XÁC ĐỊNH NỘI LỰC KHUNG PHẲNG TÍNH TOÁN & BỐ TRÍ CỐT THÉP
7.2. XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN CÔNG TRÌNH
a. Tỉnh tải phân bố lên dầm
Trọng lượng bản thân dầm: chương trình Etabs V9.5 tính toán
HUTECH
Trọng lượng do sàn truyền vào - Diện chịu tải laàu 1-7
Hình 7.4 – Sơ đồ diện truyền tải lầu 2 -> lầu 7 - Diện chịu tải laàu 8.
Hình 7.5 – Sơ đồ diện truyền tải lầu 8 Cấu tạo sàn mái bảng 7.4
Bảng 7.2 – Bảng cấu tạo sàn mái
Các lớp cấu tạo sàn Bề dày g gtc n gtt
d (m) (daN/m3) (daN/m2) (daN/m2)
Lớp tạo dốc 0.05 1200 60 1.3 78
Beâtoâng choáng thaám 0.04 2200 88 1.3 114.4
Sàn BTCT 0.1 2500 250 1.1 275
Vữa trát trần 0.015 1800 27 1.3 35.1
Tổng cộng 502.5
HUTECH
- Diện chịu tải tầng mái
Hình 7.6 – Sơ đồ diện truyền tải tầng mái
Tĩnh tải tác dụng lên khung trục F
- Sơ đồ tải trọng phân bố tác dụng lên dầm khung lầu 1-7
Hình 7.7 – Sơ đồ truyền tải trọng phân bố lên dầm khung lầu 1-7 - Sơ đồ tải trọng phân bố tác dụng lên dầm khung lầu 8
Hình 7.8 – Sơ đồ truyền tải trọng phân bố lên dầm khung lầu 8
HUTECH
- Sơ đồ tải trọng phân bố tác dụng lên dầm khung mái
Hình 7.9 – Sơ đồ truyền tải trọng phân bố lên dầm khung tầng mái
Với các công thức đã trình bày trong mục tính dầm phụ, với diện chịu tải trên ta có kết quả sau
- Tĩnh tải phân bố truyền vào khung trục F như bảng 7.3
Bảng 7.3 –Bảng tính tĩnh tải phân bố đều tác dụng lên dầm khung
S5 4.5 6.5 Bản kê Hình thang 422 761.3 S6 5.0 6.5 Bản kê Hình thang 422 802.9 761.3
802.9 S 4.5 6.5 Bản kê Hình thang 422 761.3 S 5.0 6.5 Bản kê Hình thang 422 802.9 761.3
802.9 S 4.5 8.0 Bản kê Hình thang 422 820.4 S 5.0 8.0 Bản kê Hình thang 422 881.1 S 4.5 6.5 Bản kê Hình thang 503 906.6 S 5.0 6.5 Bản kê Hình thang 503 956.1
qs (daN/m)
Σqs (daN/m)
Nhòp 9 - 10 1,564.2
1,564.2
Nhòp OÂ
SÀN l1 (m)
l2 (m)
Dạng bản
Dạng Lầu tải
Nhòp 7- 8 Lầu
2 -> 7 qs nhịp 9 - 10 = qs nhịp 7 - 8
qs nhịp 9 - 10 = qs nhịp 7 - 8
Nhòp 8- 9
gs (daN/
m2)
Mái Nhòp 7- 8 1,862.6
Nhòp 7- 8
Nhòp 9 - 10 qs nhịp 9 - 10 = qs nhịp 7 - 8 qs nhịp 9 - 10 = qs nhịp 7 - 8
1,564.2
1,564.2 Lầu 8
1,701.6
Trọng lượng do tường truyền vào dầm khung
Tường là kết cấu bao che, nó chỉ chịu tải trọng bản thân và truyền tải trọng vào dầm.
Tường 100 xây gạch ống cao đến trần (ht = 3,3 - hd = 2.7 m).
gt - trọng lượng đơn vị tiêu chuẩn của tường [8];
HUTECH
gt = 330 (daN/m2) với tường 200 gach ống;
gt = 180 (daN/m2) với tường 100 gạch ống;
Khi đó: qt = g n St. .t t
l (daN/m) (7.3)
trong đó St - diện tích phần tường (m2);
l - nhịp dầm (m);
nt - hệ số vượt tải
Nhịp (7-8), (8-9), (9-10). qt =330 1.3 17.6 6.5 1162
(daN/m)
Nhịp Consol. qt =330 1.3 1.2 1.4 368
(daN/m)
Tổng hợp tĩnh tải phaân boá leân dầm Laàu 1-7.
Laàu 8 ( daN/m)
Mái (daN/m)
Hình 7.10- Tổng hợp tĩnh tải phân bố đều lên dầm khung trục F b. Tĩnh tải tập trung tại dầm khung
Tĩnh tải tập trung truyền lên dầm khung do dầm phụ truyền vào (trọng lượng bản thân dầm phụ và cấu kiện gác lên dầm phụ)
HUTECH
Tĩnh tải tập trung tại dầm khung lầu 1-7, lầu 8, mái do sàn truyền lên dầm phụ, truyền vào dầm khung như hình 7.11
Laàu 1-7
Laàu 8
Mái
Hình 7.11 Tĩnh tải tập trung truyền vào dầm khung
HUTECH
Bảng 7.4 - Bảng tính tĩnh tải tập trung tại dầm khung (do các ô sàn)
Tĩnh tải tập trung tại dầm khung do trọng lượng bản thân dầm phụ và tường xây trên dầm phụ truyền vào dầm khung Bảng 7.6
Bảng 7.5- Bảng trọng lượng bản thân dầm dọc
Tên cấu Các lớp cấu tạo gtt Tổng gtt
kieọn (daN/m) (daN/m)
Daàm Consol 200x350
Beâtoâng 1.1*0.2*(0.35-0.1)*2500 110
Vữa trát 1.3*0.015*(0.2+2*(0.3- 131
0.1))*1800 21
Daàm 200x450
Beâtoâng 1.1*0.2*(0.45-0.1)*2500 192.5 Vữa trát 1.3*0.015*(0.2+2*(0.45- 224
0.1))*1800 31.6
Daàm mái 80x350
Beâtoâng 1.1*0.08*(0.3-0.1)*2500 44
60.8 Vữa trát 1.3*0.015*(0.08 +2*(0.35-
0.1))*1800 16.8
Bảng 7.6 - Bảng tĩnh tải tập trung tại dầm khung (do dầm phụ và tường)
b x h Tải trọng
Đoạn EF 4.5
Đoạn FG 5.0
Đoạn EF 4.5
Đoạn FG 5.0
Đoạn EF 4.5
Đoạn FG 5.0
Đoạn EF 4.5
Đoạn FG 5.0
6,584
-
60.8 288.8 Mái
Laàu 8
Consol
2,370 Consol 200x300 131 368 499
80x300 60.8 Daàm (daN/m)
200x300 131 200x450 224
Consol 368 499
Lầu Nhòp L
(m)
ΣGd,t
(daN) 2,370
Vị trí Tường-cửa,
lan can
Σg (daN/m) Laàu
1-7 Giữa
truùc 8-9 1,162 1,386
S16 1.4 5.0 Phaân boá 422 738.5 S17 1.4 4.5 Phaân boá 422 664.7 S12 2.0 5.0 Phaân boá 422 1,055.0 S14 3.0 5.0 Phaân boá 422 1,582.5 S9 3.0 4.5 Phaân boá 422 1,424.3 S13 2.0 4.5 Phaân boá 422 949.5 S 1.4 5.0 Phaân boá 422 738.5 S 1.4 4.5 Phaân boá 422 664.7 S 1.4 5.0 Phaân boá 503 879.4 S 1.4 4.5 Phaân boá 503 791.4
1,403.2 Lầu 8
Nhòp 8 - 9 Lầu
1 -> 7
Consol Consol
Mái 1,670.8
5,011.3 Dạng
tải
gs (daN/m2)
Gs (daN)
ΣGs (daN)
Consol 1,403.2
Lầu Nhòp OÂ
SÀN l1 (m)
l2 (m)
HUTECH
Tổng hợp tĩnh tải tập trung tác dụng lên dầm khung như Bảng 7.7 Bảng 7.7 – Bảng tổng hợp tải trọng tập trung tác dụng lên dầm khung
Sơ đồ tải trọng tập trung do tĩnh tải tác dụng lên dầm khung như hình Lầu 2-7
Lầu 8
Mái
Hình 7.12- Sơ đồ tĩnh tải tập trung tác dụng lên dầm khung c. Tĩnh tải tập trung tại nuùt khung
Tải trọng tập trung truyền lên nút khung gồm trọng lượng cột trên nút + tải trọng do dầm phụ truyền vào (trọng lượng bản thân dầm phụ và cấu kiện gác lên dầm phụ)
Trọng lượng bản thân cột (chương trình Etabs V9.5 tính toán)
Đoạn EF 4.5
Đoạn FG 5.0
Đoạn EF 4.5
Đoạn FG 5.0
Đoạn EF 4.5
Đoạn FG 5.0
Đoạn EF 4.5
Đoạn FG 5.0
Laàu 1-7
Consol 1,403.2 2,370 3,773
Lầu Nhòp Vò trí L
(m)
Daàm, tường
(daN) Sàn
(daN)
Giữa
truùc 8-9 5,001.3 6,584 11,585
ΣG (daN)
3,773
Mái Consol 1,670.8 288.8 1,960
Laàu
8 Consol 1,403.2 2,370
HUTECH
Tĩnh tải tập trung tại nút khung lầu 1-7, 8, mái do sàn truyền lên dầm phụ truyền vào nút khung. Hình 7.13 và Bảng 7.8
Lầu 2-7
Lầu 8
Mái
Hình 7.13-Tĩnh tải tập trung tại nút khung
HUTECH
Bảng 7.8 - Bảng tính tĩnh tải tập trung tại nút khung(do các ô sàn)
S6 5.0 6.5 Tam giác 422 1,648.4 S16 1.4 5.0 Phaân boá 422 738.5 S5 4.5 6.5 Tam giác 422 1,335.2 S17 1.4 4.5 Phaân boá 422 664.7 S6 5.0 6.5 Tam giác 422 1,648.4 S14 3.0 5.0 Phaân boá 422 1,582.5 S5 4.5 6.5 Tam giác 422 1,335.2 S9 3.0 4.5 Phaân boá 422 1,424.3 S 5.0 6.5 Tam giác 422 1,648.4 S 1.4 5.0 Phaân boá 422 738.5 S 4.5 6.5 Tam giác 422 1,335.2 S 1.4 4.5 Phaân boá 422 664.7 S 5.0 6.5 Tam giác 422 1,648.4 S 5.0 8.0 Tam giác 422 1,648.4 S 4.5 6.5 Tam giác 422 1,335.2 S 4.5 8.0 Tam giác 422 1,335.2 S 5.0 6.5 Tam giác 503 1,962.9 S 1.4 5.0 Phaân boá 503 879.4 S 4.5 6.5 Tam giác 503 1,589.9 S 1.4 4.5 Phaân boá 503 791.4 S 5.0 6.5 Tam giác 422 1,648.4 S 4.5 6.5 Tam giác 422 1,335.2 Taàng
1, 4 4,386.8
gs (daN/m2)
Gs (daN) Nuùt OÂ
SÀN l1 (m)
l2 (m)
Dạng tải
ΣGs (daN)
2, 3 5,990.4
Lầu 2-7
Lầu 8
1, 4 4,386.8
2, 3 5,967.3
Mái
1 5,223.6
2 2,983.7
Tĩnh tải tập trung tại nút khung do trọng lượng bản thân dầm phụ và tường xây trên dầm phụ truyền vào nút khung: Bảng 7.9
Bảng 7.9 - Bảng tính tĩnh tải tập trung tại nút khung (do dầm phụ và tường)
b x h Tải trọng Đoạn EF 4.5
Đoạn FG 5.0 Đoạn EF 4.5 Đoạn FG 5.0 Đoạn EF 4.5 Đoạn FG 5.0 Đoạn EF 4.5 Đoạn FG 5.0 Đoạn EF 4.5 Đoạn FG 5.0
224.1
- 224 1,064 Laàu
8
6,584
Mái 1, 2, 4 200x300 131 - 131.0 622.3 3
1, 2, 4 200x450 224.1 1,162 1,386 200x450
Tường-cửa (daN/m)
Σg (daN/m)
ΣGd,t
(daN)
1, 4 200x450 224.1
Lầu Nuùt Vò trí l1
(m)
Daàm (daN/m)
856
4,066 Laàu
1-7 2, 3 200x450 224.1 631.8
1,162
1,386 6,584
HUTECH
Tổng hợp tĩnh tải tập trung lên nút khung: Bảng 7.10
Bảng 7.10 - Tổng tải trọng tĩnh tải tập trung lên nút khung
Sơ đồ tải trọng tĩnh tải tác dụng lên nút khung. Hình 7.14 Laàu 1-7
Laàu 8
Mái
Hình 7.14- Sơ đồ tải trọng tĩnh tải tác dụng lên nút khung 1,670.8
4
2 2,983.7 622.3 Mái
Gs
(daN) 1, 4 4,386.8
Lầu Nuùt Gd,t
(daN) 6,584
Laàu 8
1, 4 4,386.8
3 5,967.3
G (daN)
10,056
10,971
7,031
5,846
10,971 Laàu
1-7
3,606
2,293 2 5,967.3 6,584 12,551
6,584
1,064
622.3 2, 3 5,990.4 4,066
1 5,223.6 622.3
HUTECH
d. Tĩnh tải tác dụng lên đầu cột
- Trọng lượng mái và dàn vì kéo tác dụng lên đỉnh cột.
Trọng lượng mái và trọng lượng dàn vì kèo ta qui thành tải trọng tập trung tác dụng lên đỉnh cột.
+ Trọng lượng các lớp mái (tôn kẽm, xà gồ, các lớp bông cách nhiệt, chống ồn, lớp trần nhựa) . Lấy 50(daN/m2)
Tổng trọng lượng các lớp cấu tạo mái trong 1 bước cột Gm = 1.2 x 50 x 4.75 x 14.5 = 4132.5 (daN)
+ Trọng lượng bản thân dàn và hệ giằng. tính theo công thức
gd = 1.2 x d x L (7.4)
= 1.2 x 0.6 x 14.5 = 10.44 (daN/m2)
Trong đó: 1.2 là hệ số kể đến trọng lượng các thanh giằng d : Hệ số trọng lượng dàn
+Tổng trọng lượng trong dàn
Gd = 1.2 x 10.44 x 14.5 x 4.75 = 862.9 (daN)
Tổng tải trọng tác dụng lên mỗi đỉnh cột là: 4132.5 862.9
2497.7( )
P 2 daN
7.2.2. Hoạt tải.
a. Hoạt tải phân bố lên dầm. Sơ đồ truyền tải trọng giống như trường hợp tĩnh tải: Bảng 7.11: Hoạt tải phân bố đều lên dầm khung
S5 4.5 6.5 Hình thang 240 433.0 S6 5.0 6.5 Hình thang 240 456.6 433.0
456.6 S 4.5 6.5 Hình thang 480 866.0 S 5.0 6.5 Hình thang 480 913.2 866.0
913.2 S 4.5 8.0 Hình thang 480 933.2 S 5.0 8.0 Hình thang 480 1,002.2 S 4.5 6.5 Hình thang 97.5 175.9
S 5.0 6.5 Hình thang 97.5 185.5 361.4 Nhòp 7- 8
Nhòp 9 - 10 ps nhịp 9 - 10 = ps nhịp 7 - 8 ps nhịp 9 - 10 = ps nhịp 7 - 8
1,779.2
1,779.2
1,935.4
Lầu
Nhòp 7- 8 Lầu
2 -> 7 ps nhịp 9 - 10 = ps nhịp 7 - 8
ps nhịp 9 - 10 = ps nhịp 7 - 8
Nhòp 8- 9
ptt (daN/m2
)
Mái Nhòp 7- 8 Lầu 8
ps (daN/m)
Σps (daN/m)
Nhòp 9 - 10 889.6
889.6
Nhòp OÂ
SÀN l1 (m)
l2 (m)
Dạng tải
HUTECH
Sơ đồ hoạt tải ,tải trọng phân bố đều lên dầm khung. Hình 7.15 Lầu 1-7. (daN/m)
Lầu 8. (daN/m)
Mái. (daN/m)
Hình 7.15: Hoạt tải phân bố lên dầm khung b. Hoạt tải tập trung tại dầm khung.
Hoạt tải tập trung truyền lên dầm khung do dầm phụ truyền vào (do sàn truyền vào dầm phụ và do sàn truyền vào dầm sàn gác trên dầm phụ)
Bảng 7.12: Hoạt tải tập trung lên dầm khung
S16 1.4 5.0 Phaân boá 240 420.0 S17 1.4 4.5 Phaân boá 240 378.0 S12 2.0 5.0 Phaân boá 480 1,200 S14 3.0 5.0 Phaân boá 195 731.3 S9 3.0 4.5 Phaân boá 195 658.1 S13 2.0 4.5 Phaân boá 480 1,080 S 1.4 5.0 Phaân boá 480 840.0 S 1.4 4.5 Phaân boá 480 756.0 S 1.4 5.0 Phaân boá 97.5 170.6 S 1.4 4.5 Phaân boá 97.5 153.6
Consol 798
Lầu Nhòp OÂ
SÀN l1 (m)
l2 (m)
3,669 Dạng
tải
ps (daN/m
2)
Ps (daN)
ΣPs (daN)
Mái 324.2
Nhòp 8 - 9 Lầu
2 -> 7
Consol
Consol 1,596
Lầu 8
HUTECH
Sơ đồ tải trọng hoạt tải tải trọng tập trung tác dụng lên dầm khung.
Lầu 1-7
Lầu 8
Mái
Hình 7.16- Hoạt tải tập trung tác dụng lên dầm khung
c. Hoạt tải tập trung tại nút khung.
Hoạt tải tập trung truyền lên dầm khung do dầm phụ truyền vào (sàn truyền vào dầm phụ và do sàn truyền vào dầm sàn gác trên dầm phụ). Được chia ra thành 2 thành phần: bên phải nút và bên trái nút.
HUTECH
Bảng 7.13: Hoạt tải tập trung tại nút khung
S17 1.4 4.5 Phaân boá 240 378 S16 1.4 5.0 Phaân boá 240 420 S5 4.5 6.5 Tam giác 240 759 S6 5.0 6.5 Tam giác 240 938 S5 4.5 6.5 Tam giác 240 759 S6 5.0 6.5 Tam giác 240 938 S14 3.0 5.0 Phaân boá 195 731 S9 3.0 4.5 Phaân boá 195 658 S5 4.5 6.5 Tam giác 240 759 S6 5.0 6.5 Tam giác 240 938 S14 3.0 5.0 Phaân boá 195 731 S9 3.0 4.5 Phaân boá 195 658 S17 1.4 4.5 Phaân boá 240 378 S16 1.4 5.0 Phaân boá 240 420 S5 4.5 6.5 Tam giác 240 759 S6 5.0 6.5 Tam giác 240 938 F17 1.4 4.5 Phaân boá 480 756 F16 1.4 5.0 Phaân boá 480 840 F5 4.5 6.5 Tam giác 480 1,519 F6 5.0 6.5 Tam giác 480 1,875 F5 4.5 6.5 Tam giác 480 1,519 F6 5.0 6.5 Tam giác 480 1,875 F1 4.5 8.0 Tam giác 480 1,519 F2 5.0 8.0 Tam giác 480 1,875 F5 4.5 6.5 Tam giác 480 1,519 F6 5.0 6.5 Tam giác 480 1,875 M4 1.4 4.5 Phaân boá 97.5 154 M3 1.4 5.0 Phaân boá 97.5 171 M2 4.5 6.5 Tam giác 97.5 308 M1 5.0 6.5 Tam giác 97.5 381 M2 4.5 6.5 Tam giác 97.5 308 M1 5.0 6.5 Tam giác 97.5 381 M4 1.4 4.5 Phaân boá 97.5 154 M3 1.4 5.0 Phaân boá 97.5 171 1
2, 3
798
1,697 Trái
Phải
1,697
1,389
Taàng ptt
(daN/m2) P (daN) Vị
trí OÂ SÀN
l1 (m)
l2 (m)
Dạng tải
ΣP (daN) Nuùt
1
Trái Phải
2
3
Phải 1,697
Trái 1,389
Lầu 2-7
Lầu 8
Trái 1,596
Phải 3,394
Trái 3,394
Phải 3,394
4 4
Phải 798
Trái 1,697
Phải 324
3,394 Trái
Mái
Trái 324
Phải 689
2 4
Trái 689
1
HUTECH
- Sơ đồ tải trọng hoạt tải tập trung vào nút khung.
Lầu 1-7
Lầu 8
Mái
Hình 7.17: Sơ đồ hoạt tải tập trung vào nút khung 7.2.3. Gió tĩnh.
Cao trình đỉnh mái cao 33.8 m < 40 m nên không cần phải xét đến thành phần động của tải trọng gió.
Tính toán theo [1].
W = W0 .k.C (7.5)
với: W0 = 83 daN/m2 -áp lực gió tiêu chuẩn khu vực II – A (khu vực TpHCM);
k = 1.25 -hệ số ảnh hưởng độ cao và dạng địa hình;
(lấy ở +33.8m và dạng địa hình A) Cđ = 0.8 - hệ số khí động phía gió đẩy; Ch = 0.6 - hệ số khí động phía gió hút; -Tải trọng gió phân bố vào cột.
q = n.B.W (trong bảng là Wqđ) (daN/m) (7.6)
HUTECH
Với : n =1.2 hệ số độ tin cậy của tải trọng gió, B (m) bước cột.
W là áp lực tính toán của gió ở lầu tính toán.
H (m) chiều cao lầu tính toán.
Bảng 7.14 - Tải trọng gió phân bố vào cột
Áp lực gió tác dụng vào kết cấu mái ( từ đỉnh cột trở lên) được qui về thành lực tập trung S đặt lên đầu cột.
S = n. k. W0. B. (Ci.hi) (7.7)
Ce1 : tra từ mục 2 bảng 6 [1].
Nội suy ta có : ce1 = + 0,18. ce2 = - 0,4.k = 1.24
+ Phía gió đẩy : S = n. k. W0. B.(Ci.hi) (7.8) =1.2x1.24x83x4.75x(0.8x0.45 + 0.268x1.75)
= 486.3 (daN).
+ Phía gió hút : S = n. k. W0. B.(Ci.hi) (7.9)
= 1.2x1.24x83x4.75x(0.6x0.45+0.4x1.75)
= 569 (daN).
- Gió tập trung tại thành sê nô (h = 0,95m) được xác định +Phía gió đẩy.
S = n.k.Wo.B.Ci1. h (7.10)
= 1.2 x 1.24 x 83 x 4.75 x 0.8 x 0.95 = 445.8 (daN)
Trệt 4 4.75 1.035 83 0.8 0.6 69 52 392 294 1 7.3 4.75 1.121 83 0.8 0.6 74 56 424 318 2 10.6 4.75 1.187 83 0.8 0.6 79 59 449 337 3 13.9 4.75 1.227 83 0.8 0.6 81 61 464 348 4 17.2 4.75 1.262 83 0.8 0.6 84 63 478 358 5 20.5 4.75 1.294 83 0.8 0.6 86 64 490 367 6 23.8 4.75 1.320 83 0.8 0.6 88 66 500 375 7 27.1 4.75 1.347 83 0.8 0.6 89 67 510 382 8 31.6 4.75 1.380 83 0.8 0.6 92 69 522 392
qh
(daN/m)
Lầu Wtcđ
(daN/m2)
Wtch
(daN/m2 ) B
(m) Hệ số k
W0
(daN/m2) Cđ Ch
qđ
(daN/m ) Cao
độ (m)
HUTECH
+Phía gió hút
S = n.k.Wo.B.Ci1 h (7.11)
= 1.2 x 1.24 x 83 x 4.75 x 0.6 x 0.95 = 334.4 (daN)
Gió trái.
Phía gió đẩy vị trí nút 1 (đỉnh mái sênô) S = 445.8 (daN) Phía gió đẩy vị trí nút 2 (đỉnh mái vì kèo) S = 486.3 (daN) Phía gió hút vị trí nút 4 (đỉnh mái): S = 569+334.4 = 903.4 (daN).
Gió phải.
Phía gió hút vị trí nút 1 (đỉnh mái sênô) S = 334.4 (daN) Phía gió hút vị trí nút 2 (đỉnh mái vì kèo) S = 569 (daN)
Phía gió đẩy vị trí nút 4 (đỉnh mái): S = 486.3+445.8 = 932.1 (daN).