Loại kết cấu
|
Không chấn
kháng chấn
|
Kháng chấn
cấp £ 7
|
Kháng chấn
cấp 8
|
Kháng chấn
cấp 9
|
Khung
|
5
|
5
|
4
|
2
|
Khung - Vách
|
5
|
5
|
4
|
3
|
Tường BTCT
|
6
|
6
|
5
|
4
|
Kết cấu ống
|
6
|
6
|
5
|
4
|
2.3.
Lựa
chọn hệ kết cấu
Các hệ kết cấu BTCT toàn khối được sử dụng
phổ biến trong các nhà cao tầng bao gồm: hệ kết cấu khung, hệ kết cấu tường
chịu lực, hệ khung - vách hỗn hợp, hệ kết cấu hình ống và hệ kết cấu hình hộp.
Việc lựa chọn hệ kết cấu dạng này hay dạng khác phụ thuộc vào điều kiện cụ thể
của công trình, công năng sử dụng, chiều cao của nhà và độ lớn của tải trọng
ngang (động đất, gió).
2.3.1.
Hệ
kết cấu khung
Hệ kết cấu khung có khả năng tạo ra các không
gian lớn, linh hoạt thích hợp với các công trình công cộng. Hệ kết cấu khung có
sơ đồ làm việc rõ ràng, nhưng lại có nhược điểm là kém hiệu quả khi chiều cao
của công trình lớn. Trong thực tế kết cấu khung BTCT được sử dụng cho các công
trình có chiều cao đến 20 tầng đối với cấp phòng chống động đất £ 7; 15 tầng đối với nhà trong vùng có
chấn động động đất cấp 8 và 10 tầng đối với cấp 9.
2.3.2.
Hệ
kết cấu khung vách cứng và lõi cứng
Hệ kết cấu vách cứng có thể được bố trí thành
hệ thống theo một phương, hai phương hoặc liên kết lại thành các hệ không gian
gọi là lõi cứng. Đặc điểm quan trọng của loại kết cấu này là khả năng chịu lực
ngang tốt nên thường được sử dụng cho các công trình có chiều cao trên 20 tầng.
Tuy nhiên độ cứng theo phương ngang của các vách cứng tỏ ra là hiệu quả ở những
độ cao nhất định, khi chiều cao công trình lớn thì bản thân vách cứng phải có
kích thước đủ lớn, mà điều đó thì khó có thể thực hiện được. Ngoài ra, hệ thống
vách cứng trong công trình là sự cản trở để tạo ra các không gian rộng. Trong
thực tế hệ kết cấu vách cứng thường được sử dụng có hiệu quả cho các công trình
nhà ở, khách sạn với độ cao không quá 40 tầng đối với cấp phòng chống động đất
≤ 7. Độ cao giới hạn bị giảm đi nếu cấp phòng chống của nhà cao hơn.
2.3.3.
Hệ
kết cấu khung - giằng (khung và vách cứng)
Hệ kết cấu khung giằng (khung và vách cứng)
được tạo ra bằng sự kết hợp hệ thống khung và hệ thống vách cứng. Hệ thống vách
cứng thường được tạo ra tại khu vực cầu thang bộ, cầu thang máy, khu vệ sinh
chung hoặc ở các tường biên, là các khu vực có tường liên tục nhiều tầng. Hệ
thống khung được bố trí tại các khu vực còn lại của ngôi nhà. Hệ thống khung và
vách được liên kết với nhau qua hệ kết cấu sàn. Trong trường hợp này hệ sàn liền
khối có ý nghĩa rất lớn. Thường trong hệ thống kết cấu này hệ thống vách đóng
vai trò chủ yếu chịu tải trọng ngang, hệ khung chủ yếu được thiết kế để chịu
tải trọng thẳng đứng. Sự phân rõ chức năng này tạo điều kiện để tối ưu hoá các
cấu kiện, giảm bớt kích thước cột và dầm, đáp ứng được yêu cầu của kiến trúc.
...
...
...
Bạn phải
đăng nhập hoặc
đăng ký Thành Viên
TVPL Pro để sử dụng được đầy đủ các tiện ích gia tăng liên quan đến nội dung TCVN.
Mọi chi tiết xin liên hệ:
ĐT: (028) 3930 3279 DĐ: 0906 22 99 66
2.3.4. Hệ thống kết cấu đặc biệt (bao gồm hệ
thống khung không gian ở các tầng dưới, còn phía trên là hệ khung giằng)
Đây là loại kết cấu đặc biệt được ứng dụng
cho các công trình mà ở các tầng dưới đòi hỏi không gian lớn. Hệ kết cấu loại
này có phạm vi ứng dụng giống hệt hệ kết cấu khung giằng, nhưng trong thiết kế
cần đặc biệt quan tâm đến hệ thống khung không gian ở các tầng dưới và kết cấu
của tầng chuyển tiếp từ hệ thống khung không gian sang hệ thống khung - giằng.
Phương pháp thiết kế cho hệ kết cấu này nhìn chung là phức tạp, đặc biệt là vấn
đề thiết kế kháng chấn.
2.3.5.
Hệ
kết cấu hình ống
Hệ kết cấu hình ống có thể được cấu tạo bằng
một sống bao xung quanh nhà gồm hệ thống cột, dầm, giằng và cũng có thể được
cấu tạo thành hệ thống ống trong ống. Trong nhiều trường hợp người ta cấu tạo
ống ở phía ngoài, còn phía trong nhà là hệ thống khung hoặc vách cứng hoặc kết
hợp khung hoặc vách cứng. Hệ thống kết cấu hình ống có độ cứng theo phương
ngang lớn, thích hợp cho loại công trình có chiều cao trên 25 tầng, các công
trình có chiều cao nhỏ hơn 25 tầng loại kết cấu này ít được sử dụng. Hệ kết cấu
hình ống có thể sử dụng cho loại công trình có chiều cao tới 70 tầng.
2.3.6.
Hệ
kết cấu hình hộp
Đối với các công trình có độ cao lớn và có
kích thước mặt bằng lớn, ngoài việc tạo ra hệ thống khung bao quanh làm thành
ống, người tải trọng còn tạo ra các vách phía trong bằng hệ thống khung với
mạng cột xếp thành hàng. Hệ kết cấu đặc biệt này có khả năng chịu lực ngang lớn
thích hợp cho các công trình rất cao.
Kết cấu hình hộp có thể sử dụng cho các công
trình cao tới 100 tầng.
2.4. Phân chia công trình bằng khe co giãn,
khe chống động đất và khe lún. Khi thiết kế nhà cao tầng cố gắng điều chỉnh
hình dáng và kích thước mặt bằng bởi các giải pháp kết cấu và thi công để hạn
chế việc tạo ra các khe co giãn, khe chống động đất và khe lún. Trong nhà cao
tầng, việc chia cắt này sẽ dẫn đến sự bất lợi cho kết cấu công trình ; thứ nhất
: vì tải trọng công trình lớn nên tại hai bên khe lún cấu tạo móng gặp khó khăn
; thứ hai : khi dao động dưới ảnh hưởng của địa chấn dễ gây ra xô đẩy làm hư
hỏng công trình.
Việc chia cắt công trình cần phải được hạn
chế, song trong những trường hợp sau đây thì việc chia cắt cần được tiến hành.
...
...
...
Bạn phải
đăng nhập hoặc
đăng ký Thành Viên
TVPL Pro để sử dụng được đầy đủ các tiện ích gia tăng liên quan đến nội dung TCVN.
Mọi chi tiết xin liên hệ:
ĐT: (028) 3930 3279 DĐ: 0906 22 99 66
Đối với khe lún : Khe lún được bố trí khi độ
lún của các bộ phận công trình chênh lệch nhau có thể làm cho công trình bị hư
hỏng. Những trường hợp sau đây thì không nên bố trí khe lún :
+ Công trình tựa trên nền cọc, nền đá hoặc
trên các nền được gia cố đảm bảo độ lún của công trình là không đáng kể.
+ Với việc tính lún có độ tin cậy cao thể
hiện độ chênh lún giữa các bộ phận nằm trong giới hạn cho phép.
Đối với khe phòng chống động đất : Khe phòng
chống động đất được bố trí tại các công trình được thiết kế chống động đất
trong các trường hợp sau :
+ Kích thước mặt bằng vượt giới hạn cho phép
theo tiêu chuẩn.
+ Nhà có tầng lệch tương đối lớn.
+ Độ cứng và tải trọng của các bộ phận nhà
chênh lệch nhau.
Việc tạo ra khe co giãn, khe phòng chống động
đất và khe lún cần tuân theo các nguyên tắc sau :
+ Các khe co giãn, khe phòng chống động đất
và khe lún nên bố trí trùng nhau.
...
...
...
Bạn phải
đăng nhập hoặc
đăng ký Thành Viên
TVPL Pro để sử dụng được đầy đủ các tiện ích gia tăng liên quan đến nội dung TCVN.
Mọi chi tiết xin liên hệ:
ĐT: (028) 3930 3279 DĐ: 0906 22 99 66
+ Khi công trình được thiết kế chống động đất
thì các khe co giãn và khe lún phải tuân theo các yêu cầu của khe phòng chống
động đất.
Độ rộng của khe lún và khe phòng chống động
đất cần phải được xem xét căn cứ vào chuyển vị của đỉnh công trình do chuyển
dịch móng sinh ra. Ciều rộng tối thiểu của khe lún và khe phòng chống động đất
được tính theo công thức :
Trong đó: và là chuyển dịch ngang cực đại theo
phương vuông góc với khe của hai bộ phận công trình hai bên khe, tại đỉnh của
khối kề khe có chiều cao nhỏ hơn trong hai khối.
2.5. Nguyên tắc cấu tạo các bộ phận kết cấu,
phân bố độ cứng và cường độ của kết cấu
2.5.1.
Bậc
siêu tĩnh
Các hệ kết cấu nhà cao tầng phải được thiết
kế với bậc siêu tĩnh cao, để khi chịu tác động của các tải trọng ngang lớn,
công trình có thể bị phá hoại ở một số cấu kiện mà không bị sụp đổ.
2.5.2.
Cách
thức phá hoại
Kết cấu nhà cao tầng phải được thiết kế để
sao cho các khớp dẻo được hình thành trước ở các dầm sau đó mới đến các cột, sự
phá hoại xảy ra trong cấu kiện trước sự phá hoại ở nút.
...
...
...
Bạn phải
đăng nhập hoặc
đăng ký Thành Viên
TVPL Pro để sử dụng được đầy đủ các tiện ích gia tăng liên quan đến nội dung TCVN.
Mọi chi tiết xin liên hệ:
ĐT: (028) 3930 3279 DĐ: 0906 22 99 66
2.5.3.
Phân
bố độ cứng và cường độ theo phương ngang
Độ cứng và cường độ của kết cấu nên được bố
trí đều đặn và đối xứng trên mặt bằng công trình. Để giảm độ xoắn khi dao động,
tâm cứng của công trình cần được bố trí gần trọng tâm của nó, còn để giảm biến
dạng xoắn dưới tác dụng của tải trọng gió thì tâm cứng của công trình cần được
bố trí gần tâm của mặt đón gió.
Hệ thống chịu lực ngang chính của công trình
cần được bố trí theo cả hai phưong. Các vách cứng theo phương dọc nhà không nên
bố trí ở một đầu mà nên được bố trí ở khu vực giữa nhà hoặc cả ở giữa nhà và
hai đầu nhà. Khoảng cách giữa các vách cứng (lõi cứng) cần phải nằm trong giới
hạn để làm sao có thể xem kết cấu sàn không bị biến dạng trong mặt phẳng của nó
khi chịu các tải trọng ngang. Cụ thể, đối với kết cấu BTCT toàn khối, khoảng
cách giữa các vách cứng LV phải thoả mãn điều kiện :
+ Thiết kế không kháng chấn : LV ≤ 5B và ≤ 60m ;
+ Thiết kế kháng chấn cấp ≤ 7 : LV ≤ 4B và ≤ 50m ;
+ Thiết kế kháng chấn cấp 8 : LV ≤ 3B và ≤ 40m ;
+ Thiết kế kháng chấn cấp 9 : LV ≤ 2B và ≤ 30m ;
Trong đó B là chiều rộng của nhà.
Đối với kết cấu khung BTCT, độ cứng của dầm
tại các nhịp khác nhau cần đựoc thiết kế sao cho để độ cứng của nó trên các
nhịp đều nhau, tránh trường hợp nhịp này quá cứng so với nhịp khác điều này gây
tập trung ứng lực tại các nhịp ngắn, làm cho kết cấu ở cac nhịp này bị phá hoại
quá sớm.
...
...
...
Bạn phải
đăng nhập hoặc
đăng ký Thành Viên
TVPL Pro để sử dụng được đầy đủ các tiện ích gia tăng liên quan đến nội dung TCVN.
Mọi chi tiết xin liên hệ:
ĐT: (028) 3930 3279 DĐ: 0906 22 99 66
Độ cứng và cường độ của kết cấu nhà cao tầng
cần được thiết kế đều hoặc thay đổi giảm dần lên phía trên, tránh thay đổi đột
ngột. Độ cứng của kết cấu ở tầng trên không nhỏ hơn 70% độ cứng của kết cấu ở
tầng dưới kề nó. Nếu 3 tầng giảm độ cứng liên tục thì tổng mức giảm không vượt
quá 50%.
Trong một số trường hợp, độ cứng của kết cấu bị
thay đổi đột ngột, ví dụ như hệ kết cấu khung ở phía dưới và khung vách ở phía
trên. ở đây cần có giải pháp kĩ thuật đặc biệt để khắc phục ảnh hưởng bất lợi
gây ra do sự thay đổi đoọt ngột độ cứng của kết cấu.
2.6.
Nguyên
tắc cơ bản về tính toán kết cấu
2.6.1.
Tải
trọng
Kết cấu nhà cao tầng cần tính toán thiết kế
với các tổ hợp tải trọng thẳng đứng, tải trọng gió và tải trọng động đất. Ngoài
ra phải kiểm tra ảnh hưởng của sự thay đổi nhiệt độ, ảnh hưởng của từ biến, tác
động của nước ngầm, của đất và các tải trọng phát sinh trong quá trình thi
công.
2.6.2.
Nội
dung và phương pháp tính toán
Kết cấu nhà cao tầng cần phải được tính toán
kiểm tra về độ bền, biến dạng, độ cứng, ổn định và dao động.
Nội lực và biến dạng của kết cấu nhà cao tầng
được tính toán theo phương pháp đàn hồi. Các cấu kiện dầm có thể được điều
chỉnh theo quy luật liên quan đến sự phân bố lại nội lực do biến dạng dẻo.
2.6.3.
Các
chỉ tiêu kiểm tra kết cấu
...
...
...
Bạn phải
đăng nhập hoặc
đăng ký Thành Viên
TVPL Pro để sử dụng được đầy đủ các tiện ích gia tăng liên quan đến nội dung TCVN.
Mọi chi tiết xin liên hệ:
ĐT: (028) 3930 3279 DĐ: 0906 22 99 66
+ Kiểm tra ổn định chống lật : tỉ lệ giữa
mômen lật do tải trọng ngang gây ra phải thoả mãn điều kiện :
NCL / ML ³ 1,5 (2.2)
Trong đó : NCL, ML là
mômen chống lật và mômen gây lật.
+ Kiểm tra độ cứng
Chuyển vị theo phương ngang tại đỉnh kết cấu
của nhà cao tầng tính theo phương pháp đàn hồi phải thoả mãn điều kiện :
- Kết cấu khung BTCT : f/H £ 1/500 (2 - 3a)
- Kết cấu khung - vách : f/H £ 1/750 (2 - 3b)
- Kết cấu tường BTCT : f/H £ 1/1000 (2 - 3c)
Trong đó f và H chuyển vị theo phương ngang
tại đỉnh kết cấu và chiều cao của công trình.
...
...
...
Bạn phải
đăng nhập hoặc
đăng ký Thành Viên
TVPL Pro để sử dụng được đầy đủ các tiện ích gia tăng liên quan đến nội dung TCVN.
Mọi chi tiết xin liên hệ:
ĐT: (028) 3930 3279 DĐ: 0906 22 99 66
Theo yêu cầu sử dụng, gia tốc cực đại của
chuyển động tại đỉnh công trình dưới tác đông của gió có giá trị nằm trong giới
hạn cho phép:
Trong đó:
- Giá trị tính
toán của gia tốc cực đại
- Giá trị cho phép
của gia tốc, lấy bằng 150mm/ s2.
3. Hướng dẫn tính
toán và cấu tạo
3.1. Tải trọng
Các loại tải trọng tác động lên nhà cao tầng
có thể kể đến được chia ra : tải trọng thường xuyên (tĩnh tải), tải trọng tạm
thời (hoạt tải) và tải trọng đặc biệt. Các loại tải trọng này, trừ tải trọng
động đất được xác định theo TCVN 2737 : 1995 ; do nước ta chưa có tiêu chuẩn
xây dựng trong vùng có động đất, nên tải trọng động đất có thể được tính theo
SNIP - II - 81. Một số điểm đặc biệt khi tính toán tải tọng đối với nhà cao
tầng được thể hiện như sau :
3.1.1. Tải trọng thẳng đứng
...
...
...
Bạn phải
đăng nhập hoặc
đăng ký Thành Viên
TVPL Pro để sử dụng được đầy đủ các tiện ích gia tăng liên quan đến nội dung TCVN.
Mọi chi tiết xin liên hệ:
ĐT: (028) 3930 3279 DĐ: 0906 22 99 66
Do khi số tầng nhà càng tăng lên, xác suất
xuất hiện đồng thời tải trọng sử dụng ở tất cả các tầng đều giảm, nên khi thiết
kế các kết cấu thẳng đứng của nhà cao tầng người tải trọng sử dụng hệ số giảm
tải. Trong TCVN 2737 : 1995 hệ số giảm tải được quy định như sau :
+ Khi diện tích sàn A ³ A1 = 36m2 (theo
điều 4.3.4.2 TCVN 2737 : 1995)
(3.1)
+ Khi diện tích sàn 362 > A ≥ A2
= 9m2 (Theo điều 4.3.4.2 TCVN 2737 : 1995)
(3.2)
Trường hợp tính lực dọc để tính cột, tường và
móng chịu tải từ hai sàn trở lên, hệ số giảm tải được xác định như sau :
+ Khi diện tích sàn A ≥ 36m2 (Theo
điều 4.3.5.2 TCVN 2737 : 1995)
(3.3)
+ Khi diện tích sàn 36m2 > A ≥
9m2 (Theo điều 4.3.5.1 TCVN 2737 : 1995)
...
...
...
Bạn phải
đăng nhập hoặc
đăng ký Thành Viên
TVPL Pro để sử dụng được đầy đủ các tiện ích gia tăng liên quan đến nội dung TCVN.
Mọi chi tiết xin liên hệ:
ĐT: (028) 3930 3279 DĐ: 0906 22 99 66
Trong đó : n là số sàn đặt tải kể đến khi
tính toán (trên tiết diện đang xét).
3.1.2. Tải trong gió
Tải trong gió tác dụng lên nhà cao tầng phải
kể tới : áp lực pháp tuyến và lực ma sát tác dụng theo phương tiếp tuyến với
mặt ngoài công trình.
Tải trọng gió gồm hai thành phần : thành phần
tĩnh và thành phần động. Tuy nhiên theo TCVN 2737 : 1995, khi xác định áp lực
mặt trong của công trình cũng như khi tính toán nhà cao dưới 40m xây dựng ở khu
vực có dạng địa hình A và B, thành phần động của tải trọng gió không cần tính
đến.
- Giá trị tiêu chuẩn thành phần tĩnh của tải
trọng gió được tính theo công thức :
W = WO . K
. C (3.5)
Trong đó :
WO : Giá trị áp lực gió lấy theo
bản đồ phân vùng ;
K : Hệ số kể đến sự thay đổi áp lực gió theo
thời gian ;
...
...
...
Bạn phải
đăng nhập hoặc
đăng ký Thành Viên
TVPL Pro để sử dụng được đầy đủ các tiện ích gia tăng liên quan đến nội dung TCVN.
Mọi chi tiết xin liên hệ:
ĐT: (028) 3930 3279 DĐ: 0906 22 99 66
Các đại lượng WO, K, C được nêu
trong TCVN 2737 : 1995.
- Giá trị tiêu chuẩn thành phần động của tải
trọng giólên nhà cao tầng WP ở cao độ z được tính theo công thức :
WP = W. . (3.6)
Trong đó :
W - Giá trị tiêu chuẩn thành phần tĩnh của
tải trọng gió tại độ cao tính toán ;
- Hệ số áp lực động
của tải trọng gió lấy theo bảng 8 của TCVN 2737 - 95 ;
- Hệ số tương quan
không gian áp lực động của tải trọng gió xác định theo điều 6.15 của TCVN 2737
- 95.
+ Trường hợp f1 ≤ fL
< f2 và các nhà có mặt bằng đối xứng f1 < fL
;
WP = m . . .
y (3.7)
...
...
...
Bạn phải
đăng nhập hoặc
đăng ký Thành Viên
TVPL Pro để sử dụng được đầy đủ các tiện ích gia tăng liên quan đến nội dung TCVN.
Mọi chi tiết xin liên hệ:
ĐT: (028) 3930 3279 DĐ: 0906 22 99 66
f1, f2 - Tần số dao
động riêng thứ nhất và thứ hai của công trình ;
FL - Tần số giới hạn (theo bảng 9
của TCVN 2737 - 95) ;
m - Khối lượng của phần nhà có trọng tâm ở độ
cao z ;
- Hệ số động lực
xác định theo mục 6.13.2 trong TCVN 2737 - 95 ;
y - Chuyển dịch ngang của nhà tại độ cao z
ứng với dạng dao động thứ nhất (đối với nhà có mặt bằng đối xứng, cho phép lấy
y bằng dịch chuyển do tải trọng ngang phân bố đều đặt tĩnh gây ra) ;
- Hệ số được xác
định bằng cách chia công trình thành r phần, trong phạm vi mỗi phần tải trọng
gió không đổi. được tính theo công thức :
(3.8)
Trong đó :
- Khối lượng phần
thứ i của nhà ;
...
...
...
Bạn phải
đăng nhập hoặc
đăng ký Thành Viên
TVPL Pro để sử dụng được đầy đủ các tiện ích gia tăng liên quan đến nội dung TCVN.
Mọi chi tiết xin liên hệ:
ĐT: (028) 3930 3279 DĐ: 0906 22 99 66
- Thành phần động
phân bố đều của tải trọng gió tại phần thứ i tính theo công thức (3.6).
+ Trường hợp fi ≤ fL
< fi+1 thành phần động của tải trọng gió được tính cho i dạng dao
động đều.
+ Khi nhà có độ cứng, khối lượng và bề mặt
rộng đón gió không đổi theo chiều cao, giá trị tiêu chuẩn thành phần động của
tải trọng gió ở độ cao z có thể được xác định theo công thức :
W = 1,4 . (z/H) . . W
(3.9)
Trong đó :
H - Chiều cao của nhà ;
W- Giá trị tiêu
chuẩn thành phần động của tải trọng gió tại đỉnh nhà tính theo (3.6)
3.1.3. Tải trọng động đất
Để xác định tải trọng động đất lên nhà cao
tầng người ta chọn mô hình thanh công son có độ cứng tương đương với độ cứng
theo phương ngang của hệ kết cấu và có khối lượng tập trung tại các cao độ sàn.
Tải trọng động đất tác dụng lên nhà cao tầng tại tầng thứ k theo dạng dao động
đất thứ i được xác định theo công thức :
...
...
...
Bạn phải
đăng nhập hoặc
đăng ký Thành Viên
TVPL Pro để sử dụng được đầy đủ các tiện ích gia tăng liên quan đến nội dung TCVN.
Mọi chi tiết xin liên hệ:
ĐT: (028) 3930 3279 DĐ: 0906 22 99 66
Trong đó :
- Trọng lượng tầng
thứ k
- Hệ số địa chấn ứng
với tầng thứ k ở dao động thứ i.
(3.11)
Trong đó :
- Lấy các giá trị 0,1
; 0,2 và 0,4 ứng với cấp động đất là 7, 8 và 9 theo thang MSK - 64 ;
- Hệ số xét tới mức
hư hỏng cho phép của nhà :
- Hệ số xét tới
giải pháp kết cấu : ;
- Hệ số giảm chấn =
...
...
...
Bạn phải
đăng nhập hoặc
đăng ký Thành Viên
TVPL Pro để sử dụng được đầy đủ các tiện ích gia tăng liên quan đến nội dung TCVN.
Mọi chi tiết xin liên hệ:
ĐT: (028) 3930 3279 DĐ: 0906 22 99 66
+ Đất loại 1 : 0,8 ≤ = 1/Ti ≤ 3 ;
(3.12)
+ Đất loại 2 : 0,8 ≤ = 1,1/Ti ≤ 2,7 ;
(3.13)
+ Đất loại 3 : 0,8 ≤ = 1,5/Ti ≤ 2 ;
(3.14)
Đất loại 1,2,3, được nêu trong Tiêu chuẩn
thiết kế công trình trong vùng có động đất
.
(3.15)
Trong đó : -
Chuyển vị ngang của điểm k theo dạng dao động thứ i.
+ Khi T1 ≤ 0,4s chỉ cần tính tải
trọng động đất trong dạng dao động thứ nhất, khi Ti > 0,4s tải
trọng động đất được tính cho ít nhất là ba dạng dao động. Giá trị nội lực tính
toán trong kết cấu và mômen lật do tải trọng động đất gây ra được xác định theo
công thức :
N = (3.16)
Trong đó :
...
...
...
Bạn phải
đăng nhập hoặc
đăng ký Thành Viên
TVPL Pro để sử dụng được đầy đủ các tiện ích gia tăng liên quan đến nội dung TCVN.
Mọi chi tiết xin liên hệ:
ĐT: (028) 3930 3279 DĐ: 0906 22 99 66
Ni - Nội lực trong kết cấu được
gây ra bởi lực động đất ứng với dạng dao động thứ i.
+ Các công trình có mặt bằng phức tạp khi
tính toán tải trọng động đất phải xét đến phương nguy hiểm nhất của tải trọng
động đất với kết cấu ;
+ Các ngôi nhà có mặt bằng đơn giản chỉ xét
đến hai phương ngang và dọc nhà. Tải trọng động đất theo hai phương này được
xem là riêng biệt.
3.2. Chỉ dẫn tính
toán
- Kết cấu nhà cao tầng được tính toán với các
tổ hợp tải trọng cơ bản và tổ hợp tải trọng đặc biệt theo quy định của TCVN
2737 - 95.
- Khi tính toán nhà cao tầng với tổ hợp tải
trọng đặc biệt, các giá trị tải trọng tính toán phải nhân với các hệ số tổ hợp
ở bảng 3.1.
Bảng 3.1 - Hệ số tổ
hợp tải trọng
Loại tải trọng
Hệ số tổ hợp
...
...
...
Bạn phải
đăng nhập hoặc
đăng ký Thành Viên
TVPL Pro để sử dụng được đầy đủ các tiện ích gia tăng liên quan đến nội dung TCVN.
Mọi chi tiết xin liên hệ:
ĐT: (028) 3930 3279 DĐ: 0906 22 99 66
Hoạt tải dài hạn
Hoạt tải ngắn hạn
0,9
0,8
0,5
ở đây không tính đến tải trọng ngang của khối
lượng trên các hệ thống treo mềm, tác động nhiệt khí hậu, lực hãm và lực hông
của chuyển động cầu trục.
- Nội lực và biến dạng của kết cấu được tính
theo các phương pháp đàn hồi có xét đến sự làm việc đồng thời của các bộ phận
kết cấu chịu tải trọng ngang.
- Trong trường hợp sàn nhà đủ cứng (mặt bằng
không quá dài, không có nhiều lỗ hổng, khoảng cách giữa các khung, vách chịu
tải trọng ngang nằm trong giới hạn cho phép), có thể lựa chọn sơ đồ tính toán
với giả thiết sàn nhà có độ cứng vô cùng lớn trong mặt phẳng của nó.
...
...
...
Bạn phải
đăng nhập hoặc
đăng ký Thành Viên
TVPL Pro để sử dụng được đầy đủ các tiện ích gia tăng liên quan đến nội dung TCVN.
Mọi chi tiết xin liên hệ:
ĐT: (028) 3930 3279 DĐ: 0906 22 99 66
- Nhà cao tầng BTCT có tỉ lệ chiều cao trên
chiều rộng lớn hơn 5 phải kiểm tra khả năng chống lật dưới tác động của động
đất và tải trọng gió. Khi tính toán mômen chống lật, hoạt tải trên các tầng
được kể đến 50%, còn tĩnh tải lấy 90%. Khẳ năng chống lật của nhà phải thoả mãn
điều kiện (2.2).
- Chuyển vị theo phương ngang tại đỉnh nhà,
tính theo phương pháp đàn hồi, phải thoả mãn điều kiện (2.3).
- Đối với kết cấu khung BTCT toàn khối, khi
tính toán với trường hợp tải trọng thẳng đứng, mômen các dầm cần được điều
chỉnh thể hiện sự phân bố lại nội lực do biến dạng dẻo gây ra. Hệ số điều chỉnh
có thể lấy trong khoảng từ 0,8 - 0,9.
- Khi tính toán hệ kết cấu vách cần xét đến
sự làm việc đồng thời (sự làm việc không gian) của các vách dọc và vách ngang.
- Khi tỉ lệ diện tích lỗ của các vách cứng và
diện tích toàn vách nhỏ hơn 0,16, khoảng cách giữa các lỗ và khoảng cách từ mép
lỗ tới biên vách lớn hơn cạnh dài của lỗ thì trong tính toán vách cứng có thể
sử dụng giả thiết về thiết diện phẳng (giả thiết Bemuli) cho biến dạng của
vách.
- Hệ kết cấu hỗn hợp khung và vách cứng cần
phải được tính toán theo các sơ đồ phản ánh được sự làm việc đồng thời của các
kết cấu khung và vách.
3.3. Hướng dẫn cấu
tạo khung BTCT toàn khối
3.3.1. Chọn sơ đồ khung
- Khi thiết kế nhà cao tầng có kết cấu chịu
lực là hệ khung BTCT toàn khối nên chọn các khung đối xứng và có độ siêu tĩnh
cao. Nếu là khung nhiều nhịp thì các nhịp khung nên chọn bằng nhau hoặc gần
bằng nhau (hình 3.1 a). Không nên thiết kế khung có nhịp quá khác nhau (hình
3.1 b). Nếu phải thiết kế các nhịp khác nhau thì nên chọn độ cứng giữa các nhịp
của dầm tương ứng với khẩu độ của chúng (hình 3.1 c).
...
...
...
Bạn phải
đăng nhập hoặc
đăng ký Thành Viên
TVPL Pro để sử dụng được đầy đủ các tiện ích gia tăng liên quan đến nội dung TCVN.
Mọi chi tiết xin liên hệ:
ĐT: (028) 3930 3279 DĐ: 0906 22 99 66
- Nên chọn sơ đồ khung sao cho tải trọng
(theo phương nằm ngang và phương thẳng đứng) được truyền trực tiếp và nhanh
nhất xuống móng. Tránh sử dụng sơ đồ khung hẫng cột ở dưới. Nếu bắt buộc phải
hẫng cột như vậy, phải có giải pháp cấu tạo để đảm bảo nhận và truyền tải trọng
từ cột tầng trên một cách an toàn (hình 3.2).
- Không nên thiết kế khung thông tầng (hình
3.3)
- Nên tránh thiết kế công sơn (kể cả công sơn
dầm và công sơn bản sàn). Trong trường hợp cần có công sơn phải hạn chế độ vươn
của công sơn đến mức tối thiểu và phải tính toán kiểm tra với tải trọng động
đất theo phương thẳng đứng (hình 3.4).
...
...
...
Bạn phải
đăng nhập hoặc
đăng ký Thành Viên
TVPL Pro để sử dụng được đầy đủ các tiện ích gia tăng liên quan đến nội dung TCVN.
Mọi chi tiết xin liên hệ:
ĐT: (028) 3930 3279 DĐ: 0906 22 99 66
- Khi thiết kế khung, nên chọn tỉ lệ độ cứng
giữa dầm và cột giữa các đoạn dầm với nhau sao cho trong trường hợp phá hoại,
các khớp dẻo sẽ hình thành trong các dầm sớm hơn trong các cột (hình 3.5).
3.3.2. Cấu tạo khung
- Tiết diện cột nên chọn sao cho tỉ số giữa
chiều cao thông thuỷ của tầng và của chiều cao tiết diện cột không lớn hơn 25.
Chiều rộng tối thiểu của tiết diện không nhỏ hơn 220 mm (hình 3.6).
- Chiều rộng tối thiểu của tiết diện dầm
không chọn nhỏ hơn 220 mm và tối đa không lớn hơn chiều rộng cột cộng với 1,5
lần chiều cao tiết diện (hình 3.6). Chiều cao tối thiểu của tiết diện không nhỏ
hơn 300 mm. Tỉ số giữa chiều cao và chiều rộng của tiết diện không lớn hơn 3.
- Đường kính cốt thép đai không nhỏ hơn 1/4
lần đường kính cốt thép dọc và phải ≥ 8mm (riêng đối với động đất mạnh ≥ 10mm).
Cốt đai cột phải bố trí liên tục qua nút khung với mật độ như của vùng nút
(hình 3.7).
...
...
...
Bạn phải
đăng nhập hoặc
đăng ký Thành Viên
TVPL Pro để sử dụng được đầy đủ các tiện ích gia tăng liên quan đến nội dung TCVN.
Mọi chi tiết xin liên hệ:
ĐT: (028) 3930 3279 DĐ: 0906 22 99 66
- Tại các vùng còn lại, khoảng cách đai chọn
≤ cạnh nhỏ (thường là chiều rộng) của tiết diện và đồng thời ≤ 6 lần (đối với
động đất mạnh) hoặc 12 lần (đối với động đất yếu và trung bình) đường kính cốt
thép dọc.
- Nên sử dung đai thép kín. Tại các vùng nút
khung nhất thiết phải sử dụng đai kín cho cả cột và dầm.
- Hàm lượng cốt thép tối đa mmax không lớn hơn 2,5%.
Hàm lượng cốt thép tối thiểu mmin nên lấy bằng 1,2 lần
(đối với động đất yếu) và bằng 1,5 lần (đối với động đất mạnh và trung bình) hàm
lượng cốt thép tối thiểu với trường hợp không có động đất.
- Đường hàn nối cốt thép phải được tính toán
kiểm tra với tải trọng động. Trường hợp không tính toán kiểm tải trọng có thể
dùng nối buộc với chiều dài đoạn nối bằng 2 lần chiều dài neo tối thiểu cho
trường hợp không có động đất.
- Trong phạm vi chiều dài (là
chiều cao tiết diện bê tông của dầm) của dầm kể từ mép cột phải đặt các đai dầy
hơn khu vực giưã dầm. Khoản cách giữa các đai không lớn hơn giá trị tính toán
theo yêu cầu chịu lực cắt nhưng đồng thời phải ≤ 0,25và
không lớn hơn 8 lần đường kính cốt thép dọc. Trong mọi trường hợp khoảng cách
này cũng không vượt quá 150mm.
- Tại khu vực giữa dầm (ngoài phạm vi nói
trên), khoảng cách gữa các đai chọn ≤ 0,5và
không lớn hơn 12 lần đường kính cốt thép dọc đồng thời không vượt quá 300mm.
...
...
...
Bạn phải
đăng nhập hoặc
đăng ký Thành Viên
TVPL Pro để sử dụng được đầy đủ các tiện ích gia tăng liên quan đến nội dung TCVN.
Mọi chi tiết xin liên hệ:
ĐT: (028) 3930 3279 DĐ: 0906 22 99 66
3.4. Hướng dẫn cấu
tạo vách và lõi cứng BTCT
3.4.1. Lựa chọn và bố trí các vách và lõi
cứng
- Khi thiết kế các công trình sử dụng vách và
lõi cứng chịu tải trọng ngang, phải bố trí ít nhất 3 vách cứng này không được
gặp nhau tại một điểm.
- Nên thiết kê các vách giống nhau (về độ
cứng cũng như kích thước hình học) và bố trí sao cho tâm cứng của hệ trùng với
tâm khối lượng của nó. Trong trường hợp chỉ đối xứng về độ cứng (độ cứng trong
giai đoạn đàn hồi) mà không đối xứng về kích thước hình học (hình 3.10) thì khi
vật liệu làm việc ở giai đoạn dẻo dưới tác động lớn như động đất vẫn có thể dẫn
đến sự thay đổi độ cứng. Điều này sẽ gây ra biến dạng và chuyển vị khác nhau
trong các vách khác nhau. Hệ quả là sự đối xứng về độ cứng bị phá vỡ và phát
sinh ra các tác động xoắn rất nguy hiểm đối với công trình.
...
...
...
Bạn phải
đăng nhập hoặc
đăng ký Thành Viên
TVPL Pro để sử dụng được đầy đủ các tiện ích gia tăng liên quan đến nội dung TCVN.
Mọi chi tiết xin liên hệ:
ĐT: (028) 3930 3279 DĐ: 0906 22 99 66
- Không nên chọn khoảng cách giữa các vách và
từ các vách đến biên quá lớn.
- Tổng diện tích mặt cắt của các vách (và
lõi) cứng có thể xác định theo công thức:
(3.17)
- Diện tích sàn
từng tầng;
= 0,015
- Từng vách nên có chiều cao chạy suốt từ
móng đến mái và có độ cứng không đổi trên toàn bộ chiều cao của nó.
- Các lỗ (cửa) trên các vách không được làm
ảnh hưởng đáng kể đến sự làm việc chịu tải của vách và phải có biện pháp cấu
tạo tăng cường cho vùng xung quanh lỗ.
- Độ dày của thành vách (b) chọn không nhỏ
hơn 150mm và không nhỏ hơn 1/20 chiều cao tầng.
...
...
...
Bạn phải
đăng nhập hoặc
đăng ký Thành Viên
TVPL Pro để sử dụng được đầy đủ các tiện ích gia tăng liên quan đến nội dung TCVN.
Mọi chi tiết xin liên hệ:
ĐT: (028) 3930 3279 DĐ: 0906 22 99 66
- Phải đặt hai lớp lưới thép. Đường kính cốt
thép (kể cả cốt thép thẳng đứng và cốt thép nằm ngang) không nhỏ hơn 10mm và
không nhỏ hơn 0,1b. Hai lớp lưới thép này phải được liên kết với nhau bằng các
móc đai hình chữ s với mật độ 4 móc/m2.
- Hàm lượng cốt thép thẳng đứng chọn ³ 0,40% (đối với động đất yếu) và ³ 0,60 % (đối với động đất trung bình
và mạnh) nhưng không lớn hơn 3,5%.
- Khoảng cách giữa các cốt thép chọn ³ 200mm (nếu b£ 300mm) và £ 2b/3 (nếu b > 300máy móc). Riêng
đối với động đất yếu các cốt thép nằm ngang có thể cách nhau tới 250mm.
- Cốt thép nằm ngang chọn không ít hơn 1/3
lượng cốt thép dọc với hàm lượng £
0,25% (đối với động đất yếu) và £
0,40% (đối với động đất trung bình và mạnh).
- Chiều dài nối buộc của cốt thép lấy bằng
1,5(đối với động đất yếu) và 2,0(đối với động đất trung bình và mạnh).
Trong đó là chiều dài neo tiêu chuẩn đối với
trường hợp không có động đất. Các điểm nối thép phải đặt so le.
- Trong trường hợp vách có lỗ mở nhỏ (b1
và e £ 500mm - xem hình
3.11), phải đặt tăng cường ít nhất ở mỗi biên và mỗi
góc lỗ mở.
- Nếu vách có lỗ mở lớn, nên chọn giải pháp
tăng độ dày thành vách quanh lỗ và cấu tạo thành vách dưới dạng các dầm bao.
- Cần có biện pháp tăng cường tiết diện ở khu
vực biên các vách cứng (hình 3.12). Các vách đặc có biên tăng cường được cấu
tạo theo hướng dẫn ở hình 3.13.
- Nếu các biên vách không được tăng cường
tiết diện, cấu tạo thép của vách đặc có thể thực hiện theo chỉ dẫn ở hình 3.14.
...
...
...
Bạn phải
đăng nhập hoặc
đăng ký Thành Viên
TVPL Pro để sử dụng được đầy đủ các tiện ích gia tăng liên quan đến nội dung TCVN.
Mọi chi tiết xin liên hệ:
ĐT: (028) 3930 3279 DĐ: 0906 22 99 66
- Tại các góc liên kết giữa các bức tường với
nhau phải bố trí các đai liên kết như hướng dẫn ở hình 3.16.
...
...
...
Bạn phải
đăng nhập hoặc
đăng ký Thành Viên
TVPL Pro để sử dụng được đầy đủ các tiện ích gia tăng liên quan đến nội dung TCVN.
Mọi chi tiết xin liên hệ:
ĐT: (028) 3930 3279 DĐ: 0906 22 99 66