tính toán thiết kế nhà cao tầng ( viện y học các bệnh lâm sàn nhiệt đới ), chương 6 doc

Chương 6: Tính toán nội lực khung điển hình Do đặc điểm của đơn nguyên cần tính có chiều dài 20,7m lớn hơn chiều rộng 11,9m nh-ng do cấu tạo mặt bằng công trình chỉ chịu lực theo ph-ơng

Chương 6:

Tính toán nội lực khung điển hình

Do đặc điểm của đơn nguyên cần tính có chiều dài (20,7m) lớn hơn chiều rộng (11,9m) (nh-ng do cấu tạo mặt bằng công trình chỉ chịu lực theo ph-ơng ngang) nên ta chọn hệ kết cấu là hệ khung bê tông cốt thép toàn khối tính theo sơ đồ khung phẳng làm kết cấu chịu lực chính cho công trình Mặt bằng kết cấu tầng điển hình xem bản

vẽ kèm theo

Sơ đồ tính khung : Chọn khung trục 6 của đơn nguyên hai để tính vì đây là khung có diện chịu tải lớn, khung có 3 nhịp, b-ớc cột lần l-ợt là 5,0m, 3,6m, 3,3m Chiều cao các tầng là 3.9m

1) Sơ bộ chọn vật liệu, kích th-ớc các cấu kiện :

* Vật liệu chọn bê tông mác M300 có Rn = 130KG/cm3, Rk =

10 KG/cm2

Cốt thép chịu lực chính loại AII có Ra = Ra, = 2800 kG/cm2

Cốt thép đai và thép sàn dùng loại AI có Ra = Ra, = 1800 kG/cm2

* Sơ bộ chọn kích th-ớc cấu kiện

Chọn kích th-ớc cấu kiện

Chọn kích th-ớc cột : Diện tích tiết diện cột sơ bộ chọn : F

= Rn N xK

Trong đó : N- Tổng lực dọc chân cột

50 33

1800 3600 5000

2500

k - Hệ số phục thuộc vào mô men k = 1,2

 1,5

Rn - C-ờng độ chịu nén của bê tông

Lực dọc N tính sơ bộ lấy bằng tổng tải trọng trên phần diện tích chịu tải

Tải truyền vào cột gồm có tải trọng bản thân sàn, hoạt tải sàn, trọng l-ợng bản thân dầm gác vào cột, tải của t-ờng xây trên dầm Xem

xà ngang theo hai ph-ơng đều là dầm đơn giản Diện truyền tải vào cột ở một tầng

1 Tải trọng sàn gồm có :

Trọng l-ợng bản thân sàn gồm các lớp nh- sau :

- Gạch lát ceramic dày 20mm, g = T/m3, n = 1,1

G1 = 0,02x2x1,1 = 0,044 (T/m2)

- Lớp vữa xi măng dầy 20mm, g =1,8 T/m3, n = 1,3

G2 = 0,02x1,8x1,3 = 0,0468 (T/m2)

- Trọng l-ợng sàn : dày 120mm g = 2,5 T/m2, n = 1,1

G3 = 0,1 x 2,5x1,1 = 0,275 (T/m2)

- Trọng l-ợng dầm giao với cột (h=550, b = 220)

N4 = 9x0,55x0,22x(4,3+3,3)x2,5=18,81T

2 Trọng l-ợng t-ờng trên dầm :

N5 = 8x0,288x3,5x(3,3+2,5) = 46,77T

Tổng lực dọc tác dụng lên cột :

N = N1+ N2 + N3 + N4 + N5 = 5,62 + 5,98+35,12+18,81+46,77

N = 112,3T

F = 112 ,1303x1000 x1,2 = 1225 (cm2)

Chọn tiết diện cột nh- sau:

Các cột chữ nhật là 300x550 có F = 1650 cm2

Chọn kích th-ớc dầm

Kích th-ớc dầm đ-ợc chọn căn cứ vào mô men, Mô men sơ bộ

M0 đ-ợc lấy với điều kiện coi dầm nh- là dầm đơn giản chịu tác dụng của tĩnh tải và hoạt tải, lấy giá trị 0,7M0 để xác định sơ bộ kích th-ớc dầm,

Đồng thời kích th-ớc dầm còn phải thoả mãn điều kiện độ cứng :

h = 









 

12

1 8









  12

1 8

1 x500

Xác định tải trọng :

- Tải từ sàn truyền lên dầm theo phân bố hình thang với

qmax = q x11= 0,752x3,3=2,48 (T/m) Quy đổi t-ơng đ-ơng sang tải phân bố

qtđ = A x qmax= 0,82x2,48 = 2,02 (T/m)

Trong đó:

A= 1-22+3 = 0,82  = a/1 = 1,65/5,0 =0,33

- Tải do t-ờng truyền lên dầm : q = 0,506x3,5=1,771 T/m

 q=1,77+2,02= 3,79T/mM =q12/8 = 3,79 x52/8 = 11,84Tm Giả thiết bề rộng dầm : b =22cm, Chiều cao hữu ích của dầm là :

h0 = 2 x

Rn b

M

. = 2 x

n

R b

M

.

7

0 0 = 2 x

22 110

10 84 , 11 7

= 37,01 cm

Chọn: Tiết diện dầm chính là 500x220mm,

Tiết diện dầm phụ là 300x220mm

Chọn chiều dày sàn :

Chiều dày sàn kê bốn cạnh đ-ợc lấy nh- sau : hb= 

m

Với bản kê bốn cạnh : m = 4045 và 1 là cạnh ngắn 11= 330cm; chọn m = 45 (do bản liên tục)

D= 0,81,4; chọn D = 1 hb=

45

1 x330x1 = 7,33(cm)

Để thiên về an toàn ta Chọn hb=12cm

2) Xác định tải trọng tác dụng lên khung trục 6

a)Tĩnh tải :

Tĩnh tải bao gồm trọng l-ợng bản thân các kết cấu nh- cột, dầm, sàn và tải trọng do t-ờng, thiết bị đặt trên công trình, Khi xác

định tĩnh tải, ta chỉ cần xác định tải trọng do các lớp sàn và tải trọng các vách t-ờng, dầm phụ truyền vào các khung phẳng vì khi giải nội lực bằng ch-ơng trình SAP 2000, tải trọng bản thân của

các phần tử cột và dầm chính sẽ đ-ợc tự động cộng vào khi khai báo hệ số trọng l-ợng bản thân,

Bảng xác định tải trọng Tĩnh tải sàn tầng điển hình

Tên

sàn Các lớp sàn

Trọn

g l-ợn

g (T/m

3)

Chiề

u dày (m)

Tải tiêu chuẩn (T/m2)

Hệ số v-ợt tải

Tải trọng tính toán(T/

m2)

Tổng cộng (T/m2

)

Gạch lát ceramic 2,0 0,02

0

0,04 1,1 0,044

0

0,036 1,2 0,0468

0

0,25 1,1 0,275

Sàn

các

phòn

g

Vữa trát 1,8 0,01

5

0,027 1,2 0,0351

0,400 9

Gạch chống trơn 2,0 0,02

0

0,04 1,1 0,044 Sàn

khu

vệ

sinh

0

0,036 1,2 0,0468

0,444 2

Bª t«ng 2,5 0,10

0

0,25 1,1 0,275

V÷a tr¸t 1,8 0,01

5

0,027 1,2 0,0351

0

0,250 1,1 0,275

V÷a tr¸t 1,8 0,01

5

0,027 1,2 0,0351

Sµn

m¸i

Xµ gå thÐp U100 0,007 1,1 0,0077

0,350 8

 T¶i träng t-êng :

T-êng 220 : G= 0,22x1,8x1,1 + 2x0,015x1,8x1,3 = 0,506 (T/m2)

T-êng 110 : G = 0,11x1,8x1,1+2x0,015x1,8x1,3 = 0,288 (T/m2)

 T¶i träng dÇm

DÇm 500x220mm :

G = 0,22x0,50x2,5x1,1+2x(2x0,5+0,22)x0,015x1,8x1,3

=0,288 (T/m)

DÇm 300x220mm :

G = 0,22x0,4x2,5x1,1+2x(2x0,4+0,22)x0,015x0,8x1,3

=0,276 (T/m)

b)Hoạt tải :

Bảng hoạt tải phân bố (theo TCVN 2737 - 1995)

Số

TT Loại phòng

Tải trọng tiêu chuẩn (T/m2)

Hệ số độ tin cậy

Tải trọng tính toán (T/m2)

4 Mái tôn không sử dụng 0,03 1,3 0,039

5 Sàn tầng th-ợng có sửa