Lựa chọn giải pháp kết cấu cho trụ sở ủy ban nhân dân, hội đồng nhân dân tỉnh thái bình

Sơ bộ phương án kết cấu Hệ kết cấu chịu lực của nhà nhiều tầng là bộ phận chủ yếu của công trình nhận các loại tải trọng và truyền xuống móng, xuống đất nền.. Hai hệ trên có ưu điểm lớn

Trang 1

CHƯƠNG 2: LỰA CHỌN GIẢI PHÁP KẾT CẤU

2.1 Sơ bộ phương án kết cấu

Hệ kết cấu chịu lực của nhà nhiều tầng là bộ phận chủ yếu của công trình nhận các loại tải trọng và truyền xuống móng, xuống đất nền

Một số hệ kết cấu chịu lực thường dùng cho nhà cao tầng: Hệ khung chịu lực, hệ lõi chịu lực, hệ vác chịu lực, hệ hỗn hợp,

2.1.1 Phản tích các dạng kết cấu khung

2.1.1.1 Hệ khung chịu lực

Được tạo thành từ các thanh đứng (cột) và các thanh ngang( dầm )(hệ thuần

khung) Hệ này dùng cho công trình < 22 tầng

Độ cứng theo phương ngang rất lớn, giảm chuyển vị ngang, được lợi dụng để làm

thang máy, ống kỹ thuật

Hai hệ trên có ưu điểm lớn là độ cứng lớn, chịu tải trọng ngang và chống xoắn lớn,

ở đây sử dụng hệ kết cấu khung lõi: vì hệ này ngoài ưu điểm ở trên còn lợi dụng thang

máy để làm lõi

Các khung được cấu tạo từ các dầm và cột

2.1.2 Phuong an lua chon

Ta lựa chọn sơ đồ khung giằng vì với sơ đồ này ta coi khung chịu tải trọng thẳng đứng ứng với diện truyền tải đến nó

Còn tải trọng ngang do lõi và khung chịu

Như vậy đặc điểm hệ kết cấu chịu lực của công trình là khung lõi , tính toán theo sơ

Trang 2

2.1.3 Kích thước sơ bộ của kết cấu

D: Hệ số phụ thuộc tính chất của tải trọng : D = 0,8 + 1,4

M : Hé số phụ thuộc từng loại ban

M = 30 + 35 véi ban làm việc theo 1 phương

M = 40 + 45 véi ban lam viéc theo 2 phương

Vậy lựa chọn chiều dày bản sàn 8cm cho toàn bộ sàn

2.1.3.2 Chọn sơ bộ kích thước dâm (theo mặt bằng kết cấu)

Chiều cao tiết diện dầm h chọn theo nhịp: h„= _ (2-2)

d

Trong đó l¿: nhịp của dầm đang xét

mạ : hệ số tuỳ thuộc vào loại dầm:

+ Đối với dầm chính, mạ = 8+12 + Đối với dầm phụ, mạ = 12+20 + Đối với dầm conxon, mạ = 5+7

Hình 2.1: Bố trí cấu kiện mặt bằng điển hình

Sinh viên: Vũ Thị Thuý _ Lớp: XDD47-ĐH2 Trang: 5

Trang 3

s Dâm DỊ

Nhịp tính toán của dầm là 6m

1 h= 9 x600 = 66,5cm Chọn hạ=65cm; bạ=(0.3 +0.5)h¿ Chọn bạ = 22 cm

Do tầng áp mái bố trí thêm một hệ cột kích thước 300”"x300"" trên dầm DI, nên

để đảm bảo yêu cầu chịu lực của dầm DI tâng ó, thay bằng dầm D1-6 có kích thước 22x 80™ va mat bang bố trí cấu kiện tầng áp mái và tầng mái cho như hình 2.2

Trang 4

- Yêu cầu kiến trúc

- Đảm bảo điều kiện l/h > 4

Diện tích của cột được xác định sơ bộ theo công thức:

Trong đó:

F;¡ : diện tích tiết diện ngang cội

R„ : cường độ tính toán của bê tông R„ = 90 KG/m7

N¿ : lực nén lớn nhất trong cội:

Trong đó:

Š : Diện tích truyền tải

q: Tải trọng trung bình trên 1 tang

Trang 5

Vậy chọn kích thước tiết diện cột cho các tầng như sau:

Bang 2-1: Bang chon tiét dién cột

2.2 Tinh toán tải trọng

Tải trọng tác dụng lên công trình gồm có tải trọng đứng, tải trọng ngang:

Tĩnh tải, hoạt tải sử dụng, tải trọng gió

Với công trình ta đang thiết kế có chiều cao H < 40 m nên ta không xét tới thành phần

gió động Tải trọng động đất ở đây cũng bỏ qua không xét đến vì việc xét đến tải trọng

động đất tác dụng vào công trình là việc làm khá phức tạp và khó khăn

2.2.1 Tai trong tac dung lên sàn

2.2.1.1 Tinh tai

Sinh viên: Vũ Thị Thuý _L6p: XDD47-DH2 Trang: 8

Trang 6

hồng làm vige |~ Ba BICT , hy=8em, Pong x =2500(kg/m) 0,08.2500 = 200 | 1,1 | 220 a ˆ ,

- Vira trat tran, 1,5cm yore 0,015.1800 =27 | 1,3 | 35,1

Trang 7

2.2.1.2 Hoạt tải

Bảng 2-3: Bảng tính toán giá trị hoạt tải trên sàn

Số thứ tự Loại tải trọng Đơnvị | Tải trọng tiêu chuẩn | n

- Tải trọng tác dụng trên sàn được quy về dạng hình thang hoặc tam giác, theo các

công thức sau :

+ Tải tam giác :

( Mat bing phan tai nhu hinh vé )

Trang 8

Hình 2.3: Sơ đồ phân tải tác dụng vào khung K2

a Tĩnh tải tác dụng lên khung tầng trệt: (Tiết diện cột 0,5 x 0,5m)

Trang 9

( Lấy trọng lượng riêng của gỗ nhóm II làm cửa đi là 1000 KG/m )

Trang 11

Như vậy: Tải trọng tác dụng lên dầm DI, gồm có tải trọng sàn phân bố hình tam giác, tải trọng tường xây trên dầm và tải trọng do trọng lượng bản thân dầm phân bố đều Tải trọng tác dụng lên dầm D2 gồm tải trọng phân bố hình tam giác và tải trọng

do trọng lượng bản thân dầm phân bố đều

- Tải trọng tác dụng lên dầm DI (bên trái) trục C-D

Hinh 2.4: So dé tinh tải tác dụng lên khung tầng trét (DV: kG; kG/m)

b Tinh tdi tac dung lén khung tang 1: (Tiét dién cét 0,5x 0,5 m)

“* Luc tap trung PT:

Py = Poort Paam doct Parangt Peta, kinht Pesan Poor = 0,45 0,45 3,3 2500 1,1 = 1837,69 (kG)

Trang 12

Trong đó: - l¡ = 2,7" - Cạnh ngắn của ô san Swe

Trang 14

|

=> P, = 14791,1 (kG)

s* Ti trọng phán bố tác dụng lên dâm:

Xác định tương tự như khung tầng trệt ta có:

- _ Tải trọng tác dụng lên dầm DI (bên phải): đDỊ = 3445,05 (KG/m)

Hinh 2.5: So dé tinh tai tac dung lén khung tang 1(DV: kG; kG/m)

c Tĩnh tải tác dụng lên khung tầng 2: (Tiết diện cột 0,45x 0,45 m)

Trang 15

5 L, 5 2,7 -, S (swc -ÈI 2 dị.—.2 = — 581,7.2,7 S 2

Trang 16

“* Tai trọng phân bố tác dụng lên dam:

- Tải trọng tác dụng lên dầm DI (bên trái): đDI = 3638,25(KG/m)

- Tải trọng tác dụng lên dầm DI (bên phải): aby = 3445,05 (KG/m)

Hình 2.6: So dé tinh tai tac dung lén khung tang 2(DV: kG; kG/m)

d Tinh tai tac dung lén khung tang 3: (Tiết diện cột 0,45x 0,45 m)

Trang 17

“+ Luc tap trung PI:

P= Poot Paamdoct Prune Peita, kin Pean

Prong = 0,22.1800 1,2 Ung 2) = 5174,93 (kG)

Trang 19

- Tải trọng tác dụng lên dầm DI (bên trái): đDI = 3638,25(KG/m)

- Tải trọng tác dụng lên dầm DI (bên phải): aby = 3445,05 (KG/m)

- Tai trong tac dung lén dém D2: qp, = 2041 (KG/m)

Sơ đồ đặt tải trọng lên khung tầng 3 như hình 2.7 :

e Tĩnh tải tác dụng lên khung tầng 4: (Tiết diện cột 0,4x 0,4 m)

Trang 20

- Do tải trọng hình thang ô sàn S1 truyền vào: k.qsụ 4.2

“+ Luc tap trung P3:

P, = Prot Pham doct Phường? Protta + Pon

Trang 21

Py = Prot Pham dọcT Prutnet Protta + Pan

Trang 22

- Tải trọng tác dụng lên dầm DI (bên trái): qi¡ = 3638,25(KG/m)

- Tải trọng tác dụng lên dầm DI (bên phải): qi = 3445,05 (KG/m)

ƒ Tĩnh tải tác dụng lên khung tầng 5: (Tiết diện cột 0,4x 0,4 m)

Trang 23

- Do tải trọng hình thang ô sàn S1 truyền vào: kqsrl-2-2

Trang 24

- Tải trọng tác dụng lên dầm DI (bên phải): qi = 3445,05 (KG/m)

g Tinh tai tac dung lén khung tang 6: (Tiét dién cột 0,35x 0,35 m)

Như đã trình bày ở trên Do tầng áp mái (tang 7) bố trí hệ cột trên dầm có tiết diện

0,3 x 0,3m Vì yêu cầu cấu tạo nên chọn kích thước dầm DI- 6 là 0,22 x 0,8m thay cho

dâm DI Ngoài ra, dịch chuyển dâm D3? về vị trí chân cột Mặt bằng truyền tải và sơ

đồ tải trọng tác dụng vào khung tầng 6 như hình 2.10:

Trang 25

Hình 2.10: Sơ đồ phản tải tác dụng vào khung tầng 6

s* Tởi trọng tập trung PI:

Pị= Pam doct Pan

“+ Tdi trong tap trung P2:

Pạ= Poot + Pati doc + Prusng +Pean Prot = 0,3 0,3 3,3 2500 1,1 = 816,75 (kG)

Paamaocpa: = 0,22 0,45 “= 2 2500 1,1 = 1470,15 (kG)

= 4460,26(kg)

Phường = 12.0221 (*45 9 2) — 045)| 1800 = 6180(&G)

- Do ô hình thang sàn 1,85"x 5,4" truyền vào: (1— 2B” + B)ayl.2-2

Trang 26

Với: pat bit 21, 2°5,4 5Š — 171

Tải trọng tác dụng lên dầm DI - 6 gồm có tải trọng bản thân và tải trọng sàn phân

bố hình tam giác Tải trọng tác dụng lên dầm D2 gồm tải trọng bản thân và tải trọng sàn phân bố hình tam giác

- Tải trọng bản thân của dam D, _,, D2:

Trang 27

Hinh 2.11: So dé tinh tai tac dung lên khung tầng 6(ÐV: kG; kGIm)

h Tinh tai tac dung lén khung tang 7 (Ap mai):

Tải trọng tầng mái được đưa về đỉnh cột gồm có tải trọng do mái BTCT gây ra,

hoạt tải mái, trọng lượng bản thân của các cấu kiện như: Cột, dầm Mặt bằng truyền tải

và sơ đồ tải trọng tác dụng vào khung tầng 7 như hình 2.12:

PỊE Paẩm doct Psanm

Trang 28

s% Ti trọng phân bố tác dụng lên dâm chính:

Tải trọng phân bố tác dụng lên dầm chính DI gồm tải trọng bản thân dầm, tải trọng từ sàn mái truyền về dạng tam giác Tải trọng tác dụng lên dầm D2 gồm tải trọng bản thân dầm, tải trọng từ sàn mái truyền về dạng tam giác

- Tải trọng tác dụng lên dầm DI:

Tải trọng bản thân dầm DI:

Trang 29

a Hoạt tải phân bố:

% Hoạt tải sàn điển hình quạy = 360 (kGim”)

- Hoạt tải phân bố tác dụng lên dâm D, dưới dạng tam giác và hình thang:

dua„ = 360 (kG/m”) Quy đổi về phân bố đều:

- Tải trọng tác dụng lên dầm DI (bên trái):

Qpit = g asi + ~2B“ +B ).qwe1lƑ”

= T1 = = = 0,45

Trong đó: 1 = 3m - 14 canh ngan cua 6 san S,

1° = 2,7m - 1a canh ngan cia 6 san S,,,

>q71 = > 360.3 +((1—2.0,45? + 0,45°).360.2,7 ) = 1341,8 (kG/m)

- Tải trọng tác dụng lên dầm DI (bên phải):

qpp=2 sai =2 5.3603 = 1350 (KG/m)

- _ Hoạt tải phân bố tác dụng lên dâm D2 dạng tam giác:

Ginax = 360 (kG/m”) Quy đổi về phân bố đều:

dp = ¬ g,.1; = 2.2 360.3 = 1350 (kG/m)

- _ Hoại tải tác dụng lên dâm DI- 6 dưới dạng tải phân bố tam giác:

Do ô sàn 1,85" x 5,4" và ô sàn 4,15" x 5,4" Quy đổi về phân bố đều:

Trang 30

- — Đoạn4,l5m:

q75, s2 =QPni „=2 > dars ff = 2.2 360 4,15 = 1867,5 (kG/m)

- _ Hoạt tải tác dụng lên dâm D2-6 dưới dạng tải phân bố tam giác:

Do ô sàn 3" x 5,4" Quy đổi về phân bố đều:

Gp 6 = 2.2 qạ.!2 = 2.2 360.3 = 1350 (kG/m)

“> Hoat tai san mai Qmax = 97,5 (kGim?)

- Hoat tai mai tac dụng lên dầm DI- 7 dưới dạng tải phân bố tam giác

Quy đổi về phân bố đều:

q1 =2 2 97,5 4,15 = 505,78 (kG/m)

- Hoat tai mai tac dụng lên dầm D2-7 dưới dang tai phân bố tam giác

Quy đổi về phân bố đều:

q7; =2 2 97,5 3 = 365,6 (kG/m)

b Hoạt tải tập trung:

% Hoạt tải sàn điển hình tập trung tại các nút khung từ khung tâng trệt đến khung tâng 6 do sàn truyền vào dưới dạng tải hình thang và tải tam giác quy đổi về tải tương đương: q„„„ = 360 (kG/m”)

- Do 6 tam giác sàn vệ sinh truyền về

Trang 31

của công trình theo phương cạnh ngắn lại nhỏ hơn

Giá trị tiêu chuẩn của thành phần tĩnh của gió W ở độ cao z so với mốc chuẩn tính

k: hệ số kể đến sự thay đổi áp lực gió theo chều cao

c: Hệ số khí động, phụ thuộc vào hình dáng của công trình

Với phía đón gió của công trình lấy c = + 0,8

Phía khuất gió công trình lấy c = - 0,6 ( Dấu trừ chỉ phía gió hút )

Với bước công trình là: B = 5,4 m Tại cao trình z so với cốt + 0,00, giá trị của tải trọng phân bố là:

W'°= W, k c B( KG/m ) Tải trọng tính toán là:

n = 1,2 là hệ số vượt tải của tải trọng, n xác định theo quy phạm

Các giá trị tính toán về hệ số k được cho ở trong bảng sau

Các giá trị W được tính toán cụ thể trong bảng dưới đây:

Trang 32

Bang 2-7: Cac giá trị thành phần tĩnh của gió W“ tác động lên khung

2.2.4 Láp sơ đồ các trường hợp tải trọng

Trang 33

Hinh 2.14: So d6 dat tinh tdi vao khung K2 (DV: kG; kG/m)

Trang 36

0,712 0,950

Hình 2.17: Sơ đô đặt tải gió thổi từ trái sang vào khung K2 (DV: T/m)

Trang 37

Hình 2.18: So dé dat tai gió thổi từ phải sang vào khung K2 (ĐV: Tim)

2.3 Tính toán nội lựccho công trình

2.3.3 Tính toán nội lực cho các kết cấu chính của công trình

Tính toán nội lực cho các cấu kiện bằng phần mềm SAP2000

2.3.4 Tổ hợp nội lực

Kết quả nội lực được xuấ và tổ hợp trên Excell

Định dạng
Số trang	37
Dung lượng	4,84 MB