Tính tóan gió động

Chia sẻ: bototsungdai

tài liệu hứơng dẫn tính tóan sức gió

Bạn đang xem 10 trang mẫu tài liệu này, vui lòng download file gốc để xem toàn bộ.

Nội dung Text: Tính tóan gió động

Kết cấu
A. chọn phương án kết cấu
I. Chọn phương án của hệ kết cấu chịu lực
Do công trình có nhịp lớn 9m theo cả hai phương và
theo yêu cầu về kiến trúc nên chọn giải pháp hệ sàn
phẳng ứng lực trước . Ưu điểm của sàn phẳng ứng lực
trước là hạn chế việc xuất hiện vết nứt tức là làm tăng
độ cứng của kết cấu , giảm độ võng vì vậy vượt được các
khẩu độ lớn . Hơn nữa ,việc sử dụng bêtông và thép
cường độ cao trong cấu kiện bêtông ứng lực trước cho
phép cấu kiện có thể mảnh và nhẹ hơn nên sẽ giảm bớt
được tải trọng thiết kế . Tuy nhiên khi sử dụng hệ sàn
phẳng bêtông ứng lực trước thì khả năng chịu tải trọng
ngang của khung là không đáng kể . Vậy cần có hệ lõi,
vách chịu tải trọng ngang . Kết hợp lồng thang máy tạo
thành hệ khung lõi ,việc kết hợp này phát huy được ưu
điểm của hai loại kết cấu , đó là khả năng tạo không
gian lớn và khả năng chịu tải trọng ngang , tải trọng
động tốt của lõi cứng . Về mặt độ cứng của công trình
cũng được đảm bảo .
Vậy ta có hệ khung lõi kết hợp và sàn phẳng ứng lực
trước .Tải trọng đứng của nhà do sàn ứng lực trước và
hệ lõi , khung chịu phần tải trọng đứng tương ứng với
diện chịu tích truyền tải của nó. Còn tải trọng ngang
của nhà thì do hệ lõi chịu.
II. Chọn sơ bộ kích thước tiết diện
1. Chiều dày sàn
Sàn bêtông ứng lực trước liên tục
1 1 1 1
→ hb = ( ÷ ) . l = ( ÷ ). 9000
40 45 40 45
hb = 225 ÷ 200 mm
Chọn hb = 220 mm.
2. Kích thước tiết diện cột :
Xét cột giữa là cột có khả năng chịu tải lớn nhất :
MÆ b»n g s µn
t


2950
9000




1
4500
Diện tích tiết diện cột được xác định sơ bộ theo công
thức :
N
Fb = K .
Rn
Trong đó :
Fb : Diện tích tiết diện ngang của cột
Rn : Cường độ chịu nén tính toán của bêtông
MBT 350 → Rn = 155 kG/m2
K : hệ số an toàn = 1,2
N : lực nén lớn nhất có thể xuất hiện trong
cột , N = S . n . q
2,95
S = 9 . ( 4,5 + ) = 53,78 m2
2
q : Tải trọng sơ bộ tính toán trung bình
2
trên 1 m sàn = 1,3 T/ m2
n = 17 tầng
→ N = 53,78 . 1,3 . 17 = 1188,538 T
1188,538.1000
→ Fb = 1,2 . = 9201,58 cm2 (BT M350).
155
Chọn F = 100 x 100 = 10000 cm2 cho tất cả các cột .
• Kiểm tra điều kiện ổn định của cột :
lo
λ = = λob = 30
b
Với sàn bêtông đổ toàn khối → lo = 0,7 . l = 0,7 .
320 = 224 cm
Cột hình vuông → b = 100 cm
224
→ λ = = 2,24 < 30 → thoả mãn
100

3. Kích thước lõi :



2
ht 3200
t ≥ = = 160 mm
20 20
Chọn t = 300 mm .
4. Kích thước dầm biên :
1 1 1 1
h = ( ÷ ). l = ( ÷ ). 9000 = 1125 ÷ 750
8 12 8 12
mm
Chọn h = 800 mm
b = 250 mm
B. Thiết kế cột , dầm khung biên trục 1
I. Xác định tải trọng lên hệ kết cấu
1. Tĩnh tải
• Tải trọng sàn :

Sàn tầng 1 ÷ 15 :
Tải
Tải trọng
Loại g trọng
Dầy tiêu
TT Tải (kg/m3 n tính
(m) chuẩn
trọng ) toán
(kg/m2)
(kg/m2)
1 TLBT sàn 0,22 2500 550 1,1 605
Các lớp
2 0,03 1800 54 1,2 64,8
trát
3 Gạch lát 0,01 1600 16 1,1 17,6
4 Tổng 620 687,4

Sàn tầng mái :

Tải Tải
g trọng trọng
Dầy 3
TT Loại tải trọng (kg/m tiêu n tính
(m)
) chuẩn toán
2
(kg/m ) (kg/m2)
1 TLBT sàn 0,22 2500 550 1,1 605
2 lớp gạch lá
2 0,04 72 1,1 79,2
nem 1800
Gạch rỗng chống
3 0,2 1200 240 1,1 264
nóng
4 Các lớp trát 0,03 1800 54 1,2 64,8
5 Tổng 916 1013



3
• Tải trọng tường :
Trên 1 ô bản sàn 9 x 9 m :

Tải
Tải trọng
g trọng
Loại Dài Rộng tiêu
Cao (m) (kg/m3 n tính
tải trọng (m) (m) chuẩn
) toán
(kg/m2)
(kg/m2)
Tường 220 3,2 –
0,5x 8046
(cả lớp 0,25 0,22 1200 =99,33 1,1 109,27
18 9.9
trát ) = 2,98
Tường 110 10057,86
20,0
(cả lớp 0,14 2,98 1200 9 .9 1,1 136,59
9
trát ) =124,17
Tổng 223,5 245,86

Trên dầm biên :

Tải
Tải trọng
g trọng
Rộng tiêu
Số tầng Cao (m) (kg/m3 n tính
(m) chuẩn
) toán
(kg/m)
(kg/m)
3,2 –
Tầng
0,25 0,8 1800 1080 1,1 1188
1,3 ÷ 15
=2,4
Tầng mái 0,25 1,25 1800 562,5 1,1 618,75

Tầng 1, 3 ÷ 15 lấy hệ số cửa = 0,75
→ Tải trọng tiêu chuẩn = 0,75 . 1080 = 810 kg/m
Tải trọng tính toán = 0,75 . 1188 = 891 kg/m

3
Vách kính dày 10 mm = 3000 kg/m . 0,01 m . ( 3 – 0,8
) m . 1,1 = 72,6 kg/m

3
Bể nước = 12,1 m . 9 m . 1 m . 1000 kg/m . 1,1 =
119,79 kg
2. Hoạt tải :

Tải
Tải trọng
trọng
tính
Số tầng tiêu n
toán
chuẩn
(kg/m)
(kg/m)

4
Sàn tầng 1-
150 1,3 195
15
Sàn tầng mái
(không sử 75 1,3 97,5
dụng)

3. Tải trọng gió :
Công trình có độ cao 55,1 m .
Theo TCVN 2737-95 , H > 40 m → phải tính đến thành
phần gió động .
• Thành phần gió tĩnh :
Tải trọng ngang tác dụng vào 1 mức sàn là :
Wt = n . Wo . Ct . K . ht ( kg/m )
Trong đó :
n : hệ số tin cậy của tải trọng gió = 1,2
Wo: áp lực gió tiêu chuẩn , tại TP Hồ Chí Minh
= 83 kg/m2
Ct : hệ số khí động = Ch + Cđ = 0,6 + 0,8 =
1,4
K : hệ số kể đến sự thay đổi áp lực gió theo
độ cao và dạng địa hình
( dạng C )
Tầng 1 : Wt = 418, 32 . K ( kg/m ) (1.2 x 83 x 1.4 x
3 = 418.32)
Tầng 2 : Wt = 432,264 . K(kg/m) (1.2 x 83 x 1.4 x 3.1
= 432.264)
Tầng 3 ÷ 16 : Wt = 446,208 . K ( kg/m ) (1.2 x 83 x 1.4
x 3.2 = 446,208)
Quy W về các nút khung : nút khung biên = W1 / 2

nút khung
giữa = W1
W1 = W . a = W . 9 ( kg )
a
W1 / 2 = W . = W . 4,5 ( kg )
2




5
Độ cao
K W Wt W1 W1 / 2
Z
(kg/m2) (kg/m) (kg) (kg)
(m)
1867,38
3,75 0,496 69,162 207,487 933,690
0
2264,19
6,75 0,582 81,154 251,578 113,099
9
2645,65
9,95 0,659 91,863 293,962 132,828
6
2852,87 1426,43
13,15 0,710 99,058 316,986
5 8
105,44 3036,80 1518,40
16,35 0,756 337,422
5 2 1
110,79 3191,01 1595,50
19,55 0,795 354,557
9 2 6
115,01 3312,29 1656,14
22,75 0,825 368,032
0 1 6
119,02 3427,94 1713,97
25,95 0,854 380,883
6 8 4
123,02 3543,20 1771,60
29,15 0,882 393,689
8 4 2
126,72 3649,62 1824,81
32,35 0,909 405,514
3 4 2
130,29 3752,43 1876,21
35,55 0,934 416,937
3 1 5
133,86 3855,23 1927,61
38,75 0,960 428,360
2 7 9
136,88 3942,38 1971,19
41,95 0,982 438,042
8 2 1
139,56 4019,48 2009,74
45,15 1,001 446,610
5 6 3
142,24 4096,59 2048,29
48,35 1,020 455,177
3 1 6
144,73 4168,47 2084,23
51,55 1,038 463,164
9 5 8

• Thành phần gió động :
Đưa toàn nhà thành sơ đồ không gian ngàm tại móng vào
chương trình SAP 2000 để tìm ra các dạng dao động, tần
số và chuyển vị .
Để xác định dao động ta phải đặt khối lượng tập trung
tại các nút như sau :



6
Tính khối lượng tổng cộng của tất cả các tĩnh tải còn
lại : m = w / g
Tầng 1 :
54 + 16 + 550
- Sàn : m = = 62 kg/m2
10
2500
- Cột : m = 18 . kg/m3. 1m . 1 m . 2,78 m
10
= 12510 kg.
2500
- Dầm : m = 2 . ( 27 + 36 + 4,33 ) . kg/m3.
10
0,8 m . 0,25 m = 6733 kg
2500
- Vách , lõi : m = 2 . kg/m3 . 0,3 m .
10
12,1 m . 3 m +
2500
+ 2 . kg/m3 . 0,25 m . 12,1 m . 3 m + 4 .
10
2500
kg/m3 . 0,3m . 3 m . 2,61m
10
= 12331,5 kg
223,5
- Tường ngăn : m = = 22,35 kg/m2
10
1080
- Tường bao : m = = 108 kg/m
10

→ Σ m = ( 62 + 22,35 ) . ( 27 . 36 – 53,43 – 2 .
12,1 . 2,61 ) + 108 . 9 + 12510
+12331,5 + 6733 = 104700,16 kg .

Tầng 2 :
54 + 16 + 550
- Sàn : m = = 62 kg/m2
10
2500
- Cột : m = 18 . kg/m3. 1 m . 1 m .
10
2,78 m = 12510 kg.
2500
- Dầm : m = 2 . ( 27+36 +9 ) m . kg/m3.
10
0,8 m . 0,25 m = 7200 kg.
2500
- Vách , lõi : m = 2 . kg/m3 . 0,3 m .
10
12,1 m . 3 m
2500
+ 2 . kg/m3 . 0,25 m . 12,1 m . 3 m + 4 .
10
2500
kg/m3 . 0,3 m . 3 m . 2,61 m = 12331,5 kg
10




7
223,5
- Tường ngăn : m = = 22,35 kg/m2
10
66
- Vách kính : m = = 6,6 kg/m
10
→ Σ m = ( 62 + 22,35 ) . ( 27 . 36 – 9 . 9 – 2 . 12,1
. 2,61 ) + 6,6 . 9 + 12510 +
7200 + 12331,5 = 101929,04 kg
Tầng 3 ÷ 15 :
54 + 16 + 550
- Sàn : m = = 62 kg/m2
10
2500
- Cột : m = 18 . kg/m3. 1 m . 1 m . 2,98
10
m = 13410 kg.
2500
- Dầm : m = 2 . ( 27+36 ) m . kg/m3. 0,8
10
m . 0,25 m = 6300 kg.
2500
- Vách , lõi : m = 2 . kg/m3 . 0,3m .
10
2500
12,1m . 3,2 m + 2 . kg/m3 .
10
2500
0,25 m . 12,1m . 3,2 m + 4 . kg/m3 .
10
0,3m . 3,2 m . 2,61m
= 13153,6 kg
223,5
- Tường ngăn : m = = 22,35 kg/m2
10
1080
- Tường bao : m = = 108 kg/m
10
→ Σ m = ( 62 + 22,35 ) . ( 27 . 36 – 2. 12,1 . 2,61
)+ 108 . 9 +13410 +6300 + 13153,6 = 110496,08 kg
Tầng mái :
550 + 72 + 240 + 54
- Sàn : m = = 91,6 kg/m2
10

2500
- Dầm : m = 2 . ( 27+36 ) m . kg/m3. 0,8 m .
10
0,25 m = 6300 kg.
562,5
- Tường bao : m = = 56,25 kg/m
10
→ Σ m = 91,6 . 27 . 36 + 56,25 . 9 + 6300 = 95841,45
kg
108,9
- Bể nước : m = = 10,89 T
10
Số nút chính của từng tầng : 34 nút


8
→ Khối lượng tập trung tại mỗi nút của từng tầng là
:
104700,16
- Tầng 1 = = 3079,16 kg
34
101929,04
- Tầng 2 = = 2998 kg
34
110496,08
- Tầng 3 ÷ 15 = = 3249,88 kg
34
95841,45
- Tầng mái = = 2818,87 kg
34
Khối lượng tại nút do bể nước ( 16 nút chính ) =
10,89.1000
= 680,625 kg
16
Giá trị thành phần động của tải trọng gió Wp ở độ
cao Z được xác định
như sau: Wp = 1,2 . m . ξ .ψ . y
2
(kg/m )
Trong đó :
m : khối lượng của phần công trình mà trọng tâm có
độ cao Z
ξ : hệ số động lực
y : dịch chuyển ngang của công trình ở độ cao Z
ứng với dạng dao động riêng
thứ nhất .
ψ : hệ số được xác định bằng cách chia công trình
thành r phần , trong phạm vi mỗi phần tải trọng
gió không đổi .
r


k =1
y k .W pk
y = r


k =1
y k2 .M k

với Mk – khối lượng phần thứ k của công trình
yk – dịch chuyển ngang của trọng tâm
phần thứ k ứng với dạng dao động riêng thứ
nhất .
Wpk – thành phần động phân bố đều của tải
trọng gió ở phần thứ k của công trình , xác
định theo công thức : Wpk = W. ζ . ν ( kg/m2)



9
W – giá trị tiêu chuẩn thành phần
tĩnh của tải trọng gió ở độ cao
tính toán
ζ - hệ số áp lực động của tải trọng gió ở độ
cao Z ( tra bảng ).
ν - hệ số tương quan áp lực động của tải trọng
gió ( tra bảng ) .
Tính gió động theo phương Y :
Kết quả tính toán 3 dạng dao động đầu tiên theo chương
trình SAP2000 là:
T1 = 1,7935 s f1 =
-1
0,55 s
T2 = 0,453 s f2 =
2,206 s-1
T3 = 0,199 s f3 =
-1
5,019 s
Với công trình bêtông cốt thép có δ = 0,3 do đó tần số
giới hạn f L = 1,3 Hz
Ta có : f1 = 0,55 < fL = 1,3 < f2 = 2,206
→ Tính toán thành phần gió động theo phương Y với 1
dạng dao động đầu tiên .
Dạng dao động thứ : 1
Phương tính toán ( X, Y ) : Y
Tần số dao động f = 0,55 Hz
γ .Wo 1,2.830
Thông số e = = = 0,061
940. f1 940.0,55
Hệ số động lực x tra bảng phụ thuộc e và độ giảm loga
của dao động ( δ = 0,3)
tra bảng → x = 1,6
Hệ số tương quan không gian áp lực động n tra bảng phụ
thuộc ρ và χ
Với gió Y → ρ = b = 36 m , χ = h = 51,55 m .
→ n = 0,6698
Hệ số y :
Cao độ
y2 y2 M y.Wp
(m)
2,2887E 0,00023 0,00167
3,75
-09 96 1

10
9,2718E 0,00094 0,00381
6,75
-09 51 82
2,5953E 0,00286 0,00678
9,95
-08 77 71
5,5932E 0,00618 0,01042
13,15
-08 03 08
1,0227E 0,01130 0,01454
16,35
-07 07 57
1,6687E 0,01843 0,01891
19,55
-07 87 12
2,507E- 0,02770 0,02364
22,75
07 14 39
3,5224E 0,03892 0,02856
25,95
-07 14 46
4,7362E 0,05233 0,03370
29,15
-07 31 87
6,0949E 0,06734 0,03877
32,35
-07 65 84
7,5829E 0,08378 0,04376
35,55
-07 84 54
9,1738E 0,10136 0,04865
38,75
-07 7 81
1,0816E 0,11951 0,05301
41,95
-06 26 75
1,2544E 0,13860 0,05810
45,15
-06 63 78
0,00000 0,15911 0,06288
48,35
144 44 1
1,6129E 0,17214 0,06710
51,55
-06 72 12
1,00081 0,51438
Tổng 03 05

0,5143805
→ y = = 0,5140
1,0008103




Bảng tính tải trọng gió động :




11
Cao Wt Khối
Tần Wp y Wđ
độ z lượng
g (kg/m2
(kg/m tầng (kg/m
(m) ) 2 (kg) 2
) (m) )
0,75 34,92 4,784E- 104700,
1 3,75 69,162 4,943
4 90 05 16
0,72 39,65 9,629E- 101934,
2 6,75 81,154 9,687
95 34 05 97
0,68 42,12 0,00016 110496, 17,56
3 91,863
9,95 47 95 11 08 7
13,1 0,66 44,06 0,00023 110496, 25,78
4 99,058
5 41 25 65 08 9
16,3 105,44 0,64 45,48 0,00031 110496, 34,87
5
5 5 4 36 98 08 3
19,5 110,79 0,62 46,29 0,00040 110496, 44,54
6
5 9 38 42 85 08 5
22,7 115,01 0,61 47,22 0,00050 110496, 54,60
7
5 0 3 17 07 08 0
25,9 119,02 0,60 48,12 0,00059 110496, 64,71
8
5 6 37 91 35 08 9
29,1 123,02 0,59 48,98 0,00068 110496, 75,04
9
5 8 44 10 82 08 6
32,3 126,72 0,58 49,67 0,00078 110496, 85,13
10
5 3 52 13 07 08 3
35,5 130,29 0,57 50,25 0,00087 110496, 94,95
11
5 3 59 88 08 08 8
38,7 133,86 0,56 50,80 0,00095 110496, 104,4
12
5 2 66 19 78 08 45
41,9 136,88 0,55 50,97 110496, 113,4
13 0,00104
5 8 6 84 08 08
45,1 139,56 0,55 51,88 110496, 122,1
14 0,00112
5 5 5 19 08 32
48,3 142,24 52,40 110496, 130,8
15 0,55 0,0012
5 3 08 08 56
51,5 144,73 0,54 52,83 106731, 133,7
Mái 0,00127
5 9 5 56 45 71


Quy tải trọng gió về các nút khung theo phương Y :




12
Wt1
Wđ +
Cao Wt1 Wt1/ 2 Wđ1 Wđ1/ 2 Wt1+Wđ1 2
độ (kg/m Wd1
(kg) (kg) (kg) (kg) (kg)
(m) ) 2
(kg)
3,7 1867,3 933,69 14,82 133,46 2000,8 1000,4
66,732
5 80 0 9 5 45 23
6,7 2264,1 1132,0 30,02 270,25 135,12 2534,4 1267,2
5 99 99 8 5 7 53 27
9,9 2645,6 1322,8 56,21 505,94 252,97 3151,5 1575,7
5 56 28 6 0 0 97 98
13, 2852,8 1426,4 82,52 742,73 371,36 3595,6 1797,8
15 75 38 6 7 8 12 06
16, 3036,8 1518,4 111,5 1004,3 502,17 4041,1 2020,5
35 02 01 94 43 2 46 73
19, 3191,0 1595,5 142,5 1282,9 641,45 4473,9 2236,9
55 12 06 45 09 4 21 60
22, 3312,2 1656,1 174,7 1572,4 786,23 4884,7 2442,3
75 91 46 18 66 3 57 79
25, 3427,9 1713,9 207,1 1863,9 931,95 5291,8 2645,9
95 48 74 01 08 4 56 28
29, 3543,2 1771,6 240,1 2161,3 1080,6 5704,5 2852,2
15 04 02 46 17 58 20 60
32, 3649,6 1824,8 272,4 2451,8 1225,9 6101,4 3050,7
35 24 12 24 16 08 41 20
35, 3752,4 1876,2 303,8 2734,7 1367,3 6487,2 3243,6
55 31 15 64 78 89 09 05
38, 3855,2 1927,6 334,2 3008,0 1504,0 6863,2 3431,6
75 37 19 23 05 02 42 21
41, 3942,3 1971,1 362,9 3266,1 1633,0 7208,5 3604,2
95 82 91 06 57 78 38 69
45, 4019,4 2009,7 390,8 3517,4 1758,7 7536,8 3768,4
15 86 43 22 00 00 86 43
48, 4096,5 2048,2 418,7 3768,6 1884,3 7865,2 3932,6
35 91 96 38 43 21 34 17
51, 4168,4 2084,2 428,0 3852,5 1926,2 8021,0 4010,5
55 75 38 66 92 96 67 33
Tính gió động theo phương X :
Sử dụng chương trình SAP 2000 tìm được kết quả:
T1 = 0,8844 s f1 =
-1
1,13 s
T2 = 0,198 s f2 =
5,04 s-1


13
Với công trình bêtông cốt thép có δ = 0,3 do đó tần số
giới hạn f L = 1,3 Hz
Ta có : f1 = 1,13 < fL = 1,3 < f2 = 5,04
→ Tính toán thành phần gió động theo phương X với 1
dạng dao động đầu tiên .
Dạng dao động thứ : 1
Phương tính toán ( X, Y ) : X
Tần số dao động f = 1,13 Hz
γ .Wo 1, 2 . 830
Thông số e = = = 0,0297
940. f1 940 . 1,13
Hệ số động lực x tra bảng phụ thuộc e và độ giảm loga
của dao động ( δ = 0,3)
tra bảng → x = 1,4
Hệ số tương quan không gian áp lực động n tra bảng phụ
thuộc ρ và χ
Với gió X → ρ = b = 27 m , χ = h = 51,55 m .
→ n = 0,6955
Hệ số y :
Cao
độ y2 y2 M y.Wp
(m)
1,955E- 0,000204 0,001603
3,75
09 6 5
7,28E- 0,000742 0,003513
6,75
09 0 0
1,982E- 0,002190 0,006159
9,95
08 5 4
4,272E- 0,004720 0,009457
13,15
08 9 2
7,913E- 0,008743 0,013285
16,35
08 5 5
1,32E- 0,014584 0,017464
19,55
07 0 0
2,037E- 0,022504 0,022128
22,75
07 9 9
2,959E- 0,032699 0,027186
25,95
07 8 9
4,097E- 0,045273 0,032555
29,15
07 3 7
5,454E- 0,060262 0,038089
32,35
07 6 7
35,55 7,027E- 0,077650 0,043748

14
07 8 6
8,808E- 0,097323 0,049507
38,75
07 0 0
1,082E- 0,119512 0,055051
41,95
06 6 8
0,143600 0,061414
45,15 1,3E-06
7 8
1,538E- 0,169898 0,067470
48,35
06 8 1
1,769E- 0,188797 0,072967
51,55
06 3 6
0,988709 0,521603
Tổng 4 6

0,5216036
→ y = = 0,5276
0,9887094




15
Bảng tính tải trọng gió động :

Caođ Wt Wp Khối Wđ
Tần ộ z y lượng
g (kg/m (kg/m2 tầng (kg/m
2 (m) 2
(m) ) ) (kg) )
69,16 0,75 36,269 4,421E- 104700,
1 3,75 4,103
2 4 2 05 16
81,15 0,72 41,174 8,532E- 101934,
2 6,75 7,709
4 95 9 05 97
91,86 0,68 43,746 0,00014 110496, 13,79
3 9,95
3 47 0 08 08 0
13,1 99,05 0,66 45,753 0,00020 110496, 20,24
4
5 8 41 1 67 08 4
16,3 105,4 0,64 47,228 0,00028 110496, 27,55
5
5 45 4 8 13 08 1
19,5 110,7 0,62 48,070 0,00036 110496, 35,58
6
5 99 38 5 33 08 2
22,7 115,0 0,61 49,033 0,00045 110496, 44,20
7
5 10 3 6 13 08 0
25,9 119,0 0,60 49,975 0,00054 110496, 53,27
8
5 26 37 8 4 08 9
29,1 123,0 0,59 50,860 0,00064 110496, 62,69
9
5 28 44 4 01 08 2
32,3 126,7 0,58 51,577 0,00073 110496, 72,32
10
5 23 52 1 85 08 9
35,5 130,2 0,57 52,187 0,00083 110496, 82,10
11
5 93 59 3 83 08 3
38,7 133,8 0,56 52,751 0,00093 110496, 91,91
12
5 62 66 2 85 08 7
41,9 136,8 0,55 52,934 110496, 101,8
13 0,00104
5 88 6 4 08 58
45,1 139,5 0,55 53,872 110496, 111,6
14 0,00114
5 65 5 6 08 52
48,3 142,2 54,411 110496, 121,4
15 0,55 0,00124
5 43 4 08 46
51,5 144,7 0,54 54,862 106731, 125,8
16 0,00133
5 39 5 8 45 22




16
Quy tải trọng gió về các nút khung theo phương X :
II. Tính toán và tổ hợp nội lực
1. Tính toán nội lực
Sơ đồ để tính toán nội lực là sơ đồ khung không gian
ngàm tại móng .
- Sàn , vách lõi được quan niệm là các phần tử tấm .
- Cột , dầm là các phần tử thanh .
Tải trọng tính toán để xác định nội lực gồm :
- Trường hợp tĩnh tải .

Wt1
+
Cao Wđ 2
Wt1 Wt1/ 2 Wđ1 Wđ1/ 2 Wt1+Wđ1
độ (kg/m Wd1
(kg) (kg) (kg) (kg) (kg)
(m) ) 2
(kg)
3,7 1867,3 933,69 12,30 110,77 1978,1 989,07
55,388
5 80 0 8 6 56 8
6,7 2264,1 1132,0 23,89 215,07 107,53 2479,2 1239,6
5 99 99 7 6 8 75 38
9,9 2645,6 1322,8 44,12 397,15 198,57 3042,8 1521,4
5 56 28 8 1 6 08 04
13, 2852,8 1426,4 64,78 583,03 291,51 3435,9 1717,9
15 75 38 2 4 7 09 55
16, 3036,8 1518,4 88,16 793,45 396,72 3830,2 1915,1
35 02 01 2 7 8 59 29
19, 3191,0 1595,5 113,8 1024,7 512,37 4215,7 2107,8
55 12 06 61 52 6 64 82
22, 3312,2 1656,1 141,4 1272,9 636,48 4585,2 2292,6
75 91 46 41 72 6 63 31
25, 3427,9 1713,9 170,4 1534,4 767,22 4962,3 2481,1
95 48 74 94 49 4 97 98
29, 3543,2 1771,6 200,6 1805,5 902,75 5348,7 2674,3
15 04 02 13 16 8 20 60
32, 3649,6 1824,8 231,4 2083,0 1041,5 5732,6 2866,3
35 24 12 52 70 35 95 47
35, 3752,4 1876,2 262,7 2364,5 1182,2 6117,0 3058,5
55 31 15 30 74 87 05 02
38, 3855,2 1927,6 294,1 2647,2 1323,6 6502,4 3251,2
75 37 19 34 06 03 43 21
41, 3942,3 1971,1 325,9 2933,5 1466,7 6875,8 3437,9
95 82 91 45 05 52 86 43
45, 4019,4 2009,7 357,2 3215,5 1607,7 7235,0 3617,5
15 86 43 86 72 86 59 29
48, 4096,5 2048,2 388,6 3497,6 1748,8 7594,2 3797,1
35 91 96 27 40 20 31 16
17
51, 4168,4 2084,2 402,6 3623,6 1811,8 7792,1 3896,0
55 75 38 32 86 43 62 81
- Trường hợp hoạt tải chất đều trên các nhịp .
- Tải trọng gió tĩnh và gió động theo các phương X ,
- X , Y , -Y .
Sử dụng chương trình SAP 2000 để giải nội lực .
Kết quả nội lực tính toán xem phần phụ lục .
2. Tổ hợp nội lực
Sau khi xác định đầy đủ các giá trị tải trọng bằng máy
tiến hành tổ hợp nội lực nhằm tìm ra nội lực nguy hiểm
nhất xuất hiện trong kết cấu để thiết kế cấu kiện.
Thực hiện tổ hợp cho cột và dầm theo hai tổ hợp nội lực
cơ bản :
- Tổ hợp cơ bản 1 : gồm tĩnh tải và một trường hợp
hoạt tải có nội lực gây nguy hiểm nhất cho cấu
kiện với hệ số tổ hợp là 1.
- Tổ hợp cơ bản 2 : gồm tĩnh tải và hai trường hợp
hoạt tải trở lên có nội lực gây nguy hiểm nhất
với hệ số tổ hợp 0,9 cho các nội lực của hoạt tải
.
III. Thiết kế cột - khung trục 1
1. Vật liệu
Bêtông mác 350 → Rn = 155 kg/cm2 , Rk = 11 kG/cm2
Thép dọc AII → Ra = Ra’ = 2800 kg/cm2
⇒ αo = 0,55 ; Ao = 0,399
Thép đai AI
2. Tính cốt dọc
Từ bảng tổ hợp chọn ra 3 cặp nội lực để tính toán :
M x max , Mytư , Ntư
My max , Mxtư , Ntư
Nmax , Mxtư , Mytư
Tính cột biên ( phần tử 1) :
Cặ Mx My ( N ( T
p (Tm) Tm) )
1 27,720 10,313 745,3
40
2 19,596 751,7


18
17,678 03
3 26,648 11,196 803,3
67
• Tính với cặp 1
l o 0,7.300
Độ mảnh λ = = = 2,1 < 8 → bỏ qua ảnh hưởng của uốn
h 100
dọc , η = 1.
M x 27,72.100 M y 10,313.100
Xét = = 27,72 > = = 10,313
h 100 b 100
h
⇒ Tính với M x = M x + β . .M y

b
7 N
β = 1 – .
6 b.h. f cu
b = 100 cm , h = 100 cm
fcu = 0,78 . MBT = 0,78 . 350 = 273 kg/cm2
7 745340
→ β = 1 – . = 0,68
6 100.100.273
1

M x = 27,72 + 0,68. .10,313 = 34,73 ( Tm )
1

Dùng M x và N tính cốt thép đối xứng Fa = Fa' .
- Độ lệch tâm :
⎧ 2cm
eng = max ⎨ = 4 cm
⎩1 / 25.h = 4cm
M 34,73.100
eo = + eng = + 4 = 8,66cm
N 745,34
e = η.eo + 0,5 . h – a = 1 . 8,66 + 0,5 .100 – 5 =
53,66 cm
- Chiều cao vùng nén :
N 745340
x = = = 48,086 cm
Rn .b 155.100
Chọn a = a' = 5 cm → ho = h – a = 100 – 5 = 95 cm
αo.ho = 0,55 . 95 = 52,25 cm
→ 2a' = 10 cm < x = 48,086 cm < αo.ho = 52,25 cm →
Lệch tâm lớn .
Ne − Rn .b.x(ho − 0,5 x)
Fa = Fa' = =
Ra(ho − a ′)
745340.53,66 − 155.100.48,086.(95 − 0,5.48,086)
< 0
2800(95 − 5)


19
⇒ Đặt thép theo cấu tạo μtmin = 0,8 % , μtmax = 7 %
0,8.100.95
Fat = μtmin . b . ho = =76 cm2
100
Chọn 16φ25 ( Fa = 78,56 cm2 )
78,56
μ t
= .100% = 0,82%
100.95
→ thoả mãn .
Kiểm tra lại : N ≤ Ntd
Trong đó :
N : ngoại lực = 745,34 (T)
1
Ntd : khả năng chịu nén của cột =
1 1 1
+ −
N x N y No
- No : khả năng chịu nén đúng tâm
No = ϕ [ Rn ( Fb – Fat ) + Fat . Ra' ]
Trong đó :
ϕ : hệ số xét đến ảnh hưởng của uốn dọc , tra bảng
phụ thuộc λ
l o 0,7.300
λ = = = 2,1 < 8 → ϕ = 1
h 100
Rn : cường độ chịu nén tính toán của bêtông = 155
kG/cm2
Fb : tiết diện ngang của cột = 100 . 100 = 10000 cm2
Fat = 78,56 cm2
R'a : cường độ chịu nén tính toán của cốt thép =
2800 kG/cm2
→ No = 1 . [ 155 ( 10000 – 78,56 ) + 78,56 . 2800 ] =
1757791,2 kg =1757,8 T
- Nx : khả năng chịu nén lệch tâm theo phương X
Là trường hợp lệch tâm lớn nên kiểm tra điều kiện
cường độ theo công thức :
N.e ≤ Rn .b.x ( ho – 0,5 x ) + Ra'.Fa' ( ho – a' )
Mx
e = η.eo + 0,5 . h – a = 1. + eng + 0,5 . h – a
N
27720.100
e = + 4 + 0,5.100 − 5 = 52,72 cm
745340
Fa' = 5φ25 = 5 . 4,91 = 24,55 cm2
VT = 745340 . 52,72 = 39294324,8 kgcm = 393 Tm

20
VP = 155 . 100 . 48,086 ( 95 – 0,5 . 48,086 ) + 2800 .
24,55 . ( 95 – 5 )
= 59073193,68 kgcm = 590,73 Tm
→ VT < VP
→ Nx = 59073 / 52,72 = 1120,5 T
- Ny : khả năng chịu nén lệch tâm theo phương Y
Là trường hợp lệch tâm lớn nên kiểm tra điều kiện
cường độ theo công thức :
N.e ≤ Rn .b.x ( ho – 0,5 x ) + Ra'.Fa' ( ho – a' )
My
e = η.eo + 0,5 . h – a = 1. + eng + 0,5 . h – a
N
10310.100
e = + 4 + 0,5.100 − 5 = 50,38 cm
745340
VT = 745340 . 50,38 = 37550229,2 kgcm = 375,5 Tm
VP = 590,73 Tm
→ VT < VP
→ Ny = 59073/50,38 = 1172,5 T
1 1
⇒ Ntd = = = 850 T
1 1 1 1 1 1
+ − + −
N x N y No 1172,5 1120,5 1757,8

Vậy N = 745,34 T < Ntd = 850 T→ đảm bảo khả năng
chịu lực .
• Tính với cặp 2
M x 17,678.100 M y 19,596.100
Xét = = 17,678 < = = 19,596
h 100 b 100
h
⇒ Tính với M ′ = M y + β . .M x
y
b
7 N 7 751703
β = 1 – . = 1 – . = 0,679
6 b.h. f cu 6 100.100.273
1
M ′ = 19,596 + 0,679. .17,678 = 31,6 ( Tm )
y
1
Dùng M ′y và N tính cốt thép đối xứng Fa = Fa’ .
- Độ lệch tâm :
⎧ 2cm
eng = max ⎨ = 4 cm
⎩1 / 25.h = 4cm
M 31,6.100
eo = + eng = + 4 = 8,2cm
N 751,703



21
e = η.eo + 0,5 . h – a = 1 . 8,2 + 0,5 .100 – 5 =
53,2 cm
- Chiều cao vùng nén :
N 751703
x = = = 48,5 cm
Rn .b 155.100
Chọn a = a' = 5 cm → ho = h – a = 100 – 5 = 95 cm
αo.ho = 0,55 . 95 = 52,25 cm
→ 2a' = 10 cm < x = 48,5 cm < αo.ho = 52,25 cm →
Lệch tâm lớn .
Ne − Rn .b.x(ho − 0,5 x) 751703.53,2 − 155.100.48,5.(95 − 0,5.48,5)
Fa = Fa' = =
= = 11,196
h 100 b 100
h
⇒ Tính với ′
M x = M x + β . .M y
b
7 N 7 803367
β = 1 – . = 1 – . = 0,656
6 b.h. f cu 6 100.100.273
1

M x = 26,648 + 0,656. .11,196 = 34 ( Tm )
1

Dùng M x và N tính cốt thép đối xứng Fa = Fa’ .
- Độ lệch tâm :
⎧ 2cm
eng = max ⎨ = 4 cm
⎩1 / 25.h = 4cm
M 34.100
eo = + eng = + 4 = 8,23cm
N 803,367


23
e = η.eo + 0,5 . h – a = 1 . 8,23 + 0,5 .100 – 5 =
53,23 cm
- Chiều cao vùng nén :
N 803367
x = = = 51,83 cm
Rn .b 155.100
Chọn a = a' = 5 cm → ho = h – a = 100 – 5 = 95 cm
αo.ho = 0,55 . 95 = 52,25 cm
→ 2a' = 10 cm < x = 51,83 cm < αo.ho = 52,25 cm →
Lệch tâm lớn .
Ne − Rn .b.x(ho − 0,5 x) 803367.53,23 − 155.100.51,83.(95 − 0,5.51,83)
Fa = Fa' = =
Ra(ho − a ′) 2800(95 − 5)
< 0
⇒ Đặt thép theo cấu tạo μtmin = 0,8 % , μtmax = 7 %
0,8.100.95
Fat = μtmin . b . ho = =76 cm2
100
Chọn 16φ25 ( Fa = 78,56 cm2 )
78,56
μ t
= .100% = 0,82%
100.95
Kiểm tra lại : N ≤ Ntd
Trong đó :
N : ngoại lực = 803,367 (T)
1
Ntd : khả năng chịu nén của cột =
1 1 1
+ −
N x N y No
- No : khả năng chịu nén đúng tâm
No = ϕ [ Rn ( Fb – Fat ) + Fat . Ra' ]
→ No = 1 . [ 155 ( 10000 – 78,56 ) + 78,56 . 2800 ] =
1757791,2 kg =1757,8 T
- Nx : khả năng chịu nén lệch tâm theo phương X
Là trường hợp lệch tâm lớn nên kiểm tra điều kiện
cường độ theo công thức :
N.e ≤ Rn .b.x ( ho – 0,5 x ) + Ra'.Fa' ( ho – a' )
Mx
e = η.eo + 0,5 . h – a = 1. + eng + 0,5 . h – a
N
26648.100
e = + 4 + 0,5.100 − 5 = 52,32 cm
803367
VT = 803367 . 52,32 = 42032161,44 kgcm = 420 Tm


24
VP = 155 . 100 . 51,83 ( 95 – 0,5 . 51,83 ) + 2800 .
24,55 . ( 95 – 5 )
= 61687071,03 kgcm = 616,87 Tm
→ VT < VP
→ Nx = 61687 / 52,32 = 1179,1 T
- Ny : khả năng chịu nén lệch tâm theo phương Y
Là trường hợp lệch tâm lớn nên kiểm tra điều kiện
cường độ theo công thức :
N.e ≤ Rn .b.x ( ho – 0,5 x ) + Ra'.Fa' ( ho – a' )
My
e = η.eo + 0,5 . h – a = 1. + eng + 0,5 . h – a
N
11196.100
e = + 4 + 0,5.100 − 5 = 50,4 cm
803367
VT = 803367 . 50,4 = 40489696,8 kgcm = 405 Tm
VP = 616,87 Tm
→ VT < VP
→ Ny = 61687 50,4 = 1224 T
1 1
⇒ Ntd = = = 912,3 T
1 1 1 1 1 1
+ − + −
N x N y No 1179,1 1224 1757,8

Vậy N = 803,367 T < Ntd = 912,3 T→ đảm bảo khả năng
chịu lực .
IV. Thiết kế dầm – khung trục 1
1. Chọn cặp nội lực tính toán
Từ bảng tổ hợp chọn ra 3 cặp nội lực để tính toán :
Mmax , Qtư
Mmin , Qtư
Qmax , Mtư
2. Tính dầm biên – tầng 1
Tính với 3 tiết diện :
Mặt Tiết M (kgm) Q (kg)
cắt diện
I-I 25x80 -31154 -16195
II-II 25x80 14566 -992
III- 25x80 -31400 16609
III



25
Tính cốt dọc :
• Mặt cắt I-I : M = -31154 kgm , Q = -16195 kg
Chọn a = 4 cm → ho = h – a = 80 – 4 =76 cm .
M 3115400
Ta có A = 2
= = 0,139 < Ao = 0,399 → γ = 0,924
Rn .b.ho 155.25.76 2
M 3115400
Fa = = = 15,84 cm2
γ .Ra .ho 0,924.2800.76
Chọn 4φ25 ( Fa = 19,64 cm2) .
Kiểm tra hàm lượng cốt thép :
Fa 19,64
μ = .100% = .100% = 1,03%
b.ho 25.76
• Mặt cắt II-II : M = 14566 kgm , Q = -992 kg
M 1456600
A = = = 0,065 < Ao = 0,399 → γ = 0,966
2
Rn .b.ho 155.25.76 2
M 1456600
Fa = = = 7,08 cm2
γ .Ra .ho 0,966.2800.76
Chọn 3φ18 ( Fa = 7,63 cm2) .
Kiểm tra hàm lượng cốt thép :
Fa 7,63
μ = .100% = .100% = 0,4%
b.ho 25.76

• Mặt cắt III-III : M = -31400 kgm , Q = 16609 kg
M 3140000
A = = = 0,14 < Ao = 0,399 → γ = 0,924
2
Rn .b.ho 155.25.76 2
M 3140000
Fa = = = 15,97 cm2
γ .Ra .ho 0,924.2800.76
Chọn 4φ25 ( Fa = 19,64 cm2) .
Kiểm tra hàm lượng cốt thép :
Fa 19,64
μ = .100% = .100% = 1,03%
b.ho 25.76

Tính cốt đai :
Tính với Q max = 16609 kg = 16,61 (T)
Kiểm tra các điều kiện :
Q ≤ Ko .Rn . b . ho = 0,35 . 155 . 25 . 75 =
101718,75 kg = 101,7 (T)
→ không cần tăng kích thước tiết diện .
Q ≤ K1 . Rk . b .ho = 0,6 . 11 . 25 .75 = 12375 kg =
12,375 (T)


26
→ Q = 16,61(T) > 12,375 (T) → phải tính cốt đai .
Tính Utt :
Chọn cốt đai n = 2 , φ8 , AI .
8.Rk .b.ho2 8.11.25.75 2
Utt = .n. f d .Rax = .2.0,503.1800 = 81 cm
Q2 16610 2
Tính U max :
1 , 5 . R k .b . h
1,5.11.25.75 2
Umax = = = 140 cm
Q 16610
Tính Uct :
⎧h / 3 = 80 / 3 = 26,7cm
Với h > 450 mm → Uct = min ⎨ → chọn Uct
⎩ 30cm
= 25 cm
⎧ U tt = 81cm

→Lấy U = min ⎨U max = 140cm = 25 cm .
⎪ U = 25cm
⎩ ct




27
Đề thi vào lớp 10 môn Toán |  Đáp án đề thi tốt nghiệp |  Đề thi Đại học |  Đề thi thử đại học môn Hóa |  Mẫu đơn xin việc |  Bài tiểu luận mẫu |  Ôn thi cao học 2014 |  Nghiên cứu khoa học |  Lập kế hoạch kinh doanh |  Bảng cân đối kế toán |  Đề thi chứng chỉ Tin học |  Tư tưởng Hồ Chí Minh |  Đề thi chứng chỉ Tiếng anh
Theo dõi chúng tôi
Đồng bộ tài khoản