Thiết kế cao ốc văn phòng và trung tâm thương mại Hà Nội

CHÖÔNG I PHAÂN TÍCH VAØ LÖÏACHOÏN HEÄ CHÒU LÖÏC CHÍNH CUÛA COÂNG TRÌNH ¾™˜¾ 1.1. NHÖÕNG ÑAËC ÑIEÅM CÔ BAÛN CUÛA NHAØ NHIEÀU TAÀNG - Ñoái vôùi nhaø nhieàu taàng, troïng löôïng baûn thaân vaø hoaït taûi taùc duïng leân saøn raát lôùn trong khi ñoù dieän tích maët baèng nhoû neân caàn coù nhöõng giaûi phaùp veà neàn moùng thích hôïp, nhaát laø ôû nhöõng vuøng ñaát yeáu nhö ôû Vieät Nam thöôøng phaûi duøng nhöõng phöông phaùp moùng saâu ñeå chòu taûi laø toát nhaát, cuï theå ôû ñaây laø moùng coïc. - Nhaø nhieàu taàng coù chieàu cao lôùn neân chòu aûnh höôûng cuûa gioù raát lôùn. Khi chieàu cao nhaø treân 40 m thì phaûi tính ñeán gioù ñoäng. Beân caïnh ñoù caàn phaûi löu yù ñeán caùc löïc do ñoäng ñaát vì khi coù löïc ñoäng ñaát thì taùc haïi xaûy ra cho ngöôøi söû duïng raát lôùn neáu khi thieát keá khoâng löu yù ñeán caùc bieän phaùp khaùng chaán. - Haïn cheá chuyeån vò ngang cuûa coâng trình cao taàng laø moät vaán ñeà quan troïng. Cuøng vôùi söï gia taêng cuûa chieàu cao , chuyeån vò ngang cuûa coâng trình taêng leân nhanh choùng. Neáu chuyeån vò ngang cuûa coâng trình quaù lôùn seõ laøm taêng caùc giaù trò cuûa noäi löïc, laøm cho caùc töôøng ngaên vaø caùc boä phaän trang trí bò hö hoûng, gaây cho ngöôøi soáng trong nhaø caûm giaùc khoù chòu vaø hoaûng sôï. Bôûi vaäy, keát caáu nhaø cao taàng khoâng chæ phaûi ñaûm baûo ñuû cöôøng ñoä chòu löïc maø coøn phaûi ñuû ñoä cöùng ñeå haïn cheá chuyeån vò ngang khoâng vöôït quaù giaù trò giôùi haïn cho pheùp. - Vieäc choïn caùc kích thöôùc hình hoïc ngoâi nhaø (H, B, vaø L) caàn ñöôïc xem xeùt moät caùch nghieâm tuùc vì noù aûnh höôûng ñeán ñoä beàn, tính choáng laät, ñoä oån ñònh cuûa coâng trình. - Ñeå giaûm caùc dao ñoäng naøy thì khoâng chæ phaân boá ñoä cöùng hôïp lyù theo chieàu cao maø caàn tìm caùch giaûm caùc khoái löôïng taäp trung tham gia vaøo dao ñoäng cuûa coâng trình. - Nhaø nhieàu taàng thöôøng coù ñieàu kieän thi coâng phöùc taïp (maët baèng beù, höôùng thi coâng chuû yeáu theo chieàu cao). Do ñoù quaù trình thi coâng phaûi nghieâm ngaët vaø phaûi coù ñoä chính xaùc cao so vôùi caùc coâng trình bình thöôøng khaùc. - Caùc yeâu caàu caàn thieát cho ngöôøi söû duïng coâng trình nhö veä sinh moâi tröôøng, thoâng gioù, caáp thoaùt nöôùc, giao thoâng trong coâng trình, aûnh höôûng cuûa cao ñoä ñeán söùc khoûe taâm lyù cuûa con ngöôøi cuõng caàn ñöôïc keå ñeán khi thieát keá. -Töø nhöõng ñaëc ñieåm treân, khi tính toaùn vaø thieát keá coâng trình, ñaëc bieät laø coâng trình nhaø cao taàng thì vieäc phaân tích löïa choïn keát caáu hôïp lyù cho coâng trình ñoùng vai troø voâ cuøng quan troïng , noù khoâng nhöõng aûnh höôûng ñeán ñoä beàn, ñoä oån ñònh cuûa coâng trình, maø coøn quyeát ñònh ñeán giaù thaønh coâng trình. 1.2. HEÄ CHÒU LÖÏC CHÍNH CUÛA NHAØ CAO TAÀNG Ta xem xeùt moät soá heä chòu löïc thöôøng duøng cho nhaø cao taàng sau ñaây: 1.2.1. Heä khung chòu löïc Heä khung chòu löïc bao goàm heä thoáng coät vaø daàm vöøa chòu taûi troïng ñöùng vöøa chòu taûi troïng ngang. Coät vaø daàm trong heä khung lieân keát vôùi nhau taïi caùc nuùt khung, quan nieäm laø nuùt cöùng. Heä keát caáu khung ñöôïc söû duïng hieäu quaû cho caùc coâng trình coù yeâu caàu khoâng gian lôùn, boá trí noäi thaát linh hoaït, phuø hôïp vôùi nhieàu loaïi coâng trình. Khi chòu taûi troïng ngang, chuyeån vò ngang cuûa coâng trình töông ñoái lôùn.Yeáu ñieåm cuûa keát caáu khung laø khaû naêng chòu caét theo phöông ngang keùm. 1.2.2. Heä töôøng chòu löïc Heä töôøng chòu löïc laø moät heä thoáng töôøng vöøa laøm nhieäm vuï chòu taûi troïng ñöùng vöøa laø heä thoáng chòu taûi troïng ngang vaø ñoàng thôøi laøm luoân nhieäm vuï vaùch ngaên cuûa caùc phoøng. Ñaây laø loaïi keát caáu quen thuoäc trong caùc nhaø thaáp taàng, caùc töôøng naøy chuû yeáu xaây baèng gaïch coù khaû naêng chòu uoán vaø chòu caét keùm, coøn trong nhaø cao taàng thì caùc töôøng naøy ñöôïc laøm baèng beâtoâng coát theùp coù khaû naêng chòu uoán vaø chòu caét toát hôn neân chuùng ñöôïc goïi laø vaùch cöùng. Caùc heä keát caáu töôøng chòu löïc trong nhaø cao taàng thöôøng laø toå hôïp cuûa caùc töôøng phaúng. Caùc töôøng phaúng coù theå boá trí theo caùc phöông khaùc nhau. Trong caùc ngoâi nhaø hình chöõ nhaät, caùc töôøng phaúng ñöôïc boá trí theo phöông ngang nhaø-goïi laø töôøng ngang, theo phöông doïc-goïi laø töôøng doïc. Trong nhaø cao taàng taûi troïng ngang taùc duïng raát lôùn, neáu keát caáu chòu löïc chính cuûa coâng trình laø töôøng chòu löïc thì vieäc thieát keá töôøng chòu löïc phaûi bao goàm chòu caû taûi troïng ngang laãn taûi troïng ñöùng. Neáu duøng toaøn boä töôøng ñeå chòu taûi troïng ngang vaø taûi troïng ñöùng thì coù nhöõng haïn cheá sau ñaây: -Hao toán vaät lieäu; -Ñoä cöùng coâng trình quaù lôùn, khoâng caàn thieát; -Khoù thay ñoåi coâng naêng söû duïng khi coù yeâu caàu; -Tieát dieän lôùn, thoâ, khoâng coù tính thaãm myõ. 1.2.3. Heä khung keát hôïp töôøng chòu löïc Ñaây laø heä keát caáu hoãn hôïp goàm khung vaø töôøng cuøng chòu löïc. Hai loaïi keát caáu naøy lieân keát vôùi nhau thoâng qua caùc daàm vaø saøn cöùng taïo thaønh moät heä keát caáu khoâng gian cuøng nhau chòu löïc. a.)Sô ñoà giaèng Trong sô ñoà naøy, caùc lieân keát giöõa coät vaø daàm laø khôùp. ÔÛ sô ñoà naøy, khung chæ chòu ñöôïc phaàn taûi troïng thaúng ñöùng töông öùng vôùi dieän tích truyeàn taûi ñeán noù, coøn taûi troïng ngang vaø moät phaàn taûi troïng thaúng ñöùng do töôøng chòulöïc ( vaùch cöùng) chòu. Sô ñoà khung – giaèng Trong sô ñoà naøy, caùc coät lieân keát cöùng vôùi daàm. ÔÛ sô ñoà naøy, khung cuøng tham gia chòu taûi troïng ñöùng vaø taûi troïng ngang vôùi töôøng. Saøn cöùng laø moät trong nhöõng keát caáu truyeàn löïc quan troïng trong nhaø cao taàng kieåu khung - giaèng. Ñeå ñaûm baûo oån ñònh toång theå cuûa heä thoáng coät, khung vaø truyeàn ñöôïc caùc taûi troïng ngang khaùc nhau sang caùc heä vaùch cöùng, saøn phaûi thöôøng xuyeân laøm vieäc trong maët phaúng naèm ngang. Saøn cöùng chòu taûi troïng taùc ñoäng ngang do gioù truyeàn töø töôøng ngoaøi vaøo saøn roài truyeàn sang heä vaùch cöùùng, loõi cöùng vaø truyeàn xuoáng moùng. Saøn cöùng coøn coù khaû naêng phaân phoái laïi noäi löïc trong caùc heä vaùch cöùng coù tieát dieän thay ñoåi vaø chòu taùc ñoäng cuûa caùc loaïi taûi troïng khaùc nhö nhieät ñoä vaø ñoäng ñaát. . . . 1.2. SO SAÙNH LÖÏA CHOÏN PHÖÔNG AÙN Qua xem xeùt, phaân tích caùc heä chòu löïc nhö ñaõ neâu treân vaø döïa vaøo caùc ñaëc ñieåm cuûa coâng trình nhö giaûi phaùp kieán truùc ta coù moät soá nhaän ñònh sau ñaây ñeå choïn heä keát caáu chòu löïc chính cho coâng trình trung taâm thöông maïi Haø Noäi : Neáu choïn heä khung keát hôïp vôùi töôøng chòu löïc thì toán keùm , coâng trình seõ vöõng chaéc hôn Vôùi heä naøy ñoái vôùi nhöõng Coâng trình coù chieàu cao >40m tính gioù ñoäng hôn nöõa taûi troïng ngang taùc ñoäng vaøo coâng trình lôùn, ta môùi söû duïng heä khung keát hôïp vôùi töôøng chòu löïc ñeå chòu caû taûi troïng ngang laãn taûi troïng ñöùng . Neáu choïn heä chæ coù keát caáu töôøng chòu caû taûi troïng ngang vaø taûi troïng ñöùng thì maëc duø ñoä cöùng coâng trình cao, chuyeån vò taïi ñænh coâng trình nhoû nhöng thöïc söï khoâng caàn thieát. Noù gaây hao toán vaät lieäu, khoâng coù tính kinh teá, khoâng phuø hôïp vôùi ñieàu kieän kinh teá nöôùc ta hieän nay. Do ñoù, heä keát caáu naøy khoâng thích hôïp cho coâng trình thieát keá. Coâng trình coù chieàu cao vöøa phaûi (36.0 m) vaø dieän tích maët baèng khaù roäng. Coâng trình coù chieàu cao <40m neân khoâng tính gioù ñoäng hôn nöõa taûi troïng ngang taùc ñoäng vaøo coâng trình nhoû, ta neân söû duïng heä khung ñeå chòu caû taûi troïng ngang laãn taûi troïng ñöùng . Keát luaän: Ñoái vôùi maët baèng cuûa coâng trình Trung thöông maïi Haø Noäi ta neân choïn heä keát caáu chòu löïc chính laø heä khung beâ toâng coát theùp ñuùc toaøn khoái CHÖÔNG II TÍNH TOAÙN SAØN TAÀNG ÑIEÅN HÌNH ¾™˜¾ 2.1. PHÖÔNG AÙN KEÁT CAÁU : Như đã trình bày ở mục 2.2 .Heä keát chính cuûa coâng trình laø heä khung beâ toâng coát theùp ñuùc toaøn khoái 2..2.TÍNH TOAÙN SAØN Hình 3.1: Maët baèng saøn taàng ñieån hình 2.2.1 choïn sô boä kích thöôùc caùc caáu kieän a> Saøn - Chieàu daøy baûn saøn hs - Choïn sô boä chieàu daøy baûn saøn theo coâng thöùc sau ( 4) trong ñoù: - heä soá kinh nghieäm phuï thuoäc hoaït taûi söû duïng; - ñoái vôùi baûn loaïi daàm; - ñoái vôùi baûn keâ boán caïnh; L - caïnh nhòp ngaén cuûa oâ baûn. Chieàu daøy hb cuûa toaøn saøn ñöôïc choïn baèng vôùi chieàu daøy oâ baûn coù kích thöôùc lôùn nhaát vaø chòu taûi troïng lôùn nhaát ta cho oâ S8 Chieàu daøi caïnh laø l1=3.5m l2=9m laáy D=35 neân ta choïn hs = 10 cm Vaäy choïn hs = 10 cm cho toaøn saøn b>Daàm - Sô boä choïn chieàu cao daàm theo coâng thöùc sau (1) trong ñoù: - heä soá phuï thuoäc vaøo tính chaát cuûa khung vaø taûi troïng; - ñoái vôùi heä daàm chính, khung moät nhòp; - ñoái vôùi daàm lieân tuïc, khung nhieàu nhòp; - nhòp daàm. - Beà roäng daàm choïn nhö sau: (2) Kích thöôùc tieát dieän daàm choïn sô boä theo baûng sau: Baûng 2.1: Choïn sô boä kích thöôùc tieát dieän daàm Kí hieäu Nhòp daàm (m) Kích thöôùc tieát dieän (cm) Kí hieäu Nhòp daàm (m) Kích thöôùc tieát dieän (cm) D1 7.5 30x70 D6 7.5 30x50 D2 9.0 30x80 D7 9.0 30x70 D3 4.5 20x40 D8 7.5 10x30 D4 9.0 30x80 D9 9 10x40 D5 10.5 30x90 c> coät: -Goïi b, h laø chieàu roäng vaø chieàu cao tieát dieän coät:(h/b=1.5-3) -Dieän tích tieát dieän ngang choïn sô boä theo coâng thöùc: (3) Trong ñoù:N laø löïc doïc tính toaùn Rn:cöôøng ñoä neùn vôùi BT M300ÞRn=1300(KN/m2) k=1.2-1.5 ñoái vôùi caáu kieän chòu neùn leäch taâm Xeùt taûi troïng taùc duïng vaøo moät coät taàng ñieån hình truïc 5E: +Troïng löôïng do saøn truyeàn vaøo: (taïi vò trí naøy dieän tích saøn truyeàn vaøo coät laø lôùn nhaát):(HV) Fs=2.25*7.5=16.88m2 ÞNs=16.88*0.1*2.5=4.22(T);Nstt=1.1*4.22=4.64(T) +Troïng löôïng do töôøng truyeàn vaøo: ÞNt=7.5*0.2*6.3*1.8=17.01(T);Nttt=1.2*17.01=24.412(T) +Troïng löôïng coät giaû thieát:(500x500) ÞNc=0.5*0.5*6.3*2.5=2.835(T);Nttc=2.835*1.1=3.118(T) Vaäy löïc taùc duïng vaøo coät:N1=4.64+24.212+3.118=31.97(T) Choïn giaûi phaùp thay ñoåi tieát dieän coät ba laàn: Vôùi:n soá taàng Vaäy dieän tích tieát dieän coät taïi taàng 1 laø:Fc=0.0365*8=0.295m2 Töø dieän tích treân ta choïn tieát dieän coät: +Taàng 1-3 :bxh=500x600 +Taàng 4-6:bxh=400x500 +Taàng 7-8:bxh=300x400 2.2.2 Tính Saøn Ñieån Hình 2.2.2.1. Xaùc ñònh taûi troïng taùc duïng leân saøn a>Tænh Taûi -Taûi troïng taùc duïng leân coâng trình chuû yeáu laø do troïng löôïng baûn thaân cuûa keát caáu nhö: coät, daàm, saøn… Ngoaøi ra coøn coù troïng löôïng töôøng, caùc lôùp hoaøn thieän. -Caên cöù vaøo nhöõng lyù do cuï theå trình baøy ôû treân. Ta choïn chieàu daøy caùc saøn laø 10(cm) -Töø caáu taïo töøng saøn ta xaùc ñònh ñöôïc tænh taûi treân moät m2 saøn caùc taàng. Caùch tính nhö sau: +Taûi troïng tieâu chuaån phaân boá ñeàu cho caùc lôùp caáu taïo saøn: gtci=di x gI (5) +Taûi troïng tính toaùn phaân boá ñeàu cho caùc lôùp caáu taïo saøn: gtt i= nixdi x gI Trong ñoù: di : Chieàu daøy lôùp thöù i gi: Khoái löôïng rieâng lôùp thöù i ni: Heä soá vöôït taûi Aùp duïng coâng thöùc treân ta tính lôùp gaïch Ceramic gtc g=0.01x1800=18 daN/m2 gtt g=1.1*18=19.8 daN/ m2 Baûng 2.2 Tænh Taûi Cuûa Saøn Taàng Ñieån Hình SOÁTT Loïai vaät lieäu caáu taïo saøn di (m) gi (daN/m2) gtci (daN/m2) ni gtti (daN/m2) 1 Lôùp gaïch Ceramic 0.01 1800 18 1.1 19.8 2 Vöõa ximaêng loùt 0.02 1800 36 1.2 43.2 3 Saøn BTCT 0.1 2500 250 1.1 275 4 Vöõa ximaêng toâ traàn 0.01 1800 18 1.2 21.6 5 Taûi traàn treo, ñöôøng oáng 50 1.3 65 TOÅNG COÄNG 372 430 Baûng 2.3 Tænh Taûi Cuûa Saøn Veä Sinh STT Loïai vaät lieäu caáu taïo saøn di (m) gI (daN/m2) gtci (daN/m2) ni gtti (daN/m2) 1 Lôùp gaïch Ceramic 0.01 1800 18 1.1 19.8 2 Vöõa xm loùt,vöøa taïo doác 0.03 1800 54 1.2 64.8 3 Lôùp choáng thaám 0.04 2000 80 1.2 96 4 Saøn BTCT 0.1 2500 250 1.1 275 5 Vöõa ximaêng toâ traàn 0.01 1800 18 1.2 21.6 TOÅNG COÄNG 420 493 Baûng 2.4 Tænh Taûi Cuûa Saøn Maùi SOÁTT Loaïivaät lieäu caáu taïo saøn di (m) gi (daN/m2) gtci (daN/m2) ni gtti (daN/m2) 1 Lôùp gaïch taøu 0.02 1800 36 1.2 43.2 2 Vöõa ximaêng loùt 0.02 1800 36 1.2 43.2 3 Lôùp BT choáng thaám 0.04 2500 100 1.2 120 4 Saøn BTCT 0.1 2500 250 1.1 275 5 Vöõa ximaêng toâ traàn 0.01 1800 18 1.2 21.6 TOÅNG COÄNG 440 515 b>Hoaït taûi: Giaù trò hoaït taûi söû duïng vaø heä soá vöôït taûi ñöôïc laáy theo quy phaïm TCVN 2737-1995 Aùp duïng: ptt=nh x pc Trong ñoù nh laø heä soá tin caäy veà hoaït taûi Keát quaû tính tiaùn ñöa vaøo baûng 06 Baûng 2.5 Giaù Trò Caùc Hoaït Taûi Loaïi phoøng Taûi troïng tieâu chuaån (daN/m2) Heä soá vöôït taûi n Taûi troïng tính toaùn (daN/m2) 1. Veä sinh 2. Phoøng laøm vieäc 3. Saûnh, haønh lang, caàu thang 4. Maùi 200 150 300 75 1.2 1,2 1,2 1.3 240 180 360 95 2.2.2.2. Tính saøn a) Phaân loaïi Xeùt tæ soá ; l1:caïnh ngaén,l2:caïnh daøi Neáu <= 2 thì baûn xem nhö laøm vieäc theo moät phöông. Neáu >2 thì baûn xem nhö laøm vieäc theo hai phöông. Sau ñaây laø caùc laoïi oâ saøn Baûng phaân Loaïi oâ saøn Soá hieäu oâ saøn Caïnh ngaén ln (m) Caïnh daøi ld (m) Tæ soá ld/ln Loaïi oâ saøn Dieän tích (m2) Chieàu daøy saøn (cm) S1 4.5 7.5 1.66 Hai phöông 33.75 10 S2 2.5 3.5 1.4 Hai phöông 8.75 10 S3 4.5 4.5 1 Hai phöông 20.25 10 S4 5.0 6 1.2 Hai phöông 30 10 S5 2.6 4 1.54 Hai phöông 10.4 10 S6 3.5 7.5 2.143 Moät phöông 26.25 10 S7 3.5 9 2.5714 Moät phöông 31.5 10 S8 3.5 9 2.5714 Moät phöông 31.5 10 S9 3.5 7.5 2.143 Moät phöông 26.25 10 S10 2.4 7.5 3.125 Moät phöông 26.25 10 S11 2.4 9 3.75 Moät phöông 21.6 10 S12 1. 45 3 2.06 Moät phöông 4.35 10 1.Baûn laøm vieäc theo hai phöông, goïi laø baûn keâ 4 caïnh. Goàm caùc oâ : S1,S2,S3,S4,S5 Vì Caét moät daõy =1m theo hai phöông ñeå tính O saøn l1*l2 (m) SÑT l2/l1 mi1 mi2 ki1 ki2 qtt (daN/m) P=qtt*l1*l2 (daN.m) M1= mi1*P M2= mi2*P (daNm) MI= ki1*P MII= ki2*P (daNm) S1 4.5*7.5 1.66 0.02012 0.0072 0.04428 0.01592 670 17587.5 353.86 126.63 778.78 279.99 S2 2.5*3.5 1.4 0.021 0.0107 0.0473 0.024 670 5862.5 123.113 62.73 277.31 140.7 S3 4.5*4.5 1 0.0179 0.0179 0.0417 0.0417 670 13567.5 242.86 242.86 565.77 565.77 S4 5*6 1.2 0.0204 0.0142 0.0468 0.0325 660 19800 403.9 281.16 926.6 643.5 S5 2.6*4 1.54 0.02068 0.0087 0.04596 0.0193 790 8216 170 71.5 377.6 158.6 2.Baûn laøm cieäc moät phöông (baûn daàm ) S6,S7, S8,S9,S10,S11,S12 :Caét daûi baûn roäng 1m theo phöông caïnh ngaén ñeå tính : O Saøn l1*l2 (m) SÑT &TT (daN/m) Mgoái (daNm) Mnhòp (daNm) S6 3.5*7.5 Mgoái=q*l2/12 Mnhòp=q*l2/24 q Mgoái=-q*l2/8 =-790*3.52/12 =806.46 Mnhòp=q*l2/24 =790*3.52/24 =403.23 S7 3.5*9 Mgoái=q*l2/12 Mnhòp=q*l2/24 q Mgoái=q*l2/12 =790*3.52/12 =806.46 Mnhòp=q*l2*/24 =790*3.52*/24 =403.23 S8 3.5*9 Mgoái=q*l2/12 Mnhòp=q*l2/24 q Mgoái=q*l2/12 =670*3.52/12 =683.96 Mnhòp=q*l2*/24 =670*3.52*/24 =341.98 S9 3.5*7.5 Mgoái=q*l2/12 Mnhòp=q*l2/24 q Mgoái=q*l2/12 =670*3.52/12 =683.96 Mnhòp=q*l2*/24 =670*3.52*/24 =341.98 S10 2.4*7.5 Mgoái=q*l2/12 q Mnhòp=q*l2/24 q Mgoái=q*l2/12 =670*2.42/12 =321.6 Mnhòp=q*l2*/24 =670*2.42*/24 =160.8 O baûn ban coâng baûn laøm vieäc 1 phöông Caét daõy 1m theo phöông caïnh ngaén ñeå tính - Sô ñoà tính Mnhòp=9*q*l2/128 Mgoái=q*l2/8 Aùp duïng cho oâ baûn S11 vaø S12 S11 2.4*9 Mgoái=q*l2/8 Mnhòp=9*q*l2/128 q Mgoái=q*l2/8 =670*2.42/8 = Mnhòp=9*q*l2/128 =9*670*2.42/128 =271.4 S12 1.45*3 Mgoái=q*l2/8 Mnhòp=9*q*l2/128 q Mgoái=q*l2/8 =790*1.452/8 =207.622 Mnhòp=9*q*l2/128 =9*790*1.452/128 =116.787 b)Tính toaùn coát theùp Coát theùp cuûa oâ baûn ñöôïc tính nhö caáu kieän chòu uoán Baûng 2.5 Caùc ñaëc tröng cuûa vaät lieäu söû duïng tính toaùn Beâtoâng M300 Coát theùp CI ao Rn Rk Eb Ra Ra' Ea (kG/cm2) (kG/cm2) (kG/cm2) (kG/cm2) (kG/cm2) (kG/cm2) 130 10 2.9x105 2000 2000 21x105 0.58 Giaû thieát: - a = 1.5cm khoaûng caùch cuûa lôùp beâtoâng baûo veä; - chieàu cao coù ích cuûa tieát dieän; (6) - b = 100cm beà roäng tính toaùn. Coâng thöùc tính coát theùp ho =hb -ao A= (7) (8) Fa = (9) (%) = (10) 0,1=(%)min(%)(%)max (11) Aùp duïng ta tính cho oâ saøn kí hieäu S8 Tính coát theùp ôû nhòp M1 ho =hb -ao=10-1.5=8.5 cm A===0.03641 (7) =0.98145 (8) Fa ===1.952065 cm2 (9) - Kieå tra haøm löôïng coát theùp: (%) ==0.22965 10) 0,1(%)=0.22965 3.5 (thoaû) (11) Choïn d8a150 Tính coát theùp ôû goái M ho =hb -ao=10-1.5=8.5 cm A===0.07282 =0.96216 Fa ===3.9824 cm2 - Kieå tra haøm löôïng coát theùp: (%) ==0.4685 0,1(%)=0.4685 3.5 (thoaû) Choïn d8a150 Aùp duïng tính oâ baûn S3 Tính coát theùp ôû nhòp M1 ho =hb -ao=10-1.5=8.5 cm A===0.025857 =0.9869 Fa ===1.37862 cm2 - Kieå tra haøm löôïng coát theùp: (%) ==0.162 0,1(%)=0.162 3.5 (thoaû) Choïn d8a150 Töông töï tính coát theùp nhòp M2 ho =hb -ao=10-2.5=7.5 cm A===0.033212 =0.8311 Fa===1.56846cm2 - Kieåm tra haøm löôïng coát theùp: (%) ==0.2091 0,1(%)=0.2091 3.5 (thoaû) Choïn d8a150 Tính coát theùp ôû goái MI ho =hb -ao=10-1.5=8.5 cm A===0.060236 =0.9689 Fa ===3.27126 cm2 - Kieåm tra haøm löôïng coát theùp: (%) ==0.3848 0,1(%)=0.3848 3.5 (thoaû) Choïn d8a180 Töông töï tính coát theùp goái MII ho =hb -ao=10-2.5=7.5 cm A===0.07737 =0.95969 Fa===3.74307cm2 - Kieåm tra haøm löôïng coát theùp: (%) ==0.499 0,1(%)=0.499 3.5 (thoaû) Choïn d8a180 Sau khi tính toaùn coát theùp phaûi kieåm tra haøm löôïng coát theùp : vôùi : Theo TCVN qui ñònh *Kieåm tra voõng cho oâ saøn baûn daàm vaø oâ saøn baûn keâ: Coâng thöùc kieåm tra: (12) +Ñoái vôùi baûn keâ:choïn hai oâ baûn S3 vaø S5 vì hai oâ baûn naøy coù nhòp lôùn cuõng nhö noäi löïc lôùn: +Ñoái vôùi baûn daàm: choïn oâ baûn S6 ñeå tính vì oâ baûn naøy coù noäi löïc lôùn nhaát Vaäy ñoä voõng trong taát caû caùc oâ baûn ñeàu thoaû Boá trí theùp nhö baûn veõ KC02 Keát quaû tính toaùn coát theùp trình baøy trong baûng sau: CHÖÔNG III TÍNH TOAÙN VAØ BOÁ TRÍ THEÙP CHO DAÀM DOÏC TRUÏC E ¾™˜¾ SÔ ÑOÀ TRUYEÀN TAÛI VAØ VÒ TRÍ DAÀM : SÔ ÑOÀ TRUYEÀN TAÛI VAØO DAÀM TRUÏC E SÔ ÑOÀ TÍNH Daàm lieân tuïc SÔ ÑOÀ TÍNH DAÀM TRUÏC E 3.3 TAÛI TROÏNG TAÙC DUÏNG: * Taûi troïng hình thang quy thaønh taûi phaân boá ñeàu töông ñöông: (1) Trong ñoù * Taûi troïng tam giaùc quy thaønh taûi phaân boá ñeàu töông ñöông: (2) * Taûi troïng phaân boá ñeàu töông ñöông: (3) 3.3.1 Tỉnh tải Taûi phaân boá + Nhòp 1-2= Nhòp 2-3= Nhòp 4-5= nhòp 5-6 Vaäy ta tính dieån hình moät nhòp 1-2 Troïng löôïng baûn thaân daàm g d1-2= bdx(hd-hb)nix gI =0.3x(0.7-0.1)1.1x2500=495daN/m Troïng löôïng töôøng xaây g t1-2= btxx(ht-hd)nix gI =0.2x(4.2-0.7)x1.1x1800=1512 daN/m * Taûi troïng hình thang do oâ baûn soá 1 truyeàn vaøo daàm quy thaønh taûi phaân boá ñeàu töông ñöông: g1-2=gd+gt+gs=495+1512+819.473=2826.47 daN/m + Troïng löôïng baûn thaân daàm nhòp 3-4 g d3-4= bdx(hd-hb)nix gI =0.3x(0.8-0.1)1.1x2500=577.5daN/m Troïng löôïng töôøng xaây g t3-4= btxx(ht-hd)nix gI =0.2x(4.2-0.7)1.1x1800=1512 daN/m -Taûi troïng saøn nhòp 3-4 = taûi troïng phaân boá tam giaùc soá 3+ soá 4( xem hình veõ sô ñoà truyeàn taûi) Taûi troïng tam giaùc do oâ baûn soá 3 truyeàn vaøo daàm quy thaønh taûi phaân boá ñeàu töông ñöông: Taûi troïng tam giaùc do oâ baûn soá 4 truyeàn vaøo daàm quy thaønh taûi phaân boá ñeàu töông ñöông: Vaäy gs3-4=604.68x2=1209.36 daN/m g3-4=gd3-4+gt3-4+gs3-4= 577.5+1521+1209.36= 3307.86 daN/m Taûi Troïng Daàm Phuï Truyeàn Vaøo Daàm Doïc Truïc E * Troïng löôïng baûn thaân daàm phuï: * Troïng löôïng töôøng xaây treân daàm phuï: * Taûi troïng do oâ baûn soá 7 truyeàn vaøo daàm taûi phaân boá ñeàu töông ñöông: * Taûi troïng do oâ baûn soá 8 truyeàn vaøo daàm taûi phaân boá ñeàu töông ñöông: * Toång taûi troïng taùc duïng leân daàm Truïc E b. Taûi taäp trung - Do troïng löôïng baûn thaân daàm phuï: * Troïng löôïng töôøng xaây treân daàm phuï: * Troïng löôïng baûn thaân do oâ saøn 7 truyeàn vaøo: * Troïng löôïng baûn thaân do oâ saøn 8 truyeàn vaøo GA=247.5+1559.25+(2176*2/2)=3982.75 daN BAÛNG KE TÆNH TAÛI PHAÂN BOÁ TREÂN DAÀM TRUÏC E: Nhòp daàm gdaàm daN/m gtöôøng daN/m gs=gis+gis daN/m g=gdaàm+gtöôøng+gsaøn daN/m 1-2 495 1512 819.47 2826.47 2-3 495 1512 819.47 2826.47 3-4 577.5 1512 1209.36 3307.86 4-5 495 1512 819.47 2826.47 5-6 495 1512 819.47 2826.47 3.3.2 Hoaït taûi a. Phaân boá + Nhòp 1-2= Nhòp 2-3= Nhòp 4-5= nhòp 5-6 Vaäy ta tính ñieån hình moät nhòp 1-2 * Taûi troïng hình thang do oâ baûn soá 1 truyeàn vaøo daàm quy thaønh taûi phaân boá ñeàu töông ñöông: Nhòp 3-4 Nhòp 3-4 coù hai taûi troïng do oâ soá 3 vaø soá 4 truyeàn vaøo Vaây P3-4=P3+P4 * Taûi troïng tam giaùc do oâ baûn soá 3 truyeàn vaøo daàm quy thaønh taûi phaân boá ñeàu töông ñöông: * Taûi troïng tam giaùc do oâ baûn soá 4 truyeàn vaøo daàm quy thaønh taûi phaân boá ñeàu töông ñöông: P3-4=337.5+337.5=675 daN/m b.Hoaït taûi taäp trung taïi nuùt A Pdp=P7+P8 * Taûi troïng tam giaùc do oâ baûn soá 7 truyeàn vaøo daàm quy thaønh taûi phaân boá ñeàu töông ñöông: * Taûi troïng do oâ baûn soá 8 truyeàn vaøo daàm taûi phaân boá ñeàu töông ñöông: Pdp=P7+P8=337.5+337.5=675 daN/m BAÛNG KE TAÛI PHAÂN BOÁ TREÂN DAÀM DOÏC TRUÏC E: Nhòp daàm gdaàm daN/m gtöôøng daN/m gs=gis+gis daN/m g=gdaàm+gtöôøng+gsaøn daN/m Ps=Pis+Pis daN/m 1-2 495 1512 819.47 2826.47 457.38 2-3 495 1512 819.47 2826.47 457.38 3-4 577.5 1512 1209.36 3307.86 337.5 4-5 495 1512 819.47 2826.47 457.38 5-6 495 1512 819.47 2826.47 457.38 Taïi nuùt daàm phuï truïc E Tænh taûi (daN/m) Hoaït taûi (daN/m) A 3982.75 675 3.4 SÔ ÑOÀ CHAÁT TAÛI: 3.4.1 Tænh taûi chaát ñaày 3.4.2 Hoaït taûi caùch nhòp chaún 3.4.3 Hoaït taûi caùch nhòp leû 3.4.4 Hoaït taûi keà goái 2 3.4.5 Hoaït taûi keà goái 3 3.4.6 Hoaït taûi keà goái 4 3.4.7 Hoaït taûi keà goái 5 3.5 PHAÂN TÍCH NOÄI LÖÏC 3.5.1Phaân tích noäi löïc cuûa caùc tröôøng hôïp taûi Duøng chöông trình sap 2000 ñeå tính noäi löïc . keát quaû ta ñöïôïc bieåu ñoà bao nhö sau a> Tænh taûi chaát đầy + Moâment + Löïc caét b>Hoaït taûi caùch nhòp chaún +Moâment +Löïc caét c>Hoaït taûi caùch nhòp leû + Moâment +Löïc caét d>Hoaït taûi keà goái 2 +Moâment +Löïc caét e> Hoaït taûi keà goái 3 + Moâment + Löïc caét f> Hoaït taûi keà goái 4 + Moâment +Löïc caét g>Hoaït taûi keà goái 5 +Moâment + Löïc caét 3.5.2 Noäi löïc bieåu ñoà bao + Moâment +Löïc caét 3.6Tính theùp cho daàm 3.6.1 Coát doïc a. Vôùi theùp chòu moâ men döông : Bieåu ñoàø bao moment (T.m) Caùnh naèm trong vuøng neùn cuøng tham gia chòu löïc vôùi söôøn, tính theo tieát dieän chöõ T Tính nhòp 1-2 * Xeùt chieàu roäng cuûa caùnh : Trong ñoù: - b laø chieàu roäng cuûa daàm. - Sc ñoä vöôn cuûa caùnh khoûi söôøn, Sc ñöôïc laáy giaù trò nhoû nhaát moät trong caùc ñieàu kieän sau : Sc <= 1/2 khoaûng caùch 2 meùp daàm Sc <= 1/6 nhòp cuûa daàm Ta choïn khoaûng caùch 2 meùp daàm coù lo = 750 - 15 = 735 cm Ta choïn nhòp cuûa daàm coù L = 750cm ó Sc <= 1/2 x 735= 367.5 cm Sc <= 1/6 x 750 = 125 cm Maët khaùc ta thaáy hc =hb = 10 cm > 0.1hd = 0.1 x 70 = 7 cm => Sc <= 9hc = 9x10 = 90 mm. Vaäy ta choïn ñoä vöôn cuûa caùnh laø : Sc = 80cm => bc = 300 + 2 x 800 = 190cm - Xaùc ñònh vò trí truïc trung hoaø =130x190x10x(60-10/2)=13585000 - Truïc trung hoaø naèm trong caùnh tieát dieän,do ñoù caùc tieát dieän coù Moâmen döông ñeàu ñöôïc tính nhö tieát dieän chöõ nhaät coù: =13560/(130x190x1902)=0.013 = =0.013 =0.013x130x190x66/2600=8cm2 =8/190x66x100%=0.4% b)Vôùi theùp chòu moâmen aâm: Caùnh naèm trong vuøng keùo boû caùnh, tính theo tieát dieän chöõ nhaät (b x h) = (30 x750) - Choïn a= 4cm cho moïi tieát dieän 700 =15390/(130x190x662)=0.091 = =0.095 =0.091x130x30x66/2600=9.4cm2 300 =9.4/190x66x100%=0.475% BAÛNG KEÁT QUAÛ TÍNH TOAÙN THEÙP: Tieát dieän Moâmen (daN.cm) A Fatt (cm2) Fach (cm2) Theùp choïn % Nhòp 1-2 17480 0.0012 0.0012 9.46 2d20+2d14 9.36 0.07 Nhòp 2-3 6992 0.0005 0.0005 3.78 2d20 6.28 0.05 Nhòp 3-4 3072 0.0002 0.0002 1.66 4d20+2d14 15.64 0.13 Nhòp 4-5 4940 0.0003 0.0003 2.67 2d20 6.28 0.05 Nhòp 5-6 17480 0.0012 0.0012 9.46 2d20+2d14 9.36 0.43 Goái 1 6156 0.0004 0.0004 3.33 2d20 6.28 0.05 Goái 2 20620 0.0014 0.0014 11.17 3d20+2d14 12.5 0.47 Goái 3 28260 0.0020 0.0020 15.31 4d20+2d14 15.64 0.79 Goái 4 28260 0.0020 0.0020 15.31 4d20+2d14 15.64 0.79 Goái 5 20650 0.0014 0.0014 11.18 3d20+2d14 12.5 0.47 Goái 6 8260 0.0006 0.0006 4.47 2d20 6.28 0.05 3.6.2 Tính coát ngang Bieåu ñoø bao löïc caét (T) Töø bieåu ñoà bao löïc caét ta choïn ñöôïc löïc caét nguy hieåm nhaát : Q = 19120 daN Kieåm tra ñieàu kieän tính coát ñai: Ñeå ñai vaø beâ toâng ñuû khaû naêng chòu löïc caét thì: k1Rkbho < Q < koRnbho Trong ñoù: - k1 = 0.6 (ñoái vôùi daàm ) - ko = 0.35 (ñoái vôùi beâ toâng maùc <= 400) k1Rkbho = 0.6 x 7.5 x 30 x 60 = 8100 daN koRnbho = 0.35 x 110 x 30 x60 = 69300 daN Ta thaáy k1Rkbho = 8100 daN Tính coát ñai - Döïa vaøo ñieàu kieän caáu taïo choïn tröôùc ñöôøng kính vaø soá nhaùnh ñai. * Choïn ñai 6, 2 nhaùnh coù fñ = 0.283 cm2 - Tính khaû naêng chòu löïc cuûa coát ñai treân moät ñôn vò chieàu daøi. Löïc maø coát ñai phaûi chòu: qñ = * Khoaûng caùch tính toaùn cuûa coát ñai: Utt = * Khoaûng caùch toái ña cuûa coát ñai: Umax = * Khoaûng caùch coát ñai theo caáu taïo : Tieát dieän coù h =7500 mm => Uct <= 150 mm Uct <= h/2 = 350/2 = 175 mm Choïn Uct = 150mm Choïn U = min ( Utt ; Umax; Uct ) = Utt = 150mm Nhö vaäy: Khoaûng caùch 1/4L gaàn goái töïa ñai 6 a150. - Khoaûng nhòp giöõa U <= 3/4h = 3/4 x 800 = 600 cm, choïn U nhòp giöõa 300cm. 3.6.3 Tính cốt treo Böôùc nhaûy Tại những vị trí dầm phụ keâ dầm chính cần bố trí cốt treo . lực tập trung do dầm phụ truyền vaøo dầm chính laø P1 = P + G1 = 675 + 3982.7 =4657.7daN Cốt theùp treo boá trí dưới dạng cốt đñai coù dieän tích laø Ta duøng sắt d6 , cho 2 nhaùnh = ñai Ñaët moãi beân meùp daàm phuï 4 ñai coù h1 = hdc – hdp = 70 – 30 = 40 cm Khoaûng caùch giöõa caùc ñai laø 40/4 = 10cm . BOÁ TRÍ COÁT THEÙP Xem hình veõ KC01 CHÖÔNG IV THIEÁT KEÁ CAÀU THANG ¾™˜¾ IV.1- XAÙC ÑÒNH KÍCH THÖÔÙC CAÀU THANG Caùc boä phaän cô baûn cuûa caàu thang goàm: thaân thang, chieáu nghæ, chieáu tôùi, lan can, tay vòn, daàm thang. Ñaëc ñieåm caàu thang: caàu thang daïng baûn gaãy, moät ñaàu goái vaøo daàm saøn taàng vaø moät ñaàu goái vaøo daàm chieáu nghæ. Ñoä doác caàu thang( hb) vaø chieàu roäng baäc thang(lb) coù quan heä chaët cheõ vôùi böôùc chaân ngöôøi ñi. Moái quan heä giöõa chieàu roäng vaø chieàu cao baäc thang: lb+ 2hb= (600-620)mm Choïn hb= 180mm vaø lb=250mm Ñoä doác caàu thang: a=35.450 => sina = 0.584 ; cosa = 0.811 Vôùi chieàu cao taàng laø 4200mm, söû duïng caàu thang daïng baûn 2 veá neân soá baäc thang moãi veá laø: . Trong ñoù coù baät 1 treân cuøng caàu thang 20cm Choïn sô boä chieàu daøy baûn thang: hs=150m Baäc caàu thang Hình chieáu baèng caàu thang IV.2- XAÙC ÑÒNH TAÛI TROÏNG TAÙC DUÏNG LEÂN BAÛN THANG: IV2.1- Tónh taûi a/ Baûn chieáu nghæ g1= Trong ñoù: gi: troïng löôïng rieâng lôùp thöù i. di: chieàu daøy lôùp thöù i. n: heä soá ñoä tin caäy lôùp thöù i. Suy ra: g1==0.0120001.1+0.0218001.3+ 0.1525001.1+ 0.01518001.2 = 513.7(daN/m2) Bảng tính trọng lượng các lớp cấu tạo bản chiếu nghỉ: Stt Các lớp cấu tạo g d N gtt daN/m3 m daN/m2 1 Đá hoa cương 2000 0.010 1.1 22.0 2 Vữa lót 1800 0.020 1.3 46.8 3 Sàn BTCT 2500 0.150 1.1 412.5 4 Vữa trát trần 1800 0.015 1.2 32.4 Tổng cộng 513.7 b/ Baûn thang( phaàn baûn nghieâng) g2’= Trong ñoù: gi: troïng löôïng rieâng lôùp thöù i. dtdi: chieàu daøy töông ñöông theo phöông baûn nghieâng cuûa lôùp thöù i. n: heä soá ñoä tin caäy lôùp thöù i. Lôùp ñaù hoa cöông ñaù = ==0.0140 (m) Lôùp vöõa xi maêng loùt vöõa ==0.028 (m) Lôùp baäc thang xaây gaïch gaïch = ==0.073 (m) Vaäy toång taûi troïng ñöôïc xaùc ñònh nhö sau: tính laàn löôït theo thöù töï töø treân xuoáng döôùi laø lôùp ñaù hoa cöông, lôùp vöõa loùt, baäc xaây gaïch, baûn thang, lôùp vöõa traùt. g2’==(0.014020001.2)+(0.02818001.2)+ (0.07318001.1)+ (0.1525001.1)+ (0.01518001.2)= 683.52(daN/m2) IV.2.2 Hoaït taûi p=pc.np=3001.2=360 (daN /m2) IV.2.3. Toång taûi troïng taùc duïng a/ Ñoái vôùi baûn chieáu nghæ q1=g1+p= 513.7+360= 873.7 (daN /m2) b/ Ñoái vôùi baûn thang Troïng löôïng cuûa lan can: glc=( daN /m) Quy taûi lan can veà 1m ngang theo baûn thang: glc==28.5 (daN /m) Vaäy toång taûi troïng taùc duïng leân baûn thang laø: q2=g2+p+glc=683.52+ 360+28.5=1072.02(daN /m2) IV.3- THIEÁT KEÁ BAÛN THANG IV.3.1- choïn sô boä thieát dieän a/ Choïn sô boä kích thöôùc daàm chieáu nghæ Caét baûn thang roäng 1m ñeå tính nhö 1 daàm ñôn giaûn. Chieàu cao daàm: . Choïn h=300mm. Chieàu roäng daàm: . Choïn b=200mm. b/ Xeùt tæ soá : Neáu tæ soá : lieân keát giöõa baûn thang vôùi daàm laø lieân keát ngaøm. Neáu tæ soá : lieân keát giöõa baûn thang vôùi daàm laø lieân keát khôùp. Lieân keát giöõa baûn thang vôùi daàm chieáu tôùi: => lieân keát khôùp Lieân keát giöõa baûn chieáu nghæ vôùi daàm chieáu nghæ: => lieân keát khôùp Ñeå tính noäi löïc, ta duøng chöông trình tính keát caáu SAP2000 ñeå tính. Tính theo caáu kieän chòu uoán coù tieát dieän hình chöõ nhaät. IV.3.2- Sô ñoà tính q1 q2 Veá 1 Veá 2 IV.3.3 Bieåu ñoà noäi löïc IV.3.3- Tính theùp bản caàu thang veá 1 vaø 2 Do noäi löïc cuûa veá 1 vaø veá 2 gioáng nhau .Neân ta ñaïi dieän tính theùp veá 1 Dieän tích coát theùp ñöôïc tính baèng coâng thöùc sau: trong ñoù: = 1- Kieåm tra haøm löôïng coát theùp theo ñieàu kieän sau: 100% trong ñoù : = 0.05% Keát quaû momen xuaát töø SAP 2000: Mmax= 2.59KNm= 2590 daNm RA=3.06T=3060 daN ; RB=2.76 T=2760 daN Tính theùp theo momen: Laáy 0.7Mmax= 0.7*2590 daNm=1813 daNm ñeå tính coát theùp cho nhòp. Laáy 40%Mmax= 0.4*2590 daNm= 1036 daNm ñeå tính coát theùp cho goái. Dữ liệu tính ._.