVN 2737-1995 với vùng áp lực gió II - A).
n = 1,2 - hệ số tin cậy tải trọng (theo mục mục 6.3 TCVN 2737-1995)
c = 0.8 + 0.6 =1.4 - hệ số khí động gió (Mặt công trình đón gió c = +0.8 ; mặt hút gió c = -0.6).
k = hệ số xét đến sự thay đổi áp lực gió theo độ cao(Tra bảng 5 trang 14 TCVN 2737-1995), do công trình xây dựng ở khu vực ngọai thành có địa hình tương đối trống trải và có ít nhà cửa nên giá trị của k lấy ở địa hình B.
- Sau đó ta quy lực phân bố đều thành các lực đặt tại tại tâm các sàn.
Ptt=
2
1
i
i tti
h
W h b, trong đó:
b= bề rộng mặt đó gió theo phương X, Y hi= chiều cao tầng nằm bên dưới sàn i.
hi+1= chiều cao tầng nằm bên trên sàn i.
* Tầng hầm không tính tải gió, tải gió tầng hầm phần cao hơn mặt đường gán cho sàn tầng 1 (trệt) chịu.
Chương 5: Tính toán bố trí thép khung trục 3 51 SVTH: NGUYỄN ĐÌNH ĐẠO GVHD : ThS. TRẦN NGỌC BÍCH MSSV: 80600439
Bảng 5.5 Thành phần tĩnh tải trọng gió b/ Xác định thành phần động của gió
Chương 5: Tính toán bố trí thép khung trục 3 52 SVTH: NGUYỄN ĐÌNH ĐẠO GVHD : ThS. TRẦN NGỌC BÍCH MSSV: 80600439
Hình 5.3 – Mô hình ETABS
Chương 5: Tính toán bố trí thép khung trục 3 53 SVTH: NGUYỄN ĐÌNH ĐẠO GVHD : ThS. TRẦN NGỌC BÍCH MSSV: 80600439
- Các bước thực hiện:
+ Mô hình sơ đồ kết cấu của công trình.
+ Xem sàn tuyệt đối cứng theo phương nằm ngang, khai báo tâm cứng cho các sàn.
+ Khai báo tải trọng phương đứng tác dụng lên sàn, dầm, cột gồm tĩnh tải hệ số 1, hoạt tải hệ số 0,5.
Bảng 5.6 - Tần số dao động tương ứng với 12 dạng dao động - Theo mục 6.14.1, công trình bê tông cốt thép có 0,3, địa hình gió II-A,=>fL=1,3.
Ta có f1<f2<f3<f4<fL=1,3, bỏ qua dạng 3 là dạng xoắn nên ta chỉ xét 3 dạng dao động là dạng 1, 4 (phương X) và dạng 2 (phương Y) - Theo phụ lục A1 TCVN 2737-1995 quy định phải cộng nội lực do gió tĩnh và các mode gió động mỗi phương gây ra. Một cách gần đúng, ta cộng cường độ gió tĩnh và các mode gió động ở mỗi phương để khai báo vào phần mềm ETABS.
Chương 5: Tính toán bố trí thép khung trục 3 54 SVTH: NGUYỄN ĐÌNH ĐẠO GVHD : ThS. TRẦN NGỌC BÍCH MSSV: 80600439
Bảng 5.7 - Bảng tính gió động tiêu chuẩn theo phương X(dạng 1)
Chương 5: Tính toán bố trí thép khung trục 3 55 SVTH: NGUYỄN ĐÌNH ĐẠO GVHD : ThS. TRẦN NGỌC BÍCH MSSV: 80600439
Bảng 5.8 - Bảng tính gió động tiêu chuẩn theo phương X(dạng 4)
Chương 5: Tính toán bố trí thép khung trục 3 56 SVTH: NGUYỄN ĐÌNH ĐẠO GVHD : ThS. TRẦN NGỌC BÍCH MSSV: 80600439
Bảng 5.9 - Bảng tính gió động tiêu chuẩn theo phương Y(dạng 2)
Chương 5: Tính toán bố trí thép khung trục 3 57 SVTH: NGUYỄN ĐÌNH ĐẠO GVHD : ThS. TRẦN NGỌC BÍCH MSSV: 80600439
Bảng 5.10 - Bảng tổng hợp cường độ gió phương X
Chương 5: Tính toán bố trí thép khung trục 3 58 SVTH: NGUYỄN ĐÌNH ĐẠO GVHD : ThS. TRẦN NGỌC BÍCH MSSV: 80600439
Bảng 5.11 Bảng tổng hợp cường độ gió phương Y
Chương 5: Tính toán bố trí thép khung trục 3 59 SVTH: NGUYỄN ĐÌNH ĐẠO GVHD : ThS. TRẦN NGỌC BÍCH MSSV: 80600439
IV. Tổ hợp tải trọng:
1 Tĩnh tải 1 + Áp lực đất X 1 2 Tĩnh tải 1 + Áp lực đất Y 1 3 Tĩnh tải 1 + Áp lực đất X -1 4 Tĩnh tải 1 + Áp lực đất Y -1
5 Tĩnh tải 1 + Hoạt tải 1
6 Tĩnh tải 1 + Gió X 1
7 Tĩnh tải 1 + Gió Y 1
8 Tĩnh tải 1 + Gió X -1
9 Tĩnh tải 1 + Gió Y -1
10 Tĩnh tải 1 + Hoạt tải 1+ Áp lực đất X 1 11 Tĩnh tải 1 + Hoạt tải 1+ Áp lực đất Y 1 12 Tĩnh tải 1 + Hoạt tải 1+ Áp lực đất X -1 13 Tĩnh tải 1 + Hoạt tải 1 + Áp lực đất Y-1 14 Tĩnh tải 1 + Hoạt tải 0,9 + Gió X 0,9 15 Tĩnh tải 1 + Hoạt tải 0,9 + Gió Y 0,9 16 Tĩnh tải 1 + Hoạt tải 0,9 + Gió X -0,9 17 Tĩnh tải 1 + Hoạt tải 0,9 + Gió Y -0,9
18 Tĩnh tải 1 + Hoạt tải 0,9 + Gió X 0,9 + Áp lực đất X 1 19 Tĩnh tải 1 + Hoạt tải 0,9 + Gió X 0,9 + Áp lực đất Y 1 20 Tĩnh tải 1 + Hoạt tải 0,9 + Gió Y 0,9 + Áp lực đất X 1 21 Tĩnh tải 1 + Hoạt tải 0,9 + Gió Y 0,9 + Áp lực đất Y 1 22 Tĩnh tải 1 + Hoạt tải 0,9 + Gió X -0,9 + Áp lực đất X 1 23 Tĩnh tải 1 + Hoạt tải 0,9 + Gió X -0,9 + Áp lực đất Y 1 24 Tĩnh tải 1 + Hoạt tải 0,9 + Gió Y -0,9 + Áp lực đất X 1 25 Tĩnh tải 1 + Hoạt tải 0,9 + Gió Y -0,9 + Áp lực đất Y 1 26 Tĩnh tải 1 + Hoạt tải 0,9 + Gió X 0,9 + Áp lực đất X -1 27 Tĩnh tải 1 + Hoạt tải 0,9 + Gió X 0,9 + Áp lực đất Y -1 28 Tĩnh tải 1 + Hoạt tải 0,9 + Gió Y 0,9 + Áp lực đất X -1 29 Tĩnh tải 1 + Hoạt tải 0,9 + Gió Y 0,9 + Áp lực đất Y -1 30 Tĩnh tải 1 + Hoạt tải 0,9 + Gió X -0,9 + Áp lực đất X -1 31 Tĩnh tải 1 + Hoạt tải 0,9 + Gió X -0,9 + Áp lực đất Y -1 32 Tĩnh tải 1 + Hoạt tải 0,9 + Gió Y -0,9 + Áp lực đất X -1 33 Tĩnh tải 1 + Hoạt tải 0,9 + Gió Y -0,9 + Áp lực đất Y -1
34 Tổ hợp bao
Bảng 5.12 – Bảng tổ hợp tải trọng
Chương 5: Tính toán bố trí thép khung trục 3 60 SVTH: NGUYỄN ĐÌNH ĐẠO GVHD : ThS. TRẦN NGỌC BÍCH MSSV: 80600439