CHƯƠNG 6: TÍNH TOÁN KHUNG KHÔNG GIAN

TÂNG 17



2500



59.400



55.800



3600



TÂNG 16



TÂNG 15



3600



52.200



48.600



3600



TÂNG 14



45.000



3600



TÂNG 13



41.400



3600



TÂNG 12



37.800



3600



TÂNG 11



34.200



3600



TÂNG 10



30.600



3600



TÂNG 9



27.000



3600



TÂNG 8



TÂNG 7



3600



23.400



19.800



3600



TÂNG 6



16.200



3600



TÂNG 5



12.600



3600



TÂNG 4



9.000



4500



TÂNG 3



4.500



4500



TÂNG 2



TÂNG 1



±0.000

-0.800



8500



8500



4500



8500



8500



38500



1



2



3



4



5



6



Hình 6.1 Mặt đứng công trình



96



6.2. CHỌN SƠ BỘ KÍCH THƯỚC CÁC CẤU KIỆN

6.2.1. Chọn kích thước các phần tử dầm

-



Tiết diện dầm được chọn sơ bộ như trong phần thuyết minh tính toán sàn.

+ Dầm chính: có 2 loại dầm với kích thước tiết diện



Chọn:hdc =650 (mm),



bdc = 400 (mm)



Chọn:hdc =600 (mm),



bdc = 300 (mm)

Vậy chọn dầm chính có kích thước tiết diện: 400x650 (mm)

+ Dầm phụ: chia nhỏ ô sàn



Chọn: hdp = 550 (mm)



Chọn: hdp = 350 (mm)

Vậy chọn dầm phụ có kích thước tiết diện là: 350x550 (mm)

+ Chọn hệ dầm côngxôn và dầm môi tiết diện: 200x300 (mm)



97



Hình 6.2 Tiết diện dầm tầng điển hình trong mô hình Etabs

Chọn kích thước các phần tử cột

A



A2



A3



B1



B2



B3



C1



C2



B1



B2



D3



A1



A2



A3



5000



A1



7000



C



2400



7000



B



5000



D



E



8500



8500



4500



8500



8500



38500



1



2



3



4



5



6



Hình 6.3 Sơ đồ bố trí cột



98



Do hệ lưới cột có tính chất đối xứng, do đó ta chỉ cần tính 5 cột là CA1, CA2, CA3,

CB2, CB2, CB3, CC1, CC2.

Tính chọn sơ bộ tiết diện cho cột CA1:



Diện tích tiết diện cột xác định sơ bộ như sau:

Trong đó:

N = n×( F x Q+Nt+Nd ).

n - số tầng phía trên truyền tải xuống cột tính.

Q - tải trọng phân bố trên 1m2 sàn (tĩnh tải và hoạt tải).

F - diện tích truyền tải xuống cột.

β = 1.2÷1.6.

Rb = 145 (daN/ cm2): cường độ chịu nén của bêtông cấp độ bền B25.

Nt,Nd: tải tập trung của tường, dầm truyền vào.

Q = Qtinhtai + Qhoattai_ phòng ngủ = 4.91 +1.51 = 6.42 (kN/m2).

Chọn tường 200:

Nt= 1.2*0.2*(3.6-0.65)*18*(5+4.65)/2=61.5 (kN)

Dầm chính có tiết diện 400x650:

Nd = 1.1*25*0.4*0.65*(5+4.65)/2=34.49(kN).

F= 4.65x5/4=5.82(m2). Tính cho cột ở tầng 1:

Với n=16



N=16x(5.82x6.42+61.5+34.49) = 2133.7(kN); β=1.5



Fcot=1.5x2133.7*10^3/14.5=2207.2 =60x60 (cm2).

Tính chọn sơ bộ tiết diện cho cột C2A:



Diện tích tiết diện cột xác định sơ bộ như sau:

Trong đó:

N = n×( F x Q+Nt+Nd ).

n - số tầng phía trên truyền tải xuống cột tính.

Q - tải trọng phân bố trên 1m2 sàn (tĩnh tải và hoạt tải).

F - diện tích truyền tải xuống cột



99



β = 1.2÷1.6.

Rb = 145 (daN/ cm2): cường độ chịu nén của bêtông cấp độ bền B25.

Nt,Nd: tải tập trung của tường, dầm do dầm truyền vào.

Q = Qtinhtai + Qhoattai_p.ngủ 6 = 4.91 + 1.58 = 6.49 (daN/m2).

Chọn tường 200

Nt= 1.2*0.2*(3.6-0.65)*18*(4.35+4.35)/2=55.44 (kN)

Chọn tường 100

Nt= 1.2*0.1*(3.6-0.55)*18*5/2=16.47 (kN)

Dầm chính có tiết diện 400x650 :

Nd = 1.1*25*0.4*0.65*(4.35+4.35)/2=31.1 (KN).

F= 5x4.35/2=10.875(m2). Tính cho cột ở tầng 1:

Với n=16



N=16x(10.875x6.49+55.44+16.47+31.1) = 2951.1 (KN); β=1.6



Fcot=1.6x2951.1*103/14.5=2442.2=70x70(cm2).

Chọn bxh = 70x70 (cm2).

Tính chọn sơ bộ tiết diện cho cột CA3:



Diện tích tiết diện cột xác định sơ bộ như sau:

Trong đó:

N = n×( F x Q+Nt+Nd +Nbn).

n - số tầng phía trên truyền tải xuống cột tính.

Q - tải trọng phân bố trên 1m2 sàn (tĩnh tải và hoạt tải).

F - diện tích truyền tải xuống cột

β = 1.2÷1.6.

Rb = 145 (daN/ cm2): cường độ chịu nén của bêtông cấp độ bền B25.

Nt,Nd,: tải tập trung của tường, dầm, truyền vào.

Q = Qtinhtai + Qhoattai_Pngủ 7 = 4.91+1.51 =6.42 (daN/m2).

Chọn tường 200

Nt= 1.2*0.2*(3.6-0.65)*18*(4.65+4.5+5)/2=90.17(kN)



100



Dầm chính có tiết diện 400x650 :

Nd = 1.1*25*0.4*0.65*(4.65+4.5+5)/2=50.59 (KN).

F= (4.65*5)/4=5.82(m2). Tính cho cột ở tầng 1:

Với n=16



N=16x(5.82*6.42+90.17+50.59) = 2850(daN); β=1.6



Fcot=1.6x2850*103/14.5=3144.8=70x70(cm2).

Chọn bxh = 70x70 (cm2).

Các giá trị khác tính tương tự. Kết quả cho trong bảng.

Bảng 6.1 Sơ bộ tiết diện cột

Số

Kí hiệu



Tầng



tầng

phía



Nước

mái(kN

)



A1



trên

16



0



A2



16



0



A3



16



0



16



0



B2



16



0



B3



16



206.7



C1

C2



16

16



0

0



13



0



A2



13



0



A3



13



0



B1



13



0



B1



A1



Hầm-3



4-7



N



F cột



B=h



(kN)



(cm2)



(cm)



2133.6

2805.7



2207.17



4900



70x70



2902.51



4900



70x70



2948.19



4900



70x70



3640.72



6400



80x80



2808.33



6400



80x80



4279.82



6400



80x80



3447.72

3691.03



4900

6400



70x70

80x80



1793.33



3600



60x60



2358.29



3600



60x60



2395.41



3600



60x60



2958.08



4900



70x70



6

2849.9

2

3519.3

6

2714.7

2

3965.7

6

3332.8

3568

1733.5

5

2279.6

8

2315.5

6

2859.4



Chọn



8



101



B2



13



0



B3



13



206.7



C1

C2



13

13



0

0



A1



9



0



A2



9



0



A3



9



0



9



0



B2



9



0



B3



9



206.7



C1

C2

A1

A2

A3

B1

B2

B3

C1

C2



9

9

5

5

5

5

5

5

5

5



0

0

0

0

0

0

0

206.7

0

0



B1



8-11



12-17



2205.7

1

3222.1

8

2707.9

2899

1200.1

5

1578.2

4

1603.0

8

1979.6

4

1527.0

3

2230.7

4

1874.7

2007

666.75

876.8

890.6

1099.8

848.35

1239.3

1041.5

1115



2281.77



4900



70x70



3510.60



4900



70x70



2801.28

2998.97



3600

4900



60x60

70x70



1241.53



3025



55x55



1632.66



3025



55x55



1658.36



3025



55x55



2047.90



2500



50x50



1579.69



3600



60x60



2484.97



3025



55x55



1939.34

2076.21

689.74

907.03

921.31

1137.72

877.60

1459.34

1077.41

1153.45



3025

3600

2500

2500

2500

2500

3025

3025

2500

3025



55x55

60x60

50x50

50x50

50x50

50x50

55x55

55x55

50x50

55x55



Bảng 6.2 Chọn sơ bộ tiết diện cột

A1

A2

A3

B1

B2

B3



Hầm -3

70x70

70x70

70x70

80x80

80x80

80x80



4-7

60x60

60x60

60x60

70x70

70x70

70x70



8-11

55x55

55x55

55x55

50x50

60x60

55x55



12-17

50x50

50x50

50x50

50x50

55x55

55x55



102



C1

C2



70x70

80x80



60x60

70x70



55x55

60x60



50x50

55x55



6.2.2. Chọn tiết diện vách cứng

Vách cứng là kết cấu chịu lực ngang chủ yếu của nhà cao tầng. Để tránh bị mất ổn định

ngang, bề dày bụng vách cứng không được bé hơn:

BW = min(hs/20;150mm), trong đó hs là chiều cao tầng.

Vậy BW = min(hs/20;150mm) = min(3600/20;150mm). Chọn BW = 350(mm).

6.3. TẢI TRỌNG ĐỨNG TÁC DỤNG VÀO HỆ KHUNG



6.3.1. Tĩnh tải tác dụng

6.3.1.1. Tĩnh tải các lớp hoàn thiện và tường xây

- Trọng lượng bản thân sàn, dầm, cột, vách được khai báo trực tiếp thông qua các đặc

trưng về tiết diện và vật liệu của cấu kiện trong Etabs và để chương trình tự tính toán

-



quy tải.

Thành phần tĩnh tải cần tính toán để gán vào mô hình chủ yếu là tải trọng các lớp hoàn

thiện và tĩnh tải tường xây trên sàn và trên dầm.

6.3.1.1.1. Trọng lượng bản thân các lớp hoàn thiện sàn

Bảng 6.3 Trọng lượng bản thân các lớp hoàn thiện sàn điển hình

STT

1

2

3

4



Vật liệu



δi



γi



gtc



(mm)

10

20

15



(KN/m3)

20

20

20



(KN/m2)

0.20

0.40

0.30

0.50



Gạch ceramic

Vữa lót

Vữa trát

Đường ống, thiết bị

Trọng lượng bản thân sàn:



ni

1.1

1.2

1.2

1.1

gs =



gtt

(KN/m2)

0.22

0.48

0.36

0.55

1.61



Bảng 6.4 Trọng lượng bản thân các lớp hoàn thiện sàn vệ sinh

STT

1

2

3

4

5



Vật liệu

Gạch ceramic

Vữa lót

Lớp bê tông vỡ

Vữa trát

Đường ống, thiết bị



δi



γi



gtc



(mm)

10

20

349.25

15



(KN/m3)

20

20

20

20



(KN/m2)

0.20

0.40

6.985

0.30

0.50



ni

1.1

1.2

1.2

1.2

1.1



gtt

(KN/m2)

0.22

0.48

8.4

0.36

0.55



103



6



Chông thấm

30

Trọng lượng bản thân sàn:



20



0.15



1.3

gs =



0.2

10.21



Bảng 6.5 Trọng lượng bản thân các lớp hoàn thiện sàn mái, ban công

STT



Vật liệu



1

2

3

4

5



-



γi



gtc



(mm)

10

30

15

30



(KN/m3)

20

20

20

20



(KN/m2)

0.20

0.6

0.30

0.6

0.50



Gạch ceramic

Vữa lót, tạo dốc

Vữa trát

Chông thấm

Đường ống, thiết bị

Trọng lượng bản thân sàn:



1.1

1.2

1.2

1.3

1.1

gs =



(KN/m2)

0.22

0.72

0.36

0.78

0.55

2.63



dụng lên sàn.

Thành phần tải trọng tường xây trên dầm được mô hình thành tải trọng phân bố



đều tác dụng lên dầm.

Tải trọng tính toán tường tầng 1 -2 (4.5m):

• Tường dày 200(mm) xây trên dầm chính (400x650):

•



Tường dày 100(mm) xây trên dầm chính (400x650):



•



Tường dày 200(mm) xây trên dầm phụ (350x550):



•

-



ni



gtt



6.3.1.1.2. Trọng lượng bản thân tường

Trọng lượng bản thân tường gồm có tường xây trên sàn và tường trên dầm:

• Thành phần tải trọng tường xây trên sàn được mô hình thành tải trọng dãi tác

•



-



δi



Tường dày 100(mm) xây trên dầm chính (350x550):



Tải trọng tính toán tường tầng điển hình(3.6m):

• Tường dày 200(mm) xây trên dầm chính (400x650):

•



Tường dày 100(mm) xây trên dầm chính (400x650):



104



•



Tường dày 200(mm) xây trên dầm phụ (350x550):



•



Tường dày 100(mm) xây trên dầm chính (350x550):



6.3.1.1.3. Tải trọng bể nước mái

Phản lực tại gối do tĩnh tải gây ra:

- Tải trọng hồ nước truyền tập trung xuống vị trí 4 cột, trong trường hợp hồ chứa đầy



C1

45

00



C1



C2

C2



C1



1000



2000



C1



nước, khi đó:



7000



7000

1400



Hình 6.4 Bể nước mái

• Tổng tải trọng tác dụng lên nắp bể:

qn = gtt + ptt = 3.979 (kN/m2)

• Tổng tải trọng tác dụng lên bản đáy bể:

qđ = gtt + ptt = 26.96 (kN/m2)

• Tải trọng bản thân bản thành:

gth = n γb bth hth =1.1 25 0.12 2 = 6.6 (kN/m)

• Tải trọng bản thân dầm nắp:

gDN = n γb bDN hDN =1.1 25 0.2 (0.3-0.08) = 1.21 (kN/m)

• Tải trọng bản thân dầm đáy:

gDD1 = n γb bth hth =1.1 25 0.2 (0.45-0.12) = 1.815 (kN/m)

gDD2 = n γb bth hth =1.1 25 0.3 (0.6-0.12) = 3.96 (kN/m)

• Tải trọng bản thân cột C1(350x350):



105



gcotC1 = n γb bth hth =1.1 25 0.35 0.35 = 3.37(kN/m)

-



Lực tập trung ở chân cột C1

q= (qđ+qn)x(3.5x4.5)/4 + gth(4.5+7)/2 + gcotC2x(1+2) + gDNx(4.5+7)/2+ gDD1x4.5/2+

gDD2x7/2

=(3.979+26.96)x3.94+6.6x5.75+3.37x3+1.21x5.75+1.815x2.25+3.96x3.5

=206.75 (kN)



-



Lực tập trung ở chân cột C2

q=



(qđ+qn)x(3.5x4.5/2) + gthx(14+4.5)/2 + gcotC2x(1+2) + gDNx(14+4.5)/2+



gDD1x4.5/+ gDD2x7

=(3.979+26.96)x7.875+6.6x9.25+3.37x3+1.21x9.25+1.815x2.25+3.96x3.5

=355.83 (kN)

6.3.1.1.4. Phản lực gối tựa cầu thang

- Lấy kết quả từ mô hình cầu thang bằng phần mềm PTHH ETABS 9.7.

- Tải trọng tác dụng:

• Tĩnh tải: Bản nghiêng: q = 8.94(KN/m)

Bản chiếu tới – nghỉ q= 5.48(KN/m)



5.84(KN/m)



8.94(KN/m)



5.84(KN/m)



1000



1500



1300



106