Gán tải tải gió tiêu chuẩn vào công trình

CHƯƠNG 3: TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN CÔNG TRÌNH

3.3.2. Gán tải tải gió tiêu chuẩn vào công trình

Tải trọng gió là tổng tải gió tĩnh và gió động được quy về thành lực tập trung tại các cao trình sàn, lực tập trung này được đặt tại tâm cứng của mỗi tầng (Wx là lực gió tiêu chuẩn theo phương X và Wy là lực gió tiêu chuẩn theo phương Y).

Bảng 3. 6. Bảng tải trọng gió tác dụng lên công trình

3.4. TẢI TRỌNG ĐỘNG ĐẤT

- Động đất được xem như là một trong những yêu cầu bắt buộc không thể thiếu và là yêu cầu quan trọng nhất khi thiết kế các công trình cao tầng. Do đó, bất kỳ công trình xây dựng nào nằm ở phân vùng về động đất phải tính toán tải trọng động đất.

- Theo TCVN 9386 : 2012, có 2 phương pháp tính toán tải trọng động đất là phương pháp tĩnh lực ngang tương đương và phương pháp phân tích phổ dao động.

- Trong đồ án này tải trọng động đất sẽ được tính toán theo phương pháp phân tích phổ phản ứng dao động (theo điều 4.3.3.3 TCVN 9386 : 2012). Việc tính toán tải trọng động đất được thực hiện theo EuroCode 8 và sự trợ giúp của phần mềm Robot Structural.

SVTH: PHẠM BÌNH DƯƠNG -15149079 Trang 14

 Xác định loại đất nền

Dựa vào hồ sơ địa chất xây dựng, tại vị trí mũi có chỉ số NSPT vào khoảng 15-50 → Đất nền thuộc loại C (theo Điều 3.1.2, Bảng 3.1, TCVN 9386 – 2012: Thiết kế công trình chịu động đất).

 Xác định tỉ số agR/g

- Gia tốc nền ứng với vị trí xây dựng công trình tại Quận 7, TP. Hồ Chí Minh:

2

agR 0.8299 (m/s )

- Xác định hệ số tầm quan trọng: Hệ số tầm quan trọng  1 1.25 (Phụ lục E, TCVN 9386:2012 ứng với công trình nhà chung cư từ 20 – 60 tầng).

- Xác định gia tốc nền đất thiết kế

2 2

g gR 1

a a   0.8299 1.0 0.8299 (m/s ) > 0.08g = 0.784 (m/s ) - Suy ra cần thiết kế kháng chấn cho công trình.

- Xác định hệ số ứng xử q của kết cấu bê tông cốt thép. Hệ số ứng xử q là hệ số kể đến khả năng có thể tiêu tán năng lượng (tính dẻo) của kết cấu, đối với hệ kết cấu hỗn hợp có vách cứng, đối xứng theo hai phương lấy q = 3.9.

Bảng 3. 7. Giá trị tham số mô tả phổ phản ứng đàn hồi

Loại nền đất S TB (s) TC (s) TD (s)

C 1.15 0.2 0.6 2.0

Phổ phản ứng đàn hồi Sd (T) của công trình được xác định qua các biểu thức sau:

B d g

B

B C d g

C

C D d g g

C D

D d g 2 g

2 T 2.5 2

0 T T : S (T) a S -

3 T q 3

T T T : S (T) a S 2.5 q

T

T T T : S (T) = Max a S 2.5 ; β a

q T

T T

T T : S (T) = Max a S 2.5 ; β a

q T

  

       

 

 

    

 

       

 

  

      

 

(Công thức 3.2 – 3.5 TCVN 9386-2012)

SVTH: PHẠM BÌNH DƯƠNG -15149079 Trang 15 - Giá trị phổ phản ứng thiết kế:

Hình 3. 3. Biểu đồ phổ thiết kế [Bảng Tính Phổ Thiết Kế Xem Phụ Lục 1,Mục 1.2.3]

3.5.TỔ HỢP TẢI TRỌNG

Các tải trọng gán vào Robot là tải trọng tiêu chuẩn, không kể đến trọng lượng bản thân.

 Các loại tải trọng :

Bảng 3. 8. Bảng các loại tải trọng gán vào Robot structural

Tên Case Tên trường hợp tải Kí hiệu Type Analysis type

1 Tĩnh tải TT Dead Static-Linear

2 Tải tường TTuong Dead Static-Linear

3 Hoạt tải sử dụng HT Live Static-Linear

4 Gió tổng theo phương X GIO TONG X Wind Static-Linear 5 Gió tổng theo phương Y GIO TONG Y Wind Static-Linear

6 Động đất phương X Spectral Direction_X Spectral

7 Động đất phương Y Spectral Direction_Y Spectral

SVTH: PHẠM BÌNH DƯƠNG -15149079 Trang 16

 Các loại tổ hợp tải trọng

Bảng 3. 9. Bảng tổ hợp tải trọng

Combinations Tên Combo

STT Case

Hệ số

STT Case

Hệ số

STT Case

Hệ số

STT Case

Hệ số

STT

Case Hệ số STT Case

Hệ số

10 (C) COMB1 1 1.1 2 1.1 3 1.1 4 1.2

11 (C) COMB2 1 1.1 2 1.1 3 1.1 6 1.2

12 (C) COMB3 1 1.1 2 1.1 3 1.1 6 -1.2

13 (C) COMB4 1 1.1 2 1.1 3 1.1 7 1.2

14 (C) COMB5 1 1.1 2 1.1 3 1.1 7 -1.2

15 (C) COMB6 1 1.1 2 1.1 3 1.1 4 1.08 6 1

16 (C) COMB7 1 1.1 2 1.1 3 1.1 4 1.08 6 -1.08

17 (C) COMB8 1 1.1 2 1.1 3 1.1 4 1.08 7 1.08

18 (C) COMB9 1 1.1 2 1.1 3 1.1 4 1.08 7 -1.08

19 (C)

(CQC) COMB10 1 1.1 2 1.1 3 1.1 4 0.3 8 1 9 0.3

20 (C)

(CQC) COMB11 1 1.1 2 1.1 3 1.1 4 0.3 8 0.3 9 1

21 (C)

(CQC) COMB12 1 1.1 2 1.1 3 1.1 4 0.3 8 -1 9 -

0.3 22 (C)

(CQC) COMB13 1 1.1 2 1.1 3 1.1 4 0.3 8 -0.3 9 -1

23 (C) COMB14 1 1 2 1 3 1 4 1

24 (C) COMB15 1 1 2 1 3 1 6 1

25 (C) COMB16 1 1 2 1 3 1 6 -1

26 (C) COMB17 1 1 2 1 3 1 7 1

27 (C) COMB18 1 1 2 1 3 1 7 -1

28 (C) COMB19 1 1 2 1 3 1 4 0.9 6 0.9

29 (C) COMB20 1 1 2 1 3 1 4 0.9 6 -0.9

30 (C) COMB21 1 1 2 1 3 1 4 0.9 7 0.9

31 (C) COMB22 1 1 2 1 3 1 4 0.9 7 -0.9

32 (C)

(CQC) COMB23 1 1 2 1 3 1 4 0.3 8 1 9 0.3

33 (C)

(CQC) COMB24 1 1 2 1 3 1 4 0.3 8 0.3 9 1

34 (C)

(CQC) COMB25 1 1 2 1 3 1 4 0.3 8 -1 9 -

0.3 35 (C)

(CQC) COMB26 1 1 2 1 3 1 4 0.3 8 -0.3 9 -1

SVTH: PHẠM BÌNH DƯƠNG -15149079 Trang 17 4. CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN THIẾT KẾT SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH

Thiết kế sàn là nhiệm vụ đầu tiên của quá trình thiết kế kết cấu bê tông cốt thép. Vấn đề được đặt ra là việc lựa chọn kết cấu sàn sao cho vừa hợp lý mà vẫn đảm bảo hiệu quả kinh tế. Trong quá trình thiết kế, tùy vào khẩu độ, kỹ thuật thi công, thẩm mỹ và yêu cầu kỹ thuật, người kỹ sư cần phải cân nhắc chọn lựa kết cấu sàn cho hợp lý.

Hình 4. 1. Mặt bằng dầm sàn tấng điển hình 4.1.CHỌN GIẢI PHÁP KẾT CẤU SÀN

Hệ sàn sườn toàn khối loại bản dầm

 Ưu điểm:

- Tính toán đơn giản

- Được sử dụng phổ biến ở nước ta.

 Nhược điểm:

- Chiều cao dầm và độ võng của bản sàn rất lớn khi vượt khẩu độ lớn, dẫn đến chiều cao tầng của công trình lớn nên gây bất lợi cho kết cấu công trình khi chịu tải ngang và không tiết kiệm chi phí vật liệu.

- Chiều cao nhà lớn, nhưng không gian sử dụng bị thu hẹp.

 Nhận xét: Sàn của các công trình cao tầng thường dày hơn sàn nhà thông thường bởi:

- Về mặt chịu lực: Trong kết cấu sàn có sự giảm yếu gây ra do khoan lỗ trên sàn để lắp đặt các thiết bị mà không được kể đến trong tính toán.

- Về mặt biến dạng: Đảm bảo độ võng cho phép đồng thời sàn của công trình nhà cao tầng được xem là tuyệt đối cứng theo phương ngang.

SVTH: PHẠM BÌNH DƯƠNG -15149079 Trang 18 4.2.TÍNH TOÁN SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH THEO PHƯƠNG ÁN DẦM SÀN

4.2.1. Tải trọng tác dụng lên sàn

- Tải trọng thẳng đứng gồm tải trọng thường xuyên (tĩnh tải) và tải trọng tạm thời (hoạt tải).

- Tải trọng thường xuyên bao gồm trọng lượng bản thân các bộ phận công trình. Tải trọng tạm thời là tải trọng có thể có hoặc không có một giai đoạn nào đó trong quá trình xây dựng.

- Tĩnh tải và hoạt tải được tính toán dựa trên TCVN 2737:1995 Tải trọng và tác động – Tiêu chuẩn thiết kế.

[Chi tiết xem chương 3]

4.2.2. Mô hình sàn tầng điển hình

4.2.2.1.Thiết lập tiêu chuẩn-cách tính toán

Thiết lập thông số đầu vào chính là thiết lập các tiêu chuẩn, phương pháp tính toán,…., đây là điều bắt buộc khi vào bất cứ chương trình nào.

Hình 4. 2.Tthông số tính toán ban đầu tròn Robot - Sử dụng vật liệu của Russian

Hình 4. 3. Vật liệu sử dụng trogn Robot

SVTH: PHẠM BÌNH DƯƠNG -15149079 Trang 19 - Phần Tiêu chuẩn:

Hình 4. 4. Tiêu chuẩn áp dụng tính toán - chế độ tính toán:

Hình 4. 5. Chế độ tính toán

SVTH: PHẠM BÌNH DƯƠNG -15149079 Trang 20 4.2.2.2.Mô hình công trình

 Mô hình 3D công trình:

Hình 4. 6. 3D Mô hình dầm sànt trong Robot Structural

 Tải trọng được gán vào công trình:

Hình 4. 7. Hình gán tải trọng tác dụng lên sàn công trình

SVTH: PHẠM BÌNH DƯƠNG -15149079 Trang 21 4.2.2.3.Nội lực sàn

Hình 4. 8. Hình giá trị Moment (kNm)

Hình 4. 9. Hình biểu đồ Moment (Panel cuts)

SVTH: PHẠM BÌNH DƯƠNG -15149079 Trang 22 4.2.3. Tính toán cốt thép sàn

Sinh viên sử dụng nội lực theo dãy Panel Cuts xuất từ Robot Structural kết hợp với bảng tính Excel để tính ra kết quả thép sàn.

Hình 4. 10. Hình biểu đồ mô men panel cut A1 [Xem Chi Tiết Nội Lực Của Panel Ở Phụ Lục 2, Mục 2.1.1]

Bảng 4. 1. Tính toán bố trí cốt thép sàn tầng điển hình Vật liệu sử dụng:

- Bê tông : B30 - Thép AIII

TH: Phạm Bình Dương

BẢNG TÍNH SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH

Phương tính toán

Ô Kí hiệu M (kN.m)

b (mm)

h (mm)

a (mm)

ho

(mm) αm 𝜺 (mm²) As ỉ Asmmchọn 2

X

Nhịp A_B

Gối 1 7.00 1000 150 15 135 0.023 0.023 144.6 08a200 251 Nhịp 1-

2 9.24 1000 150 15 135 0.03 0.03 188.6 08a200 251 Gối 2 19.40 1000 150 15 135 0.063 0.065 408.7 10a180 436 nhịp 2-

3 16.59 1000 150 15 135 0.054 0.056 352.1 10a200 393 Gối 3 44.61 1000 150 15 135 0.144 0.156 980.9 14a150 1026 nhịp 3-

4 18.68 1000 150 15 135 0.06 0.062 389.8 10a200 393 Gối 4 42.25 1000 150 15 135 0.136 0.147 924.3 14a150 1026 Nhịp 4-

5 16.27 1000 150 15 135 0.053 0.054 339.5 10a200 393 Gối 5 46.15 1000 150 15 135 0.149 0.162 1018.6 14a150 1026 Nhịp 5-

6 9.36 1000 150 15 135 0.03 0.03 188.6 08a200 251 Gối 6 6.14 1000 150 15 135 0.02 0.02 125.8 08a200 251 Gối 1 32.48 1000 150 15 135 0.105 0.111 697.9 14a200 770

SVTH: PHẠM BÌNH DƯƠNG -15149079 Trang 23 Nhịp

B-C

Nhịp 1-

2 11.39 1000 150 15 135 0.037 0.038 238.9 08a200 251 Gối 2 17.33 1000 150 15 135 0.056 0.058 364.7 10a200 393 Gối 3 14.58 1000 150 15 135 0.047 0.048 301.8 08a150 335 Gối 4 31.19 1000 150 15 135 0.101 0.107 672.8 14a200 770 Gối 5 13.57 1000 150 15 135 0.044 0.045 282.9 10a200 393 Nhịp 5-

6 3.97 1000 150 15 135 0.013 0.013 81.7 08a200 251 Gối 6 20.57 1000 150 15 135 0.066 0.068 427.6 14a200 770

Nhịp C-D

Gối 1 28.00 1000 150 15 135 0.09 0.094 591 14a200 770 Nhịp 1-

2 9.94 1000 150 15 135 0.032 0.033 207.5 08a200 251 Gối 2 19.25 1000 150 15 135 0.062 0.064 402.4 14a150 1026 nhịp 2-

3 16.17 1000 150 15 135 0.052 0.053 333.2 10a200 393 Gối 3 44.38 1000 150 15 135 0.143 0.155 974.6 14a150 1026 nhịp 3-

4 24.60 1000 150 15 135 0.079 0.082 515.6 10a150 524 Gối 4 42.82 1000 150 15 135 0.138 0.149 936.9 14a150 1026 Nhịp 4-

5 14.63 1000 150 15 135 0.047 0.048 301.8 10a200 393 Gối 5 32.18 1000 150 15 135 0.104 0.11 691.6 14a200 770 Nhịp 5-

6 9.98 1000 150 15 135 0.032 0.033 207.5 08a200 251 Gối 6 28.58 1000 150 15 135 0.092 0.097 609.9 14a200 770

Y

Nhịp 1-2

Gối A 14.23 1000 150 15 135 0.046 0.047 295.5 08a150 335 Nhịp

A-B 16.65 1000 150 15 135 0.054 0.056 352.1 10a200 393 Gối B 20.41 1000 150 15 135 0.066 0.068 427.6 10a180 436 Nhịp B-

C 5.30 1000 150 15 135 0.017 0.017 106.9 06a200 141 Gối C 20.95 1000 150 15 135 0.068 0.07 440.1 10a150 524 Nhịp C-

D 16.65 1000 150 15 135 0.054 0.056 352.1 10a200 393 Gối D 6.90 1000 150 15 135 0.022 0.022 138.3 06a200 141

Nhịp 2-3

Gối A 14.23 1000 150 15 135 0.046 0.047 295.5 08a150 335 Nhịp

A-B 16.65 1000 150 15 135 0.054 0.056 352.1 10a200 393 Gối B 20.41 1000 150 15 135 0.066 0.068 427.6 10a180 436 Gối C 20.95 1000 150 15 135 0.068 0.07 440.1 10a150 524 Nhịp C-

D 9.33 1000 150 15 135 0.03 0.03 188.6 08a200 251 Gối D 13.80 1000 150 15 135 0.045 0.046 289.2 08a150 335

Nhịp 3-4

Gối A 16.73 1000 150 15 135 0.054 0.056 352.1 10a200 393 Nhịp

A-B 17.62 1000 150 15 135 0.057 0.059 371 10a200 393 Gối B 31.49 1000 150 15 135 0.102 0.108 679.1 14a200 770 Gối C 2.14 1000 150 15 135 0.007 0.007 44 08a200 141

SVTH: PHẠM BÌNH DƯƠNG -15149079 Trang 24 Nhịp C-

D 12.73 1000 150 15 135 0.041 0.042 264.1 10a200 393 Gối D 16.56 1000 150 15 135 0.053 0.054 339.5 10a200 393

Nhịp 4-5

Gối A 10.32 1000 150 15 135 0.033 0.034 213.8 08a200 251 Nhịp

A-B 8.03 1000 150 15 135 0.026 0.026 163.5 08a200 251 Gối B 21.08 1000 150 15 135 0.068 0.07 440.1 10a150 524 Gối C 18.03 1000 150 15 135 0.058 0.06 377.3 10a200 393 Nhịp C-

D 18.10 1000 150 15 135 0.058 0.06 377.3 10a200 393 Gối D 10.41 1000 150 15 135 0.034 0.035 220.1 08a200 251

Nhịp 5-6

Gối A 5.73 1000 150 15 135 0.018 0.018 113.2 06a200 141 Nhịp

A-B 6.24 1000 150 15 135 0.02 0.02 125.8 08a200 251 Gối B 12.11 1000 150 15 135 0.039 0.04 251.5 08a180 279 Nhịp B-

C 5.25 1000 150 15 135 0.017 0.017 106.9 08a200 251 Gối C 14.56 1000 150 15 135 0.047 0.048 301.8 10a200 393 Nhịp C-

D 6.12 1000 150 15 135 0.02 0.02 125.8 08a200 251 Gối D 5.14 1000 150 15 135 0.017 0.017 106.9 08a200 251

4.2.4. Kiểm tra võng

Theo TCVN 5574 – 2012 thì độ võng của sàn kiểm tra theo điều kiện f < fgh. Trong đó fgh: độ võng giới hạn, được nêu trong bảng C.1, phụ lục C, TCVN 5574 - 2012 tiêu chuẩn này là:

 Khi nhịp 3m < L ≤ 6m thì fgh = L/200

 Khi nhịp 6m < L ≤ 12m thì fgh = L/250 4.2.4.1.Kiểm tra độ võng

Hình 4. 11. Hình độ võng của sàn fmax = 15.89 mm < [f] = L/250 = 10000/250 = 40 mm => Thỏa

SVTH: PHẠM BÌNH DƯƠNG -15149079 Trang 25 5. CHƯƠNG 5: TÍNH TOÁN- THIẾT KẾ CẦU THANG

5.1.CẤU TẠO CẤU TẠO CẦU THANG TẦNG ĐIỂN HÌNH

Hình 5. 1. Hình mặt bằng cầu thang tầng điển hình 5.2.KÍCH THƯỚC SƠ BỘ CẦU THANG

- Chiều cao tầng điển hình là 3.3 m, có 21 bậc thang, cầu thang 2 vế, mỗi vế rộng 10 bậc. Chiều cao mỗi bậc thang là:

b t

h 3300

h = = 150 mm

22 22 

- Bề rộng bậc là: q(pg) 1 11.09(kN / m)

- Góc nghiêng của bản thang với mặt phẳng nằm ngang là:

b o b

h 150

tan = = = 26 33'

l 300

  

- Chọn sơ bộ chiều dày bản thang và bản chiếu nghỉ hs = 150 mm 5.3.TẢI TRỌNG TÁC DỤNG

- Tải trọng phân bố trên 1m bề rộng bản thang là: q(p  g) 1 11.09(kN / m) - Tả i trọng phân bố trên 1m bề rộng chiếu nghỉ là: q(p  g) 1 9.89(kN / m)

[Chi tiết tải trọng xem chương 3]

SVTH: PHẠM BÌNH DƯƠNG -15149079 Trang 26 5.4.SƠ ĐỒ TÍNH VÀ NỘI LỰC

- Sơ đồ tính vế 1 của cầu thang:

Hình 5. 2. Hình tải trọng tác dụng lên cầu thang vế 1

Hình 5. 3. Hình nội lực cầu thang vế 1 - Sơ đồ tính vế 2 của cầu thang:

Hình 5. 4. Hình tải trọng tác dụng lên cầu thang vế 2

SVTH: PHẠM BÌNH DƯƠNG -15149079 Trang 27 Hình 5. 5. Hình nội lực của cầu thang vế 2

5.5.TÍNH TOÁN – BỐ TRÍ CÔT THÉP

Bảng tính cốt thép cho bản thang và chiếu nghỉ BẢNG TÍNH CỐT THÉP CẦU THANG

Vật liệu sử dụng:

- Bê tông: B30 ; Rb=17 (Mpa) ; Eb= 32500 (Mpa) - Cốt thép dọc: AII ; ; Rs=280 (Mpa)

Vế

thang Vị trí M(kN.m) b (mm)

ho

(mm) αm x As(mm²) ỉ Aschọn

mm2

1 Nhịp 9.66 1000 135 0.031 0.031 254.1 10a200 393

Gối 10.01 1000 135 0.032 0.033 270.5 10a200 393

2 Nhịp 9.66 1000 135 0.031 0.031 254.1 10a200 393

Gối 0 8a200

5.6.TÍNH TOÁN-THIẾT KẾ DẦM CHIẾU TỚI 5.6.1. Tải Trọng tác dụng

Hình 5. 6. Hình phải lực tại dầm - Tải trọng do bản thang truyền vào :

A bt

R = 52.31kNq = 52.31kN/ m

- Tải trọng do bản chiếu tới truyền vào với chiều dày sàn bản chiếu tới 130 mm

2 ct

q B 7.49 1.5

q = = 5.62 kN/ m

2 2

 

 

- Tổng tải trọng truyền vào dầm

bt 2 1

q = q + q + q = 52.31+ 5.62 57.93(kN/ m)

SVTH: PHẠM BÌNH DƯƠNG -15149079 Trang 28 (Do tính bằng SAP2000 nên không kể đến trọng lựng bản thân)

5.6.2. Sơ đồ tính và nội lực dầm

Hình 5. 7. Hình sơ đồ tính dầm

Hình 5. 8. Hình nội lực dầm 5.6.3. Tính toán bố trí cốt thép

Bảng 5. 1. Tính toán và bố trí thép dầm chiếu tới cầu thang BẢNG TÍNH CỐT THÉP DẦM CHIẾU TỚI (BxH=200x350 mm)

Vật liệu sử dụng:

- Bê tông: B30 ; Rb=17 (Mpa) ; Eb= 32500 (Mpa) - Cốt thép dọc: AII ; ; Rs=280 (Mpa)

Dầm 200x350

Vị trí M(kN.m) b (mm)

ho

(mm) αm x As(mm²) ỉ Aschọn

mm2

Nhịp 56.47 200 310 0.016 0.016 5.03 2ỉ18 5.09

Gối -97.25 200 310 0.298 0.364 10.51 2ỉ28 12.32

SVTH: PHẠM BÌNH DƯƠNG -15149079 Trang 29 6. CHƯƠNG 6: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ KHUNG

6.1.MỞ ĐẦU

- Công trình Chung cư cao cấp Happy Land Quận 7 gồm 12 tầng nổi, 1 tầng hầm.

- Việc tính toán khung không gian là rất phức tạp, do đó việc tính toán nội lực sẽ được tính toán bằng phần mềm Robot Structural.

- Việc tính toán sẽ được thực hiện theo các bước sau đây:

 Bước 1: Chọn sơ bộ kích thước.

 Bước 2: Tính toán tải trọng.

 Bước 3: Tổ hợp tải trọng.

 Bước 4: Tính toán nội lực bằng phần mềm Robot Structural.

6.2.TÍNH TOÁN TẢI TRỌNG 6.2.1. Tĩnh tải

[ Xem chi tiết Chương 3, mục 3.1]

6.2.2. Hoạt tải

[Xem chi tiết chương 3, mục 3.2]

6.2.3. Tải trọng gió

- Theo TCVN 2737:1995 và TCXD 229:1999: gió nguy hiểm nhất là gió vuông góc với mặt đón gió.

- Công trình cao > 40 (m) nên tải gió gồm thành phần tĩnh và thành phần động.

 Tải trọng gió bao gồm 2 thành phần:

 Thành phần tĩnh của gió.

- Thành phần động của gió.

[ Chi tiết tính toán gió tĩnh, gió động xem Chương 3, mục 3.3.2]

6.2.4. Tải trọng động đất

- Nhận thấy với mỗi phương dao động, các chu kì liền sau đều nhỏ hơn 0.9 lần chu kì liền trước, do đó các dạng dao động riêng này có thể xem là độc lập tuyến tính với nhau. Khi đó tổ hợp tải trọng động đất được xác định theo phương pháp căn bậc hai của tổng bình phương:

k 2 i i 1

E E



  [Công thức 4.16 TCVN 9386-2012]

- Số dạng dao động cần xét đến trong phương pháp phổ phản ứng là số dạng dao động góp phần đáng kể vào phản ứng tổng thể của công trình . Điều này có thể được thoả mãn nếu đạt được một trong hai điều kiện sau:

 Tổng các trọng lượng hữu hiệu của các dạng dao động được xem xét chiếm ít nhất90% tổng trọng lượng của kết cấu.

 Tất cả các dạng dao động có trọng lượng hữu hiệu lớn hơn 5% của tổng trọng lượng đều được xét đến.

 Nói chung nếu dùng kết quả xác định như trên để tổ hợp các hệ quả do các tải trọng khác gây ra, ta sẽ được giá trị phản ứng quá thiên về an toàn. Vì thực tế động đất tác động theo hai phương ngang vuông góc với nhau không phải lúc nào cũng cùng pha nhau, cho phép sử dụng tổ hợp sau:

E Edx Edy

E Edx Edy

E E 0.3E

E E 0.3E

 

 

(Theo điều 4.3.3.5.1, TCVN 9386 – 2012: Thiết kế công trình chịu động đất)

SVTH: PHẠM BÌNH DƯƠNG -15149079 Trang 30 6.3.TỔ HỢP TẢI TRỌNG

[ Xem chương 3, mục 3.5]

6.4.KIỂM TRA CHUYỂN VỊ ĐỈNH CÔNG TRÌNH

- Chuyển vị lớn nhất tại đỉnh nhà (kiểm tra với COMBBAO )

Bảng 6. 1. Kiểm tra chuyển vị đỉnh công trình

- Chuyển vị ngang lớn nhất tại đỉnh nhà: fmax = 2.22 (cm) - Theo TCVN 198:1997, kết cấu khung vách:

fmax = 0.0222 (m) < [f] = H/750 = 47.3/750 = 0.063 (m) nên công trình thỏa điều kiện chuyển vị đỉnh.

6.5.TÍNH TOÁN – THIẾT KẾ HỆ DẦM 6.5.1. Mặt bằng dầm

[xem bản vẽ kèm theo]

6.5.2. Tính toán cốt thép dọc

Cốt thép trong dầm được tính toán theo cấu kiện chịu uốn. Dữ liệu được xuất ra từ Robot Structurral là biểu đồ bao Moment của tất cả các tổ hợp.

6.5.2.1.Trình tự tính toán

 Đối với cốt đơn:

- Giả thuyết a = h / 10  ho = h – a - Áp dụng công thức tính toán:

b o

m 2 m s

b o s

R bh

M 1- 1- 2

R bh R

        

- Hàm lượng cốt thép tính toán ra được và hàm lượng bố trí phải thỏa điều kiện sau:

min max

    

- Hàm lượng cốt thép:

s o

A

 b h



àmin: tỷ lệ cốt thộp tối thiểu, thường lấy: àmin = 0.05%

àmax: tỷ lệ cốt thộp tối đa, thường lấy:

b

max R R

s s

sc,u

R , R R

1 1

1.1

      

  

   

;

R

0.85 0.008 14.5

0.563 365 0.85 0.008 14.5

1 1

400 1.1

 

  

 

 

   

SVTH: PHẠM BÌNH DƯƠNG -15149079 Trang 31

max

0.563 14.5 100 2.24%

   365 

 Đối với cốt kép:

- Giả thiết a = h/10 cm  ho = h - a

* sc s o *

m 2 m o

b o

M R A ' (h a ')

1- 1- 2 x h

R bh

 

        

- Nếu R o s b sc s

s

R bx R A '

2a ' x h A

R

     

- Nếu s o

s

x 2a ' A M , Z h a

   R Z  

- Nếu x  R oh thì ta tăng A’s rồi tính lại x

- Hàm lượng cốt thép tính toán ra được và hàm lượng bố trí thì phải thỏa điều kiện sau:

min max

    

- Trong đó: Hàm lượng cốt thép s

o

A

 b h



àmin: tỷ lệ cốt thộp tối thiểu, thường lấy: àmin = 0.05%

àmax: tỷ lệ cốt thộp tối đa.

6.5.2.2.Áp dụng tính toán đoạn dầm HB5 (300X500)

 Thép nhịp chịu moment dương: M= 127.01 (kN.m) - Giả thiết agt=40 mm

- Chiều cao làm việc của dầm:

ho = h – a =500 – 40 = 460 mm - Áp dụng công thức tính:

6

m 2 2

b o

M 127.01 10

α = 0.1177

R ×b×h 17 300 460

  

 

1 1 2 m 1 1 2 0.1177 0.1256

         

b 0 2

s

s

R b h 0.1256 17 300 460

A 807.28(mm )

R 365

     

  

- Kiểm tra hàm lượng cốt thép:

s

min max

o

A 807.28

0.05% 100% 0.584% 2.24%

b h 300 460

          

 

 Bố trí 4 18 (Ast = 1017.36mm2) - Hàm lượng cốt thép

s 0

A 1017.36

0.737%

b h 300 460

   

 

s b

min max R

0 s

A R 17

μ 0.05% μ= μ ξ 0.573 2.67%

bh R 365

       (Thỏa).

 Thép gối chịu moment âm: tính tương tự như théo nhịp moment dương

 Bố trí 2 22 (Ast = 759.88mm2) - Kiểm tra atk:

SVTH: PHẠM BÌNH DƯƠNG -15149079 Trang 32

2 si i

tk 2 gt

si

22 3.14

4 25

A a 4

a 25mm a 40mm

22 3.14

A 4

4

  

    

 

 

 Bố trí cốt thép đạt yêu cầu

6.5.2.3. Cốt thép các dầm còn lại của tầng điển hình [xem chi tiết Phụ lục]

6.5.3. Tính cốt đai cho dầm chính (400x700 mm)

Hình 6. 1. Hình lực cắt dầm trong Robot

 Tiết diện dầm (Bar 196 197): b = 400 mm; h = 700 mm; a = 40 mm, có Qmax=514.53 (kN.m)

Khả năng chịu cắt của bê tông:

3

b3(1 f n) R bh = 0.6×1×1.2 ×10 ×0.4 ×0.65 = 145.53kNbt o Qmax

     

 Phải tính cốt đai cho dầm

 Chọn cốt đai phi 8 , bước đai s = 100 mm, số nhánh đai n = 2

S w

w1

b

bl b

E a 200000 50.3

= 1+ 5 n = 1+ 5× × 2× = 1.11;

E bs 30000 300×100

1 R = 1- 0.01×14.5 = 0.855



   

Kiểm tra điều kiện bê tông chịu nén (ứng suất nén chính) Qmax Qbt

3

max bt w1 b1 b o

Q Q 0.3  R × b× h = 0.3×1.16×0.855×17×400×650×10 = 981.51(kN) Khả năng chịu cắt của cốt đai:

sw sw

sw

R na 175× 2 ×50.3

q = = = 176.05 kN

s 100

Khả năng chịu cắt của cốt đai và bê tông

2 2 6

swb b2 bt o sw max

Q  4 R bh q  4 2 1.2400650 176.05 10  534.43(kN)Q

→ Khoảng cách bố trí cốt đai hợp lý.

Đoạn L/2 giữa dầm bố trí đai theo yêu cầu cấu tạo S(500mm , 800 / 3)260mm khi h450mm Chọn cốt đai 8 @ 200

- Các dầm chính còn lại bố trí cốt đai tương tự

- Riêng các dầm phụ bố trí cốt đai 8 @150vói Qmax=124.7 kN

SVTH: PHẠM BÌNH DƯƠNG -15149079 Trang 33 6.5.4. Cấu tạo kháng chấn cho dầm

 Lý thuyết: Trong TCVN 9386:2012, theo giá trị gia tốc nền thiết kế ag  I gRa - Động đất mạnh ag 0.08g, phải tính toán và cấu tạo kháng chấn

- Động đất yếu 0.04gag 0.08g, chỉ cần áp dụng các giải pháp kháng chấn đã được giảm

- Động đất rất yếu ag 0.04g, không cần thiết kế kháng chấn.

 Cấu tạo kháng chấn cho dầm

- Các vùng của dầm kháng chấn chính có chiều dài lên tới lcr  hw (trong đó hw là chiều cao của dầm) tính từ tiết diện ngang đầu mút dầm liên kết vào nút dầm - cột, cũng như từ cả hai phía của bất kỳ tiết diện ngang nào có khả năng chảy dẻo trong tình huống thiết kế chịu động đất, phải được coi là vùng giới hạn.

- Trong các dầm kháng chấn chính đỡ các cấu kiện thẳng đứng không liên tục (bị cắt/ngắt), các vùng trong phạm vi một khoảng bằng 2hw ở mỗi phía của cấu kiện thẳng đứng được chống đỡ cần được xem như là vùng tới hạn.

- Tại vùng nén, cần bố trí thêm không dưới một nữa lượng cốt thép đã bố trí tại vùng kéo, ngoài những số lượng cốt thép nén cần thiết khi kiểm tra trạng thái cực hạn của dầm trong tình huống thiết kế chịu động đất.

- Trong phạm vi các vùng tới hạn của dầm kháng chấn chính, phải được bố trí cốt đai thỏa mãn những điều kiện sau đây:

- Đường kính dbw của các thanh cốt đai (tính bằng mm) không được nhỏ hơn 6.

- Khoảng cách s của các vòng cốt đai (tính bằng mm) không được vượt quá:

 w bw bL

smin h / 4; 24d ; 225;8d

- Ngoài ra, cốt đai trong dầm phải là đai kín, được uốn móc 450 và với chiều dài móc là 10dbw

Hình 6. 2.Cốt thép ngang trong vùng tới hạn của dầm 6.5.5. Tính toán đoạn neo nối cốt thép

 Đoạn neo cốt thép lan: - Vùng chịu kéo:

an an s an an

b an an(min)

l R d d

R

l l

  

     

  

  

 



an

an an(min)

l 0.7 365 11 d 26.02 20d

17

l l 250mm

      

  

  



SVTH: PHẠM BÌNH DƯƠNG -15149079 Trang 34

 Chọn lan 30ỉ Trong đó:

 an , an , an , lan tối thiểu tra bảng 36 TCVN 5574-2012.

 d: đường kính cốt thép; Rs: cường độ tính toán của cốt thép.

 Rb: cường độ tính toán của bê tông.

- Vùng chịu nén: Tính toán tương tự vùng chịu kéo

 Chọn lan 30ỉ

 Đoạn nối cốt thép lan: - Vùng chịu kéo:

an an s an an

b an an(min)

l R d d

R

l l

  

     

  

  

 



an

an an(min)

l 0.9 365 11 d 30.32d 20d

17

l l 250mm

      

  

  



 Chọn lan 35ỉ

- Vùng chịu nén: Tính toán tương tự vùng chịu kéo

 Chọn lan 30ỉ

6.6.TÍNH TOÁN THIẾT KẾT CỘT KHUNG TRỤC 2 VÀ TRỤC A 6.6.1. Lý thuyết tính cốt thép dọc

 Lý thuyết:

- Phương pháp gần đúng tính toán cốt thép cột lệch tâm xiên. Do TCVN chưa có quy định cụ thể về cách tính cột chịu nén lệch tâm xiên nên cách tính dựa vào hướng dẫn của GS.Nguyễn Đình Cống. Phương pháp gần đúng dựa trên việc biến đổi trường hợp nén lệch tâm xiên thành nén lệch tâm phẳng tương đương để tính cốt thép.Tác giả dựa vào hai tiêu chuẩn BS8110 và ACI318 từ đó lập ra các công thức và điều kiện phù hợp với TCVN 356-2005.

Hình 6. 3. Sơ đồ nội lực với độ lệch tâm

- Xét tiết diện có cạnh Cx, Cy. Điều kiện để áp dụng phương pháp gần đúng là

X Y

0.5 C 2

C  cốt thép được đặt theo chu vi.

- Tiết diện chịu lực nén N, moment uốn Mx, My, độ lệch tâm ngẫu nhiên eax, eay, sau khi