TCVN 198 : 1997
Nhµ cao tÇng - ThiÕt kÕ kÕt cÊu bªt«ng cèt thÐp toµn khèi
High rise buiding- Guide for design of monolitic reinforced concrete structures
-
Quy ®Þnh chung
- Tiªu chuÈn nµy chØ ®Ò cËp ®Õn nh÷ng yªu cÇu vÒ kiÕn thøc c¬ b¶n nhÊt phôc vô cho viÖc thiÕt kÕ kÕt cÊu bª t«ng cèt thÐp (BTCT) cña c¸c nhµ cao tÇng cã chiÒu cao kh«ng qu¸ 75 m (25 tÇng) ®îc x©y dùng trªn l·nh thæ ViÖt Nam.
- Tiªu chuÈn nµy t«n träng c¸c tiªu chuÈn hiÖn hµnh : “Tiªu chuÈn thiÕt kÕ - T¶i träng vµ t¸c ®éng (TCVN 2737 : 1995)” vµ “Tiªu chuÈn thiÕt kÕ kÕt cÊu bªt«ng cèt thÐp (TCVN 5574: 1991”).
-
Nh÷ng nguyªn t¾c c¬ b¶n trong thiÕt kÕ kÕt cÊu nhµ cao tÇng BTCT toµn khèi
-
Lùa chän lo¹i vËt liÖu
- VËt liÖu chÝnh dïng lµm kÕt cÊu nhµ cao tÇng ph¶i ®¶m b¶o cã tÝnh n¨ng cao trong c¸c mÆt : cêng ®é chÞu lùc, ®é bÒn mái, tÝnh biÕn d¹ng vµ kh¶ n¨ng chèng ch¸y.
- Bªt«ng dïng cho kÕt cÊu chÞu lùc trong nhµ cao tÇng nªn cã m¸c 300 trë lªn ®èi víi c¸c kÕt cÊu BTCT thêng vµ c«ng tr×nh m¸c 350 trë lªn ®èi víi c¸c kÕt cÊu BTCT øng lùc tríc. ThÐp dïng trong kÕt cÊu BTCT nhµ cao tÇng nªn sö dông lo¹i thÐp cêng ®é cao. Khi dïng thÐp h×nh ®Ó lµm kÕt cÊu liªn hîp thÐp- BTCT ph¶i theo yªu cÇu riªng cña ngêi thiÕt kÕ.
-
H×nh d¹ng c«ng tr×nh
-
MÆt b»ng nhµ
- Khi thiÕt kÕ nhµ cao tÇng cÇn lùa chän mÆt b»ng nhµ ®¬n gi¶n, tr¸nh dïng c¸c mÆt b»ng tr¶i dµi hoÆc mÆt b»ng nhµ cã c¸c c¸nh m¶nh. C¸c d¹ng mÆt b»ng ®èi xøng vµ c¸c h×nh d¹ng mÆt b»ng cã kh¶ n¨ng lµm gi¶m t¶i träng do giã ®îc u tiªn sö dông. Nãi mét c¸ch kh¸c, mÆt b»ng ng«i nhµ nªn lùa chän c¸c h×nh d¹ng sao cho c«ng tr×nh chèng ®ì l¹i c¸c t¶i träng ngang nh ®éng ®Êt vµ giã b·o mét c¸ch hiÖu qu¶ nhÊt.
- §èi víi c¸c nhµ cã mÆt b»ng h×nh ch÷ nhËt th× tØ sè gi÷a chiÒu dµi vµ chiÒu réng ph¶i tho¶ m·n ®iÒu kiÖn :
+ L/B ≤ 6 víi cÊp phßng chèng ®éng ®Êt ≤ 7
+ L/B ≤ 1,5 víi cÊp phßng chèng ®éng ®Êt 8 vµ 9.
- §èi víi c¸c nhµ cã mÆt b»ng bao gåm phÇn chÝnh vµ c¸c c¸nh nhá th× tØ sè gi÷a chiÒu dµi c¸nh vµ bÒ réng c¸nh cÇn tho¶ m·n ®iÒu kiÖn :
+ l/b ≤ 2 víi cÊp phßng chèng ®éng ®Êt ≤ 7 ;
+ l/b ≤ 2 víi cÊp phßng chèng ®éng 8 vµ 9.
-
H×nh d¹ng cña nhµ theo ph¬ng ®øng
- H×nh d¹ng cña nhµ cao tÇng theo ph¬ng th¼ng ®øng nªn lùa chän d¹ng ®Òu hoÆc thay ®æi ®Òu, gi¶m kÝch thíc dÇn lªn phÝa trªn. Nh»m gi¶m hËu qu¶ bÊt lîi cho t¸c ®éng ®éng ®Êt tr¸nh sö dông nh÷ng h×nh d¹ng më réng ë c¸c tÇng trªn hoÆc nh« ra côc bé.
- MÆt b»ng c¸c tÇng còng nªn bè trÝ sao cho kh«ng thay ®æi nhiÒu, tèt nhÊt lµ kh«ng thay ®æi träng t©m còng nh t©m cøng cña nhµ trªn c¸c tÇng.
-
ChiÒu cao cña nhµ
HiÖn nay do øng dông c¸c lo¹i vËt liÖu cã tÝnh n¨ng cao nªn chiÒu cao cña nhµ cã thÓ ®¹t c¸c gi¸ trÞ ngµy cµng lín, song trong nh÷ng ®iÒu kiÖn cô thÓ chØ nªn khèng chÕ ë nh÷ng ®é cao giíi h¹n th× míi ®¹t ®îc hiÖu qu¶ kinh tÕ kü thuËt.
TØ sè gi÷a ®é cao vµ bÒ réng cña ng«i nhµ hay cßn gäi lµ ®é cao t¬ng ®èi chØ nªn n»m trong giíi h¹n cho phÐp. Gi¸ trÞ giíi h¹n cña tØ sè chiÒu cao vµ bÒ réng cña c«ng tr×nh cã thÓ lÊy trong b¶ng 2.1.
B¶ng 2.1 - Gi¸ trÞ giíi h¹n B/H
Lo¹i kÕt cÊu
|
Kh«ng chÊn
kh¸ng chÊn
|
Kh¸ng chÊn
cÊp 7
|
Kh¸ng chÊn
cÊp 8
|
Kh¸ng chÊn
cÊp 9
|
Khung
|
5
|
5
|
4
|
2
|
Khung - V¸ch
|
5
|
5
|
4
|
3
|
Têng BTCT
|
6
|
6
|
5
|
4
|
KÕt cÊu èng
|
6
|
6
|
5
|
4
|
-
Lùa chän hÖ kÕt cÊu
C¸c hÖ kÕt cÊu BTCT toµn khèi ®îc sö dông phæ biÕn trong c¸c nhµ cao tÇng bao gåm: hÖ kÕt cÊu khung, hÖ kÕt cÊu têng chÞu lùc, hÖ khung - v¸ch hçn hîp, hÖ kÕt cÊu h×nh èng vµ hÖ kÕt cÊu h×nh hép. ViÖc lùa chän hÖ kÕt cÊu d¹ng nµy hay d¹ng kh¸c phô thuéc vµo ®iÒu kiÖn cô thÓ cña c«ng tr×nh, c«ng n¨ng sö dông, chiÒu cao cña nhµ vµ ®é lín cña t¶i träng ngang (®éng ®Êt, giã).
-
HÖ kÕt cÊu khung
HÖ kÕt cÊu khung cã kh¶ n¨ng t¹o ra c¸c kh«ng gian lín, linh ho¹t thÝch hîp víi c¸c c«ng tr×nh c«ng céng. HÖ kÕt cÊu khung cã s¬ ®å lµm viÖc râ rµng, nhng l¹i cã nhîc ®iÓm lµ kÐm hiÖu qu¶ khi chiÒu cao cña c«ng tr×nh lín. Trong thùc tÕ kÕt cÊu khung BTCT ®îc sö dông cho c¸c c«ng tr×nh cã chiÒu cao ®Õn 20 tÇng ®èi víi cÊp phßng chèng ®éng ®Êt 7; 15 tÇng ®èi víi nhµ trong vïng cã chÊn ®éng ®éng ®Êt cÊp 8 vµ 10 tÇng ®èi víi cÊp 9.
-
HÖ kÕt cÊu khung v¸ch cøng vµ lâi cøng
HÖ kÕt cÊu v¸ch cøng cã thÓ ®îc bè trÝ thµnh hÖ thèng theo mét ph¬ng, hai ph¬ng hoÆc liªn kÕt l¹i thµnh c¸c hÖ kh«ng gian gäi lµ lâi cøng. §Æc ®iÓm quan träng cña lo¹i kÕt cÊu nµy lµ kh¶ n¨ng chÞu lùc ngang tèt nªn thêng ®îc sö dông cho c¸c c«ng tr×nh cã chiÒu cao trªn 20 tÇng. Tuy nhiªn ®é cøng theo ph¬ng ngang cña c¸c v¸ch cøng tá ra lµ hiÖu qu¶ ë nh÷ng ®é cao nhÊt ®Þnh, khi chiÒu cao c«ng tr×nh lín th× b¶n th©n v¸ch cøng ph¶i cã kÝch thíc ®ñ lín, mµ ®iÒu ®ã th× khã cã thÓ thùc hiÖn ®îc. Ngoµi ra, hÖ thèng v¸ch cøng trong c«ng tr×nh lµ sù c¶n trë ®Ó t¹o ra c¸c kh«ng gian réng. Trong thùc tÕ hÖ kÕt cÊu v¸ch cøng thêng ®îc sö dông cã hiÖu qu¶ cho c¸c c«ng tr×nh nhµ ë, kh¸ch s¹n víi ®é cao kh«ng qu¸ 40 tÇng ®èi víi cÊp phßng chèng ®éng ®Êt ≤ 7. §é cao giíi h¹n bÞ gi¶m ®i nÕu cÊp phßng chèng cña nhµ cao h¬n.
-
HÖ kÕt cÊu khung - gi»ng (khung vµ v¸ch cøng)
HÖ kÕt cÊu khung gi»ng (khung vµ v¸ch cøng) ®îc t¹o ra b»ng sù kÕt hîp hÖ thèng khung vµ hÖ thèng v¸ch cøng. HÖ thèng v¸ch cøng thêng ®îc t¹o ra t¹i khu vùc cÇu thang bé, cÇu thang m¸y, khu vÖ sinh chung hoÆc ë c¸c têng biªn, lµ c¸c khu vùc cã têng liªn tôc nhiÒu tÇng. HÖ thèng khung ®îc bè trÝ t¹i c¸c khu vùc cßn l¹i cña ng«i nhµ. HÖ thèng khung vµ v¸ch ®îc liªn kÕt víi nhau qua hÖ kÕt cÊu sµn. Trong trêng hîp nµy hÖ sµn liÒn khèi cã ý nghÜa rÊt lín. Thêng trong hÖ thèng kÕt cÊu nµy hÖ thèng v¸ch ®ãng vai trß chñ yÕu chÞu t¶i träng ngang, hÖ khung chñ yÕu ®îc thiÕt kÕ ®Ó chÞu t¶i träng th¼ng ®øng. Sù ph©n râ chøc n¨ng nµy t¹o ®iÒu kiÖn ®Ó tèi u ho¸ c¸c cÊu kiÖn, gi¶m bít kÝch thíc cét vµ dÇm, ®¸p øng ®îc yªu cÇu cña kiÕn tróc.
HÖ kÕt cÊu khung - gi»ng tá ra lµ hÖ kÕt cÊu tèi u cho nhiÒu lo¹i c«ng tr×nh cao tÇng. Lo¹i kÕt cÊu nµy sö dông hiÖu qu¶ cho c¸c ng«i nhµ ®Õn 40 tÇng. NÕu c«ng tr×nh ®îc thiÕt kÕ cho vïng cã ®éng ®Êt cÊp 8 th× chiÒu cao tèi ®a cho lo¹i kÕt cÊu nµy lµ 30 tÇng, cho vïng ®éng ®Êt cÊp 9 lµ 20 tÇng.
2.3.4. HÖ thèng kÕt cÊu ®Æc biÖt (bao gåm hÖ thèng khung kh«ng gian ë c¸c tÇng díi, cßn phÝa trªn lµ hÖ khung gi»ng)
§©y lµ lo¹i kÕt cÊu ®Æc biÖt ®îc øng dông cho c¸c c«ng tr×nh mµ ë c¸c tÇng díi ®ßi hái kh«ng gian lín. HÖ kÕt cÊu lo¹i nµy cã ph¹m vi øng dông gièng hÖt hÖ kÕt cÊu khung gi»ng, nhng trong thiÕt kÕ cÇn ®Æc biÖt quan t©m ®Õn hÖ thèng khung kh«ng gian ë c¸c tÇng díi vµ kÕt cÊu cña tÇng chuyÓn tiÕp tõ hÖ thèng khung kh«ng gian sang hÖ thèng khung - gi»ng. Ph¬ng ph¸p thiÕt kÕ cho hÖ kÕt cÊu nµy nh×n chung lµ phøc t¹p, ®Æc biÖt lµ vÊn ®Ò thiÕt kÕ kh¸ng chÊn.
-
HÖ kÕt cÊu h×nh èng
HÖ kÕt cÊu h×nh èng cã thÓ ®îc cÊu t¹o b»ng mét sèng bao xung quanh nhµ gåm hÖ thèng cét, dÇm, gi»ng vµ còng cã thÓ ®îc cÊu t¹o thµnh hÖ thèng èng trong èng. Trong nhiÒu trêng hîp ngêi ta cÊu t¹o èng ë phÝa ngoµi, cßn phÝa trong nhµ lµ hÖ thèng khung hoÆc v¸ch cøng hoÆc kÕt hîp khung hoÆc v¸ch cøng. HÖ thèng kÕt cÊu h×nh èng cã ®é cøng theo ph¬ng ngang lín, thÝch hîp cho lo¹i c«ng tr×nh cã chiÒu cao trªn 25 tÇng, c¸c c«ng tr×nh cã chiÒu cao nhá h¬n 25 tÇng lo¹i kÕt cÊu nµy Ýt ®îc sö dông. HÖ kÕt cÊu h×nh èng cã thÓ sö dông cho lo¹i c«ng tr×nh cã chiÒu cao tíi 70 tÇng.
-
HÖ kÕt cÊu h×nh hép
§èi víi c¸c c«ng tr×nh cã ®é cao lín vµ cã kÝch thíc mÆt b»ng lín, ngoµi viÖc t¹o ra hÖ thèng khung bao quanh lµm thµnh èng, ngêi t¶i träng cßn t¹o ra c¸c v¸ch phÝa trong b»ng hÖ thèng khung víi m¹ng cét xÕp thµnh hµng. HÖ kÕt cÊu ®Æc biÖt nµy cã kh¶ n¨ng chÞu lùc ngang lín thÝch hîp cho c¸c c«ng tr×nh rÊt cao.
KÕt cÊu h×nh hép cã thÓ sö dông cho c¸c c«ng tr×nh cao tíi 100 tÇng.
2.4. Ph©n chia c«ng tr×nh b»ng khe co gi·n, khe chèng ®éng ®Êt vµ khe lón. Khi thiÕt kÕ nhµ cao tÇng cè g¾ng ®iÒu chØnh h×nh d¸ng vµ kÝch thíc mÆt b»ng bëi c¸c gi¶i ph¸p kÕt cÊu vµ thi c«ng ®Ó h¹n chÕ viÖc t¹o ra c¸c khe co gi·n, khe chèng ®éng ®Êt vµ khe lón. Trong nhµ cao tÇng, viÖc chia c¾t nµy sÏ dÉn ®Õn sù bÊt lîi cho kÕt cÊu c«ng tr×nh ; thø nhÊt : v× t¶i träng c«ng tr×nh lín nªn t¹i hai bªn khe lón cÊu t¹o mãng gÆp khã kh¨n ; thø hai : khi dao ®éng díi ¶nh hëng cña ®Þa chÊn dÔ g©y ra x« ®Èy lµm h háng c«ng tr×nh.
ViÖc chia c¾t c«ng tr×nh cÇn ph¶i ®îc h¹n chÕ, song trong nh÷ng trêng hîp sau ®©y th× viÖc chia c¾t cÇn ®îc tiÕn hµnh.
§èi víi khe co gi·n : khe co gi·n cÇn ph¶i bè trÝ khi kÝch thíc mÆt b»ng c«ng tr×nh qu¸ lín (vît gi¸ trÞ cho phÐp theo tiªu chuÈn) mµ kh«ng cã c¸c biÖn ph¸p kÕt cÊu vµ thi c«ng ®¶m b¶o tÝnh an toµn cho c«ng tr×nh. §èi víi nhµ cao tÇng kho¶ng c¸ch cho phÐp gi÷a hai khe co gi·n phô thuéc vµo hÖ kÕt cÊu chÞu lùc c«ng tr×nh vµ kÕt cÊu têng ngoµi cña c«ng tr×nh. Víi hÖ kÕt cÊu khung v¸ch BTCT toµn khèi nÕu têng ngoµi l¾p ghÐp th× kho¶ng c¸ch cho phÐp gi÷a hai khe co gi·n lµ 65 m, nÕu têng ngoµi liÒn khèi th× kho¶ng c¸ch cho phÐp lµ 45m.
§èi víi khe lón : Khe lón ®îc bè trÝ khi ®é lón cña c¸c bé phËn c«ng tr×nh chªnh lÖch nhau cã thÓ lµm cho c«ng tr×nh bÞ h háng. Nh÷ng trêng hîp sau ®©y th× kh«ng nªn bè trÝ khe lón :
+ C«ng tr×nh tùa trªn nÒn cäc, nÒn ®¸ hoÆc trªn c¸c nÒn ®îc gia cè ®¶m b¶o ®é lón cña c«ng tr×nh lµ kh«ng ®¸ng kÓ.
+ Víi viÖc tÝnh lón cã ®é tin cËy cao thÓ hiÖn ®é chªnh lón gi÷a c¸c bé phËn n»m trong giíi h¹n cho phÐp.
§èi víi khe phßng chèng ®éng ®Êt : Khe phßng chèng ®éng ®Êt ®îc bè trÝ t¹i c¸c c«ng tr×nh ®îc thiÕt kÕ chèng ®éng ®Êt trong c¸c trêng hîp sau :
+ KÝch thíc mÆt b»ng vît giíi h¹n cho phÐp theo tiªu chuÈn.
+ Nhµ cã tÇng lÖch t¬ng ®èi lín.
+ §é cøng vµ t¶i träng cña c¸c bé phËn nhµ chªnh lÖch nhau.
ViÖc t¹o ra khe co gi·n, khe phßng chèng ®éng ®Êt vµ khe lón cÇn tu©n theo c¸c nguyªn t¾c sau :
+ C¸c khe co gi·n, khe phßng chèng ®éng ®Êt vµ khe lón nªn bè trÝ trïng nhau.
+ Khe phßng chèng ®éng ®Êt nªn ®îc bè trÝ suèt chiÒu cao cña nhµ, nÕu trong trêng hîp kh«ng cÇn cã khe lón th× kh«ng nªn c¾t qua mãng mµ nªn dïng gi¶i ph¸p gia cè thªm mãng t¹i vÞ trÝ khe phßng chèng ®éng ®Êt.
+ Khi c«ng tr×nh ®îc thiÕt kÕ chèng ®éng ®Êt th× c¸c khe co gi·n vµ khe lón ph¶i tu©n theo c¸c yªu cÇu cña khe phßng chèng ®éng ®Êt.
§é réng cña khe lón vµ khe phßng chèng ®éng ®Êt cÇn ph¶i ®îc xem xÐt c¨n cø vµo chuyÓn vÞ cña ®Ønh c«ng tr×nh do chuyÓn dÞch mãng sinh ra. CiÒu réng tèi thiÓu cña khe lón vµ khe phßng chèng ®éng ®Êt ®îc tÝnh theo c«ng thøc :
Trong ®ã: vµ lµ chuyÓn dÞch ngang cùc ®¹i theo ph¬ng vu«ng gãc víi khe cña hai bé phËn c«ng tr×nh hai bªn khe, t¹i ®Ønh cña khèi kÒ khe cã chiÒu cao nhá h¬n trong hai khèi.
2.5. Nguyªn t¾c cÊu t¹o c¸c bé phËn kÕt cÊu, ph©n bè ®é cøng vµ cêng ®é cña kÕt cÊu
-
BËc siªu tÜnh
C¸c hÖ kÕt cÊu nhµ cao tÇng ph¶i ®îc thiÕt kÕ víi bËc siªu tÜnh cao, ®Ó khi chÞu t¸c ®éng cña c¸c t¶i träng ngang lín, c«ng tr×nh cã thÓ bÞ ph¸ ho¹i ë mét sè cÊu kiÖn mµ kh«ng bÞ sôp ®æ.
-
C¸ch thøc ph¸ ho¹i
KÕt cÊu nhµ cao tÇng ph¶i ®îc thiÕt kÕ ®Ó sao cho c¸c khíp dÎo ®îc h×nh thµnh tríc ë c¸c dÇm sau ®ã míi ®Õn c¸c cét, sù ph¸ ho¹i x¶y ra trong cÊu kiÖn tríc sù ph¸ ho¹i ë nót.
C¸c dÇm cÇn ®îc cÊu t¹o sao cho sù ph¸ ho¹i do lùc uèn xÈy ra tríc sù ph¸ ho¹i do lùc c¾t.
-
Ph©n bè ®é cøng vµ cêng ®é theo ph¬ng ngang
§é cøng vµ cêng ®é cña kÕt cÊu nªn ®îc bè trÝ ®Òu ®Æn vµ ®èi xøng trªn mÆt b»ng c«ng tr×nh. §Ó gi¶m ®é xo¾n khi dao ®éng, t©m cøng cña c«ng tr×nh cÇn ®îc bè trÝ gÇn träng t©m cña nã, cßn ®Ó gi¶m biÕn d¹ng xo¾n díi t¸c dông cña t¶i träng giã th× t©m cøng cña c«ng tr×nh cÇn ®îc bè trÝ gÇn t©m cña mÆt ®ãn giã.
HÖ thèng chÞu lùc ngang chÝnh cña c«ng tr×nh cÇn ®îc bè trÝ theo c¶ hai phong. C¸c v¸ch cøng theo ph¬ng däc nhµ kh«ng nªn bè trÝ ë mét ®Çu mµ nªn ®îc bè trÝ ë khu vùc gi÷a nhµ hoÆc c¶ ë gi÷a nhµ vµ hai ®Çu nhµ. Kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c v¸ch cøng (lâi cøng) cÇn ph¶i n»m trong giíi h¹n ®Ó lµm sao cã thÓ xem kÕt cÊu sµn kh«ng bÞ biÕn d¹ng trong mÆt ph¼ng cña nã khi chÞu c¸c t¶i träng ngang. Cô thÓ, ®èi víi kÕt cÊu BTCT toµn khèi, kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c v¸ch cøng LV ph¶i tho¶ m·n ®iÒu kiÖn :
+ ThiÕt kÕ kh«ng kh¸ng chÊn : LV ≤ 5B vµ ≤ 60m ;
+ ThiÕt kÕ kh¸ng chÊn cÊp ≤ 7 : LV ≤ 4B vµ ≤ 50m ;
+ ThiÕt kÕ kh¸ng chÊn cÊp 8 : LV ≤ 3B vµ ≤ 40m ;
+ ThiÕt kÕ kh¸ng chÊn cÊp 9 : LV ≤ 2B vµ ≤ 30m ;
Trong ®ã B lµ chiÒu réng cña nhµ.
§èi víi kÕt cÊu khung BTCT, ®é cøng cña dÇm t¹i c¸c nhÞp kh¸c nhau cÇn ®ùoc thiÕt kÕ sao cho ®Ó ®é cøng cña nã trªn c¸c nhÞp ®Òu nhau, tr¸nh trêng hîp nhÞp nµy qu¸ cøng so víi nhÞp kh¸c ®iÒu nµy g©y tËp trung øng lùc t¹i c¸c nhÞp ng¾n, lµm cho kÕt cÊu ë cac nhÞp nµy bÞ ph¸ ho¹i qu¸ sím.
-
Ph©n bè ®é cøng vµ cêng ®é theo ph¬ng ®øng
§é cøng vµ cêng ®é cña kÕt cÊu nhµ cao tÇng cÇn ®îc thiÕt kÕ ®Òu hoÆc thay ®æi gi¶m dÇn lªn phÝa trªn, tr¸nh thay ®æi ®ét ngét. §é cøng cña kÕt cÊu ë tÇng trªn kh«ng nhá h¬n 70% ®é cøng cña kÕt cÊu ë tÇng díi kÒ nã. NÕu 3 tÇng gi¶m ®é cøng liªn tôc th× tæng møc gi¶m kh«ng vît qu¸ 50%.
Trong mét sè trêng hîp, ®é cøng cña kÕt cÊu bÞ thay ®æi ®ét ngét, vÝ dô nh hÖ kÕt cÊu khung ë phÝa díi vµ khung v¸ch ë phÝa trªn. ë ®©y cÇn cã gi¶i ph¸p kÜ thuËt ®Æc biÖt ®Ó kh¾c phôc ¶nh hëng bÊt lîi g©y ra do sù thay ®æi ®oät ngét ®é cøng cña kÕt cÊu.
-
Nguyªn t¾c c¬ b¶n vÒ tÝnh to¸n kÕt cÊu
-
T¶i träng
KÕt cÊu nhµ cao tÇng cÇn tÝnh to¸n thiÕt kÕ víi c¸c tæ hîp t¶i träng th¼ng ®øng, t¶i träng giã vµ t¶i träng ®éng ®Êt. Ngoµi ra ph¶i kiÓm tra ¶nh hëng cña sù thay ®æi nhiÖt ®é, ¶nh hëng cña tõ biÕn, t¸c ®éng cña níc ngÇm, cña ®Êt vµ c¸c t¶i träng ph¸t sinh trong qu¸ tr×nh thi c«ng.
-
Néi dung vµ ph¬ng ph¸p tÝnh to¸n
KÕt cÊu nhµ cao tÇng cÇn ph¶i ®îc tÝnh to¸n kiÓm tra vÒ ®é bÒn, biÕn d¹ng, ®é cøng, æn ®Þnh vµ dao ®éng.
Néi lùc vµ biÕn d¹ng cña kÕt cÊu nhµ cao tÇng ®îc tÝnh to¸n theo ph¬ng ph¸p ®µn håi. C¸c cÊu kiÖn dÇm cã thÓ ®îc ®iÒu chØnh theo quy luËt liªn quan ®Õn sù ph©n bè l¹i néi lùc do biÕn d¹ng dÎo.
-
C¸c chØ tiªu kiÓm tra kÕt cÊu
KiÓm tra ®é bÒn, biÕn d¹ng, æn ®Þnh tæng thÓ vµ æn ®Þnh côc bé cña kÕt cÊu ®îc tiÕn hµnh theo c¸c tiªu chuÈn thiÕt kÕ hiÖn hµnh. Ngoµi ra kÕt cÊu nhµ cao tÇng cßn ph¶i tho¶ m·n c¸c yªu cÇu sau ®©y :
+ KiÓm tra æn ®Þnh chèng lËt : tØ lÖ gi÷a m«men lËt do t¶i träng ngang g©y ra ph¶i tho¶ m·n ®iÒu kiÖn :
NCL / ML 1,5 (2.2)
Trong ®ã : NCL, ML lµ m«men chèng lËt vµ m«men g©y lËt.
+ KiÓm tra ®é cøng
ChuyÓn vÞ theo ph¬ng ngang t¹i ®Ønh kÕt cÊu cña nhµ cao tÇng tÝnh theo ph¬ng ph¸p ®µn håi ph¶i tho¶ m·n ®iÒu kiÖn :
- KÕt cÊu khung BTCT : f/H 1/500 (2 - 3a)
- KÕt cÊu khung - v¸ch : f/H 1/750 (2 - 3b)
- KÕt cÊu têng BTCT : f/H 1/1000 (2 - 3c)
Trong ®ã f vµ H chuyÓn vÞ theo ph¬ng ngang t¹i ®Ønh kÕt cÊu vµ chiÒu cao cña c«ng tr×nh.
+ KiÓm tra dao ®éng
Theo yªu cÇu sö dông, gia tèc cùc ®¹i cña chuyÓn ®éng t¹i ®Ønh c«ng tr×nh díi t¸c ®«ng cña giã cã gi¸ trÞ n»m trong giíi h¹n cho phÐp:
Trong ®ã:
- Gi¸ trÞ tÝnh to¸n cña gia tèc cùc ®¹i
- Gi¸ trÞ cho phÐp cña gia tèc, lÊy b»ng 150mm/ s2.
3. Híng dÉn tÝnh to¸n vµ cÊu t¹o
3.1. T¶i träng
C¸c lo¹i t¶i träng t¸c ®éng lªn nhµ cao tÇng cã thÓ kÓ ®Õn ®îc chia ra : t¶i träng thêng xuyªn (tÜnh t¶i), t¶i träng t¹m thêi (ho¹t t¶i) vµ t¶i träng ®Æc biÖt. C¸c lo¹i t¶i träng nµy, trõ t¶i träng ®éng ®Êt ®îc x¸c ®Þnh theo TCVN 2737 : 1995 ; do níc ta cha cã tiªu chuÈn x©y dùng trong vïng cã ®éng ®Êt, nªn t¶i träng ®éng ®Êt cã thÓ ®îc tÝnh theo SNIP - II - 81. Mét sè ®iÓm ®Æc biÖt khi tÝnh to¸n t¶i täng ®èi víi nhµ cao tÇng ®îc thÓ hiÖn nh sau :
3.1.1. T¶i träng th¼ng ®øng
T¶i träng th¼ng ®øng t¸c dông lªn nhµ cao tÇng thêng gåm hai lo¹i: träng lîng cña c«ng tr×nh (tÜnh t¶i) vµ t¶i träng sö dông (ho¹t t¶i).
Do khi sè tÇng nhµ cµng t¨ng lªn, x¸c suÊt xuÊt hiÖn ®ång thêi t¶i träng sö dông ë tÊt c¶ c¸c tÇng ®Òu gi¶m, nªn khi thiÕt kÕ c¸c kÕt cÊu th¼ng ®øng cña nhµ cao tÇng ngêi t¶i träng sö dông hÖ sè gi¶m t¶i. Trong TCVN 2737 : 1995 hÖ sè gi¶m t¶i ®îc quy ®Þnh nh sau :
+ Khi diÖn tÝch sµn A A1 = 36m2 (theo ®iÒu 4.3.4.2 TCVN 2737 : 1995)
(3.1)
+ Khi diÖn tÝch sµn 362 > A ≥ A2 = 9m2 (Theo ®iÒu 4.3.4.2 TCVN 2737 : 1995)
(3.2)
Trêng hîp tÝnh lùc däc ®Ó tÝnh cét, têng vµ mãng chÞu t¶i tõ hai sµn trë lªn, hÖ sè gi¶m t¶i ®îc x¸c ®Þnh nh sau :
+ Khi diÖn tÝch sµn A ≥ 36m2 (Theo ®iÒu 4.3.5.2 TCVN 2737 : 1995)
(3.3)
+ Khi diÖn tÝch sµn 36m2 > A ≥ 9m2 (Theo ®iÒu 4.3.5.1 TCVN 2737 : 1995)
(3.4)
Trong ®ã : n lµ sè sµn ®Æt t¶i kÓ ®Õn khi tÝnh to¸n (trªn tiÕt diÖn ®ang xÐt).
3.1.2. T¶i trong giã
T¶i trong giã t¸c dông lªn nhµ cao tÇng ph¶i kÓ tíi : ¸p lùc ph¸p tuyÕn vµ lùc ma s¸t t¸c dông theo ph¬ng tiÕp tuyÕn víi mÆt ngoµi c«ng tr×nh.
T¶i träng giã gåm hai thµnh phÇn : thµnh phÇn tÜnh vµ thµnh phÇn ®éng. Tuy nhiªn theo TCVN 2737 : 1995, khi x¸c ®Þnh ¸p lùc mÆt trong cña c«ng tr×nh còng nh khi tÝnh to¸n nhµ cao díi 40m x©y dùng ë khu vùc cã d¹ng ®Þa h×nh A vµ B, thµnh phÇn ®éng cña t¶i träng giã kh«ng cÇn tÝnh ®Õn.
- Gi¸ trÞ tiªu chuÈn thµnh phÇn tÜnh cña t¶i träng giã ®îc tÝnh theo c«ng thøc :
W = WO . K . C (3.5)
Trong ®ã :
WO : Gi¸ trÞ ¸p lùc giã lÊy theo b¶n ®å ph©n vïng ;
K : HÖ sè kÓ ®Õn sù thay ®æi ¸p lùc giã theo thêi gian ;
C : HÖ sè khÝ ®éng
C¸c ®¹i lîng WO, K, C ®îc nªu trong TCVN 2737 : 1995.
- Gi¸ trÞ tiªu chuÈn thµnh phÇn ®éng cña t¶i träng giãlªn nhµ cao tÇng WP ë cao ®é z ®îc tÝnh theo c«ng thøc :
WP = W. . (3.6)
Trong ®ã :
W - Gi¸ trÞ tiªu chuÈn thµnh phÇn tÜnh cña t¶i träng giã t¹i ®é cao tÝnh to¸n ;
- HÖ sè ¸p lùc ®éng cña t¶i träng giã lÊy theo b¶ng 8 cña TCVN 2737 - 95 ;
- HÖ sè t¬ng quan kh«ng gian ¸p lùc ®éng cña t¶i träng giã x¸c ®Þnh theo ®iÒu 6.15 cña TCVN 2737 - 95.
+ Trêng hîp f1 ≤ fL < f2 vµ c¸c nhµ cã mÆt b»ng ®èi xøng f1 < fL ;
WP = m . . . y (3.7)
Trong ®ã :
f1, f2 - TÇn sè dao ®éng riªng thø nhÊt vµ thø hai cña c«ng tr×nh ;
FL - TÇn sè giíi h¹n (theo b¶ng 9 cña TCVN 2737 - 95) ;
m - Khèi lîng cña phÇn nhµ cã träng t©m ë ®é cao z ;
- HÖ sè ®éng lùc x¸c ®Þnh theo môc 6.13.2 trong TCVN 2737 - 95 ;
y - ChuyÓn dÞch ngang cña nhµ t¹i ®é cao z øng víi d¹ng dao ®éng thø nhÊt (®èi víi nhµ cã mÆt b»ng ®èi xøng, cho phÐp lÊy y b»ng dÞch chuyÓn do t¶i träng ngang ph©n bè ®Òu ®Æt tÜnh g©y ra) ;
- HÖ sè ®îc x¸c ®Þnh b»ng c¸ch chia c«ng tr×nh thµnh r phÇn, trong ph¹m vi mçi phÇn t¶i träng giã kh«ng ®æi. ®îc tÝnh theo c«ng thøc :
(3.8)
Trong ®ã :
- Khèi lîng phÇn thø i cña nhµ ;
- ChuyÓn dÞch ngang cña phÇn thø i ;
- Thµnh phÇn ®éng ph©n bè ®Òu cña t¶i träng giã t¹i phÇn thø i tÝnh theo c«ng thøc (3.6).
+ Trêng hîp fi ≤ fL < fi+1 thµnh phÇn ®éng cña t¶i träng giã ®îc tÝnh cho i d¹ng dao ®éng ®Òu.
+ Khi nhµ cã ®é cøng, khèi lîng vµ bÒ mÆt réng ®ãn giã kh«ng ®æi theo chiÒu cao, gi¸ trÞ tiªu chuÈn thµnh phÇn ®éng cña t¶i träng giã ë ®é cao z cã thÓ ®îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc :
W = 1,4 . (z/H) . . W (3.9)
Trong ®ã :
H - ChiÒu cao cña nhµ ;
W- Gi¸ trÞ tiªu chuÈn thµnh phÇn ®éng cña t¶i träng giã t¹i ®Ønh nhµ tÝnh theo (3.6)
3.1.3. T¶i träng ®éng ®Êt
§Ó x¸c ®Þnh t¶i träng ®éng ®Êt lªn nhµ cao tÇng ngêi ta chän m« h×nh thanh c«ng son cã ®é cøng t¬ng ®¬ng víi ®é cøng theo ph¬ng ngang cña hÖ kÕt cÊu vµ cã khèi lîng tËp trung t¹i c¸c cao ®é sµn. T¶i träng ®éng ®Êt t¸c dông lªn nhµ cao tÇng t¹i tÇng thø k theo d¹ng dao ®éng ®Êt thø i ®îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc :
(3.10)
Trong ®ã :
- Träng lîng tÇng thø k
- HÖ sè ®Þa chÊn øng víi tÇng thø k ë dao ®éng thø i.
(3.11)
Trong ®ã :
- LÊy c¸c gi¸ trÞ 0,1 ; 0,2 vµ 0,4 øng víi cÊp ®éng ®Êt lµ 7, 8 vµ 9 theo thang MSK - 64 ;
- HÖ sè xÐt tíi møc h háng cho phÐp cña nhµ :
- HÖ sè xÐt tíi gi¶i ph¸p kÕt cÊu : ;
- HÖ sè gi¶m chÊn =
- HÖ sè ®éng lùc øng víi d¹ng dao ®éng thø i ;
+ §Êt lo¹i 1 : 0,8 ≤ = 1/Ti ≤ 3 ; (3.12)
+ §Êt lo¹i 2 : 0,8 ≤ = 1,1/Ti ≤ 2,7 ; (3.13)
+ §Êt lo¹i 3 : 0,8 ≤ = 1,5/Ti ≤ 2 ; (3.14)
§Êt lo¹i 1,2,3, ®îc nªu trong Tiªu chuÈn thiÕt kÕ c«ng tr×nh trong vïng cã ®éng ®Êt
. (3.15)
Trong ®ã : - ChuyÓn vÞ ngang cña ®iÓm k theo d¹ng dao ®éng thø i.
+ Khi T1 ≤ 0,4s chØ cÇn tÝnh t¶i träng ®éng ®Êt trong d¹ng dao ®éng thø nhÊt, khi Ti > 0,4s t¶i träng ®éng ®Êt ®îc tÝnh cho Ýt nhÊt lµ ba d¹ng dao ®éng. Gi¸ trÞ néi lùc tÝnh to¸n trong kÕt cÊu vµ m«men lËt do t¶i träng ®éng ®Êt g©y ra ®îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc :
N = (3.16)
Trong ®ã :
i - D¹ng dao ®éng thø i ;
Ni - Néi lùc trong kÕt cÊu ®îc g©y ra bëi lùc ®éng ®Êt øng víi d¹ng dao ®éng thø i.
+ C¸c c«ng tr×nh cã mÆt b»ng phøc t¹p khi tÝnh to¸n t¶i träng ®éng ®Êt ph¶i xÐt ®Õn ph¬ng nguy hiÓm nhÊt cña t¶i träng ®éng ®Êt víi kÕt cÊu ;
+ C¸c ng«i nhµ cã mÆt b»ng ®¬n gi¶n chØ xÐt ®Õn hai ph¬ng ngang vµ däc nhµ. T¶i träng ®éng ®Êt theo hai ph¬ng nµy ®îc xem lµ riªng biÖt.
3.2. ChØ dÉn tÝnh to¸n
- KÕt cÊu nhµ cao tÇng ®îc tÝnh to¸n víi c¸c tæ hîp t¶i träng c¬ b¶n vµ tæ hîp t¶i träng ®Æc biÖt theo quy ®Þnh cña TCVN 2737 - 95.
- Khi tÝnh to¸n nhµ cao tÇng víi tæ hîp t¶i träng ®Æc biÖt, c¸c gi¸ trÞ t¶i träng tÝnh to¸n ph¶i nh©n víi c¸c hÖ sè tæ hîp ë b¶ng 3.1.
B¶ng 3.1 - HÖ sè tæ hîp t¶i träng
Lo¹i t¶i träng
|
HÖ sè tæ hîp
|
TÜnh t¶i
Ho¹t t¶i dµi h¹n
Ho¹t t¶i ng¾n h¹n
|
0,9
0,8
0,5
|
ë ®©y kh«ng tÝnh ®Õn t¶i träng ngang cña khèi lîng trªn c¸c hÖ thèng treo mÒm, t¸c ®éng nhiÖt khÝ hËu, lùc h·m vµ lùc h«ng cña chuyÓn ®éng cÇu trôc.
- Néi lùc vµ biÕn d¹ng cña kÕt cÊu ®îc tÝnh theo c¸c ph¬ng ph¸p ®µn håi cã xÐt ®Õn sù lµm viÖc ®ång thêi cña c¸c bé phËn kÕt cÊu chÞu t¶i träng ngang.
- Trong trêng hîp sµn nhµ ®ñ cøng (mÆt b»ng kh«ng qu¸ dµi, kh«ng cã nhiÒu lç hæng, kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c khung, v¸ch chÞu t¶i träng ngang n»m trong giíi h¹n cho phÐp), cã thÓ lùa chän s¬ ®å tÝnh to¸n víi gi¶ thiÕt sµn nhµ cã ®é cøng v« cïng lín trong mÆt ph¼ng cña nã.
- Trong c¸c trêng hîp sµn t¬ng ®èi yÕu do bÒ ngang phÇn nhµ bÐ, do sµn cã lç khoÐt lín, sµn cña tÇng chuyÓn tiÕp hoÆc sµn cã phÇn kÐo ra ngoµi t¬ng ®èi lín th× kÕt cÊu còng cã thÓ tÝnh to¸n theo s¬ ®å víi gi¶ thiÕt sµn nhµ tuyÖt ®èi cøng trong mÆt ph¼ng cña nã, nhng kÕt qu¶ cÇn ®îc ®iÒu chØnh phï hîp víi hiÖn tîng t¨ng néi lùc trong c¸c kÕt cÊu chÞu t¶i träng ngang do biÕn d¹ng cña sµn g©y ra.
- Nhµ cao tÇng BTCT cã tØ lÖ chiÒu cao trªn chiÒu réng lín h¬n 5 ph¶i kiÓm tra kh¶ n¨ng chèng lËt díi t¸c ®éng cña ®éng ®Êt vµ t¶i träng giã. Khi tÝnh to¸n m«men chèng lËt, ho¹t t¶i trªn c¸c tÇng ®îc kÓ ®Õn 50%, cßn tÜnh t¶i lÊy 90%. Kh¼ n¨ng chèng lËt cña nhµ ph¶i tho¶ m·n ®iÒu kiÖn (2.2).
- ChuyÓn vÞ theo ph¬ng ngang t¹i ®Ønh nhµ, tÝnh theo ph¬ng ph¸p ®µn håi, ph¶i tho¶ m·n ®iÒu kiÖn (2.3).
- §èi víi kÕt cÊu khung BTCT toµn khèi, khi tÝnh to¸n víi trêng hîp t¶i träng th¼ng ®øng, m«men c¸c dÇm cÇn ®îc ®iÒu chØnh thÓ hiÖn sù ph©n bè l¹i néi lùc do biÕn d¹ng dÎo g©y ra. HÖ sè ®iÒu chØnh cã thÓ lÊy trong kho¶ng tõ 0,8 - 0,9.
- Khi tÝnh to¸n hÖ kÕt cÊu v¸ch cÇn xÐt ®Õn sù lµm viÖc ®ång thêi (sù lµm viÖc kh«ng gian) cña c¸c v¸ch däc vµ v¸ch ngang.
- Khi tØ lÖ diÖn tÝch lç cña c¸c v¸ch cøng vµ diÖn tÝch toµn v¸ch nhá h¬n 0,16, kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c lç vµ kho¶ng c¸ch tõ mÐp lç tíi biªn v¸ch lín h¬n c¹nh dµi cña lç th× trong tÝnh to¸n v¸ch cøng cã thÓ sö dông gi¶ thiÕt vÒ thiÕt diÖn ph¼ng (gi¶ thiÕt Bemuli) cho biÕn d¹ng cña v¸ch.
- HÖ kÕt cÊu hçn hîp khung vµ v¸ch cøng cÇn ph¶i ®îc tÝnh to¸n theo c¸c s¬ ®å ph¶n ¸nh ®îc sù lµm viÖc ®ång thêi cña c¸c kÕt cÊu khung vµ v¸ch.
3.3. Híng dÉn cÊu t¹o khung BTCT toµn khèi
3.3.1. Chän s¬ ®å khung
- Khi thiÕt kÕ nhµ cao tÇng cã kÕt cÊu chÞu lùc lµ hÖ khung BTCT toµn khèi nªn chän c¸c khung ®èi xøng vµ cã ®é siªu tÜnh cao. NÕu lµ khung nhiÒu nhÞp th× c¸c nhÞp khung nªn chän b»ng nhau hoÆc gÇn b»ng nhau (h×nh 3.1 a). Kh«ng nªn thiÕt kÕ khung cã nhÞp qu¸ kh¸c nhau (h×nh 3.1 b). NÕu ph¶i thiÕt kÕ c¸c nhÞp kh¸c nhau th× nªn chän ®é cøng gi÷a c¸c nhÞp cña dÇm t¬ng øng víi khÈu ®é cña chóng (h×nh 3.1 c).
- Nªn chän s¬ ®å khung sao cho t¶i träng (theo ph¬ng n»m ngang vµ ph¬ng th¼ng ®øng) ®îc truyÒn trùc tiÕp vµ nhanh nhÊt xuèng mãng. Tr¸nh sö dông s¬ ®å khung hÉng cét ë díi. NÕu b¾t buéc ph¶i hÉng cét nh vËy, ph¶i cã gi¶i ph¸p cÊu t¹o ®Ó ®¶m b¶o nhËn vµ truyÒn t¶i träng tõ cét tÇng trªn mét c¸ch an toµn (h×nh 3.2).
- Kh«ng nªn thiÕt kÕ khung th«ng tÇng (h×nh 3.3)
- Nªn tr¸nh thiÕt kÕ c«ng s¬n (kÓ c¶ c«ng s¬n dÇm vµ c«ng s¬n b¶n sµn). Trong trêng hîp cÇn cã c«ng s¬n ph¶i h¹n chÕ ®é v¬n cña c«ng s¬n ®Õn møc tèi thiÓu vµ ph¶i tÝnh to¸n kiÓm tra víi t¶i träng ®éng ®Êt theo ph¬ng th¼ng ®øng (h×nh 3.4).
- Khi thiÕt kÕ khung, nªn chän tØ lÖ ®é cøng gi÷a dÇm vµ cét gi÷a c¸c ®o¹n dÇm víi nhau sao cho trong trêng hîp ph¸ ho¹i, c¸c khíp dÎo sÏ h×nh thµnh trong c¸c dÇm sím h¬n trong c¸c cét (h×nh 3.5).
3.3.2. CÊu t¹o khung
- TiÕt diÖn cét nªn chän sao cho tØ sè gi÷a chiÒu cao th«ng thuû cña tÇng vµ cña chiÒu cao tiÕt diÖn cét kh«ng lín h¬n 25. ChiÒu réng tèi thiÓu cña tiÕt diÖn kh«ng nhá h¬n 220 mm (h×nh 3.6).
- ChiÒu réng tèi thiÓu cña tiÕt diÖn dÇm kh«ng chän nhá h¬n 220 mm vµ tèi ®a kh«ng lín h¬n chiÒu réng cét céng víi 1,5 lÇn chiÒu cao tiÕt diÖn (h×nh 3.6). ChiÒu cao tèi thiÓu cña tiÕt diÖn kh«ng nhá h¬n 300 mm. TØ sè gi÷a chiÒu cao vµ chiÒu réng cña tiÕt diÖn kh«ng lín h¬n 3.
- §êng kÝnh cèt thÐp ®ai kh«ng nhá h¬n 1/4 lÇn ®êng kÝnh cèt thÐp däc vµ ph¶i ≥ 8mm (riªng ®èi víi ®éng ®Êt m¹nh ≥ 10mm). Cèt ®ai cét ph¶i bè trÝ liªn tôc qua nót khung víi mËt ®é nh cña vïng nót (h×nh 3.7).
- Trong ph¹m vi vïng nót khung tõ ®iÓm c¸ch mÐp díi cña dÇm mét kho¶ng l1 (l1 ≥ chiÒu cao tiÕt diÖn cét vµ ≥ 1/6 chiÒu cao th«ng thuû cña tÇng, ®ång thêi ≥ 450mm) ph¶i bè trÝ cèt ®ai dµy h¬n. Kho¶ng c¸ch ®ai trong vïng nµy kh«ng lín h¬n 6 lÇn ®êng kÝnh cèt thÐp däc vµ cïng kh«ng lín h¬n 100mm.
- T¹i c¸c vïng cßn l¹i, kho¶ng c¸ch ®ai chän ≤ c¹nh nhá (thêng lµ chiÒu réng) cña tiÕt diÖn vµ ®ång thêi ≤ 6 lÇn (®èi víi ®éng ®Êt m¹nh) hoÆc 12 lÇn (®èi víi ®éng ®Êt yÕu vµ trung b×nh) ®êng kÝnh cèt thÐp däc.
- Nªn sö dung ®ai thÐp kÝn. T¹i c¸c vïng nót khung nhÊt thiÕt ph¶i sö dông ®ai kÝn cho c¶ cét vµ dÇm.
- Hµm lîng cèt thÐp tèi ®a max kh«ng lín h¬n 2,5%. Hµm lîng cèt thÐp tèi thiÓu min nªn lÊy b»ng 1,2 lÇn (®èi víi ®éng ®Êt yÕu) vµ b»ng 1,5 lÇn (®èi víi ®éng ®Êt m¹nh vµ trung b×nh) hµm lîng cèt thÐp tèi thiÓu víi trêng hîp kh«ng cã ®éng ®Êt.
- §êng hµn nèi cèt thÐp ph¶i ®îc tÝnh to¸n kiÓm tra víi t¶i träng ®éng. Trêng hîp kh«ng tÝnh to¸n kiÓm t¶i träng cã thÓ dïng nèi buéc víi chiÒu dµi ®o¹n nèi b»ng 2 lÇn chiÒu dµi neo tèi thiÓu cho trêng hîp kh«ng cã ®éng ®Êt.
- Trong ph¹m vi chiÒu dµi (lµ chiÒu cao tiÕt diÖn bª t«ng cña dÇm) cña dÇm kÓ tõ mÐp cét ph¶i ®Æt c¸c ®ai dÇy h¬n khu vùc gi· dÇm. Kho¶n c¸ch gi÷a c¸c ®ai kh«ng lín h¬n gi¸ trÞ tÝnh to¸n theo yªu cÇu chÞu lùc c¾t nhng ®ång thêi ph¶i ≤ 0,25vµ kh«ng lín h¬n 8 lÇn ®êng kÝnh cèt thÐp däc. Trong mäi trêng hîp kho¶ng c¸ch nµy còng kh«ng vît qu¸ 150mm.
- T¹i khu vùc gi÷a dÇm (ngoµi ph¹m vi nãi trªn), kho¶ng c¸ch g÷a c¸c ®ai chän ≤ 0,5vµ kh«ng lín h¬n 12 lÇn ®êng kÝnh cèt thÐp däc ®ång thêi kh«ng vît qu¸ 300mm.
- C¸c nót khung, c¸c nót liªn kÕt gi÷a cét v¸ch vµ dÇm nèi ë c¸c v¸ch cøng hay lâi cøng lµ nh÷ng vÞ trÝ tËp trông néi lùc lín, nªn ngoµi viÖc bè trÝ c¸c cèt thÐp chÞu lùc theo tÝnh to¸n, cÇn ®Æt thªm cèt ®ai gia cêng. C¸c cèt ®ai nµy ph¶i ®¶m b¶o sù liªn kÕt cña cét vµ dÇm chèng l¹i sù gia t¨ng lùc c¾t mét c¸ch ®ét ngét t¹i nót vµ t¨ng cêng sù bÒn v÷ng cña nót chèng l¹i nh÷ng néi lùc xuÊt hiÖn trong tiÕt diÖn nghiªng mµ trong tÝnh to¸n thiÕt kÕ cha ®Þnh lîng ®îc. Trªn h×nh 3.9 thÓ hiÖn mét sè nguyªn t¾c c¬ b¶n cÊu t¹o c¸c nót ë vÞ trÝ kh¸c nhau cña khung.
3.4. Híng dÉn cÊu t¹o v¸ch vµ lâi cøng BTCT
3.4.1. Lùa chän vµ bè trÝ c¸c v¸ch vµ lâi cøng
- Khi thiÕt kÕ c¸c c«ng tr×nh sö dông v¸ch vµ lâi cøng chÞu t¶i träng ngang, ph¶i bè trÝ Ýt nhÊt 3 v¸ch cøng nµy kh«ng ®îc gÆp nhau t¹i mét ®iÓm.
- Nªn thiÕt kª c¸c v¸ch gièng nhau (vÒ ®é cøng còng nh kÝch thíc h×nh häc) vµ bè trÝ sao cho t©m cøng cña hÖ trïng víi t©m khèi lîng cña nã. Trong trêng hîp chØ ®èi xøng vÒ ®é cøng (®é cøng trong giai ®o¹n ®µn håi) mµ kh«ng ®èi xøng vÒ kÝch thíc h×nh häc (h×nh 3.10) th× khi vËt liÖu lµm viÖc ë giai ®o¹n dÎo díi t¸c ®éng lín nh ®éng ®Êt vÉn cã thÓ dÉn ®Õn sù thay ®æi ®é cøng. §iÒu nµy sÏ g©y ra biÕn d¹ng vµ chuyÓn vÞ kh¸c nhau trong c¸c v¸ch kh¸c nhau. HÖ qu¶ lµ sù ®èi xøng vÒ ®é cøng bÞ ph¸ vì vµ ph¸t sinh ra c¸c t¸c ®éng xo¾n rÊt nguy hiÓm ®èi víi c«ng tr×nh.
- Kh«ng nªn chän c¸c v¸ch cã kh¶ n¨ng chÞu t¶i lín nhng sè lîng Ýt mµ nªn chän nhiÒu v¸ch nhá cã kh¶ n¨ng chÞu t¶i t¬ng ®¬ng vµ ph©n ®Òu c¸c v¸ch trªn mÆt c«ng tr×nh.
- Kh«ng nªn chän kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c v¸ch vµ tõ c¸c v¸ch ®Õn biªn qu¸ lín.
- Tæng diÖn tÝch mÆt c¾t cña c¸c v¸ch (vµ lâi) cøng cã thÓ x¸c ®Þnh theo c«ng thøc:
(3.17)
- DiÖn tÝch sµn tõng tÇng;
= 0,015
- Tõng v¸ch nªn cã chiÒu cao ch¹y suèt tõ mãng ®Õn m¸i vµ cã ®é cøng kh«ng ®æi trªn toµn bé chiÒu cao cña nã.
- C¸c lç (cöa) trªn c¸c v¸ch kh«ng ®îc lµm ¶nh hëng ®¸ng kÓ ®Õn sù lµm viÖc chÞu t¶i cña v¸ch vµ ph¶i cã biÖn ph¸p cÊu t¹o t¨ng cêng cho vïng xung quanh lç.
- §é dµy cña thµnh v¸ch (b) chän kh«ng nhá h¬n 150mm vµ kh«ng nhá h¬n 1/20 chiÒu cao tÇng.
3.4.2 CÊu t¹o v¸ch vµ lâi cøng
- Ph¶i ®Æt hai líp líi thÐp. §êng kÝnh cèt thÐp (kÓ c¶ cèt thÐp th¼ng ®øng vµ cèt thÐp n»m ngang) kh«ng nhá h¬n 10mm vµ kh«ng nhá h¬n 0,1b. Hai líp líi thÐp nµy ph¶i ®îc liªn kÕt víi nhau b»ng c¸c mãc ®ai h×nh ch÷ s víi mËt ®é 4 mãc/m2.
- Hµm lîng cèt thÐp th¼ng ®øng chän 0,40% (®èi víi ®éng ®Êt yÕu) vµ 0,60 % (®èi víi ®éng ®Êt trung b×nh vµ m¹nh) nhng kh«ng lín h¬n 3,5%.
- Kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c cèt thÐp chän 200mm (nÕu b 300mm) vµ 2b/3 (nÕu b > 300m¸y mãc). Riªng ®èi víi ®éng ®Êt yÕu c¸c cèt thÐp n»m ngang cã thÓ c¸ch nhau tíi 250mm.
- Cèt thÐp n»m ngang chän kh«ng Ýt h¬n 1/3 lîng cèt thÐp däc víi hµm lîng 0,25% (®èi víi ®éng ®Êt yÕu) vµ 0,40% (®èi víi ®éng ®Êt trung b×nh vµ m¹nh).
- ChiÒu dµi nèi buéc cña cèt thÐp lÊy b»ng 1,5(®èi víi ®éng ®Êt yÕu) vµ 2,0(®èi víi ®éng ®Êt trung b×nh vµ m¹nh). Trong ®ã lµ chiÒu dµi neo tiªu chuÈn ®èi víi trêng hîp kh«ng cã ®éng ®Êt. C¸c ®iÓm nèi thÐp ph¶i ®Æt so le.
- Trong trêng hîp v¸ch cã lç më nhá (b1 vµ e 500mm - xem h×nh 3.11), ph¶i ®Æt t¨ng cêng Ýt nhÊt ë mçi biªn vµ mçi gãc lç më.
- NÕu v¸ch cã lç më lín, nªn chän gi¶i ph¸p t¨ng ®é dµy thµnh v¸ch quanh lç vµ cÊu t¹o thµnh v¸ch díi d¹ng c¸c dÇm bao.
- CÇn cã biÖn ph¸p t¨ng cêng tiÕt diÖn ë khu vùc biªn c¸c v¸ch cøng (h×nh 3.12). C¸c v¸ch ®Æc cã biªn t¨ng cêng ®îc cÊu t¹o theo híng dÉn ë h×nh 3.13.
- NÕu c¸c biªn v¸ch kh«ng ®îc t¨ng cêng tiÕt diÖn, cÊu t¹o thÐp cña v¸ch ®Æc cã thÓ thùc hiÖn theo chØ dÉn ë h×nh 3.14.
- §èi víi c¸c v¸ch cã lç khi thiÕt kÕ ph¶i cÊu t¹o thªm thÐp ë khu vùc biªn cña c¸c cét, v¸ch còng nh cho c¸c dÇm lanh t« cña v¸ch (h×nh 3.15).
- T¹i c¸c gãc liªn kÕt gi÷a c¸c bøc têng víi nhau ph¶i bè trÝ c¸c ®ai liªn kÕt nh híng dÉn ë h×nh 3.16.
Chia sẻ với bạn bè của bạn: |