TM do an khung nha nhieu tang xay dựng DDCN

Thiết kế công trình là một quá trình tính toán phức tạp. Các công trình chịu ảnh hưởng rất nhiều về điều kiện địa hình, thời tiết và khí hậu. Trong đó, đặc biệt phải kể đến sự tác động của tải trọng gió lên các công trình. Tải trọng gió ảnh hưởng rất lớn đến độ bền và mức độ ổn định của công trình. Công trình có chiều cao càng lớn thì mức độ ảnh hưởng của gió đến công trình càng lớn. Nghiên cứu tính toán tải trọng gió theo tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN2737) và tiêu chuẩn Châu Âu EN199114 (EN1) nhằm mục đích rút ra được sự chênh lệch về nội lực và chuyển vị giữa hai tiêu chuẩn tính toán.

Trang 1

MỤC LỤC

Trang 2

CHƯƠNG I : XÁC ĐỊNH SƠ BỘ KÍCH THƯỚC TIẾT DIỆN VÀ LỰA

CHỌN VẬT LIỆU KẾT CẤU CÔNG TRÌNH

I.Vật liệu sử dụng

1.Bê tông:

Sử dụng bê tông cấp độ bền B25, có các đặc trưng vật liệu như sau:

+ Môđun đàn hồi: Eb = 30x103 Mpa = 30x106 kN/m2

+ Cường độ chịu nén: Rb = 14,5 Mpa = 14,5x 103 kN/m2

+ Cường độ chịu kéo: Rbt = 1,05 Mpa = 1,05 x 103 kN/m2

2.Cốt thép:

Sử dụng cốt thép AI, AIII, có các đặc trưng vật liệu như sau:

 Cốt thép AI: (Ø<10)

+ Môđun đàn hồi: Es = 21x104 Mpa = 21x107 (kN/m2)

+ Cường độ chịu nén tính toán: Rsc = 225 Mpa = 225 x103 kN/m2

+ Cường độ chịu kéo tính toán: Rs = 225 Mpa = 22,5 x103 kN/m2

+ Cường độ khi tính cốt ngang: Rsw = 175 Mpa = 17.5 x103 kN/m2

 Cốt thép AIII: (Ø ≥

10)+ Môđun đàn hồi: Es = 21x104 Mpa = 20x107 (kN/m2)

+ Cường độ chịu nén tính toán: Rsc = 365 Mpa = 365 x103 kN/m2

+ Cường độ chịu kéo tính toán: Rs = 365 Mpa = 365 x103 kN/m2

II Chọn sơ bộ kích thước tiết diện

=

(3.1)Trong đó: D = 0,8÷1,4 – hệ số phụ thuộc vào tải trọng, chọn D = 1,3;

M = 30÷35 – với bản làm việc theo 1 phương;

l – nhịp tính toán theo phương cạnh ngắn của ô sàn có kích thước lớn nhất(6300×3150 mm), l = 3150 mm

Vậy: hs= (126÷147)mm

Trang 3

Do có nhiều loại ô bản sàn có kích thước và tải trọng khác nhau sẽ dẫn đến chiều dày bảnsàn khác nhau Để thuận tiện thi công cũng như tính toán thiết kế, ta thống nhất chọn một chiềudày sơ bộ cho tất cả các ô sàn là hs=150 (mm).

b

N

F k R

=Trong đó: F- diện tích tiết diện cột F=bcxhc;

Trang 4

k=1,2÷1,5- hệ số kể đến ảnh hưởng của lệch tâm, độ mảnh,…;

Rb- cường độ chịu nén của bê tông B25, Rb=14.5 MPa;

N- lực dọc tính theo diện truyền tải; sơ bộ lấy theo công thức:

N m q F=Trong đó: ms- số sàn phía trên tiết diện đang xét (kể cả mái), ms=15;

q=10÷14 kN/m2- tải trọng tính trên mỗi mét vuông mặt sàn;

Fs- diện tích mặt sàn truyền tải trọng lên cột đang xét

Ta chọn tiết diện cột với trường hợp nguy hiểm nhất là cột tầng dưới cùng và có diện tích truyềntải lớn nhất Xét cột trục C-2 có diện tích truyền tải như hình vẽ:

Chọn cột (0,5x0,8 m) với diện tích F=0,40 m2

•Tóm lại, ta chọn sơ bộ tiết diện các cột cho toàn bộ công trình như sau:

Cột trục 1,8: bxh= 35x75(cm)

Cột trục 2,3,4,5,6,7: bxh=50x80(cm)

•Kiểm tra điều kiện ổn định của cột

Xét độ mảnh của cột có tiết diện: 35x75(cm) Độ mảnh λ với kết cấu chịu nén lệch tâm được hạnchế như sau:

bộ chiều cao của nó

Trang 5

Bề dày tối thiểu của vách, lõi cứng được chọn theo điều kiện:

B maxmax=18,4 cm

Trong đó: b – Chiều dày của vách;

ht – Chiều cao tầng lớn nhất

Chọn bề dày các vách lõi thang máy như sau: vách b = 30cm

III TÍNH TOÁN KHUNG

3.1 Các loại tải trọng và cách xác định

Tiêu chuẩn áp dụng:

TCVN 2737:1995 - “Tải trọng và tác động Tiêu chuẩn thiết kế”;

3.1.1 Xác định tải trọng thẳng đứng

a Tĩnh tải và hoạt tải

Tĩnh tải bao gồm trọng lượng bản thân các kết cấu như cột, dầm, sàn và các vách ngăn,lớp lót, các lớp cách âm, cách nhiêt Ta chỉ cần xác định tải trọng do các lớp sàn và tải trọng cácvách tường truyền vào các khung Tải trọng bản thân của các phần tử cột, dầm, sàn, vách cứng sẽđược tự động cộng vào khi ta khai báo hệ số trọng lượng bản thân vào chương trình Etabs 9.7.4.Giá trị tĩnh tải được thống kê như sau:

01 Sàn GARA

Đ.vị sử dụng: Chiều dày: mm, -Trọng lượng riêng (γ): kN/m3, - Tải phân bố: kN/m2

Các lớp sàn

Chiềudàylớpmm

Trọng lượng

TT tiêuchuẩn

Hệ số

an toàn

TTtínhtoán

Trang 6

02.Hành lang, sảnh

Đ.vị sử dụng: Chiều dày: mm, -Trọng lượng riêng (γ): kN/m3, - Tải phân bố: kN/m2

Các lớp sàn

Chiềudàylớpmm

Trọng lượng TT tiêuchuẩn an toànHệ số TT tínhtoán

TT tiêuchuẩn

Hệ số

an toàn

TT tínhtoán

Trang 7

Các lớp sàn

Chiềudàylớpmm

TT tiêuchuẩn

Hệ số

an toàn

TT tínhtoán

TT tiêuchuẩn

Hệ số

an toàn

TT tínhtoán

TT tiêuchuẩn

Hệ số

an toàn

TT tínhtoán

Trang 8

TT tiêuchuẩn

Hệ số

an toàn

TT tínhtoán

Trang 9

-Lớp vữa láng 30 18 0.540 1.3 0.702-Bản sàn BT chịu lực (chương trình tự tính) 0 25 0.000 1.1 0.000

TT tiêuchuẩn

Hệ số

an toàn

TT tínhtoán

Trang 10

TT tiêuchuẩn

Hệ số

an toàn

TT tínhtoán

Đ.vị sử dụng: Chiều dày: mm, -Trọng lượng riêng (γ): kN/m3, - Tải phân bố: kN/m

Chiều cao tầng: 3.60 m Chiều cao dầm: 0.60 m

Các lớp vật liệt

Chiềudàylớp mm

Tường tầng 1 khu vệ sinh

Trang 11

Các lớp vật liệt Chiềudày

lớp mm

TT tiêuchuẩn

Hệ sốantoàn

TT tínhtoán

Tường tầng 2-13

Chiềudàylớp mm

Tường tầng 2-13 khu vệ sinh

Chiềudàylớp mm

Trọng lượng TT tiêuchuẩn

Hệ sốantoàn

TT tínhtoán

Trang 12

-Tải phân bố trên 1 mét dài 8.456

Tường tầng áp mái 20cm

Chiềudàylớp mm

Tường tầng áp mái 10cm

Chiềudàylớp mm

TT tiêuchuẩn

Hệ số

an toàn

TT tínhtoán

Tường tầng mái 20cm

Trang 13

Chiềudàylớp mm

Trọng lượng TT tiêuchuẩn

Hệ sốantoàn

TT tínhtoán

3.1.2 Xác định tải trọng ngang

a Tải trọng gió tĩnh

Vì công trình có chiều cao H= 49.2m > 40m nên ta phải xét đến thành phần động của tải trọng

gió trong tính toán

- Xác định tải trọng gió theo phương X, Y:

Giá trị tiêu chuẩn thành phần tĩnh của áp lực gió Wi ở độ cao zi so với mốc chuẩn được xác định

theo công thức:

( )0

Wz =W k z C i γ

(3.6)

Trong đó:

+ W0- giá trị của áp lực gió theo bản đồ phân vùng, công trình xây dựng: Cẩm Phả tỉnh Quảng

Ninh thuộc vùng III-B, giá trị áp lực tiêu chuẩn:

W0 = 125(daN/m2)= 125.10-2(kN/m2)

+ k(zi)- hệ số tính đến sự thay đổi áp lực gió theo độ cao (tra bảng theo độ cao và địa hình);

+ C- hệ số khí động; C = 0,8 với phía đón gió; C = -0,6 với phía hút gió;

+ γ- hệ số độ tin cậy của tải trọng gió γ=1,2

Trang 14

Vì giới hạn của đồ án nên trong tính toán ta đưa tải trọng gió về tâm cứng của công trình cho đơn

giản hóa Giá trị tải trọng gió đưa về tâm cứng được xác định như sau

Trong đó:

: hệ số độ tin cậy = 1.2

: Giá trị áp lực của gió lấy theo vùng = 1.25kN/m2

k: Hệ số tính đến sự thay đổi của áp lực gió theo độ cao

c: Hệ số khí động (cđ = 0.8; ch = -0.6)

Caođộ(m)

Chiềucaotầng(m)

Hệ

số k

Gióđẩy(kN/m)

Gióhút(kN/m)

Bềrộngđón gióphương

X (m)

Bềrộngđón gióphương

Y (m)

Giótĩnhtheophương

X (kN)

Giótĩnhtheophương

Y (kN)

Giá trị tiêu chuẩnthành phần giótĩnh theo phương

X (kN/m2)Tầng hầm

Trang 15

Tầng 13 43.20 3.30 1.44 5.71 4.29 18 44.1 179.97 440.94 2.52Tầng áp mái 46.7

Tầng mái 49.2

Bảng 1: Bảng xác định giá trị thành phần gió tĩnh

Trang 16

b Tải trọng gió động

- Công trình có độ cao trên 40m nên cần phải tính thành phần động của tải trọng gió

- Trình tự các bước tính toán xác định thành phần động của tải trọng gió:

• Thiết lập sơ đồ tính toán động lực:

- Sơ đồ tính toán là 1 thanh công xôn có hữu hạn điểm tập trung khối lượng như hình vẽ

- Chia công trình thành n phần sao cho mỗi phần có độ cứng và áp lực gió lên bề mặt côngtrình là không đổi

- Vị trí các điểm tập trung khối lượng đặt tương ứng với cao trình trọng tâm của các kếtcấu truyền tải trọng ngang của công trình (sàn nhà)

- Giá trị các khối lượng tập trung ở các mức trong sơ đồ tính toán bằng tổng khối lượngcủa kết cấu chịu lực, kết cấu bao che, trang trí…

yij

mi

Hình 1 : Sơ đồ tính thanh công xôn có hữu hạn điểm tập trung khối lượng

+ Xác định giá trị tiêu chuẩn thành phần tĩnh của áp lực gió: Xem phần thành phần tĩnh của

tải trọng gió

+ Xác định giá trị tiêu chuẩn và giá trị tính toán của thành phần động của tải trọng gió lêncác phần tính toán của công trình:

+ Xác định tần số dao động riêng và dạng dao động

Khi tính toán nhà cao tầng, nhất là khi tính toán tải trọng ngang (tải trọng gió và động đất), thìviệc tính toán dao động của công trình là một trong những vấn đề quan trọng nhất Có tính toánđược dao động mới xác định được thành phần động của tải trọng tác động lên công trình và từ đótính được nội lực trong các kết cấu chịu lực

Việc xác định tần số và dạng dao động bằng tay là một trong những việc làm rất khó khăn vàphức tạp đối với các bài toán khi kể đến thành phần động của tải trọng gió Vì vậy, để dễ dàngphân tích và tính toán dao động của công trình (xác định các giá trị chu kỳ dao động riêng, tần sốdao động riêng, chuyển vị,…), trong đồ án này sử dụng mô hình khung không gian và giải bàitoán đàn hồi theo phương pháp phần tử hữu hạn dưới sự giúp đỡ của phần mềm ETABS Version9.7.4 ta xác định được tần số dao động như sau :

Trang 17

Mức độ nhạy cảm được đánh giá qua tương quan giữa giá trị các tần số dao động riêng cơ bảncủa công trình, đặc biệt tần số dao động riêng thứ nhất, với tần số fL tra bảng

Giới hạn tầng số dao động riêng

L

f

vàcông trình thuộc vùng áp lực gió III-B tra bảng 9-TCVN 2737-1995

Nhận xét: Lúc này theo 2 phương X,Y ta tính toán thành phần động của gió ứng với dạng dao

Trang 18

- Giá trị tiêu chuẩn thành phần động của gió tác dụng lên phần tử j của dạng dao động thứ iđược xác định theo công thức:

- hệ số động lực ứng với dạng dao động thứ i, không thứ nguyên, phụ thuộc vào thông số εi

và độ giảm loga của dao động;

Trang 19

i i

f

W

9400γ

ε =

Trong đó:

γ - hệ số độ tin cậy của tải trọng gió, lấy bằng 1.2;

W0 - giá trị của áp lực gió (N/m2);

Trong đó

– là giá trị tiêu chuẩn thành phần tĩnh của áp lực gió, tác dụng lên phần thứ j của công trình– là hệ số áp lực động của tải trọng gió, ở độ cao ứng với phần thứ j của công trình, không thứnguyên Các giá trị của lấy theo TCVN 2737-1995 và được cho trong bảng 3

– diện tích đón gió phần thứ j của công trình (m2)

– hệ số tương quan không gian áp lực động của tải trọng gió ứng với các dạng dao động khácnhau của công trình, không thứ nguyên Nếu bề mặt đón gió của công trình có dạng chữ nhậtđịnh hướng song song với các trục cơ bản thì các giá trị của lấy theo bảng 4 (TCVN 2737 –1995) Trong đó các tham số , xác định theo bảng 5, giá trị của ứng với dạng dao động thứ 2 vàthứ 3 bằng 1

Trang 20

• Giá trị tiêu chuản thành phần động của gió X (kN)

Trang 21

Tầng Caođộ M j W j

Hệ số áp lực động

ζ j

υ Chiềucao S j W fj =

W j * ζ j *S j * υ

Dịch chuyển ngang tỷ đối của trọng tâm công trình yji

W Fi

Tầng 1 3.6 13438.9 1.79 0.517 0.7717 3.60 64.8 46.19389611 -0.00005 46.19 Tầng 2 6.9 13365.64 1.95 0.50522 0.7717 3.30 59.4 45.0595605 -0.00008 45.06 Tầng 3 10.2 13365.64 2.07 0.48542 0.7717 3.30 59.4 46.04281141 -0.00010 46.04 Tầng 4 13.5 13365.64 2.14 0.47585 0.7717 3.30 59.4 46.64671091 -0.00011 46.65 Tầng 5 16.8 13365.64 2.20 0.46628 0.7717 3.30 59.4 47.05515151 -0.00013 47.06 Tầng 6 20.1 13365.64 2.26 0.45686 0.7717 3.30 59.4 47.30661128 -0.00013 47.31 Tầng 7 23.4 13365.64 2.31 0.45224 0.7717 3.30 59.4 47.78597391 -0.00013 47.79 Tầng 8 26.7 13365.64 2.35 0.44762 0.7717 3.30 59.4 48.24576813 -0.00014 48.25 Tầng 9 30 13365.64 2.40 0.443 0.7717 3.30 59.4 48.68599393 -0.00014 48.69 Tầng 10 33.3 13365.64 2.43 0.43838 0.7717 3.30 59.4 48.8745517 -0.00014 48.87 Tầng 11 36.6 13365.64 2.47 0.43376 0.7717 3.30 59.4 49.04843316 -0.00014 49.05 Tầng 12 39.9 13365.64 2.50 0.42914 0.7717 3.30 59.4 49.20763831 -0.00013 49.21 Tầng 13 43.2 13083.97 2.52 0.4266 0.7717 3.30 59.4 49.37495717 -0.00013 49.37 Tầng áp mái 46.7 5268.913 2.55 0.423975 0.7717 3.50 63 52.55015887 -0.00012 52.55 Tầng mái 49.2 979.144 2.57 0.4221 0.7917 2.50 23.25 19.94472511 -0.00008 19.94

Tổng:

Bảng 2 : Bảng xác định thành phần gió động theo phương X1, dao động thứ nhất của công

trình

Trang 22

Bảng 3 : Bảng xác định thành phần gió động theo phương X2, dao động thứ ba của công trình

ζ j

W j * ζ j *S j * υ

dịch chuyển ngang tỷ đối của trọng tâm công trình yji

W Fi y ji *W Fi y ji2*M j ψ j

Giá trị tiêu chuẩn thành phần động của gió X W p(ji)

(kN) Hầm 0 21259.34 0.00 0 1.0000 0.00 0 0 0.00000 0.00 0.00000 0.00000 -40.20 0.00 Tầng 1 3.6 13438.9 1.79 0.517 1.0000 3.60 64.8 59.8589838 -0.00005 59.86 -0.00285 0.00003 -40.20 44.91 Tầng 2 6.9 13365.64 1.95 0.50522 1.0000 3.30 59.4 58.3890888 -0.00008 58.39 -0.00449 0.00008 -40.20 72.15 Tầng 3 10.2 13365.64 2.07 0.48542 1.0000 3.30 59.4 59.6632052 -0.00010 59.66 -0.00597 0.00013 -40.20 93.79 Tầng 4 13.5 13365.64 2.14 0.47585 1.0000 3.30 59.4 60.44575037 -0.00011 60.45 -0.00694 0.00018 -40.20 107.63 Tầng 5 16.8 13365.64 2.20 0.46628 1.0000 3.30 59.4 60.97501595 -0.00013 60.98 -0.00762 0.00021 -40.20 117.24 Tầng 6 20.1 13365.64 2.26 0.45686 1.0000 3.30 59.4 61.30086261 -0.00013 61.30 -0.00812 0.00023 -40.20 124.30 Tầng 7 23.4 13365.64 2.31 0.45224 1.0000 3.30 59.4 61.92203039 -0.00013 61.92 -0.00834 0.00024 -40.20 126.38 Tầng 8 26.7 13365.64 2.35 0.44762 1.0000 3.30 59.4 62.51784102 -0.00014 62.52 -0.00853 0.00025 -40.20 128.03 Tầng 9 30 13365.64 2.40 0.443 1.0000 3.30 59.4 63.0882945 -0.00014 63.09 -0.00870 0.00025 -40.20 129.36 Tầng 10 33.3 13365.64 2.43 0.43838 1.0000 3.30 59.4 63.33263147 -0.00014 63.33 -0.00864 0.00025 -40.20 128.01 Tầng 11 36.6 13365.64 2.47 0.43376 1.0000 3.30 59.4 63.55795058 -0.00014 63.56 -0.00860 0.00024 -40.20 126.86 Tầng 12 39.9 13365.64 2.50 0.42914 1.0000 3.30 59.4 63.76425183 -0.00013 63.76 -0.00842 0.00023 -40.20 123.79 Tầng 13 43.2 13083.97 2.52 0.4266 1.0000 3.30 59.4 63.981067 -0.00013 63.98 -0.00813 0.00021 -40.20 116.68 Tầng áp mái 46.7 5268.913 2.55 0.423975 1.0000 3.50 63 68.0955575 -0.00012 68.10 -0.00846 0.00008 -40.20 45.95 Tầng mái 49.2 979.144 2.57 0.4221 1.0000 2.50 23.25 25.19110739 -0.00008 25.19 -0.00210 0.00001 -40.20 5.73

Tổng: -0.10592 0.00263

Trang 23

Bảng 4 : Bảng xác định thành phần gió động theo phương X3, dao động thứ tư của công trình

ζ j

W j * ζ j *S j * υ

dịch chuyển ngang tỷ đối của trọng tâm công trình yji

W Fi y ji *W Fi y ji2*M j ψ j

Giá trị tiêu chuẩn thành phần động của gió X W p(ji)

(kN) Hầm 0 21259.34 0.00 0 1.0000 0.00 0 0 0.00000 0.00 0.00000 0.00000 -40.20 0.00 Tầng 1 3.6 13438.9 1.79 0.517 1.0000 3.60 64.8 59.8589838 -0.00005 59.86 -0.00285 0.00003 -40.20 35.74 Tầng 2 6.9 13365.64 1.95 0.50522 1.0000 3.30 59.4 58.3890888 -0.00008 58.39 -0.00449 0.00008 -40.20 57.42 Tầng 3 10.2 13365.64 2.07 0.48542 1.0000 3.30 59.4 59.6632052 -0.00010 59.66 -0.00597 0.00013 -40.20 74.64 Tầng 4 13.5 13365.64 2.14 0.47585 1.0000 3.30 59.4 60.44575037 -0.00011 60.45 -0.00694 0.00018 -40.20 85.66 Tầng 5 16.8 13365.64 2.20 0.46628 1.0000 3.30 59.4 60.97501595 -0.00013 60.98 -0.00762 0.00021 -40.20 93.31 Tầng 6 20.1 13365.64 2.26 0.45686 1.0000 3.30 59.4 61.30086261 -0.00013 61.30 -0.00812 0.00023 -40.20 98.93 Tầng 7 23.4 13365.64 2.31 0.45224 1.0000 3.30 59.4 61.92203039 -0.00013 61.92 -0.00834 0.00024 -40.20 100.59 Tầng 8 26.7 13365.64 2.35 0.44762 1.0000 3.30 59.4 62.51784102 -0.00014 62.52 -0.00853 0.00025 -40.20 101.90 Tầng 9 30 13365.64 2.40 0.443 1.0000 3.30 59.4 63.0882945 -0.00014 63.09 -0.00870 0.00025 -40.20 102.96 Tầng 10 33.3 13365.64 2.43 0.43838 1.0000 3.30 59.4 63.33263147 -0.00014 63.33 -0.00864 0.00025 -40.20 101.88 Tầng 11 36.6 13365.64 2.47 0.43376 1.0000 3.30 59.4 63.55795058 -0.00014 63.56 -0.00860 0.00024 -40.20 100.97 Tầng 12 39.9 13365.64 2.50 0.42914 1.0000 3.30 59.4 63.76425183 -0.00013 63.76 -0.00842 0.00023 -40.20 98.52 Tầng 13 43.2 13083.97 2.52 0.4266 1.0000 3.30 59.4 63.981067 -0.00013 63.98 -0.00813 0.00021 -40.20 92.86 Tầng áp mái 46.7 5268.913 2.55 0.423975 1.0000 3.50 63 68.0955575 -0.00012 68.10 -0.00846 0.00008 -40.20 36.57 Tầng mái 49.2 979.144 2.57 0.4221 1.0000 2.50 23.25 25.19110739 -0.00008 25.19 -0.00210 0.00001 -40.20 4.56

Tổng: -0.10592 0.00263

Định dạng
Số trang	39
Dung lượng	783,21 KB