Tải trọng và tác động - Chương 1: Khái niệm chung về tải trọng và tác động

11 Trần Trung Dũng Tải trọng và tác động Môn học TẢI TRỌNG VÀ TÁC ĐỘNG KHOA XÂY DỰNG VÀ ĐIỆN Giảng viên : Trần Trung Dũng Email : dung.ttrung@ou.edu.vn Địa chỉ : P312 – 97 Võ Văn Tần – Q.3 – TPHCM MỤC TIÊU MÔN HỌC 2 § Giúp sinh viên nắm bắt được nguyên lý sử dụng các hệ số vật liệu, hệ số tải trọng để dùng trong các tính toán thiết kế cấu kiện và kết cấu xây dựng. § Trang bị cho sinh viên biết cách dồn tải, cách tính toán các tải trọng đặc biệt như : gió động, tải động đất § Tuy nhiên do thời lượng ít, mục đích là để sinh viên Biết (cách tính tải trọng), Hiểu (các tổ hợp tải trọng chính và phụ) và Làm được (kỹ năng liệt kê, dồn tải vào công trình mà không thiếu sót hoặc dư thừa). Trần Trung Dũng Tải trọng và tác động 2NỘI DUNG MÔN HỌC 3 1. Khái niệm chung về tải trọng và tác động 2. Tính toán các dạng tải trọng và tác động 3. Nguyên lý tính toán các tổ hợp tải trọng 4. Một số ví dụ tính toán Trần Trung Dũng Tải trọng và tác động TÀI LIỆU THAM KHẢO 4 Trần Trung Dũng Tải trọng và tác động 1. Bùi Văn Chúng, Bài giảng tải trọng và tác động, lưu hành nội bộ. 2. Tiêu chuẩn xây dựng 2737-1995, Tải trọng và tác động, NXB Xây Dựng, 1995 . 3. Tiêu chuẩn xây dựng 229-1999, Chỉ dẫn tính toán thành phần động của tải trọng gió theo tiêu chuẩn 2737:1995, NXB Xây Dựng , 1999 . 4. TCXDVN 375:2006, Thiết kế công trình chịu động đất, NXB Xây Dựng, 2006 . 5. Bộ Xây Dựng – Hướng dẫn thiết kế kết cấu nhà cao tầng bê tông cốt thép chịu động đất theo TCXDVN 375:2006 – NXB XD, 2008 . 6. Phạm Minh Hà – Đoàn Ngọc Tuyết , Thiết kế khung thép nhà công nghiệp một tầng, một nhịp, NXB XD, 2008 . 7. Nguyễn Trung Hòa, Kết cấu bê tông cốt thép theo quy phạm Hoa Kỳ, NXB XD, 2003 . 35 Tải trọng và tác động Tải trọng và tác động Trần Trung Dũng – HCMOU Chương I KHÁI NIỆM CHUNG VỀ TẢI TRỌNG VÀ TÁC ĐỘNG 6 v Khái niệm : tải trọng (loads) là các tác động dưới dạng lực từ bên ngoài tác dụng vào hay trọng lượng của bản thân công trình mà trị số, vị trí và tính chất đã biết trước. v Ý nghĩa : đảm bảo cho kỹ sư xây dựng thiết kết đúng, an toàn và kinh tế 1.1 TẢI TRỌNG Chương 1 : Khái niệm chung về tải trọng và tác động 1. Tải trọng : 47 1.2 PHÂN LOẠI TẢI TRỌNG v Theo nguồn gốc : thiên nhiên và nhân tạo . v Theo tính chất tác dụng : tải trọng tĩnh, tải trọng động . v Theo phương chiều : tải trọng đứng, tải trọng ngang . v Theo thời gian : tải trọng thường xuyên, tải trọng tạm thời (dài hạn, ngắn hạn và đặc biệt) v Theo trị số : tải trọng tiêu chuẩn, tải trọng tính toán Chương 1 : Khái niệm chung về tải trọng và tác động 1. Tải trọng : 8 2.1 TÁC ĐỘNG Chương 1 : Khái niệm chung về tải trọng và tác động 2. Tác động : v Khái niệm : là các nguồn (tác nhân) gây ra nội lực và biến dạng lên hệ chịu lực công trình xây dựng . v Phân loại : tác động chuyển thành lực (tải trọng) và tác động không chuyển thành lực . 59 2.2 TÁC ĐỘNG CHUYỂN THÀNH LỰC Chương 1 : Khái niệm chung về tải trọng và tác động 2. Tác động : v Lực quán tính do gia tốc v Do động đất v Do nổ phá 2.3 TÁC ĐỘNG KHÔNG CHUYỂN THÀNH LỰC v Do thay đổi nhiệt độ. v Do thay đổi độ ẩm , co ngót và từ biến của vật liệu. 10 3.1 QUY ĐỊNH CHUNG Chương 1 : Khái niệm chung về tải trọng và tác động 3. Tải trọng và tác động theo TCVN 2737-1995 : v Tải trọng tiêu chuẩn : là đặc trưng cơ bản của tải trọng, giá trị thường gặp khi sử dụng công trình. v Tải trọng tính toán : bằng giá trị tiêu chuẩn nhân với hệ số vượt tải (hệ số tin cậy g hoặc n) pt = npc v Hệ số vượt tải : là hệ số tính đến khả năng sai lệch bất lợi có thể xảy ra của tải trọng so với giá trị tiêu chuẩn . 611 Hệ số độ tin cậy với tải trọng do khối lượng kết cấu xây dựng và đất Chương 1 : Khái niệm chung về tải trọng và tác động 3. Tải trọng và tác động theo TCVN 2737-1995 : 12 Hệ số độ tin cậy với các tải trọng do khối lượng thiết bị Chương 1 : Khái niệm chung về tải trọng và tác động 3. Tải trọng và tác động theo TCVN 2737-1995 : 713 3.2 PHÂN LOẠI TẢI TRỌNG THEO TCVN Chương 1 : Khái niệm chung về tải trọng và tác động 3. Tải trọng và tác động theo TCVN 2737-1995 : v Tải trọng thường xuyên (tiêu chuẩn hoặc tính toán) : là các tải trọng tác dụng không biến đổi trong quá trình xây dựng và sử dụng công trình. v Tải trọng tạm thời (dài hạn, ngắn hạn và đặc biệt) : là các tải trọng có thể không có trong một giai đoạn nào đó của quá trình xây dựng và sử dụng. 14 3.2.1 TẢI TRỌNG THƯỜNG XUYÊN (tĩnh tải) Chương 1 : Khái niệm chung về tải trọng và tác động 3. Tải trọng và tác động theo TCVN 2737-1995 : v Khối lượng kết cấu chịu lực và các kết cấu bao che , vách ngăn cố định (hay trọng lượng bản thân của kết cấu). v Khối lượng và áp lực của đất (lấp và đắp). 815 3.2.2 TẢI TRỌNG TẠM THỜI (hoạt tải) Chương 1 : Khái niệm chung về tải trọng và tác động 3. Tải trọng và tác động theo TCVN 2737-1995 : v Dài hạn : khối lượng vách ngăn tạm thời, khối lượng của thiết bị cố định, các tải trọng lên sàn nhà ở (theo quy định), nhà công cộng, nhà công nghiệp v.v... v Ngắn hạn : khối lượng người, vật liệu trong quá trình xây dựng và sử dụng, tải trọng lên sàn (theo quy định), tải trọng gió .. v Tải trọng đặc biệt : động đất, nổ, tác động của biến dạng nền (do đất bị sụt lở) ... 16 TẢI TRỌNG (HOẠT TẢI) PHÂN BỐ ĐỀU TRÊN SÀN VÀ CẦU THANG 917 MỘT SỐ LƯU Ý Chương 1 : Khái niệm chung về tải trọng và tác động 3. Tải trọng và tác động theo TCVN 2737-1995 : v Tải trọng sàn kể trên không đặt thiết bị, vật liệu. vMái hắt hoặc máng nước làm việc kiểu công xôn tính với tải tập trung ở mép ngoài: 75 daN, n = 1.3 . v Hệ số tin cậy (n) với tải trọng sàn và cầu thang lấy bằng : 1.3 nếu tải trọng = 200 daN/m2 . v Tải trọng vách ngăn tạm thời lấy theo thực tế nhưng không dưới 75daN/m2 18 MỘT SỐ LƯU Ý Chương 1 : Khái niệm chung về tải trọng và tác động 3. Tải trọng và tác động theo TCVN 2737-1995 : v Đối với các phòng Loại 1, 2, 3, 4, 5 được phép giảm tải khi A (diện tích chịu tải) > A1 = 9 m2 : 1 1 0.60.4A A A y = + v Đối với các phòng Loại 6, 7, 8, 10, 12, 14 được phép giảm tải khi A (diện tích chịu tải) > A2 = 36 m2 : 2 2 0.50.5A A A y = + 10 19 Nội dung chính : tải trọng gồm Chương 1 : Khái niệm chung về tải trọng và tác động 20 Nội dung chính : tải trọng gồm Chương 1 : Khái niệm chung về tải trọng và tác động v Tĩnh tải : trọng lượng bản thân (luôn có trên kết cấu) v Hoạt tải : dài hạn (trọng lượng vật dụng cố định), ngắn hạn (gió, con người), đặc biệt (động đất). v Tải trọng tiêu chuẩn : dùng để tính lún, chuyển vị . v Tải trọng tính toán (tải trọng tiêu chuẩn x hệ số vượt tải): dùng để tính toán độ bền . 11 21 VÍ DỤ F E D C B A TL 1 : 100 MAËT BAÈNG LAÀU 1 D7D7 S1 D2 D2 S1 S1 D2 S1 D2 S1 D2D2 S1S1 D2D2 S1S1 D2 D2 S1 D2 S1 D2 S1 8 S1 S1S1 S1 S2 S1 D2D2 S1 KC2 +4.180 S1 D2 KC1 15003600 3600 4 33600 4000360036004000360036004000 32 5 6 7 9 10 11 1500 54 00 21 00 60 00 30 00 12 00 17 70 0 +4.200 SAÛNH S2 S2S2 S2 S2 S2 S2S2S2S2 S2 S2S2 S2 D5 BAÛN VEÕ KT 11 XEM CHI TIEÁT KHU VEÄ SINH 13451345 13 45 1100 1100 1400 1100 1300 1400 1300140011001100140011001400 130013001400 1100 1100 1400 11001400 1100 11001300 1400 1300 1100 85 0 45 0 12 00 35 0 75 0 15 0 14 00 15 0 70 0 15 0 14 00 15 0 65 0 600 1200 600 1200 300 D4 +4.180 D4 D4 S3 S2 S2 S2S2 S2 S2 S2 PHOØNG LAØM VIEÄC PHOØNG LAØM VIEÄC PHOØNG LAØM VIEÄC PHOØNG LAØM VIEÄC PHOØNG LAØM VIEÄC S385 0 15 0 14 00 15 0 90 0 15 0 14 00 15 0 500 1200 400 1200 300 500 1200 400 1200 300 500 1200 400 1200 300 80 0 14 00 10 00 14 00 80 0 12 00 500 500 +4.200 22 VÍ DỤ MAËT BAÈNG OÂ ÑIEÅN HÌNH LA ÙT GA ÏCH C ER AM IC K T 60 0 x 60 0 500 100 200 300 1400 300 200 100 500 500 100 250 100 200 150 1400 150 200 100 250 100 500 3600 4000 9 10 11 300 1200 400 1200 500 300 1200 600 1200 700 55 0 10 015 0 14 00 15 010 0 50 0 10 0 15 0 14 00 15 010 0 55 0 54 00 C D S2 S2 S2 D2 S1 D2 S1 S2 13 45 12 23 VÍ DỤ NEÀN LAÀU LÔÙP BTCT ÑAÙ 10 x 20, #200 LOÙT GAÏCH CERAMIC KT 600 x 600 LÔÙP VÖÕA TRAÙT DAØY 15, #75 LÔÙP VÖÕA XM M75 - DAØY 20 TAÏO PHAÚNG N2 v Xác định tĩnh tải sàn và tải tường ? v Xác định hoạt tải ? (căn cứ vào chức năng sàn, xác định hoạt tải dài hạn, ngắn hạn và toàn phần) TÖÔØNG XAÂY G.OÁNG D200 VÖÕA XM #75, TRAÙT D15 80 MẶT CẮT TƯỜNG 24 KẾT QUẢ C¸c líp sµn ChiÒu dµy líp g TT tiªu chuÈn HÖ sè v-ît t¶i TT tÝnh to¸n - Líp g¹ch l¸t sµn Ceramic. 10 2000 20 1.1 22 - Líp v÷a lãt. 20 1800 36 1.3 46.8 - Lớp bê tông cốt thép chịu lực 100 2500 250 1.1 275 - Lớp vữa trát 15 1800 27 1.3 35.1 - Tæng tÜnh t¶i: 333 378.9 95 13 25 KẾT QUẢ Phßng c¸c chøc n¨ng TT TC dµi h¹n TT tiªu chuÈn HÖ sè v-ît t¶i TT tÝnh to¸n 0.8dh +0.5ng h - Phßng sinh ho¹t 130 150 1.3 195 114 - Phßng vÖ sinh 70 200 1.2 240 121 - S¶nh, hµnh lang, cÇu thang 100 300 1.2 360 180 - Văn phòng trụ sở cơ quan 100 200 1.2 240 130 - Phßng thiÕt bÞ 500 500 1.2 600 400 - Ki-èt, cöa hµng 140 400 1.2 480 242 - Gara ®Ó xe 180 500 1.2 600 304 - M¸i b»ng cã sö dông 50 150 1.3 195 90 - M¸i bªt«ng kh«ng cã ng-êi sö dông 75 75 1.3 98 60 - M¸i t«n 30 30 1.3 39 24 26 KẾT THÚC CHƯƠNG 1