cao tầng bằng thép chỉ thực sự phát huy hiệu quả khi cần không gian sử dụng lớn, chiều cao nhà lớn nhà siêu cao tầng, hoặc đối với các kết cấu nhịp lớn như nhà thi đấu, mái sân vận động,
Trang 2A GIỚI THIỆU CÔNG TRÌNH
TấN CÔNG TRÌNH :TRUNG TÂM BÁO CHÍ HỌC ĐƯỜNG BÁO SINH VIÊN VIỆT NAM – HOA HỌC TRÒ
1 Địa điểm xây dựng
Địa điểm xây dựng công trình: Xuân Thủy, quận Cầu Giấy, Hà Nội.
Toà nhà trung cư báo chí học đường là công trình nằm trong dụ án của chủ đầu
tu ban biên tập báo sinh viên Việt Nam nhằm đáp ứng nhu cầu tìm hiểu thông tin của sinh viên Tòa nhà gồm 12 tầng, 1 tầng tum, 1 tầng mái, 1 đỉnh mái
Xét về mặt địa lý, đây là khu đất đẹp có mạng lưới giao thông hoàn thiện, các hệ thống điện nước hoàn chỉnh nên công trình có nhiều thuận lợi cho quá trình thi công.
Về mặt tổng thể của dự án xây dựng thì khu đất cần được san lấp để đạt được cốt thiết kế của hè và đường.
Cụng trình trung tâm báo chí học đường về vị trí:
o Phía Đông giáp tuyến đường nhựa.
o Phía Tây giáp ban quản lý khu công nghiệp và chế xuất Hà Nội
o Phớa Bắc tiếp giáp với khu đất chống.
o Phía Nam giáp viện kiểm soát nhân dân tối cao
2 Quy mô và đặc điểm công trình
Theo dự án bao gồm các công năng như sau:
o Tầng 1 dành để xe và phòng kỹ thuật.
o Tầng 2-11 phòng làm việc.
o Tầng 12, tum dùng làm khu hội trường
o Các thông số kỹ thuật về qui mô công trình:
o Chiều cao tới đỉnh mái: 45.7 m.
o Chiều cao tầng 1: 3 m
o Chiều cao tầng 2: 3.9 m
Trang 3B CÁC GIẢI PHÁP KIẾN TRÚC CÔNG TRÌNH
1 Giải pháp mặt bằng
Mỗi căn hộ được thiết kế độc lập, bố trí cỏc phũng với công năng sử dụng riêng biệt và được liên hệ với nhau thông qua tiền sảnh của các căn hộ Giải pháp thiết kế mặt bằng này thuận tiện cho việc sinh hoạt và trang trí nội thất phù hợp với công năng sử dụng của từng phòng.
Hành lang trong các tầng được bố trí rộng 2,78 m đảm bảo đủ rộng, đi lại thuận lợi Mỗi tầng được thiết kế lấy khu cầu thang làm trung tâm giao thông tới các căn hộ Cầu thang bộ chung được thiết kế rộng và khối thang máy gồm 1 thang chở người và thang hàng được đặt gần sảnh chính thuận tiện cho giao thông tuyến dọc giữa các tầng Thang thoát hiểm đặt phía sau được thiết kế rộng hai vế theo đúng tiêu chuẩn đảm bảo
an toàn thoát người khi có sự cố.
2 Giải pháp cấu tạo và mặt cắt
Nhà báo sinh viên Việt Nam thiết kế với tầng 1 gara ô tô, nơi để xe đạp, xe máy Tầng 2,3 là tầng trung tâm giới thiệu việc làm, thường trực hành chính, bảo vệ Các tầng điển hình cao 3,4m phù hợp nhu cầu nhà ở và điều kiện khí hậu Việt Nam.
Cấu tạo các lớp sàn như sau:
Trang 43 Giải pháp thiết kế mặt đứng, hình khối không gian của công trình
Toà nhà thiết kế có 4 mặt lấy sáng, các căn hộ đều bố trí cửa rộng đảm bảo nhu cầu chiếu sáng tự nhiên Cỏc lụgia đều có cửa ngoài bảo vệ tăng tính thẩm mỹ và an toàn cho khu nhà Cửa sổ và cửa chính mặt trước công trình được làm bằng cửa kính màu, tạo vẻ đẹp cho kiến trúc công trình và góp phần chiếu sáng tự nhiên cho toàn bộ công trình.
Toà nhà được thiết kế với các giải pháp nhằm tối ưu công năng sử dụng cho các căn hộ kiểu gia đình tiện dụng hiện đại và riêng biệt cho mỗi căn hộ.
Việc thiết kế chi tiết trang trí ban công kết hợp các đường nét gờ, phào phù hợp tạo cho công trình một nét riêng biệt cho quần thể kiến trúc nhà ở cao tầng ở khu vực cũng như các công trình nhà ở của Hà Nội từ trước đến nay.
4 Giải pháp vật liệu kiến trúc.
Vật liệu kiến trúc sử dụng chủ yếu là vật liệu nội địa và liên doanh như: gạch, cát, xi măng, bê tông cốt thép, lát nền gạch hoa Ceramic, granitụ, mỏi bê tông cốt thép, tường bả matit và sơn Nhà vệ sinh ốp gạch men, nền lát gạch chống trơn 20 x 20 Thiết
bị vệ sinh dựng hóng Inax và Vigracera Cửa đi là cửa gỗ công nghiệp, sơn PU Cửa khu vệ sinh là cửa nhụm kớnh dày 5 mm, cửa sổ, vỏch kớnh sử dụng khung nhụm vỏch kính trắng dày 8 mm.
C CÁC GIẢI PHÁP KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH
1 Giải pháp bố trí giao thông
1.1 Giao thông trên mặt bằng
Giao thông theo phương ngang được đảm bảo nhờ hệ thống hành lang Các hành lang được thiết kế rộng 2,78 m, đảm bảo rộng rãi, đủ cho người qua lại.
Các hành lang nối với nút giao thông theo phương đứng là cầu thang bộ và cầu thang máy.
1.2 Giao thông theo phương đứng
Trang 5tăng khả năng thoát người Tất cả hệ thống thang bộ và thang máy được đặt tại trung tâm ngôi nhà, đảm bảo thuận tiện cho giao thông các căn hộ.
2 Giải pháp thông gió chiếu sáng
2.1 Giải pháp thông gió
Thông gió là một trong những yêu cầu quan trọng trong thiết kế kiến trúc, nhằm đảm bảo vệ sinh, sức khoẻ cho con người khi làm việc và nghỉ ngơi.
Về tổng thể, toàn bộ công trình nằm trong khu thoáng mát, diện tích rộng rãi, đảm bảo khoảng cách vệ sinh so với nhà khác Do đó cũng đảm bảo yêu cầu thông gió của công trình.
Về nội bộ công trình, các phòng làm việc được thông gió trực tiếp và tổ chức lỗ cửa, hành lang, thông gió xuyờn phũng.
Mặt khác, do tất cả các mặt nhà đều tiếp giáp với đất lưu không nên chủ yếu là thông gió tự nhiên.
Nhìn chung, bố trí mặt bằng công trình đảm bảo thông gió và ánh sáng tự nhiên
ở mức tối đa.
2.2 Giải pháp chiếu sáng
Kết hợp cả chiếu sáng tự nhiên và chiếu sáng nhân tạo.
Hệ thống chiếu sáng trong nhà được thiết kế theo tiêu chuẩn chiếu sáng nhân tạo trong công trình dân dụng (TCXD 16: 1986), chiếu sáng trong các phòng làm việc, phòng hội họp, hội trường dùng đèn huỳnh quang, chiếu sáng hành lang, sảnh dựng đốn downlight 150mm, bóng compack, chiếu sáng các khu phụ trợ như cầu thang, gara, kho, khu WC, vv… chủ yếu dùng bóng đèn sợi đốt, đảm bảo độ rọi tối thiểu tại các khu vực.
Các đèn báo lối ra (EXIT) sẽ được bố trí tại tất cả các lối đi lại và lối ra vào chính của ngôi nhà như sảnh, cầu thang, hành lang và một số khu công cộng khác.
Đèn chiếu sáng chiếu nghỉ các cầu thang thoát nạn được điều khiển tập trung tại
tủ điện của cỏc phũng thường trực.
Hệ thống điện chiếu sáng được bảo vệ bằng hệ thống ỏp-tụ-mỏt lắp trong các bảng điện, điều khiển chiếu sáng bằng các công tắc lắp trên tường cạnh cửa ra vào hoặc
Trang 63 Giải pháp cấp điện, nước và thông tin
hệ thống điện thang máy, phòng cháy chữa cháy, bơm nước, …
3.2.Cấp thoát nước
Cấp nước:
Hệ thống nước cấp được lấy từ mạng lưới cấp nước bên ngoài của khu vực vào
bể chứa nước ngầm bao gồm cả lượng nước cấp cho sinh hoạt và lượng nước dự trữ cho cấp nước chữa cháy
Toà nhà được thiết kế bể chứa nước trờn mỏi theo các ống chính và các ống nhánh đến các tầng Tại các tầng nước sinh hoạt đi qua đồng hồ lưu lượng được bố trí tập trung cung cấp đến từng căn hộ.
Hệ thống đường ống được bố trí ngầm trong các hộp kĩ thuật xuống các tầng và trong tường ngăn đến các khu vệ sinh và cỏc phũng chức năng.
Trang 7Nước bẩn từ các phễu thu sàn, chậu rữa, tắm được thoát vào hệ ống đứng có đường kính D110 – D140 thoát riêng ra hố ga thoát nước bẩn rồi thoát ra hệ thống thoát nước sinh hoạt.
Phân từ các bệ xí, tiểu treo được thu vào hệ thống ống đứng có đường kính D140 thoỏt riờng về ngăn chứa của bể tự hoại.
Bố trí ống đứng thông hơi 60 90thông hơi cho hai ống đứng thoát nước sinh hoạt và thoỏt phõn ở mỗi trục thoát và được đưa qua mái, cao khỏi mái nhà 700 mm.
Hệ thống thoát nước mưa do kiến trúc bố trí xuống tầng 1 được thu vào các hố
ga riêng, nước mưa thoát ra ngoài hệ thống thoát nước mưa khu vực
Toàn bộ hệ thống ống đứng thoát nước trong nhà được dùng bằng ống nhựa chất lượng cao, ống nhỏnh dựng PVC class II có đường kính từ D42 đến D160.
4 Giải pháp thông tin
- Thông tin với bên ngoài được thiết kế mạng điện thoại và hệ thống truyền hình cáp VCTV Ngoài ra, cũn cú cỏc hình thức thông thường như: vô tuyến, internet, fax…
5 Giải pháp phũng chỏy, chữa cháy
Phương án cứu hỏa sẽ được kết hợp giữa hệ thống cứu hỏa cơ động của thành phố với hệ thống cứu hỏa đặt sẵn trong các tầng.
Hệ thống phũng chỏy, chữa cháy được bố trí hợp lý theo TCVN 2737 – 1995 quy định mỗi họng chữa cháy cho mỗi điểm bên trong nhà và lượng nước của mỗi họng Hệ thống cấp nước chữa cháy cho nhà được tính cho một đám cháy xảy ra đồng thời Số họng chữa cháy cho một điểm trong nhà n = 4, lưu lượng nước cho mỗi họng Q
= 2,5 l/s thời gian để dập tắt một đám cháy là 3 giờ Sử dụng hệ thống cấp nước chữa cháy vách tường hộp chữa cháy đặt tại các chiếu nghỉ cầu thang
Cấu tạo hộp chữa cháy lấy theo thiết kế điển hình của Bộ Xây dựng (bao gồm: 1 van khoá D50, 1 lăng phun, 1 cuộn dây vải gai đường kính D = 50 mm dài 20 m).
Tại chõn cỏc hộp cứu hoả đặt thêm 4 bình bọt CO2 – MF4 và một hộp nút bấm khi cú hóy bỏo về cho máy bơm.
6 Vấn đề thoát người của công trình khi có sự cố
Cửa phũng cỏnh được mở ra bên ngoài
Trang 8Từ cỏc phũng thoỏt trực tiếp ra hành lang rồi ra các bộ phận thoát hiểm bằng thang bộ và thang máy mà không phải qua bộ phận trung gian nào khác.
Khoảng cách từ phòng bất kỳ đến thang thoát hiểm đảm bảo < 40 m.
Mỗi khu đều có không nhỏ hơn 2 thang thoát hiểm.
Đảm bảo khoảng cách an toàn phòng cháy chữa cháy từ cửa căn hộ đến lối thoát nạn gần nhất trong công trình Khoảng cách từ cửa căn hộ đến lối thoát nạn gần nhất không được lớn hơn 25m.
Thang thoát hiểm phải thiết kế tiếp giáp với bên ngoài.
Lối thoát nạn được coi là an toàn vì đảm bảo các điều kiện sau:
oĐi từ các căn hộ tầng1 trực tiếp ra ngoài hay qua tiền sảnh ra ngoài;
oĐi từ căn hộ ở bất kỳ tầng nào (trừ tầng 1) ra hành lang có lối thoát.
7 Giải pháp thiết kế chống sét và nối đất.
Khi thiết kế nhà ở cao tầng phải đặc biệt chú ý đến các giải pháp chống sét để tránh khả năng bị sét đánh thẳng, chống cảm ứng tĩnh điện và cảm ứng điện từ và chống điện áp cao của sét lan truyền theo hệ đường dây cấp điện hạ áp trong công trình Khuyến khích sử dụng hệ thống chống sét tiên tiến, bảo đảm thẩm mỹ kiến trúc và chống thấm, dột mái.
Trang 10
CHƯƠNG I GIẢI PHÁP KẾT CẤU CÔNG TRÌNH
1 GIẢI PHÁP KẾT CẤU CHO CÔNG TRÌNH NHÀ CAO TẦNG
1.1 Đặc điểm thiết kế kết cấu nhà cao tầng
Về mặt kết cấu mặt kết cấu, một ngôi nhà được xem là cao tầng khi mà độ bền vững và chuyển vị của nó do tải trọng ngang quyết định Từ nhà thấp tầng đến nhà cao tầng có một sự chuyển tiếp quan trọng từ phân tích tĩnh học sang phân tích động học Thiết kế nhà cao tầng so với nhà thấp tầng đặt ra một nhiệm vụ quan trọng cho kĩ sư kết cấu trong việc lựa chọn giải pháp kết cấu chịu lực cho công trình Việc chọn các hệ kết cấu chịu lực khác nhau, có liên quan chặt chẽ đến các vấn đề về bố trí mặt bằng, hình khối, độ cao các tầng, yêu cầu kĩ thuật thi công, tiến độ thi công, giá thành xây dựng Nhà càng cao thỡ cỏc yếu tố sau đây càng quan trọng:
o Ảnh hưởng của tải trọng ngang do gió và động đất.
o Chuyển vị ngang tải đỉnh nhà và chuyển vị lệch giữa các mức tầng nhà.
Trang 11cao tầng bằng thép chỉ thực sự phát huy hiệu quả khi cần không gian sử dụng lớn, chiều cao nhà lớn (nhà siêu cao tầng), hoặc đối với các kết cấu nhịp lớn như nhà thi đấu, mái sân vận động, nhà hát, viện bảo tàng (nhúm cỏc công trình công cộng)…
Bờtụng cốt thép là loại vật liệu được sử dụng chính cho các công trình xây dựng trên thế giới Kết cấu bờtụng cốt thép khắc phục được một số nhược điểm của kết cấu thép như thi công đơn giản hơn, vật liệu rẻ hơn, bền với môi trường và nhiệt độ, ngoài
ra nó tận dụng được tính chịu nén rất tốt của bờtụng và tính chịu kéo của cốt thép nhờ tính chất làm việc chung giữa chúng Tuy nhiên vật liệu bờtụng cốt thép sẽ đòi hỏi kích thước cấu kiện lớn, tải trọng bản thân của công trình tăng nhanh theo chiều cao khiến cho việc lựa chọn các giải pháp kết cấu để xử lý là phức tạp
1.3 Giải pháp về hệ kết cấu chịu lực
1.3.1 Các dạng kết cấu
a Kết cấu khung: bao gồm hệ thống cột và dầm vừa chịu tải trọng đứng vừa chịu tải
trọng ngang Loại kết cấu này có ưu điểm là có không gian lớn, bố trí mặt bằng linh hoạt, có thể đáp ứng đầy đủ yêu cầu sử dụng công trình, tuy nhiên độ cứng ngang nhỏ, khả năng chống lại tác động của tải trọng ngang kém, hệ dầm thường có chiều cao lớn
nên ảnh hưởng đến công năng sử dụng và tăng chiều cao nhà Các công trình sử dụng
kết cấu khung thường là những công trình có chiều cao không lớn, với khung BTCT
không quá 20 tầng, với khung thép cũng không quá 30 tầng.
b Kết cấu vách cứng: là hệ thống cỏc vỏch vừa chịu tải trọng đứng vừa chịu tải trọng
ngang Loại kết cấu này có độ cứng ngang lớn, khả năng chống lại tải trọng ngang lớn, khả năng chịu động đất tốt Nhưng do khoảng cách của tường nhỏ, không gian của mặt bằng công trình nhỏ, việc sử dụng bị hạn chế, kết cấu vách cứng còn có trọng lượng lớn, độ cứng kết cấu lớn nên tải trọng động đất tác động lên công trình cũng lớn và đây
là đặc điểm bất lợi cho công trình chịu tác động của động đất Loại kết cấu này được sử dụng nhiều trong công trình nhà ở, công sở, khách sạn.
c Kết cấu lõi cứng: là hệ kết cấu bao gồm 1 hay nhiều lõi được bố trí sao cho tâm
cứng càng gần trọng tâm càng tốt Các sàn được đỡ bởi hệ dầm cụng xụn vươn ra từ lõi cứng
d Kết cấu ống: là hệ kết cấu bao gồm các cột dày đặc đặt trên toàn bộ chu vi công
trình được liên kết với nhau nhờ hệ thống dầm ngang Kết cấu ống làm việc nói chung theo sơ đồ trung gian giữa sơ đồ cụng xụn và sơ đồ khung Kết cấu ống có khả năng chịu tải trọng ngang tốt, có thể sử dụng cho những công trình cao đến 60 tầng với kết cấu ống BTCT và 80 tầng với kết cấu ống thép Nhược điểm của kết cấu loại này là các cột biên được bố trí dày đặc gây cản trở mỹ quan cũng như điều kiện thông thoáng của
Trang 121.3.2 Các dạng kết cấu hỗn hợp
a Kết cấu khung - giằng: là hệ kết cấu kết hợp giữa khung và vách cứng, lấy ưu điểm
của loại này bổ sung cho nhược điểm của loại kia, công trình vừa có không gian sử dụng tương đối lớn, vừa có khả năng chống lực bên tốt Vách cứng trong kết cấu này có thể bố trí đứng riêng, cũng có thể lợi dụng tường thang máy, thang bộ, được sử dụng rộng rãi trong các loại công trình
b Kết cấu ống - lõi: kết cấu ống sẽ làm việc hiệu quả hơn khi bố trí thờm cỏc lừi cứng
ở khu vực trung tâm Cỏc lừi cứng ở khu vực trung tâm vừa chịu một lượng lớn tải trọng đứng vừa chịu một lượng lớn tải trọng ngang Xét về độ cứng theo phương ngang thì kết cấu ống có độ cứng lớn hơn nhiều so với kết cấu khung Lõi cứng trong ống có thể là do các tường cứng liên kết với nhau tạo thành lõi hoặc là các ống có kích thước nhỏ hơn ống ngoài Trường hợp thứ 2 còn được gọi là kết cấu ống trong ống Tương tác giữa ống trong và ống ngoài có đặc thù giống như tương tác giữa ống và lõi cứng trung tâm.
c Kết cấu ống tổ hợp: trong một số nhà cao tầng, ngoài kết cấu ống người ta còn bố trí
thờm cỏc dãy cột khá dày ở phía trong để tạo thành cỏc vỏch theo cả 2 phương Kết quả
là đã tạo ra một dạng kết cấu giống như chiếc hộp gồm nhiều ngăn có độ cứng lớn theo phương ngang Kết cấu được tạo ra theo cách này gọi là kết cấu ống tổ hợp Kết cấu ống tổ hợp thích hợp cho các công trình có mặt bằng lớn và chiều cao lớn Kết cấu ống
tổ hợp cũng có những nhược điểm như kết cấu ống ngoài ra, do sự có mặt của cỏc vỏch bên trong nên phần nào ảnh hưởng đến công năng sử dụng của công trình.
1.3.3 Các dạng kết cấu đặc biệt
a Kết cấu có hệ dầm truyền: chân tường dọc ngang của vách cứng không kéo dài tới
đáy tầng 1 hoặc một số tầng phía dưới mà đặt lên khung đỡ phía dưới Loại kết cấu này
có thể đáp ứng yêu cầu không gian lớn ở tầng dưới như cửa hàng, khách sạn, lại có khả năng chống tải trọng ngang tương đối lớn Do đó loại hình kết cấu này được sử dụng nhiều ở nhà cao tầng mà tầng dưới làm của hàng hay nhà hàng.
b Kết cấu cú cỏc tầng cứng: trong kết cấu ống-lừi, mặc dù cả ống và lõi đều được
xem như cỏc cụng xụn ngàm vào đất để cùng chịu tải trọng ngang, nhưng do các dầm sàn có độ cứng nhỏ nên hầu như tải trọng ngang do lõi cứng gánh chịu Hiện tượng này
Trang 13phương thẳng đứng Mặc dầu các cột có độ cứng chống uốn nhỏ, song độ cứng dọc trục lớn đã cản trở sự chuyển vị của các dầm cứng và kết quả là chống lại chuyển vị ngang của cả công trình.
Trong thực tế, các dầm này có chiều cao bằng cả tầng nhà và được bố trí tại tầng kĩ thuật nờn cũn được gọi là các tầng cứng.
c Kết cấu có hệ giằng liên tầng: là hệ kết cấu có hệ thống khung bao quanh nhà
nhưng không thuần túy tạo thành kết cấu ống mà được bổ sung một hệ giằng chộo thụng nhiều tầng, gọi là hệ giằng liên tầng Hệ thống giằng liên tầng này có đặc điểm là làm cho hệ khung biên làm việc gần như một hệ giàn Các cột và dầm của khung biên gần như chỉ chịu lực dọc trục Ưu điểm của hệ kết cấu này là có độ cứng lớn theo phương ngang, thích hợp với những ngôi nhà siêu cao tầng Ngoài ra hệ giằng liên tầng
có ưu điểm là không ảnh hưởng nhiều đến công năng của công trình như hệ giằng chéo chỉ bố trí trong 1 tầng, hệ thống cột không đặt dày đặc như kết cấu ống thuần túy Đây
là một giải pháp kết cấu hiện đại, đang được thế giới quan tâm.
d Kết cấu có hệ khung ghép: đặc điểm khác biệt giữa hệ khung ghép và khung bình
thường là:
- Khung bình thường do các cột và dầm tạo thành, các dầm và cột đều đồng thời chịu tác động của tải trọng đứng và tải trọng ngang Nói chung, tình trạng chịu lực của các cấu kiện gần như nhau, do đó vật liệu cũng gần như vậy.
- Khung ghép được cấu tạo theo cách liên kết một số tầng và một số nhịp, thường có kích thước và tiết diện lớn Khung ghép thường có độ cứng lớn, là kết cấu chịu lực chính của công trình Khung tầng trong hệ kết cấu này được xem là hệ kết cấu thứ cấp chủ yếu là để truyền các tải trọng đứng lên hệ khung ghép Trong một số trường hợp tại các tầng trên có thể bỏ hệ khung tầng để tạo ra không gian lớn.
Kết cấu khung ghép thích hợp cho những ngôi nhà siêu cao tầng và hiện nay đang được thế giới quan tâm.
1.4 Phân tích lựa chọn phương án kết cấu tổng thể
Trên cơ sở đề xuất các phương án về vật liệu và hệ kết cấu chịu lực chính như trên, với quy mô của công trình “Trung tâm báo chí học đường báo sinh viên Việt Nam - hoa học trò” gồm 15 tầng thân, tổng chiều cao 45,7m, phương án kết cấu tổng thể của công trình được chọn như sau:
- Võt liệu: Như phân tích ở trên (I.2), bê tông cốt thép là vật liệu đã và đang được dùng phổ biến ở nước ta trong xây dựng nhà cao tầng Công trình “Trung tâm báo chí học đường báo sinh viên Việt Nam - hoa học trũ” 15 tầng, thích hợp đối với vật liệu bê tông cốt thép Chọn bê tông cốt thép làm vật liệu cho kết cấu công trình.
Trang 14Do yêu cầu cường độ cao cho kết cấu nhà cao tầng cũng như sàn bờtụng cốt thép ứng lực trước, chọn bê tông B25 (R b = 145kG/cm 2 ; R bt = 10,5kG/cm 2 ) Cốt thép chịu lực nhóm AIII (Rs = 3600kG/cm 2 ).
- Hệ kết cấu chiu lực: Căn cứ vào bản vẽ thiết kế kiến trúc, căn cứ vào các phân tích ưu nhược điểm của từng hệ kết cấu trên đây, chọn sử dụng hệ kết cấu khung - lõi chịu lực với sơ đồ khung giằng Trong đó, hệ thống lừi vỏch được bố trí ở khu vực thang máy và thang bộ, chịu một phần tải trọng ngang tác dụng vào công trình và phần tải trọng đứng tương ứng với diện chịu tải của lõi; hệ khung bao gồm các hàng cột (liên kết với sàn) bố trí theo các trục chính, chịu một phần tải trọng ngang và một phần tải trọng đứng tương ứng với diện chịu tải của nó.
2 PHÂN TÍCH LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN KẾT CẤU SÀN
2.1 Đề xuất phương án kết cấu sàn :
Công trình có bước cột khá lớn (B = 9 m), các phương án kết cấu sàn phù hợp là:
o Sàn sườn toàn khối
o Sàn dày sườn (sàn ô cờ)
o Sàn phẳng BTCT ứng lực trước ( sàn nấm )
Dưới đây đi vào phân tích ưu nhược điểm của từng loại phương án kết cấu sàn để từ
đó lựa chọn ra loại kết cấu phù hợp nhất về kinh tế, kỹ thuật, khả năng thiết kế và thi công công trình.
2.1.1 Phương án sàn sườn toàn khối BTCT
Cấu tạo hệ kết cấu sàn bao gồm hệ dầm chính phụ và bản sàn.
a Ưu điểm: Lý thuyến tính toán và kinh nghiệm tính toán khá hoàn thiện, thi công đơn
giản, được sử dụng phổ biến ở nước ta với công nghệ thi công phong phú nên thuận tiện cho việc lựa chọn phương tiện thi công Chất lượng đảm bảo do đã có nhiều kinh nghiệm thiết kế và thi công trước đây.
b Nhược điểm: Chiều cao dầm và độ võng của bản sàn rất lớn khi vượt khẩu độ lớn,
hệ dầm phụ bố trí nhỏ lẻ với những công trình không có hệ thống cột giữa, dẫn đến chiều cao thông thuỷ mỗi tầng thấp hoặc phải nâng cao chiều cao tầng không có lợi cho kết cấu khi chịu tải trọng ngang Không gian kiến trúc bố trí nhỏ lẻ, khó tận dụng Quá trình thi công chi phí thời gian và vật liệu lớn cho công tác lắp dựng ván khuôn
2.1.2 Phương án sàn sườn BTCT
Trang 15a Ưu điểm: Tránh được có quá nhiều cột bên trong nên tiết kiệm được không gian sử
dụng và có kiến trúc đẹp, thích hợp với các công trình yêu cầu thẩm mỹ cao và không gian sử dụng lớn như hội trường, câu lạc bộ Khả năng chịu lực tốt, thuận tiện cho bố trí mặt bằng.
b.Nhược điểm: Không tiết kiệm, thi công phức tạp Mặt khác, khi mặt bằng sàn quá
rộng cần phải bố trí thờm cỏc dầm chính Vì vậy, nó cũng không tránh được những hạn chế do chiều cao dầm chính phải lớn để giảm độ võng Việc kết hợp sử dụng dầm chính dạng dầm bẹt để giảm chiều cao dầm có thể được thực hiện nhưng chi phí cũng sẽ tăng cao vì kích thước dầm rất lớn.
2.1.3 Phương án sàn không dầm ứng lực trước
Cấu tạo hệ kết cấu sàn bao gồm các bản phẳng kê trực tiếp lên cột (có mũ cột hoặc không).
a Ưu điểm:
o Chiều cao kết cấu nhỏ nên giảm được chiều cao công trình.
o Tiết kiệm được không gian sử dụng
o Dễ phân chia không gian.
o Tiến độ thi công sàn ƯLT (6 - 7 ngày/1 tầng/1000m 2 sàn) nhanh hơn so với thi công sàn BTCT thường.
o Do có thiết kế điển hình không có dầm giữa sàn nên công tác thi công ghép ván khuôn cũng dễ dàng và thuận tiện từ tầng này sang tầng khác do ván khuôn được
tổ hợp thành những mảng lớn, không bị chia cắt, do đó lượng tiêu hao vật tư giảm đáng kể, năng suất lao động được nâng cao.
o Khi bờtụng đạt cường độ nhất định, thép ứng lực trước được kéo căng và nó sẽ chịu toàn bộ tải trọng bản thân của kết cấu mà không cần chờ bờtụng đạt cường
độ 28 ngày Vì vậy thời gian tháo dỡ cốt pha sẽ được rút ngắn, tăng khả năng luân chuyển và tạo điều kiện cho công việc tiếp theo được tiến hành sớm hơn.
o Làm tăng độ cứng của kết cấu, do vậy giảm được kích thước tiết diện, giảm được trọng lượng bản thân kết cấu và vượt được các khẩu độ lớn.
o Có khả năng khống chế sự hình thành vết nứt và độ võng.
o Tiết kiệm được vật liệu bê tông và thép do việc sử dụng vật liệu cường độ cao.
o Do sàn phẳng nên bố trí các hệ thống kỹ thuật như điều hoà trung tâm, cung cấp nước, cứu hoả, thông tin liên lạc được cải tiến và đem lại hiệu quả kinh tế cao.
b Nhược điểm:
o Tính toán tương đối phức tạp, mô hình tính mang tính quy ước cao, đòi hỏi nhiều kinh nghiệm vì phải thiết kế theo tiêu chuẩn nước ngoài.
Trang 16o Thiết bị và máy móc thi công chuyên dùng, đòi hỏi thợ tay nghề cao Giá cả đắt
và những bất ổn khó lường trước được trong quá trình thiết kế, thi công và sử dụng.
2.2 Lựa chọn phương án kết cấu sàn
- Trên cơ sở phân tích các phương án kết cấu sàn, đăc điểm của công trình ta dùng phương án sàn sườn bê tông toàn khối (với việc bố trí thêm dầm phụ) cùng với mong muốn được học hỏi thêm quy trình thiết kế sàn BTCT ứng lực trước, em đề xuất sử dụng 2 phương án sàn sườn toàn khối và sàn không dầm BTCT ứng lực trước căng sau khụng bỏm dớnh cho sàn các tầng
3 LẬP CÁC MẶT BẰNG KẾT CẤU, ĐẶT TÊN CHO CÁC CẤU KIỆN, LỰA CHỌN SƠ BỘ KÍCH THƯỚC CÁC CẤU KIỆN.
3.1 Lập các mặt bằng kết cấu và đặt tên cho các cấu kiện
Việc đặt tên cho các cấu kiện trên mặt bằng kết cấu dựa trên cơ sở là vị trí cấu kiện
và đặc điểm làm việc của cấu kiện Những cấu kiện nằm ở cùng tầng, có vị trí và đặc điểm làm việc giống nhau thì có tên giống nhau
Chi tiết xem ở các bản vẽ các mặt bằng kết cấu các tầng.
3.2 Lựa chọn sơ bộ kích thước các cấu kiện phương pháp sàn ứng lực trước
Trong đó: F : Diện tích tiết diện cột
k : Hệ số kể đến ảnh hưởng của sự lệch tâm (0.9 – 1.5)
Rb: Cường độ chịu nén tính toán của bờtụng (B25 có R b = 1450 T/m 2 )
N : Lực nén tác dụng lên cột (T), sơ bộ xác định bằng N n.S.q , với
n : Số tầng của công trình
S : Diện tích truyền tải tới cột
Trang 17Diện tích truyền tải lớn nhất của cột: S = 8,4*5.42 = 45,53 m 2
Với phương án sàn không dầm, chọn q=1.4 T/m 2
Với cột tầng 1 đến tầng kĩ thuật (tầng 6), diện tích tiết diện sơ bộ tính theo tầng 1:
1450 =0.62 m 2 Trong đó n=14 tầng kể cả tầng tum.
Chọn sơ bộ tiết diện cột 0.8m*0.8m = 0.64 m 2
Kiểm tra điều kiện ổn định của cột:
Do cột có tiết diện chữ nhật nên kiểm tra điều kiện ổn định của cột theo ct:
l 0 = 0.7*l = 0.7* 3.9 =2.73 m (3.9m: chiều cao của cột tầng 2, tầng có chiều cao lớn nhất)
tiết diện cột đã chọn đảm bảo điều kiện ổn định.
Diện tích truyền tải lớn nhất của cột: S = 8,4*5,42 = 45,53 m 2
Với phương án sàn không dầm, chọn q=1.4 T/m 2
- Từ tầng 6-mái
Diện tích truyền tải lớn nhất của cột: S = 8,4*5,42 = 45,53 m 2
Với phương án sàn không dầm, chọn q=1.4 T/m 2
Với cột tầng 7-mái, tiết diện cột tầng trên bằng tiết diện cột tầng 7 Diện tích tiết diện sơ
1450 =0.37 m 2 Trong đó n=8 tầng kể cả tầng tum và mái.
Chọn sơ bộ tiết diện cột 0,7m*0,7m = 0,49 m 2
Kiểm tra điều kiện ổn định của cột:
Do cột có tiết diện chữ nhật nên kiểm tra điều kiện ổn định của cột theo ct:
l 0 = 0.7*l = 0.7* 3.4 =2.38 m (3.4m: chiều cao của cột tầng 7- mái)
Trang 183.2.3 Kích thước lõi:
- Chiều dầy lõi thang máy lấy bằng 30 cm thỏa mãn điều kiện(theo TCXD 198 – 1997)
+ Chiều dày lõi l 150mm và l 20
t
h
=
390 19,5
Với h t là chiều cao lớn nhất của chiều cao tầng.
3.3 Lựa chọn sơ bộ kích thước các cấu kiện phương pháp sàn sườn BT toàn khối
3.3.1 Chiều dày sàn:
- Chiều dày bản chọn sơ bộ theo công thức:
m
l D
h b *
Với: D = (0,8 1,4) -Ta có l = 900 cm; chọn D = 0.8
-Với bản kê bốn cạnh chọn m = 40 -50, ta chọn m = 45 ta có chiều dày sơ bộ của bản sàn:
14, 4 50
Trang 19Trong đó: F : Diện tích tiết diện cột
k : Hệ số kể đến ảnh hưởng của sự lệch tâm (0.9 – 1.5)
Rb: Cường độ chịu nén tính toán của bờtụng (B25 có R b = 1450 T/m 2 )
N : Lực nén tác dụng lên cột (T), sơ bộ xác định bằng N n.S.q , với
n : Số tầng của công trình
S : Diện tích truyền tải tới cột
q : Tải trọng sơ bộ tác dụng lên 1m 2 sàn (q = 1.0 ữ 1.4 T/m 2 )
- Dự kiến sẽ thay đổi tiết diện cột 1 lần.
-Từ tầng 1-6
- Xét cột các trục biên:
Diện tích truyền tải lớn nhất của cột: S = 4,5*3,9 = 17,55 m 2
Với phương án sàn không dầm, chọn q=1.2 T/m 2
Với cột tầng 1 đến tầng kĩ thuật (tầng 7), diện tích tiết diện sơ bộ tính theo tầng 1:
Chọn sơ bộ tiết diện cột 0.6m*0.6m = 0,36 m 2
Kiểm tra điều kiện ổn định của cột:
Do cột có tiết diện chữ nhật nên kiểm tra điều kiện ổn định của cột theo ct:
l 0 = 0,7*l = 0,7* 3,9 = 2,73 m (3,9m: chiều cao của cột tầng 2, tầng có chiều cao lớn nhất)
2,73
Trang 20Diện tích truyền tải lớn nhất của cột: S = 4,5*3,9 = 17,55 m 2
Với phương án sàn không dầm, chọn q=1,2 T/m 2
- Xét cột các trục giữa:
Diện tích truyền tải lớn nhất của cột: S = 8,4*5.42 = 45,53 m 2
Với phương án sàn không dầm, chọn q=1,2 T/m 2
Với cột tầng 1 đến tầng kĩ thuật (tầng 7), diện tích tiết diện sơ bộ tính theo tầng 1:
Chọn sơ bộ tiết diện cột 0.8m*0.8m = 0.64 m 2
Kiểm tra điều kiện ổn định của cột:
Do cột có tiết diện chữ nhật nên kiểm tra điều kiện ổn định của cột theo ct:
l 0 = 0,7*l = 0,7* 3,9 =2,73 m (3,9m: chiều cao của cột tầng 2, tầng có chiều cao lớn nhất)
tiết diện cột đã chọn đảm bảo điều kiện ổn định.
Diện tích truyền tải lớn nhất của cột: S = 8,4*5,42 = 45,53 m 2
Với phương án sàn không dầm, chọn q=1.4 T/m 2
- Từ tầng 7-mái
- Xét cột các trục biên:
Diện tích truyền tải lớn nhất của cột: S = 4,5*3,9 = 17,55 m 2
Với phương án sàn không dầm, chọn q=1,2 T/m 2
Với cột tầng 7-mái, tiết diện cột tầng trên bằng tiết diện cột tầng 7 Diện tích tiết diện sơ
1450 =0.14 m 2 Trong đó n=8 tầng kể cả tầng tum và mái.
Chọn sơ bộ tiết diện cột 0,4m*0,4m = 0,16 m 2
Kiểm tra điều kiện ổn định của cột:
Trang 21Trong đó l 0 là chiều dài tính toán Đây là kết cấu khung nhà nhiều tầng có liên kết cứng giữa dầm và cột, kết cấu đổ toàn khối, khung có 3 nhịp trở lên nên
l 0 = 0,7*l = 0,7* 3,4 =2,38 m (3.4m: chiều cao của cột tầng 7- mái)
Diện tích truyền tải lớn nhất của cột: S = 8,4*5,42 = 45,53 m 2
Với phương án sàn không dầm, chọn q=1,2 T/m 2
Với cột tầng 7-mái, tiết diện cột tầng trên bằng tiết diện cột tầng 7 Diện tích tiết diện sơ
1450 =0.36m 2 Trong đó n=8 tầng kể cả tầng tum và mái.
Chọn sơ bộ tiết diện cột 0,6m*0,6m = 0,36 m 2
Kiểm tra điều kiện ổn định của cột:
Do cột có tiết diện chữ nhật nên kiểm tra điều kiện ổn định của cột theo ct:
l 0 = 0,7*l = 0,7* 3,4 =2,38 m (3.4m: chiều cao của cột tầng 7- mái)
Với h t là chiều cao lớn nhất của chiều cao tầng.
Trang 22Áp dụng công thức tính tải trọng tính toán : g tt n g* tc
Với n là hệ số tin cậy của các tải trọng n được xác định theo TCVN 2737-95
(n= 1.3 cho các công việc thực hiện thủ công, n=1.1 cho các công việc còn lại).
a Tĩnh tải sàn phòng làm việc
(mm)
T.Lượng riêng (kG/m3)
Tải trọng tiêu chuẩn (kG/m2)
Hệ số vượt tải
Tải trọng tính toán (kG/m2)
Tải trọng tiêu chuẩn (kG/m2)
Hệ số vượt tải
Tải trọng tính toán (kG/m2)
Trang 23Các lớp sàn
Chiều dày (mm)
T.Lượng riêng (kG/m3)
Tải trọng tiêu chuẩn (kG/m2)
Hệ số vượt tải
Tải trọng tính toán (kG/m2)
T.Lượng riêng (kG/m3)
Tải trọng tiêu chuẩn (kG/m2)
Hệ số vượt tải
Tải trọng tính toán (kG/m2)
T.Lượng riêng (kG/m3)
Tải trọng tiêu chuẩn (kG/m2)
Hệ số vượt tải
Tải trọng tính toán (kG/m2)
Trang 24Các lớp tường Chiềudày
(mm)
T.Lượng riêng (kG/m3)
Tải trọng tiêu chuẩn (kG/m2)
Hệ số vượt tải
Tải trọng tính toán (kG/m2)
- Tải trọng tường phân bố trên 1m dài lấy75% che
* Tường xây gạch rỗng 220 cao 3 (m)
Các lớp tường
Chiều dày (mm)
T.Lượng riêng (kG/m3)
Tải trọng tiêu chuẩn (kG/m2)
Hệ số vượt tải
Tải trọng tính toán (kG/m2)
- Tải trọng tường phân bố trên 1m dài lấy75% che
* Tường xây gạch đặc 220 cao 3.9 (m)
Các lớp tường
Chiều dày (mm)
T.Lượng riêng (kG/m3)
Tải trọng tiêu chuẩn (kG/m2)
Hệ số vượt tải
Tải trọng tính toán (kG/m2)
- Tải trọng tường phân bố trên 1m dài lấy75% che
* Tường xây gạch rỗng 220 cao 3.9 (m)
Các lớp tường
Chiều dày (mm)
T.Lượng riêng (kG/m3)
Tải trọng tiêu chuẩn (kG/m2)
Hệ số vượt tải
Tải trọng tính toán (kG/m2)
- Tải trọng tường phân bố trên 1m dài lấy75% che
Trang 25* Tường xõy gạch đặc 220 cao 3.6 (m)
Các lớp tường
Chiều dày (mm)
T.Lượng riêng (kG/m3)
Tải trọng tiêu chuẩn (kG/m2)
Hệ số vượt tải
Tải trọng tính toán (kG/m2)
- Tải trọng tường phân bố trên 1m dài lấy75% che
* Tường xây gach rỗng 220 cao 3.6 (m)
Các lớp tường
Chiều dày (mm)
T.Lượng riêng (kG/m3)
Tải trọng tiêu chuẩn (kG/m2)
Hệ số vượt tải
Tải trọng tính toán (kG/m2)
- Tải trọng tường phân bố trên 1m dài lấy75% che
* Tường xây gạch đặc 220 cao 3.4 (m)
Các lớp tường
Chiều dày (mm)
T.Lượng riêng (kG/m3)
Tải trọng tiêu chuẩn (kG/m2)
Hệ số vượt tải
Tải trọng tính toán (kG/m2)
- Tải trọng tường phân bố trên 1m dài lấy75% che
* Tường xây gạch rỗng 220 cao 3.4 (m)
Các lớp tường
Chiều dày (mm)
T.Lượng riêng (kG/m3)
Tải trọng tiêu chuẩn (kG/m2)
Hệ số vượt tải
Tải trọng tính toán (kG/m2)
- Tải trọng tường phân bố trên 1m dài lấy75% che
Trang 26* Tường ngăn gạch rỗng 220 cao 3 (m)
Các lớp tường Chiềudày
(mm)
T.Lượng riêng (kG/m3)
Tải trọng tiêu chuẩn (kG/m2)
Hệ số vượt tải
Tải trọng tính toán (kG/m2)
* Tường ngăn gạch rỗng 220 cao 3.9 (m)
Các lớp tường
Chiều dày (mm)
T.Lượng riêng (kG/m3)
Tải trọng tiêu chuẩn (kG/m2)
Hệ số vượt tải
Tải trọng tính toán (kG/m2)
* Tường ngăn gạch rỗng 220 cao 3.6 (m)
Các lớp tường
Chiều dày (mm)
T.Lượng riêng (kG/m3)
Tải trọng tiêu chuẩn (kG/m2)
Hệ số vượt tải
Tải trọng tính toán (kG/m2)
* Tường ngăn gạch rỗng 220 cao 3.4 (m)
Các lớp tường
Chiều dày (mm)
T.Lượng riêng (kG/m3)
Tải trọng tiêu chuẩn (kG/m2)
Hệ số vượt tải
Tải trọng tính toán (kG/m2)
Trang 271.2 Hoạt tải
Dựa vào công năng sử dụng của cỏc phũng và của công trình trong mặt bằng kiến trúc
và theo TCVN 2737-95 về tiêu chuẩn tải trọng và tác động, ta có số liệu hoạt tải cho các loại sàn sau:
- Trong nhà cao tầng, do xác suất xuất hiện hoạt tải ở tất cả cỏc phũng và tất cả các tầng
là không xảy ra, do đó giá trị hoạt tải sử dụng được nhân với hế số giảm tải được quy định trong TCVN 2737-1995
+ Đối với nhà ở, phòng ăn, WC, phòng làm việc hệ số giảm tải là:
1 1
/
6 , 0 4
,
0
A A
, với diện tích phòng A A 1 = 9 m 2 + Đối với phòng họp, phòng giải trí, ban công, lô gia hệ số giảm tải là:
2
2
/
5 , 0 5 , 0
A A
, với diện tích phòng A A 2 = 36 m 2 -Với công trình này chỉ sử dụng hệ số giảm tải theo diện tích phòng, không dùng hế số giảm tải theo chiều cao tầng Hoạt tải cho các khu vực chức năng được nhập vào sơ đồ tính riờng cho từng khu vực trên sàn và nhân với hế số giảm tải tương ứng.
Ta có bảng tính giá trị hoạt tải phân bố đều trên sàn.
Phòng chức năng dài hạnTTTC
TTTC Toàn phần
Hệ số vượt tải
TT tính toán
Trang 282 TẢI TRỌNG NGANG
2.1.Tải trọng gió
Tải trọng gió được xác định theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 2737-95 và TCXD
229-1999 Tải trọng gió gồm hai thành phần: tĩnh và động Vỡ công trỡnh có chiều cao lớn (H = 45.7m > 40.0m) nên phải kể đến thành phần gió động trong tính toán.
2.1.1 Thành phần gió tĩnh
Giá trị tính toán thành phần tĩnh của tải trọng gió tác dụng phân bố đều trên một đơn vị diện tích được xác định theo công thức
W tc =W o k.c; trong đó:
- n : hệ số tin cậy của tải gió n=1.2
-W o : Giá trị áp lực gió tiêu chuẩn lấy theo bản đồ phân vùng áp lực gió Theo TCVN 2737-95, khu vực Cầu Giấy- Hà Nội thuộc vùng II-B có W o = 95 kG/m 2
- k: Hệ số tính đến sự thay đổi áp lực gió theo độ cao so với mốc chuẩn và dạng địa hình, hệ số k tra theo bảng 5 TCVN 2737-95 Địa hình dạng B.
- c: Hệ số khí động , lấy theo chỉ dẫn bảng 6 TCVN 2737-95, phụ thuộc vào hình khối công trình và hình dạng bề mặt đún giú Theo sơ đồ 2 của bảng này: c = +0.8 với mặt đún giú và c = -0.6 với mặt khuất gió.
Kết quả tính toán gió tĩnh theo 2 phương X, Y được lập thành bảng sau đây:
Bảng tính tải trọng gió tĩnh theo phương OX:
)
Fx (kG)
0
0.6
-0.
Trang 290.6
Fy (kG)
0
0.6
0.6 0.
Trang 30Theo TCXD 229-1999, thành phần động của tải trọng gió là lực do xung của vận tốc gió và lực quán tính của công trình gây ra Để tính được các lực này, trước hết cần xác định các dao động riêng của công trình, so sánh tần số dao động riêng với tần số giới hạn f L để tiến hành các bước tính toán tiếp theo Bản chất của f L là mốc tần số dao động
mà qua đó cho phép kể đến hay không kể đến ảnh hưởng của lực quán tính tới thành phần gió động Với sự hỗ trợ của phần mềm phân tích kết cấu ETABS, sử dụng sơ đồ tính toán khung không gian để xác định dao động riêng của công trình Đồng thời qua
đó xác định các thông số cần thiết khác cho tính toán gió động như khối lượng các tầng
M j (ở tầng thứ j), khối lượng hữu hiệu các tầng tham gia dao động riêng theo các phương…
Theo TCXD 229 – 1999:
Khối lượng tham gia tính toán dao động riêng là [100% Tĩnh tải + k % Hoạt tải] Với công trình nhà chung cư, k = 50 đối với các hoạt tải tiêu chuẩn (người và đồ đạc – xác định theo TCVN 2737-95) và k = 100 đối với bể chứa nước.
+ Các bước xác định tần số dao động riêng của công trình bằng ETABS 9.07
- Khởi động chương trình ETABS 9.07, khai báo đơn vị tính toán là (T, m)
- Thiết lập sơ đồ hình học không gian mô phỏng công trình thực tế: Các cột và dầm
được khai báo là các phần tử frame, các vách được khai báo là các phần tử wall, các ô sàn được khai báo là các phần tử slab.
- Chia nhỏ cỏc ụ sàn, cỏc vỏch cứng (mesh shell), chia nhỏ các dầm đỡ tương ứng với ô sàn (divide line).
- Định nghĩa các trường hợp tải trọng (Load Cases) gồm Tĩnh tải (TT) và hoạt tải (HT),
tiến hành gỏn cỏc tải trọng tương ứng với từng trường hợp tải này cho các tầng.
- Tạo sàn cứng ở mỗi mức sàn (Rigid Diaphragm), xem sàn tuyệt đối cứng trong mặt
phẳng của nó nhằm giảm khối lượng tính toán cho ETABS.
- Khai báo tải trọng tham gia quá trình phân tích dao động TT + 0.5*HT (define mass source) Chú ý gán tải trọng bể nước mái vào tĩnh tải TT.
- Thiết lập các thông số phân tích động (Dynamic Analysis) hiển thị 12 Mode dao động
đầu tiên-chạy chương trình.
Trang 32Kết quả phân tích dao động được lấy từ Display Output và file.out của chương trình phân tích kết cấu:
Chu kì và tần số dao động riêng :
Trang 33Story Diaphragm MassX MassY XCM YCM XCR YCR Tầng 2 D1 74.57475 74.57475 16.30815 7.014578 7.333014 7.17 Tầng 3 D2 76.9059 76.9059 16.26337 7.160666 6.795403 7.17 Tầng 4 D3 73.98093 73.98093 16.23575
7.03832
5 7.187268 7.17 Tầng 5 D4 73.80466 73.80466 16.45296 7.172545 7.705432 7.17 Tầng 6 D5 73.80466 73.80466 16.45296 7.172545 8.233871 7.17 Tầng 7 D6 71.81372 71.81372 16.41235 7.171186 8.720799 7.17 Tầng 8 D7 69.89149 69.89149 16.33024
7.22289
3 8.890081 7.17 Tầng 9 D8 70.2562 70.2562 16.36171 7.172673 9.119576 7.17 Tầng 10 D9 70.2655 70.2655 16.36011 7.169405 9.383539 7.17 Tầng 11 D10 71.88873 71.88873 16.56375
7.18277
5 9.669309 7.17 Tầng 12 D11 76.78862 76.78862 16.91495
7.16541
9 9.976053 7.17 Tầng tum D12 59.2385 59.2385 13.97815 7.146636 10.3085 7.17 Tầng mái D13 30.87467 30.87467 9.313057 7.17 10.22332 7.17
Trang 34Các mode dao động cùng chuyển vị theo các phương tương ứng: xem phụ lục
Nhận xét về kết quả phân tích kết cấu: Căn cứ vào tần số và chu kì dao động, ta thấy
có 3 Mode có tần số dao động nhỏ hơn tần số giới hạn f L
Các công trình bờtụng cốt thép và gạch đá kể cả các công trình bằng khung bao che có , giá trị giới hạn của tần số dao động riêng tại vùng áp lực gió II là f
Mode 1: thuộc dạng dao động thứ nhất theo phương Oy, f 1y = 0.613 s-1
Mode 2: thuộc dạng dao động thứ nhất theo phương Ox, f 1x = 0.634 s-1
Nguyên tắc tính toán: Giá trị tiêu chuẩn thành phần động của gió tác dụng lên phần
thứ j (có độ cao ứng với dạng dao động riêng thứ i) xác định theo công thức:
W p(ji) = M j i i y ji Trong đó:
- M j : khối lượng tập trung của phần công trình thứ j.
- i : hệ số động lực ứng với dạng dao động thứ i, không thứ nguyên.
- y ji : dịch chuyển ngang tỉ đối của trọng tâm phần công trình thứ j ứng với dạng dao động thứ i.
- i : hệ số được xác định bằng cách chia công trình thành n phần, trong phạm vi mỗi phần tải trọng gió có thể coi như không đổi.
Trang 35W Fj = W tcj. j i D j h j Trong đó:
- W tcj : giá trị tiêu chuẩn thành phần tĩnh của áp lực gió tại phần j (Xác định ở phần gió tĩnh)
- D j , h j : bề rộng và chiều cao của mặt đún giú ứng với phần thứ j.
- j : hệ số áp lực động của tải trọng gió ở độ cao z ứng với phần thứ j của công trình (Tra theo bảng 3 TCXD 229-1999).
- : hệ số tương quan không gian áp lực động của tải trọng gió Với dạng dao động thứ nhất lấy = 1 , với các dạng dao động khác lấy = 1 1 được xác định thông qua các tham số , của công trình.
Dao động theo phương Y (hay phương Oy)
Gió theo phương Y thì lấy mặt phẳng tọa độ cơ bản ZOX
Với các tầng 1-tâng kĩ thuật
nW
=
1, 2.950 940.0,613 = 0.059 Tra đồ thị hình 2 trong TCXD 229-1999 với = 0.3(công trỡnh bờtụng cốt thép và gạch
đá kể cả các công trình bằng khung thép có kết cấu bao che) ta được:
1x = 1.55
Ta có y ji : dịch chuyển ngang tỉ đối của trọng tâm phần công trình thứ j ứng với dạng
Trang 36Lực gió động tác dụng vào công trình theo các dạng dao động được tính toán và lập thành bảng dưới đây:
Bảng tính tải trọng gió động tác dụng lên công trình theo phương OY:
Tổng OY (kG)
Trang 38Dao động theo phương X (hay phương Ox)
Gió theo phương OX thì lấy mặt phẳng tọa độ cơ bản ZOY
Với các tầng 1-tâng kỉ thuật
Trang 39- n: hệ số tin cậy của tải trọng gió, n = 1.2
nW
=
1, 2.950 940.0,634 = 0.056 Tra đồ thhỡnh 2 trong TCXD 229-1999 với = 0.3 ta được:
5 0.001117 1.24851E-06 738046.6 0.466 3135.1773 3.503138 0.921455 4.01 6146.779
6 0.001187 1.409E-06 737663.9 0.456 3179.3889 3.773971 1.011853 4.01 6353.763
Trang 408 0.001292 1.66974E-06
741615.
2
0.44 7
3280.743 5
4.23932 8
1.17309
6766.71 7
3340.988 3
4.40825 6
2303.567 6
2.93017 2
0.49955
2927.27 2
14 0.001266 1.60196E-06 15286.89 0.424 599.51671 0.7588 0.024489 4.01 144.2162
Tổng cộng
45.5588 1
11.3688 5