Tính khung trục_Chương 3
Khung là kết cấu chịu lực quan trọng nhất của công trình, khung nhận toàn bộ tải trọng nganh (gió), cộng với tải trọng đứng...
Hai bộ phận chính của khung là cột và xà nganh, tùy theo yêu cầu kiến trúc xà ngang có thể cong hay là thẳng.
Chöông 3:Tính khung truïc D
Chöông 3 : TÍNH TOAÙN KHUNG TRUÏC D .
MOÄT SOÁ KHAÙI QUAÙT KHI GIAÛI KHUNG
• Khung laø keát caáu chòu löïc quan troïng nhaát cuûa coâng trình, khung nhaän toaøn boä
taûi troïng ngang (gioù ), coäng vôùi taûi troïng ñöùng ...
• Hai boä phaän chính cuaû khung laø coät vaø xaø ngang, tuøy theo yeâu caàu kieán truùc maø
xaø ngang coù theå cong hay laø thaúng. Lieân keát giöõa coät hay moùng coù theå laø ngaøm
hay khôùp.
Vôùi lieân keát cöùng thì ñoä cöùng cuûa khung caøng cao, bieán daïng ít, moâmen phaân
phoái ñeàu ñaën hôn .
• Khung toaøn khoái laø daïng khung ñöôïc duøng nhieàu nhaát cho caùc coâng trình xaây
döïng daân duïng vaø coâng nghieäp vaø caùc coâng trình laáy keát caáu khung laøm keát caáu
chòu löïc chính.Trong ñoà aùn naøy, coâng trình ñöôïc thieát keá vôùi giaûi phaùp keát caáu laø
khung chòu löïc chính.
3.1.SÔ ÑOÀ TÍNH :
Caên cöù vaøo söï boá trí caùc löôùi coät treân maët baèng kieán truùc, ñöa ra sô ñoà tính
toaùn khung truïc D laø 1 khung phaúng goàm 3 nhòp chính (6 m ) cuøng caùc phaàn löûng
taàng haàm ,taàng treät . Khung goàm 1 taàng haàm , 1 taàng treät ,laâu 1 vaø9 taàng ñieån
hình cuøng 1 taàng saân thöôïng . Xem khung ngaøm taïi vò trí ñaùy taàng haàm .
3.2.CHOÏN KÍCH THÖÔÙC SÔ BOÄ TIEÁT DIEÄN KHUNG :
• Vieäc choïn sô boä kích thöôùc tieát dieän thöôøng döïa treân kinh nghieäm cuûa
ngöôøi thieát keá treân cô sôû so saùnh nhöõng keát caáu töông töï ñaõ thieát keá, thi coâng xaây
döïng ,caùc kích thöôùc cuõng coù theå tính toaùn sô boä. Sau khi tính toaùn noäi löïc vaø tính
toaùn coát theùp caàn kieåm tra laïi tieát dieän ñaõ choïn theo ñieàu kieän haïn cheá
3.2.1.Sô boä choïn tieát dieän daàm (xaø ngang):
Aùp duïng coâng thöùc :
l
h=
m
-Trong ñoù
m laø heä soá , vôùi daàm nhieàu nhòp m =12÷16
L =6m: Chieàu daøi cuûa daàm.
Vaäy ta choïn tieát dieän daàm chính 350x650
choïn tieát dieän daàm phuï 200x300
3.2.2.Sô boä choïn tieát dieän coät
(1,2 ÷ 1,5 ). N
- Aùp duïng coâng thöùc : F =
Rn
- Vì taûi troïng cô baûn vaø lôùn nhaát laø taûi troïng thaúng ñöùng, löïc doïc N laø löïc neùn lôùn
nhaát xuaát hieän trong coät ñöôïc tính toaùn gaàn ñuùng (bao goàm taûi troïng cuûa daàm,
40
Chöông 3:Tính khung truïc D
töôøng, coät vaø saøn naèm trong dieän truyeàn taûi), coù theå xem xaø lieân keát vôùi coät laø
daàm keâ ñôn. Rn laø cöøông ñoä chòu neùn khi uoán cuûa beâ toâng söû duïng , duøng B#200
thì Rn =90 kg/cm2.
- Tieát dieän coät thay ñoåi sau moãi 3 taàng , Caùc giaù trò ΣNi max laø giaù trò löïc neùn
taïi chaân coät taàng haàm ,taàng 2, taàng 5vaø taàng 8
• Taûi troïng maùi :
Troïng löôïng gaïch taøu:
g1 = δiγI ni=0.01*1800*1.2=21.6 (Kg/m2)
Troïng löôïng saøn:
g2 = δiγi ni=0.11*2500*1.1=302.5 (Kg/m2)
Troïng löôïng hoà nöôùc:
g3 = ((1.8*1000+0.06*2500+0.15*2500)*6*7+0.1*2500*1.8*(6+7)*2+
+0.15*0.2*2500*(7+6)*2+0.2*0.3*2500*7+0.25*0.3*2500*6+0.2*0.3*2500*
*(6+7)*2+0.3*0.65*2500*7+0.3*0.6*2500*6)*1.1
=135837 (Kg)
Troïng löôïng töôøng:
g 4 = δiγi ni=0.13*1800*2*1.1=514.8 (Kg/m)
Troïng löôïng daàm:
g 5 = 0.35*0.6*2500*1.1=577.5 (Kg/m)
Hoaït taûi saøn:
2
p s = 200*1.2=240 (Kg/m )
3.2.2.1. Coät truïc 1 :
- Taïi chaân coät taàng 8
+ Taûi do maùi :
g m = g1 *42/2+ g 2 *42/2+ g3 /4 + g 4 *3.5+ g 5 *(7+3.5)+ p s *42/2
= 21.6*21+302.5*21+135837/4+514.8*3.5+577.5*10+240*21
= 53382 (Kg)
+ Taûi do töôøng :
g 1 =( δ×h×γ×n×l)*3
=( 0.13×3.6×(7+3)x1800)*3=25272 (Kg)
+ Taûi do daàm :
g 2 = (b×h×g×l×n )*2
= 577.5*(7+3)*2 =11550 (kg)
+Troïng löôïng saøn:
g 3 = 302.5*21*2=12705 (Kg)
+ Taûi do baûn thaân coät ( sô boä ban ñaàu choïn tieát dieän coät 30×30)
g 4 = b×h×l× γ×n
= 0.3×0.3×(3.6×3+2)x2500×1.1 = 3168 (Kg)
+ Hoaït taûi saøn:
2
p s = 240*21*2=10080 (Kg/m )
41
Chöông 3:Tính khung truïc D
Taûi taïi chaân coät taàng 8 :
N81 = Σgi = g m +g1+g 2+g3+g4+ p s
= 53382+25272+11550+12705+3168+15120
=116157(Kg)
- Taïi chaân coät taàng 5
+ Taûi taùc duïng do chaân coät taàng 8 :
N 18 =115167 (Kg)
+ Taûi do töôøng :
g 1 =( δ×h×γ×n×l)*3
=( 0.13×3.6×(7+3)x1800)*3=25272 (Kg)
+ Taûi do daàm :
g 2 = (b×h×g×l×n )*3
= 577.5*(7+3)*2 =17325 (kg)
+Troïng löôïng saøn:
g 3 = 302.5*21*3=19058 (Kg)
+ Taûi do baûn thaân coät ( sô boä ban ñaàu choïn tieát dieän coät 50×50)
g 4 = b×h×l× γ×n
= 0.5×0.5×(3.6×3)x2500×1.1 =7425 (Kg)
+ Hoaït taûi saøn:
2
p s = 240*21*3=15120 (Kg/m )
Taûi taïi chaân coät taàng 5 truïc D1 :
N51 = N 18 +g1+g2+g3+g4+ ps
=116157+25272+17325+19058+7425+15120
= 200357 (Kg)
- Taïi chaân coät taàng 2
+ Taûi taùc duïng do chaân coät taàng 5 :
N 15 =200357 (Kg)
+ Taûi do töôøng :
g 1 =( δ×h×γ×n×l)*3
=( 0.13×3.6×(7+3)x1800)*3=25272 (Kg)
+ Taûi do daàm :
g 2 = (b×h×g×l×n )*3
= 577.5*(7+3)*2 =17325 (kg)
+Troïng löôïng saøn:
g 3 = 302.5*21*3=19058 (Kg)
+ Taûi do baûn thaân coät ( sô boä ban ñaàu choïn tieát dieän coät 60×60)
g 4 = b×h×l× γ×n
= 0.6×0.6×(3.6×3)x2500×1.1 =10692 (Kg)
+ Hoaït taûi saøn:
42
Chöông 3:Tính khung truïc D
2
p s = 240*21*3=15120 (Kg/m )
Taûi taïi chaân coät taàng 2 truïc D1 :
N21 = N 15 +g1+g2+g3+g4+ ps
=200357+25272+17325+19058+10692+15120
= 287824 (Kg)
- Taïi chaân coät taàng haàm
+ Taûi taùc duïng do chaân coät taàng 2 :
N 12 =287824 (Kg)
+ Taûi do töôøng :
g 1 =Σ( δ×h×γ×n×l)
=( 4.2×(7+3)+3.5*(4.5+4.95))*0.13*1800*1.1=19324 (Kg)
+ Taûi do daàm :
g 2 = (b×h×g×l×n )*3
= 577.5*(7+3)*2 =17325 (kg)
+Troïng löôïng saøn:
g 3 = 302.5*21*3=19058 (Kg)
+ Taûi do baûn thaân coät ( sô boä ban ñaàu choïn tieát dieän coät70×70)
g 4 = b×h×l× γ×n
= 0.7×0.7×(4.2+4.5+3.45)x2500×1.1 =16272 (Kg)
+ Taûi do baûn thaân vaùch taàng haàm ( sô boä ban ñaàu choïn beà daøy vaùch 20)
g 5 = b×h×l× γ×n
= (3.5*4.5+3.5*4.95)*0.2x2500×1.1 =18191 (Kg)
+ Hoaït taûi saøn:
2
p s = 240*21*3=15120 (Kg/m )
Taûi taïi chaân coät taàng haàm truïc D1 :
Nh1= N 12 +g1+g2+g3+g4+ g 5 + p s
=287824+19324+17325+19058+16372+18191+15120
= 393214 (Kg)
- Taïi maët ngaøm khung
Choïn chieàu daøy taàng haàm h = 15cm
Choïn kích thöôùc daàm ñaùy taàng haàm 400x600
Ta coù:
Taûi chaân coät taàng haàm :
N 1h =393214 (Kg)
Tónh taûi saøn :
g1 = 0.15*2500*21*1.1=8663 (Kg)
Taûi daàm :
g 2 =1.1*2500*0.4*0.6*(3+7)=6600 (Kg)
Hoaït taûi saøn :
43
Chöông 3:Tính khung truïc D
p= 1.2*500*21=12600 (Kg)
Taûi taïi maët ngaøm khung :
n
N 1= N 1h +g1+ g 2 +p
=393214+8663+6600+12600=421077 (Kg)
3.2.1.Coät truïc 2 :
- Taïi chaân coät taàng 8
+ Taûi do maùi :
g m = g1 *42+ g 2 *42+ g3 /4 + g 5 *(7+6)+ p s *42
= 21.6*42+302.5*42+135837/4+577.5*13+240*42
= 65159 (Kg)
+ Taûi do töôøng :
g 1 =Σ( δ×h×γ×n×l)
=( 0.13×3.6×(1.8+3+7)x1800)*3=29821 (Kg)
+ Taûi do daàm :
g 2 = (b×h×g×l×n )*2
= 577.5*(7+6)*2+0.2*0.3*2500*1.1*7 *2
=577.5*(7+6)*2+165*7*2 = 16805 (kg)
+Troïng löôïng saøn:
g 3 = 302.5*42*2=25410 (Kg)
+ Taûi do baûn thaân coät ( sô boä ban ñaàu choïn tieát dieän coät 40×40)
g 4 = b×h×l× γ×n
= 0.4×0.4×(3.6×3+2)x2500×1.1 = 5632(Kg)
+ Hoaït taûi saøn:
2
p s = 240*42*2=20160 (Kg/m )
Taûi taïi chaân coät taàng 8 :
N82 = Σgi = g m +g1+g 2+g3+g4+ p s
= 65159+29821+16805+25410+5632+20160
=162987(Kg)
- Taïi chaân coät taàng 5
+ Taûi taùc duïng do chaân coät taàng 8 :
N 2 =162987 ( (Kg)
8
+ Taûi do töôøng :
g 1 =Σ( δ×h×γ×n×l)
=( 0.13×3.6×(1.8+3+7)x1800)*3=29821 (Kg)
+ Taûi do daàm :
g 2 = (b×h×g×l×n )*3
= 577.5*(7+6)*3+0.2*0.3*2500*1.1*7*3
=577.5*(7+6)*3+165*7*3 = 25208 (kg)
+Troïng löôïng saøn:
44
Chöông 3:Tính khung truïc D
g 3 = 302.5*42*3=38115(Kg)
+ Taûi do baûn thaân coät ( sô boä ban ñaàu choïn tieát dieän coät 50×50)
g 4 = b×h×l× γ×n
= 0.5×0.5×(3.6×3)x2500×1.1 = 7425Kg)
+ Hoaït taûi saøn:
2
p s = 240*42*3=30240(Kg/m )
Taûi taïi chaân coät taàng 5 truïc D2 :
N52 = Σgi = N 18 +g1+g2+g3+g4+ p s
= 162987+29821+25208+38115+7425+30240
= 293796(Kg)
- Taïi chaân coät taàng 2
+ Taûi taùc duïng do chaân coät taàng 5 :
N 2 =293796 (Kg)
5
+ Taûi do töôøng :
g 1 =Σ( δ×h×γ×n×l)
=( 0.13×3.6×(1.8+3+7)x1800)*3=29821 (Kg)
+ Taûi do daàm :
g 2 = (b×h×g×l×n )*3
= 577.5*(7+6)*3+0.2*0.3*2500*1.1*7*3
=577.5*(7+6)*3+165*7*3 = 25208 (kg)
+Troïng löôïng saøn:
g 3 = 302.5*42*3=38115 (Kg)
+ Taûi do baûn thaân coät ( sô boä ban ñaàu choïn tieát dieän coät 60×60)
g 4 = b×h×l× γ×n
= 0.6×0.6×(3.6×3)x2500×1.1 = 10692(Kg)
+ Hoaït taûi saøn: 1
2
p s = 240*42*3=20160 (Kg/m )
Taûi taïi chaân coät taàng 2 truïc D2 :
N22 = Σgi = N 15 +g1+g2+g3+g4+ p s
= 293796+29821+25208+38115+10692+30240
= 418872(Kg)
- Taïi chaân coät taàng haàm
+ Taûi taùc duïng do chaân coät taàng 2 :
2
N 2 = 418872(Kg)
+ Taûi do töôøng :
g 1 =Σ( δ×h×γ×n×l)
= 4.2×(1.8+3+3.5)*0.13*1800*1.1=8973 (Kg)
+ Taûi do daàm :
g 2 = Σ(b×h×g×l×n )
45
Chöông 3:Tính khung truïc D
= 577.5*(7+6)*2+0.2*0.3*2500*1.1*7
=577.5*(7+6)*2+165*7 = 16170 (kg)
+Troïng löôïng saøn:
g 3 = 302.5*42*3=38115(Kg)
+ Taûi do baûn thaân coät ( sô boä ban ñaàu choïn tieát dieän coät70×70)
g 4 = b×h×l× γ×n
= 0.7×0.7×(4.2+4.5+3.45)x2500×1.1 =16372 (Kg)
+ Hoaït taûi saøn:
2
p s = 240*42*3=30240 (Kg/m )
Taûi taïi chaân coät taàng haàm truïc D2 :
Nh2= N 12 +g1+g2+g3+g4+ g 5 + p s
=418872+8973+16170+38115+16372+30240
=528742 (Kg)
- Taïi maët ngaøm khung
Ta coù:
Taûi chaân coät taàng haàm :
N 2 =528742 (Kg)
h
Tónh taûi saøn :
g 1 = 0.15*2500*42*1.1=17326 (Kg)
Taûi daàm :
g 2 =1.1*2500*0.4*0.6*(6+7)=8580 (Kg)
Hoaït taûi saøn :
p= 1.2*500*42=25200(Kg)
Taûi taïi maët ngaøm khung :
n
N 2= N 2h +g1+ g 2 +p
=528742+17326+8580+25200=579848 (Kg)
3.2.3Coät truïc 3 :
Taûi chaân coät truïc 3 hoaøn toaøn gioáng truïc 2 , chæ coù khaùc taûi hoà nöôùc
- Taïi chaân coät taàng 8
N83 = N 2 - 135837/4- 0.4*0.4*2*2500*1.1
8
=162987-135837/4-1760 =162987-35719=
= 127268 (Kg)
- Taïi chaân coät taàng 5
N53 = N 2 - 35719 = 293796 - 35719
5
= 258077 (Kg)
- Taïi chaân coät taàng 2
N23 = N 22 - 35719 = 418872 - 35719
= 383153 (Kg)
- Taïi chaân coät taàng haàm
46
Chöông 3:Tính khung truïc D
Nh3= N 2h - 35719 = 528742 - 35719
= 493023 (Kg)
- Taïi maët ngaøm khung
Nn3= N 2n -35719
=579848 -35719 = 544129 (Kg)
3.2.4.Coät truïc 4 :
Taûi chaân coät truïc 4 hoaøn toaøn gioáng truïc 1 , chæ coù khaùc taûi hoà nöôùc
- Taïi chaân coät taàng 8
N84 = N 18 -135837/4 -0.4*0.4*2*2500*1.1
=116157 – 35719 =
= 80438 (Kg)
- Taïi chaân coät taàng 5
N54 = N 15 - 35719 = 200357 - 35719
= 164638 (Kg)
- Taïi chaân coät taàng 2
N24 = N 12 - 35719 = 287824 - 35719
= 252105 (Kg)
- Taïi chaân coät taàng haàm
Taûi taïi chaân coät taàng haàm truïc D3 :
h
N 4= N 1h - 35719 =393214 - 35719 = 357495 (Kg)
- Taïi maët ngaøm khung
Nn4= N 1n -35719
=421077 -35719 = 385358 (Kg)
_ Choïn sô boä tieát dieän coät theo coâng thöùc sau :
ΣNi max
Fc = K
Rn
+ Vôùi K=1.2-1.5 : Heä soá keå ñeán aûnh höôûng cuûa taûi ngang (gioù)
+ Beâtoâng coät duøng BT maùc 200 coù Rn= 90 Kg/cm2
BAÛNG TÍNH TOAÙN VAØ CHOÏN SÔ BOÄ TIEÁT DIEÄN COÄT
Coät Taàng ΣNi max (Kg) K Fcoät (cm2) b×h (cm)
Taàng 8_9_10 116157 1.3 1678 35x50
Taàng 5_6_7 200357 1.3 2894 40x70
Truïc
Taàng 2_3_4 287824 1.4 4477 50x90
1 Taàng 1_Treät_Haàm 393214 1.4 6117 60x100
Maët ngaøm 421077 1.4 6478 60x110
47
Chöông 3:Tính khung truïc D
Taàng 8_9_10 162987 1.3 2354 40x60
Truïc Taàng 5_6_7 293796 1.3 4244 50x85
Taàng 2_3_4 418872 1.4 6516 60x110
2 Taàng 1_Treät_Haàm 528742 1.4 8225 70x120
Maët ngaøm 579848 1.4 9020 75x120
Taàng 8_9_10 127268 1.3 1838 35x55
Truïc Taàng 5_6_7 258077 1.3 3728 50x75
Taàng 2_3_4 383153 1.4 5960 60x100
3 Taàng 1_Treät_Haàm 493023 1.4 7669 70x110
Maët ngaøm 544129 1.4 8464 70x120
Taàng 8_9_10 80438 1.3 1162 25x45
Truïc Taàng 5_6_7 164638 1.3 2378 40x60
Taàng 2_3_4 252105 1.4 3922 50x80
4 Taàng 1_Treät_Haàm 357495 1.4 5489 60x90
Maët ngaøm 385358 1.4 5922 60x100
Choïn laïi tieát dieän daàm chính 350x600
tieát dieän daàm phuï 200x300
tieát dieän daàm ñaùy taàng haàmï 400x600
** Caùc kích thöôùc tieát dieän treân chæ ñöôïc choïn sô boä, vaø seû ñöôïc choïn laïi
cho hôïp lyù khi tính theùp khung baèng chöông trình tính theùp RCD
3.3.XAÙC ÑÒNH TAÛI TROÏNG ÑÖÙNG TRUYEÀN VAØO KHUNG :
- Taûi troïng taùc duïng leân khung bao goàm taûi troïng ñöùng vaø taûi troïng ngang (gioù)
theå hieän baèng caùc löïc phaân boá treân daàm, coät vaø caùc löïc taäp trung taïi nuùt .
- Taûi phaân boá treân daàm goàm : taûi troïng do saøn truyeàn vaøo theo sô ñoà hình thang
vaø tam giaùc, troïng löôïng baûn thaân daàm, töôøng.
- Taûi troïng taäp trung taïi nuùt khung goàm : taûi troïng töø saøn truyeàn leân daàm doïc,
troïng löôïng baûn thaân daàm doïc, troïng löôïng caùc töôøng ngaên xaây doïc theo daàm...
Caùc taûi troïng naøy ñöôïc qui veà nuùt khung theo nguyeân taéc daàm doïc keâ töï do leân
khung.
3.3.1.Xaùc ñònh taûi troïng thaúng ñöùng t/d leân caùc taàng:
3.3.1.1. Taàng saân thöôïng:
Ta laáy giaù trò tónh taûi vaø hoaït taûi saøn maùi baèng vôùi taûi troïng saøn taàng ñieån hình.
gs = 382.6 (kg/m2)
p s = 240 (kg/m2)
* Ñoái vôùi taûi leân daàm:
Ta chia loaïi oâ saøn vaø truyeàn taûi töø saøn leân daàm:
Ñoái vôùi baûn loaïi daàm : g2 = q.l1/2
Ñoái vôùi baûn keâ 4 caïnh:
48
Chöông 3:Tính khung truïc D
Theo phöông ngaén taûi coù daïng tam giaùc, voùi giaù trò cöïc ñaïi:
g = 2* g s *l1/2=2*382.6*3=2296 (Kg/m)
p=2*240*3=1440 (Kg/m)
* Ñoái vôùi taûi leân coät :
Coät truc 1
Tónh taûi:goàm tónh taûi saøn, töôøng vaø daàm
g= g s + g t + g d
=382.6*(1+7)/2*3+1800*0.13*3.5*2*1.1+0.35*0.6*7*2500*1.1
=10436 (Kg)
Hoaït taûi 1 nhòp do daàm doïc truyeàn vaøo:
p=240*(1+7)/2*3=2880 (Kg)
Coät truc 2 vaø 3
Tónh taûi:goàm tónh taûi saøn vaø daàm
g= g s + g d
=382.6*2*(1+7)/2*3+0.35*0.6*7*2500*1.1
=382.6*2*(1+7)/2*3+577.5*7
=13225 (Kg)
Hoaït taûi 1 nhòp do daàm doïc truyeàn vaøo:
p=240*(1+7)/2*3=2880 (Kg)
Coät truc 4
Tónh taûi:goàm tónh taûi saøn, kính vaø daàm
g= g s + g t + g d
=382.6*(1+7)/2*3+200*7*2*1.1+4043
=11714 (Kg)
Hoaït taûi 1 nhòp do daàm doïc truyeàn vaøo:
p=240*(1+7)/2*3=2880 (Kg)
Ñoái vôùi caùc coät naèm treân taàng thöôïng
Chòu taûi taäp trung cuûa hoà nöôùc:
Coät truïc 1,2:
N=( g h + p h )/4=(135837+1.2*75*6*7)/4=34904 (Kg)
BAÛNG GIAÙ TRÒ TAÛI TROÏNG LEÂN DAÀM VAØ COÄT TAÀNG THÖÔÏNG
Caáu Kieän Tónh taûi Hoaït taûi
Phaân boá Phaân boá Taäp Phaân boá Phaân boá Taäp
tam giaùc ñeàu trung tam giaùc ñeàu trung
Daàm 2296 1440
C1 10436 2880
C2, 3 Nhòp 12(34) 13225 2880
Nhòp 23 2880
C4 11714 2880
49
Chöông 3:Tính khung truïc D
3.3.1.2.Taàng ñieån hình (2→10):
Ta coù giaù trò tónh taûi vaø hoaït taûi saøn taàng ñieån hình.
gs = 382.6 (kg/m2)
2
p s = 240 (kg/m )
* Ñoái vôùi taûi leân daàm:
+Daàm 12
Theo phöông ngaén tónh taûi do saøn truyøeân leân coù daïng tam giaùc , voùi
giaù trò cöïc ñaïi:
g1 = 2* g s *l1/2=2*382.6*3=2296 (Kg/m)
Tónh taûi do töôøng coù daïng phaân boá ñeàu:
g 2 = 3.6*1800*0.13*1.1=927 (Kg/m)
Hoaït taûi daïng tam giaùc coù giaù trò cöïc ñaïi :
p = 2*240*3=1440 (Kg/m)
+Daàm 34
Tónh taûi goàm taûi saøn vaø töôøng phaân boá daïng tam giaùc voùi
giaù trò cöïc ñaïi:
g=2*382.6*3+(1.1*1800*0.13*6*3.6)/42*3
=2*382.6*3+132.4*3
=2693 (Kg/m)
Tónh taûi do töôøng coù daïng phaân boá ñeàu:
g 2 = 3.6*1800*0.13*1.1=927 (Kg/m)
Hoaït taûi:
p=2*240*3=1440 (Kg/m)
+Daàm 23
Chòu taûi taäp trung do daàm phuï truyeàn vaøo vaø taûi phaân boá do töôøng
Tónh taûi truyeàn leân daàm phuï goàm saøn vaø töôøng vaø troïng löôïng baûn thaân
daàm phu ï:
g 1 =382.6*(1.8/2+2.4/2) +1.1*1800*0.13*3.6 + 1.1*2500*0.2*0.3
=1895.1 (Kg/m)
Suy ra tónh taûi truyeàn leân daàm 23 goàm 2 löïc taäp trung do saøn vaø taûi troïng
baûn thaân daàm phuï:
P= g p *7 =1895.1*7=13265.7 (Kg)
Tónh taûi do töôøng coù daïng phaân boá ñeàu, ñöôïc phaân boá ôû 2 daàu caùch goái
1.8m:
g 2 =1.1*1800*0.13*3.6=927 (Kg/m)
Hoaït taûi truyeàn leân daàm phuï:
p p =240*(1.8/2+2.4/2)=504 (Kg/m)
Suy ra hoaït taûi truyeàn leân daàm 23 laø löïc taäp trung:
50
Chöông 3:Tính khung truïc D
Pp =504*7=3528 (Kg)
* Ñoái vôùi taûi leân coät :
Coät truc 1
Tónh taûi:goàm tónh taûi saøn, töôøng vaø daàm
g= g s + g t + g d
=382.6*(1+7)/2*3+1800*0.13*7*3.6*1.1+0.35*0.6*7*2500*1.1
=4591.2 +6486.5+4042.5
=15120 (Kg)
Hoaït taûi nhòp 12 do daàm doïc truyeàn vaøo:
p=240*(1+7)/2*3=2880 (Kg)
Coät truc 2
Tónh taûi:goàm tónh taûi saøn, daàm doc
g= g s + g d
=382.6*[(1+7)/2*3+1.8/2*7] + 4042.5
=11044 (Kg)
Hoaït taûi nhòp 12 ñoái vôùi coät truïc 2 do daàm doïc truyeàn vaøo:
p=240*(1+7)/2*3=2880 (Kg)
Hoaït taûi nhòp 23 do daàm doïc truyeàn vaøo:
p=240*(1.8/2)*7=1512 (Kg)
Coät truc 3
Tónh taûi:goàm tónh taûi saøn +töôøng vaø daàm doïc
g= g st + g d
=(382.6+132.4/2)*[(1+7)/2*3+1.8/2*7] + 4042.5
=12256 (Kg)
Hoaït taûi nhòp 34 ñoái vôùi coät truïc 3 do daàm doïc truyeàn vaøo:
p=240*(1+7)/2*3=2880 (Kg)
Hoaït taûi nhòp 23 do daàm doïc truyeàn vaøo:
p=240*(1.8/2)*7=1512 (Kg)
Coät truc 4
Tónh taûi:goàm tónh taûi saøn + töôøng, kính vaø daàm doïc:
g= g s + g t + g d
=(382.6+132.4/2)*(1+7)/2*3+200*7*3.6*1.1+4042.5
=14972 (Kg)
Hoaït taûi nhòp 34 do daàm doïc truyeàn vaøo:
p=240*(1+7)/2*3=2880 (Kg)
51
Chöông 3:Tính khung truïc D
BAÛNG GIAÙ TRÒ TAÛI TROÏNG LEÂN DAÀM VAØ COÄT TAÀNG ÑIEÅN HÌNH
(Töø 2→10)
Caáu Kieän Tónh taûi Hoaït taûi
Phaân boá Phaân boá Taäp Phaân boá Phaân boá Taäp
tam giaùc ñeàu trung tam giaùc ñeàu trung
D12 2296 927 1440
D23 927 13265.7 3528
D34 2693 927 1440
C1 15120 2880
C2 Nhòp 12 11044 2880
Nhòp 23 1512
C3 Nhòp 23 12256 1512
Nhòp 34 2880
C4 14972 2880
3.3.1.3.Taàng 1:
Ta coù giaù trò tónh taûi vaø hoaït taûi saøn taàng 1.
gs = 382.6 (kg/m2)
2
p s = 240 (kg/m )
* Ñoái vôùi taûi leân daàm:
+Daàm 12
Theo phöông ngaén tónh taûi do saøn truyeàn leân coù daïng tam giaùc , voùi
giaù trò cöïc ñaïi:
g 1 = 2* g s *l1/2=2*382.6*3=2296 (Kg/m)
Tónh taûi do töôøng coù daïng phaân boá ñeàu:
g 2 = 4.2*1800*0.13*1.1=1081 (Kg/m)
Hoaït taûi daïng tam giaùc coù giaù trò cöïc ñaïi :
p = 2*240*3=1440 (Kg/m)
+Daàm 34
Tónh taûi goàm taûi saøn vaø töôøng phaân boá daïng tam giaùc voùi
giaù trò cöïc ñaïi:
g 1 =382.6*3+(1.1*1800*0.13*10.8*4.2)/42*3
=382.6*3+278*3
=1982 (Kg/m)
Tónh taûi do saøn vaø daàm phuï coù daïng taäp trung caùch goái traùi 2m:
g 2 = 382.6*1*7/2 + 2500*1.1*0.2*0.3*3.5
=1917 (Kg)
52
Chöông 3:Tính khung truïc D
Tónh taûi do töôøng coù daïng phaân boá ñeàu :
g 3 = 1.1*1800*0.13*4.2=1081 (Kg/m)
Hoaït taûi phaân boá daïng tam giaùc coù giaù trò cöïc ñaïi:
p=240*3=720 (Kg/m)
Hoaït taûi coù daïng taäp trung caùch goái traùi 2m:
p=240*1*7/2=840 (Kg)
+Daàm 23
Chòu taûi taäp trung do daàm phuï truyeàn vaøo vaø taûi phaân boá do töôøng
Tónh taûi truyeàn leân daàm 23 goàm 2 löïc taäp trung do saøn vaø taûi troïng baûn
thaân daàm phuï:
P=382.6*(1.8/2+2.4/2)*7+1.1*1800*0.13*3.5*4.2+
+1.1*2500*0.2*0.3*7
=5624.2+3783.8+1155
=10563 (Kg)
Tónh taûi do töôøng coù daïng phaân boá ñeàu, ñöôïc phaân boá ôû 2 ñaàu caùch goái
1.8m:
g=1.1*1800*0.13*4.2=1081 (Kg/m)
Hoaït taûi truyeàn leân daàm 23 laø löïc taäp trung:
p=240*(1.8/2+2.4/2)*7=3528 (Kg)
* Ñoái vôùi taûi leân coät :
Coät truïc 1
Tónh taûi:goàm tónh taûi saøn, töôøng vaø daàm
g= g s + g t + g d
=382.6*(1+7)/2*3+1800*0.13*7*4.2*1.1+0.35*0.6*7*2500*1.1
=4591.2 +7567.6+4042.5
=16201 (Kg)
Hoaït taûi nhòp 12 do daàm doïc truyeàn vaøo:
p=240*(1+7)/2*3=2880 (Kg)
Coät truc 2
Tónh taûi:goàm tónh taûi saøn, daàm doc
g= g s + g d
=382.6*[(1+7)/2*3+1.8/2*7] + 4042.5
=11044 (Kg)
Hoaït taûi nhòp 12 ñoái vôùi coät truïc 2 do daàm doïc truyeàn vaøo:
p=240*(1+7)/2*3=2880 (Kg)
Hoaït taûi nhòp 23 do daàm doïc truyeàn vaøo:
p=240*(1.8/2)*7=1512 (Kg)
Coät truc 3
Tónh taûi:goàm tónh taûi saøn +töôøng vaø daàm doïc
g= g st + g d
53
Chöông 3:Tính khung truïc D
=(382.6+278)/2*[(1+7)/2*3+1.8/2*7] + 382.6*1*7/2+4042.5
=10222 (Kg)
Hoaït taûi nhòp 34 ñoái vôùi coät truïc 3 do daàm doïc truyeàn vaøo :
p=240*(1+7)/2*3/2 +240*1*3.5=2280 (Kg)
Hoaït taûi nhòp 23 do daàm doïc truyeàn vaøo:
p=240*(1.8/2)*7=1512 (Kg)
Coät truc 4
Tónh taûi:goàm tónh taûi saøn + töôøng, kính vaø daàm doïc:
g= g s + g t + g d
=(382.6+278)/2*(1+7)/2*3+200*7*4.2*1.1+4042.5
=14474 (Kg)
Hoaït taûi nhòp 34 do daàm doïc truyeàn vaøo:
p=240*(1+7)/2*3/2=1440 (Kg)
BAÛNG GIAÙ TRÒ TAÛI TROÏNG LEÂN DAÀM VAØ COÄT TAÀNG 1
Caáu Kieän Tónh taûi Hoaït taûi
Phaân boá Phaân boá Taäp Phaân boá Phaân boá Taäp
tam giaùc ñeàu trung tam giaùc ñeàu trung
D12 2296 1081 1440
D23 1081 10.563 3528
D34 1982 1081 1917 720 840
C1 16201 2880
C2 Nhòp 12 11044 2880
Nhòp 23 1512
C3 Nhòp 23 10222 1512
Nhòp 34 2280
C4 14474 1440
3.3.1.4.Taàng treät :
Ta coù giaù trò tónh taûi vaø hoaït taûi saøn taàng treät.
gs = 382.6 (kg/m2)
2
p s = 240 (kg/m )
* Ñoái vôùi taûi leân daàm:
Theo phöông ngaén tónh taûi do saøn truyeàn leân coù daïng tam giaùc , vôùi
giaù trò cöïc ñaïi:
g1 = 2* g s *l1/2=2*382.6*3=2296 (Kg/m)
Hoaït taûi daïng tam giaùc coù giaù trò cöïc ñaïi :
p = 2*240*3=1440 (Kg/m)
* Ñoái vôùi taûi leân coät :
54
Chöông 3:Tính khung truïc D
Coät truïc 1
Tónh taûi:goàm tónh taûi saøn, töôøng vaø daàm
g= g s + g t + g d
=382.6*(1+7)/2*3+1800*0.13*7*[(4.5+4.95)/2]*1.1+
+0.35*0.6*7*2500*1.1
=4591.2 +8513.5+4042.5
=17147 (Kg)
Hoaït taûi nhòp 12 do daàm doïc truyeàn vaøo:
p=240*(1+7)/2*3=2880 (Kg)
Coät truc 2,3
Tónh taûi:goàm tónh taûi saøn, daàm doc
g= g s + g d
=382.6*(1+7)/2*3*2 + 4042.5
=13225 (Kg)
Hoaït taûi nhòp 1 nhòp ñoái vôùi coät truïc 2,3 do daàm doïc truyeàn vaøo:
p=240*(1+7)/2*3=2880 (Kg)
Coät truc 4
Tónh taûi:goàm tónh taûi saøn , kính, daàm doïc vaø hieân tieàn saûnh :
g= g s + g t + g d
=382.6*(1+7)/2*3+200*7*(4.5+4.95)/2*1.1+4042.5+
+(382.6*3.6*4.4 +0.2*0.3*4.4*2500*1.1)/4
=17607 (Kg)
Hoaït taûi nhòp 34 do daàm doïc truyeàn vaøo:
p=240*(1+7)/2*3 + 240*4.4*3.6/4=3830 (Kg)
BAÛNG GIAÙ TRÒ TAÛI TROÏNG LEÂN DAÀM VAØ COÄT TAÀNG TREÄT
Caáu Kieän Tónh taûi Hoaït taûi
Phaân boá Phaân boá Taäp Phaân boá Phaân boá Taäp
tam giaùc ñeàu trung tam giaùc ñeàu trung
Daàm 2296 1440
C1 17147 2880
C2, 3 Nhòp 12(34) 13225 2880
Nhòp 23 2880
C4 17607 3830
3.3.1.5.Taàng haàm :
Ta coù giaù trò tónh taûi vaø hoaït taûi saøn taàng haàm
* Tónh taûi:
55
Chöông 3:Tính khung truïc D
Lôùp caáu taïo δi(mm) γI(kg/m3) ni δiγI ni(kg/m2)
Vöõa traùt 15 1800 1.3 35.1
Baûn BTCT 150 2500 1.1 412.5
Toång coäng 447.6
gs = 447.6 (kg/m2)
*.Hoaït taûi
2
p s = 500*1.2=600 (kg/m )
* Ñoái vôùi taûi leân daàm:
Theo phöông ngaén tónh taûi do saøn truyeàn leân coù daïng tam giaùc , vôùi
giaù trò cöïc ñaïi:
g1 = 2* g s *l1/2=2*447.6*3=2686 (Kg/m)
Hoaït taûi daïng tam giaùc coù giaù trò cöïc ñaïi :
p = 2*600*3=3600 (Kg/m)
* Ñoái vôùi taûi leân coät :
Coät truïc 1, 4
Tónh taûi:goàm tónh taûi saøn, vaùch BT vaø daàm
g= g s + g t + g d
=447.6*(1+7)/2*3+2500*0.15*7*[(3+3.45)/2]*1.1+
+0.4*0.6*7*2500*1.1
=5371.2 +8465.6+4620
=18457 (Kg)
Hoaït taûi nhòp do daàm doïc truyeàn vaøo:
p=600*(1+7)/2*3=7200 (Kg)
Coät truc 2,3
Tónh taûi:goàm tónh taûi saøn, daàm doc
g= g s + g d
=5371.2*2 + 4620
=15362 (Kg)
Hoaït taûi nhòp 1 nhòp ñoái vôùi coät truïc 2,3 do daàm doïc truyeàn vaøo:
p=7200 (Kg)
BAÛNG GIAÙ TRÒ TAÛI TROÏNG LEÂN DAÀM VAØ COÄT TAÀNG HAÀM
Caáu Kieän Tónh taûi Hoaït taûi
Phaân boá Phaân boá Taäp Phaân boá Phaân boá Taäp
tam giaùc ñeàu trung tam giaùc ñeàu trung
Daàm 2686 3600
C1, 4 18457 7200
C2, 3 Nhòp 12(34) 15362 7200
Nhòp 23 7200
56
Chöông 3:Tính khung truïc D
3.4.TAÛI TROÏNG NGANG TAÙC DUÏNG VAØO KHUNG.
3.4.1.Xaùc ñònh aùp löïc gioù taùc duïng (theo TCXD 229 : 1999) :
3.4.1.1. Xaùc ñònh ñoä cöùng ej & taàn soá dao ñoäng rieâng cuûa nhaø :
SÔ ÑOÀ TÍNH TOAÙN ÑOÄNG HOÏC
Vì kích thöôùc coâng trình theo 2 phöông gaàn baèng nhau neân ñeå ñôn giaûn
cho vieäc tính toaùn ta chæ tính cho moät phöông ,Laáy keát quaû naøy boá trí cho phöông
kia Sô ñoà tính toaùn ñoäng löïc cuûa nhaø laø 1 thanh coâng xoân ngaøm chaët vaøo ñaát, coù
ñieåm taäp trung khoái löôïng öùng vôùi caùc möùc saøn .
Theo phaàn meàm Phaàn Töû Höõu Haïn SAP2000.
M O D A L P E R I O D S A N D F R E Q U E N C I E
S
MODE PERIOD FREQUENCY FREQUENCY EIGENVALUE
(TIME) (CYC/TIME) (RAD/TIME)
(RAD/TIME)**2
1 0.868144 1.151883 7.237493 52.381300
2 0.318259 3.142093 19.742356 389.760604
3 0.179041 5.585327 35.093642 1231.564
4 0.116560 8.579268 53.905128 2905.763
5 0.084704 11.805822 74.178166 5502.400
6 0.066154 15.116323 94.978658 9020.946
7 0.062527 15.993180 100.488114 10097.861
8 0.058288 17.156095 107.794924 11619.746
9 0.054064 18.496629 116.217750 13506.566
10 0.052388 19.088519 119.936704 14384.813
11 0.051156 19.547950 122.823390 15085.585
Coâng trình xaây döïng laø BTCT ⇒δ = 0.3 , Vuøng aùp löïc gioù laø vuøng II
⇒ Giaù trò giôùi haïn taàn soá dao ñoäng rieâng fL laø :
fL = 1,3.
Ta Thaáy :
f1 < fL < f2, f3
Neân vieäc xaùc ñònh thaønh phaàn ñoäng cuûa gioù chæ keå ñeán daïng dao ñoäng
ñaàu tieân.
3.4.1.2.Xaùc ñònh caùc daïng dao ñoäng rieâng :
Bieân Ñoä dao ñoäng rieâng thöù 1 taïi ñieåm j ñöôïc xaùc ñònh qua keát quaû chaïy
SAP2000:
Keát quaû caùc giaù trò yij cuûa 3 daïng dao ñoäng rieâng ñaàu tieân laø :
Tâng Z(m) yj1
57
Chöông 3:Tính khung truïc D
Treät 1.4 0.0182
1 5.9 0.0551
2 10.1 0.0948
3 13.7 0.1288
4 17.3 0.1607
5 20.9 0.1900
6 24.5 0.2185
7 28.1 0.2425
8 31.7 0.2624
9 35.3 0.2829
10 38.9 0.2972
Thöôïng 41.5 0.3058
3.4.1.3.Xaùc ñònh giaù trò tieâu chuaån thaønh phaàn tónh cuûa aùp löïc gioù :
Giaù trò tieâu chuaån thaønh phaàn tónh cuûa aùp löïc gioù Wj ôû ñoä cao zj so vôùi
moác chuaån ñöôïc xaùc ñònh theo coâng thöùc :
Wj = W0 × K(zj) × C
Trong Ñoù :
W0 : Giaù trò aùp löïc gioù Tieâu Chuaån. Coâng trìh
xaây döïng ôû TP. HCM thuoäc vuøng II – A. (Tra Baûng 8 TCXD 229 – 1999 ). Ta
ñöôïc :
W0 = 83(kg/m2) = 0.083 (T/m2).
K(zj) : Heä soá tính ñeán söï thay ñoåi aùp löïc gioù theo ñoä cao , ñòa hình (Tra
baûng 7 TCXD 229 – 1999 trang 13 ).
C : Heä soá khí ñoäng : phía ñoùn gioù : Cñoùn = 0.8
Chuùt = -0.6
⇒ C = 0.8 + 0.6 = 1.4
KEÁT QUAÛ TÍNH TOAÙN WJ CHO TRONG BAÛNG SAU :
Taàng Zj K(zj) W tc j (T/m2) W tt j (T/m2)
Treät 1.4 1 0.116 0.1392
1 5.9 1.09 0.127 0.1524
2 10.1 1.18 0.137 0.1644
3 13.7 1.22 0.142 0.1704
4 17.3 1.26 0.146 0.1752
5 20.9 1.3 0.151 0.1812
6 24.5 1.33 0.155 0.186
58
Chöông 3:Tính khung truïc D
7 28.1 1.35 0.157 0.1884
8 31.7 1.38 0.16 0.192
9 35.3 1.4 0.163 0.1956
10 38.9 1.42 0.165 0.198
Thöôïng 42.5 1.44 0.167 0.2004
3.4.1.4.Xaùc ñinh thaønh phaàn ñoäng cuûa taûi troïng gioù leân coâng trình :
Giaù trò tieâu chuaån thaønh phaàn ñoäng cuûa taûi troïng gioù taùc duïng leân
phaàn thöù j (coù cao ñoä z ) öùng vôùi daïng dao rieâng thöù i ñöôïc xaùc ñònh theo
coâng thöùc :
W P ( j1) = M j × ξ 1 × ψ 1 × y j1
Trong ñoù :
Mj : Khoái löôïng taäp trung cuûa phaàn coâng trình thöù j.
ξ 1 : Heä soá ñoäng löïc öùng vôùi daïng dao ñoäng thöù 1.
yj1 : Dòch chuyeån ngang tæ ñoái cuûa troïng taâm phaàn coâng trình thöù j öùng vôùi
daïng dao ñoäng thöù 1 .
ψ i : heä soá ñöôïc xaùc ñònh baèng caùch chia coâng trình thaønh n phaàn, Trong
phaïm vi moãi phaàn taûi troïng gioù coù theå coi nhö khoâng ñoåi .
Xaùc ñònh heä soá Ψ 1 :
Heä soá Ψ 1 ñöôïc xaùc ñònh baèng coâng thöùc :
∑ (y × WFj )
n
j1
j =1
ψ1 =
∑ (y )
n
2
j1 ×Mj
j =1
Vôùi :
WFj :Giaù trò tieâu chuaån thaønh phaàn ñoäng cuûa taûi troïng gioù taùc duïng
leân phaàn thöù j cuûa coâng trình, öùng vôùi caùc daïng dao ñoäng thöù 1 khi chæ keå ñeán
aûnh höôûng cuûa xung vaân toác gioù, ñöôïc xaùc ñònh theo coâng thöùc
W Fj = W j × ζ j × υ × D j × h j
Trong ñoù :
Wj : Ñaõ tính ôû baûng treân.
Dj ; hj : Beà roäng vaø chieàu cao cuûa maët ñoùn gioù öùng vôùi phaàn thöù j.
ζj: Heä soá aùp löïc ñoäng cuûa taûi troïng gioù ôû ñoä cao z öùng vôùi phaàn
thöù j cuûa coâng trình. Phuï thuoäc vaøo daïng ñòa hình vaø chieàu cao z. (Tra baûng 3
TCXD 229 – 1999 ).
υ :Heä soá töông quan khoâng gian aùp löïc ñoäng cuûa taûi troïng gioù
ñöôïc xaùc ñònh phuï thuoäc vaøo vaøo tham soá : ρ, χ vaø daïng dao ñoäng. Vôùi maët
phaúng toïa ñoä song song vôùi beà maët tính toaùn zox ta coù :
59
