Đồ án tốt nghiệp kỹ sư xây dựng nhà ở cán bộ công ty dệt 8 3

Đồ án tốt nghiệp kỹ sư xây dựng nhà ở cán bộ công ty dệt 8 3 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư xây dựng nhà ở cán bộ công ty dệt 8 3 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư xây dựng nhà ở cán bộ công ty dệt 8 3 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư xây dựng nhà ở cán bộ công ty dệt 8 3 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư xây dựng nhà ở cán bộ công ty dệt 8 3 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư xây dựng nhà ở cán bộ công ty dệt 8 3 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư xây dựng nhà ở cán bộ công ty dệt 8 3 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư xây dựng nhà ở cán bộ công ty dệt 8 3 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư xây dựng nhà ở cán bộ công ty dệt 8 3

Trang 1

TRƯỜNG ĐH KIẾN TRÚC HN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2014 - 2019 KHOA XÂY DỰNG NHÀ Ở CÁN BỘ CÔNG TY DỆT 8-3

LỜI CẢM ƠN

Đồ án tốt nghiệp kỹ sư xây dựng là một công trình đầu tiên mà người sinh viên được tham gia thiết kế Mặc dù chỉ ở mức độ sơ bộ thiết kế một số cấu kiện, chi tiết điển hình Nhưng với những kiến thức cơ bản đã được học ở những năm học qua, đồ án tốt nghiệp này đã giúp em tổng kết, hệ thống lại kiến thức của mình.

Để hoàn thành được đồ án này, em đã nhận được sự giúp đỡ nhiệt tình của các Thầy, Cô hướng dẫn chỉ bảo những kiến thức cần thiết, những tài liệu tham khảo phục vụ cho đồ án cũng như cho thực tế sau này Em xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc của mình đối với sự giúp đỡ quý báu của các thầy cô giáo hướng dẫn:

Cô giáo : T.S PHÙNG THỊ HOÀI HƯƠNG, hướng dẫn em phần Kiến trúc, Kết cấu.Thầy giáo: T.S NGUYỄN NGỌC THANH, hướng dẫn em phần Nền móng.

Thầy giáo: ThS NGUYỄN CẢNH CƯỜNG, hướng dẫn em phần Thi công.

Cũng qua đây em xin được tỏ lòng biết ơn đến các thầy cô giáo nói riêng cũng như tất cả các cán bộ nhân viên trong trường Đại học Kiến Trúc Hà Nội nói chung vì những kiến thức em đã được tiếp thu dưới mái trường Đại Học Kiến Trúc Hà Nội.

Quá trình thực hiện đồ án tuy đã cố gắng học hỏi, xong em không thể tránh khỏi những thiếu sót do chưa có kinh nghiệm thực tế, em mong muốn nhận được sự chỉ bảo của các thầy cô trong khi chấm đồ án và bảo vệ đồ án của em.

Em xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, tháng năm 2018 Sinh viên

Phạm Văn Luân

Trang 2

I.GIỚI THIỆU CÔNG TRÌNH 1

1 Về vị trí địa lý, địa hình 1 2 Về địa chất thuỷ văn1 3 Về nguồn điện cung cấp 1 4 Về nguồn nước 1 5 Về tổ chức giao thông 1 II GIẢI PHÁP KIẾN TRÚC VÀ KỸ THUẬT 1

1 Giải pháp về mặt bằng 1 2 Giải pháp kết cấu cho công trình 1 III CÁC HỆ THỐNG KỸ THUẬT CHÍNH TRONG CÔNG TRÌNH 2

1 Hệ thống chiếu sáng2 2 Hệ thống điện 2 3 Hệ thống thông gió 2 4 Hệ thống cấp thoát nước 2 5 Hệ thống phòng cháy, chữa cháy 3 6 Hệ thống thông tin tín hiệu 3 IV ĐIỀU KIỆN KHÍ HẬU THỦY VĂN 3

1 Điều kiện khí hậu 3 2 Địa chất, thủy văn 3

1.2 Lựa chọn giải pháp kết cấu 6

1.2.1 Cơ sở để tính toán kết cấu 6

1.2.2 Hệ kết cấu chịu lực 6

1.2.2.1 Hệ kết cấu vách cứng và lõi cứng 6

1.2.2.2 Hệ kết cấu khung giằng (khung và vách cứng) 6

Trang 3

2.3 Chọn sơ bộ kích thước lõi thang máy 10

CHƯƠNG 2 XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG LÊN CÔNG TRÌNH12 2.1 Tĩnh tải tác dụng lên công trình 12

3.4.2 Tính toán các ô bản làm việc 2 phương (bản kê bốn cạnh) 31

3.4.3 Tính toán các ô bản làm việc 1 phương (bản kê loại dầm) theo sơ đồ đànhồi 33 3.4.4 Tính toán các ô bản làm việc 1 phương khác 34

3.4.5 Tính toán các ô bản làm việc 2 phương khác 34

CHƯƠNG 4 TÍNH TOÁN CỐT THÉP CHO CÁC CẤU36KIỆN KHUNG TRỤC 3 36 4.1 Tính toán kết cấu 36

4.2 Tính cột khung trục 38

Trang 4

TRƯỜNG ĐH KIẾN TRÚC HN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2014 - 2019 KHOA XÂY DỰNG NHÀ Ở CÁN BỘ CÔNG TY DỆT 8-3 5.3 Yêu cầu tính toán và cấu tạo 55 5.4 Tính toán vách thang máy 56 CHƯƠNG 6 TÍNH TOÁN CẦU THANG BỘ 60 6.1 Mặt bằng kết cấu cầu thang: 60

6.2 Mặt bằng kết cấu cầu thang: 60

6.3 Sơ bộ chọn tiết diện 61

6.3.1 Chọn kích thước bậc thang 61 6.3.2 Chọn chiều dày bản thang61

Trang 5

6.4 Tính toán các bộ phận cầu thang: 62 I ĐÁNH GIÁ ĐẶC ĐIỂM CÔNG TRÌNH68 1 Giới thiệu công trình 68

1.1 Kiến trúc 68

1.2 Kết cấu 68

1.3 Cơ sở thiết kế 68

1.1 Phân tích trạng thái và tính chất xây dựng của các lớp đất 69

1.2 Đặc điểm thủy văn 71

III LỰA CHỌN GIẢI PHÁP NỀN MÓNG72 6.1.2 Tính toán sức chịu tải của cọc 74 6.1.4.Tính toán sức chịu tải cọc theo TN xuyên tiêu chuẩn SPT ( CT Nhật Bản) 77 PHẦN IV90THI CÔNG(30%) 90CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CÔNG TRÌNH911 GIỚI THIỆU CÔNG TRÌNH VÀ CÁC ĐIỀU KIỆN LIÊN QUAN91 2 Lập biện pháp thi công đất 107

2.1 Thi công đào đất 107

2.1.1.Yêu cầu kĩ thuật khi thi công đào đất 107

2.1.2 Tính toán khối lượng đào đất: 107

2.1.3 Lựa chọn phương án thi công đào đất 109

2.1.4 Lựa chọn thiết bị thi công đào đất 110

3 Lập biện pháp thi công bê tông móng và giằng móng 111

Trang 6

3.1 Công tác chuẩn bị trước khi thi công đài móng 111

3.1.1 Giác đài cọc 111

3.1.2 Phá bê tông đầu cọc 111

3.1.3 Thi công bê tông lót 111

3.2 Lập phương án thi công ván khuôn, cốt thép và bê tông móng, giằng móng 113

3.2.1 Tính toán khối lượng bê tông, phân đoạn, phân đợt thi công, lựa chọn phương án thi công bê tông và lựa chọn thiết bị thi công 113

3.2.2 Lựa chọn phương án cốp pha móng, giằng móng 114

3.2.3 Tính toán ván khuôn móng 114

3.2.4 Biện pháp gia công và lắp dựng ván khuôn móng, giằng móng 118

3.2.5 Biện pháp gia công và lắp dựng cốt thép 119

3.2.6 Kiểm tra và nghiệm thu cốt thép: 120

3.2.7 Thi công bê tông móng, giằng móng 121

3.2.8 Bảo dưỡng bê tông móng và giằng móng 125

3.2.9 Tháo dỡ ván khuôn 125

B THI CÔNG PHẦN THÂN126 1 Giải pháp công nghệ 126

1.1 Cốp pha cây chống 126

1.1.1 Yêu cầu chung 126 1.1.2 Lựa chọn loại cốp pha cây chống 126 1.1.3 Phương án sử dụng cốp pha 127 1.1.4 Khối lượng cốp pha cho tầng 8 127 1.2 Phương tiện vận chuyển lên cao 127

1.2.1 Phương tiện vận chuyển các vật liệu rời, cốp pha, cốt thép 127 1.2.2 Phương tiện vận chuyển bêtông 130

2 Tính toán cốp pha, cây chống 132

2.1 Tính toán cốp pha cây chống xiên cho cột 132

2.1.1 Tính toán cốp pha cột ( Chọn cột C1 ) 132

2.1.2 Kiểm tra khả năng chịu lực của cây chống xiên 133

2.2 Tính toán cốp pha, cây chống đỡ dầm134

2.2.1 Tính toán cốp pha đáy dầm 134 2.2.2 Tính toán cốp pha thành dầm 136

Trang 7

2.2.4 Tính toán đà dọc đỡ dầm 138

2.2.5 Kiểm tra khả năng chịu lực của cây chống đỡ dầm 139

2.3 Tính toán cốp pha, cây chống đỡ sàn140

7 Sửa chữa khuyết tật cho bêtông151

7.1 Hiện tượng rỗ bêtông 151

7.2 Hiện tượng trắng mặt bêtông1527.3 Hiện tượng nứt chân chim 152

B THIẾT KẾ TỔ CHỨC THI CÔNG 153

I MỤC ĐÍCH VÀ Ý NGHĨA CỦA THIẾT KẾ TỔ CHỨC THI CÔNG153

1 Mục đích 1532 Ý nghĩa 153

Trang 8

II YÊU CẦU, NỘI DUNG VÀ NHỮNG NGUYÊN TẮC CHÍNH TRONG THIẾT

1 Yêu cầu 154

2 Nội dung 154

3 Những nguyên tắc chính 154

III LẬP TIẾN ĐỘ THI CÔNG CÔNG TRÌNH155 1 Ý nghĩa của tiến độ thi công 155

2 yêu cầu và nội dung của tiến độ thi công 155

2.1 Yêu cầu 155

2.2 Nội dung 155

3 Lập tiến độ thi công 155

3.1 Cơ sở để lập tiến độ thi công 155

3.2 Tính khối lượng các công việc 156

3.3 Vạch tiến độ 156

3.4 Đánh giá tiến độ 156

3.4.1 Hệ số không điều hòa về sử dụng nhân công(K1) 156 3.4.2 Hệ số phân bố lao động không điều hòa (K2) 157 IV LẬP TỔNG MẶT BẰNG THI CÔNG157 1 Cơ sở tính toán 157

2 Mục đích 157

3 Tính toán lập tổng mặt bằng thi công 1573.1 Số lượng cán bộ công nhân viên trên công trường và nhu cầu diện tích sử dụng1573.2 Tính diện tích kho bãi 1593.2.1 Kho chứa ximăng 159

3.2.2 Kho thép và gia công thép 160

3.4 Tính toán nước thi công và sinh hoạt165

CHƯƠNG 3: AN TOÀN LAO ĐỘNG VÀ VỆ SINH MÔI TRƯỜNG167

Trang 9

1 An toàn lao động trong thi công ép cọc167

2 An toàn lao động trong thi công đào đất167

2.1 Sự cố thường gặp khi thi công đào đất và biện pháp xử lý167

2.2 An toàn lao động trong thi công đào đất bằng máy168

2.3 An toàn lao động trong thi công đào đất bằng thủ công 1683 An toàn lao động trong công tác bêtông và cốt thép168

3.1 An toàn lao động khi lắp dựng, tháo dỡ dàn giáo1683.2 An toàn lao động khi gia công lắp dựng cốp pha 1693.3 An toàn lao động khi gia công, lắp dựng cốt thép 1693.4 An toàn lao động khi đổ và đầm bê tông 170

3.5 An toàn lao động khi bảo dưỡng bê tông 1703.6 An toàn lao động khi tháo dỡ cốp pha170

3.7 An toàn lao động khi thi công mái 171

4 An toàn lao động trong công tác xây và hoàn thiện 1714.1 Trong công tác xây171

4.2 Trong công tác hoàn thiện 171

5 Biện pháp an toàn khi tiếp xúc với máy móc 1726 An toàn trong thiết kế tổ chức thi công172

Trang 10

PHẦN 1

PHẦN KIẾN TRÚC (10%)

GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN : TS PHÙNG THỊ HOÀI HƯƠNGSINH VIÊN THỰC HIỆN : PHẠM VĂN LUÂN

NHIỆM VỤ:

-THUYẾT MINH:

- GIỚI THIỆU CÔNG TRÌNH

- GIẢI PHÁP THIẾT KẾ KIẾN TRÚC VÀ KĨ THUẬT CHÍNH TRONG CÔNG TRÌNH

-BẢN VẼ:

- THỂ HIỆN CÁC MẶT BẰNG KIẾN TRÚC - THỂ HIỆN MẶT ĐỨNG TRỤC 1-12, A-G

Trang 11

I GIỚI THIỆU CÔNG TRÌNH.

Công trình “NHÀ Ở CÁN BỘ CÔNG TY DỆT 8-3” Tổng diện tích xây dựng là: 489 (m2)

1 Về vị trí địa lý, địa hình

Địa hình khá bằng phẳng thuận lợi cho công tác chuẩn bị san dọn mặt bằng.

2 Về địa chất thuỷ văn

Địa chất công trình: Theo kết quả khảo sát địa chất công trình thì nền đất công trình thuộc loại tương đối tốt (có đánh giá khá kỹ trong phần nền móng).

Địa tầng khu vực khảo sát trong độ sâu 50m gồm 10 lớp: lớp 1 và 3 có tính năng xây dựng kém, lớp 8 và 9 có cường độ cao, còn lại là những lớp có cường độ trung bình

Địa chất thuỷ văn: Hàng năm vào mùa mưa, lượng mưa khá lớn, mùa mưa hay bị ngập lụt chủ yếu bị ảnh hưởng của nước mặt.

3 Về nguồn điện cung cấp

Sử dụng nguồn điện hạ thế từ trạm biến áp riêng, hoàn toàn độc lập với các công trình khác.

4 Về nguồn nước

Sử dụng hệ thống nước máy trong hệ thống cấp nước chung của thành phố, được bơm lên bể nước trên mái từ đó cấp nước cho các khu vệ sinh.

5 Về tổ chức giao thông

Công trình được xây dựng trên mảnh đất có diện tích khá lớn (khoảng 561,6m2), lại gần đường lớn thuận lợi cho việc vận chuyển vật liệu đến công trình.

II GIẢI PHÁP KIẾN TRÚC VÀ KỸ THUẬT.1 Giải pháp về mặt bằng.

Công trình là một khối nhà 15 tầng, 1 tầng mái Chiều dài 32,6m chiều rộng 15 m Các tầng có chiều cao khác nhau: Tầng 1 cao 4,2m, các tầng còn lại cao 3,3m Tổng chiều cao công trình 50,4m Diện tích mặt bằng 489m2.

Công trình là một khối nhà ở Bố trí các phòng với các công năng khác nhau phù hợ cho hoạt động.Gồm: Sảnh, các phòng kỹ thuật, phòng khách, phòng ngủ.

Mỗi tầng đều có khu vệ sinh có diện tích đủ để đáp ứng nhu cầu Bố trí 3 thang máy và 2 cầu thang bộ ở trong và ngoài nhà nhà đảm bảo yêu cầu giao thông và thoát hiểm theo phương đứng Nền, sàn nhà lát gạch ceramic 40x40; sàn khu vệ sinh lát gạch chống trơn; tường khu vệ sinh ốp gạch men Sơn tường trong và ngoài nhà, cầu thang dùng ganito đá rửa Toàn bộ nhà dùng cửa sổ kính, cửa đi pa nô kính, mảng kính khung nhôm ở 2 ô cầu thang.

2 Giải pháp kết cấu cho công trình.

- Công trình có kết cấu khung bê tông cốt thép chịu lực, tường xây bao quanh và ngăn các phòng xây gạch hai lỗ để cách âm, cách nhiệt

- Công trình được thiết kế với chiều cao 14 tầng khôngbao gồm tầng mái - Chiều cao tầng là 3,3m Tổng chiều cao công trình tính từ tầng 1 là 50,4 m.

- Xử lý nền móng: Căn cứ vào tài liệu khảo sát địa chất công trình của các công trình lân cận và công trình cần xây dựng, nói chung nền đất tương đối tốt, dùng phương án ……

Trang 12

- Kết cấu mái: Sàn mái đổ bê tông tại chỗ dày 100 mm.

- Sàn các tầng đổ bê tông liền khối với hệ dầm, nền lát gạch men

III CÁC HỆ THỐNG KỸ THUẬT CHÍNH TRONG CÔNG TRÌNH1 Hệ thống chiếu sáng

Các phòng làm việc của nhân viên , phòng làm việc của các lãnh đạo, các phòng trong từng căn hộ và các phòng chức năng khác cùng hệ thống giao thông chính trên các tầng đều được chiếu sáng tự nhiên thông qua các cửa sổ và khoảng không gian ở giữa hai hành lang mà từ các phòng bố thông ra trí Ngoài ra chiếu sáng nhân tạo cũng được bố trí sao cho có thể phủ hết được những điểm cần chiếu sáng.

2 Hệ thống điện

Tuyến điện trung thế 15 KV qua ống dẫn đặt ngầm dưới đất đi vào trạm biến thế của công trình Ngoài ra còn có điện dự phòng cho công trình gồm 1 máy phát điện chạy bằng Diesel cung cấp, máy phát điện này đặt tại phòng kỹ thuật điện ở tầng một của công trình Phân phối điện từ tủ điện tổng đến các bảng phân phối điện của các phòng bằng các tuyến dây đi trong hộp kỹ thuật điện Dây dẫn từ bảng phân phối điện đến công tắc, ổ cắm điện và từ công tắc đến đèn, được luồn trong ống nhựa đi trên trần giả hoặc chôn ngầm trần, tường Tại tủ điện tổng đặt các đồng hồ đo điện năng tiêu thụ cho toàn nhà, thang máy, bơm nước và chiếu sáng công cộng Khi nguồn điện chính của công trình bị mất vì bất kỳ một lý do gì, máy phát điện sẽ cung cấp điện cho những trường hợp sau:

- Các hệ thống phòng cháy, chữa cháy.

Sử dụng hệ thống điều hoà không khí trung tâm được xử lý và làm lạnh theo hệ thống đường ống chạy theo cầu thang theo phương thẳng đứng, và chạy trong trần theo phương ngang phân bố đến các vị trí tiêu thụ.

4 Hệ thống cấp thoát nước

a)Hệ thống cấp nước sinh hoạt :

Nước từ hệ thống cấp nước chính của thành phố được nhận vào bể chứa nước sinh hoạt và bể nước cứu hoả

- Việc điều khiển quá trình bơm nước lên bể trên mái được thực hiện hoàn toàn tự động.

- Nước từ bể trên mái theo các đường ống trong hộp kỹ thuật chảy đến các vị trí cần thiết của công trình.

b Hệ thông thoát nước và nước thải công trình

Hệ thống thoát nước thải sinh hoạt được thiết kế cho tất cả các khu vệ sinh

Trang 13

ống dẫn, qua xử lý cục bộ bằng bể tự hoại, sau đó được đưa vào hệ thống cống thoát nước bên ngoài của khu vực Hệ thống ống đứng thông hơi 60 được bố trí đưa lên mái và cao vượt khỏi mái một khoảng 700(mm) Toàn bộ ống thông hơi và ống thoát nước dùng ống nhựa PVC của Việt nam Các đường ống đi ngầm trong tường, trong hộp kỹ thuật, trong trần hoặc ngầm sàn.

5 Hệ thống phòng cháy, chữa cháy

a) Hệ thống báo cháy :

Thiết bị phát hiện báo cháy được bố trí ở mỗi tầng và mỗi phòng, ở nơi công cộng của mỗi tầng Mạng lưới báo cháy có gắn đồng hồ và đèn báo cháy, khi phát hiện được cháy, phòng quản lý nhận tín hiệu thì phụ trách kiểm soát và khống chế hoả hoạn cho công trình.

b) Hệ thống cứu hoả :

Bố trí hộp vòi chữa cháy ở mỗi sảnh cầu thang của từng tầng Vị trí của hộp vòi chữa cháy được bố trí sao cho người đứng thao tác được dễ dàng Các hộp vòi chữa cháy đảm bảo cung cấp nước chữa cháy cho toàn công trình khi có cháy xảy ra Mỗi hộp vòi chữa cháy được trang bị 1 cuộn vòi chữa cháy đường kính 50(mm), dài 30(m), vòi phun đường kính 13(mm) có van góc Bố trí một bơm chữa cháy đặt trong phòng bơm (được tăng cường thêm bởi bơm nước sinh hoạt) bơm nước qua ống chính, ống nhánh đến tất cả các họng chữa cháy ở các tầng trong toàn công trình Bố trí một máy bơm chạy động cơ điezel để cấp nước chữa cháy khi mất điện Bơm cấp nước chữa cháy và bơm cấp nước sinh hoạt được đấu nối kết hợp để có thể hỗ trợ lẫn nhau khi cần thiết.

6 Hệ thống thông tin tín hiệu

Dây điện thoại dùng loại 4 lõi được luồn trong ống PVC và chôn ngầm trong tường, trần Dây tín hiệu angten dùng cáp đồng, luồn trong ống PVC chôn ngầm trong tường Tín hiệu thu phát được lấy từ trên mái xuống, qua bộ chia tín hiệu và đi đến từng phòng Trong mỗi phòng có đặt bộ chia tín hiệu loại hai đường, tín hiệu sau bộ chia được dẫn đến các ổ cắm điện Trong mỗi căn hộ trước mắt sẽ lắp 2 ổ cắm máy tính, 2 ổ cắm điện thoại, trong quá trình sử dụng tuỳ theo nhu cầu thực tế khi sử dụng mà ta có thể lắp đặt thêm các ổ cắm điện và điện thoại.

IV ĐIỀU KIỆN KHÍ HẬU THỦY VĂN1 Điều kiện khí hậu

Công trình nằm ở thành phố Hà nội, nhiệt độ bình quân hàng năm là 27c chênh lệch nhiệt độ giữa tháng cao nhất (tháng 4) và tháng thấp nhất (tháng 12) là 12c.Thời tiết hàng năm chia làm hai mùa rõ rệt là mùa mưa và mùa khô Mùa mưa từ tháng 4 đến tháng 11, mùa khô từ tháng 12 đến tháng 3 năm sau Độ ẩm trung bình từ 75% đến 80% Hai hướng gió chủ yếu là gió Tây-Tây nam, Bắc-Đông Bắc.Tháng có sức gió mạnh nhất là tháng 8, tháng có sức gió yếu nhất là tháng 11.Tốc độ gió lớn nhất là 28m/s.

2 Địa chất, thủy văn

Trang 14

Mặt bằng khu đất tương đối bằng phẳng, cấu tạo địa tầng từ trên xuống tồn tại các lớp đất sau:

- Lớp 1: Đất lấp nền

- Lớp 2: Sét – sét pha, dẻo cứng (có chỗ nửa cứng)

- Lớp 3: Cát hạt trung đến thô, chặt vừa đến chặt (có chỗ rất chặt) - Lớp 4: Cuội sỏi lẫn cát, rất chặt.

Trang 15

PHẦN 2

PHẦN KẾT CẤU (45%)

GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN : TS PHÙNG THỊ HOÀI HƯƠNGSINH VIÊN THỰC HIỆN : PHẠM VĂN LUÂN

- THIẾT KẾ CẦU THANG BỘ TRỤC 7-8 TẦNG 3 LÊN 4 - THIẾT KẾ LÕI THANG MÁY

Trang 16

CHƯƠNG 1 LỰA CHỌN GIẢI PHÁP KẾT CẤU VÀ LẬP MẶT BẰNG KẾT CẤU

1.1 Lựa chọn vật liệu

Vật liệu xây cần có cường độ cao, trọng lượng nhỏ, khả năng chống cháy tốt Nhà cao tầng thường có tải trọng rất lớn nếu sử dụng các loại vật liệu trên tạo điều kiện giảm được đáng kể tải trọng cho công trình kể cả tải trọng đứng cũng như tải

Vật liệu có tính liền khối cao: có tác dụng trong trường hợp tải trọng có tính chất lặp lại không bị tách rời các bộ phận của công trình.

Vật liệu dễ chế tạo và giá thành hợp lí

Trong điều kiện tại Việt Nam hiện nay thì vật liệu bê tông cốt thép hoặc vật liệu thép là các loại vật liệu đang được các nhà thiết kế sử dụng phổ biến trong các kết cấu nhà cao tầng.

1.2 Lựa chọn giải pháp kết cấu1.2.1 Cơ sở để tính toán kết cấu.

- Căn cứ vào: Đặc điểm kiến trúc và đặc điểm kết cấu, tải trọng của công trình Được sự đồng ý của thầy giáo hướng dẫn.

Em lựa chọn phương án sàn sườn toàn khối để thiết kế cho công trình

Hệ kết cấu vách cứng có thể được bố trí thành hệ thống theo một phương, hai phương hoặc liên kết thành hệ không gian gọi là lõi cứng Loại kết cấu này có khả năng chịu lực ngang tốt nên thường được sử dụng cho các công trình cao hơn 20 tầng Tuy nhiên hệ thống vách cứng trong công trình là sự cản trở để tạo không gian rộng.

1.2.2.2 Hệ kết cấu khung giằng (khung và vách cứng)

Hệ khung lõi chịu lực thường được sử dụng hiệu quả cho các nhà có độ cao trung bình và thật lớn, có mặt bằng hình chữ nhật hoặc hình vuông Lõi có thể đặt trong hoặc ngoài biên trên mặt bằng Hệ sàn các tầng được gối trực tiếp vào tường lõi – hộp hoặc qua các hệ cột trung gian Hệ kết cấu khung giằng 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 khu vực có tường liên tục nhiều tầng Hệ thống khung được bố trí tại các khu vực còn lại của ngôi nhà.

Trang 17

Kết luận:

Qua xem xét các đặc điểm các hệ kết cấu chịu lực trên áp dụng vào đặc điểm công trình và yêu cầu kiến trúc em chọn hệ kết cấu chịu lực cho công trình là hệ kết cấu khung kết hợp lõi chịu lực

Ta tính toán kết cấu cho ngôi nhà theo sơ đồ khung không gian làm việc theo 2 phương.

Chiều cao các tầng: Tầng 1: 4,2m; Tầng 2-14 cao 3,3 m; Tum 3,3m.

Hệ kết cấu gồm hệ sàn BTCT toàn khối, trong mỗi ô bản chính có bố trí dầm phụ theo 2 phương dọc, ngang nhằm đỡ tường và tăng độ cứng của sàn và giảm chiều dày tính toán của sàn Tiết diện thay đổi theo chiều cao để tiết kiệm và phù hợp độ cứng yêu cầu.

1.3 lập mặt bằng kết cấu1.3.1 Chọn kích thước sàn

Chiều dày bản xác định sơ bộ theo công thức: hb= l.

Trong đó: D = (0,8  1,4) là hệ số phụ thuộc tải trọng, lấy D = 1 m: là hệ số phụ thuộc loại bản.

với bản loại dầm với bản kê bốn cạnh l : là chiều dài cạnh ngắn.

Sơ bộ kích thước sàn tầng điển hình, tầng mái:

Vì khoảng cách lớn nhất giữa các cột là 4,8m, để đảm bảo các ô sàn làm việc bình thường độ cứng của các ô sàn phải lớn nên em chọn giải pháp sàn là sàn sườn toàn

khối Ô sàn có kích thước lớn nhất là 4,8x3,75 m.

Do có nhiều ô bản có kích thước và tải trọng khác nhau dẫn đến có chiều dày bản sàn khác nhau, nhưng để thuận tiện thi công cũng như tính toán ta thống nhất chọn một chiều dày bản sàn.

 Do yêu cầu về cấu tạo và kiến trúc chọn sơ bộ kích thước bản sàn là 10cm Chọn sơ bộ kích thước dầm

Chiều cao tiết diện dầm được chọn theo công thức: Chiều rộng dầm được chọn theo công thức:

Trong đó : md : hệ số

ld : nhịp của dầm đang xét Đối với dầm chính md = 8  12 Đối với dầm phụ md = 12  20.

Để đơn giản cho việc thi công, cố gắng chọn ít loại tiết diện dầm.

Ngoài ra cần thiết kế tiết diện dầm cột để đảm bảo các yêu cầu kháng chấn: - Bề rộng dầm:

Trong đó: bc là cạnh cột vuông góc với trục dầm hw là chiều cao dầm.

Trang 18

- Kích thước tiết diện ngang của cột 1/10 chiều dài cột (chiều cao tầng) - Độ lệch tâm trục dầm và trục cột bc/4 (bc là cạnh cột vuông góc với trục dầm)

A – Diện tích tiết diện cột

N – Lực nén được tính toán gần đúng theo công thức: Fa – diện tích mặt sàn truyền tải trọng lên cột đang xét ms – số sàn phía trên tiết diện đang xét

q – tải trọng tương đương tính trên mỗi mét vuông mặt sàn trong đó gồm tải trọng thường xuyên và tải trọng tạm thời trên bản sàn, trọng lượng dầm, cột đem tính ra phân bố đều trên sàn Để đơn giản cho tính toán và theo kinh nghiệm ta tính N bằng cách ta cho tải trọng phân bố đều lên sàn là q = 10

Trang 19

- Kiểm tra điều kiện cột về độ mảnh

Kích thước cột phải đảm bảo điều kiện ổn định Độ mảnh được hạn chế:

Trang 20

Chọn sơ bộ tiết diện cột : trục B, F – 1,12 + Từ tầng 1-14 : 300x500mm.

Kích thước cột phải đảm bảo điều kiện ổn định Độ mảnh được hạn chế như sau: , đối với cột nhà

l0 : Chiều dài tính toán của cấu kiện, đối với cột đầu ngàm đầu khớp: l0 = 0,7l Cột biên tầng 1 có

Vậy cột đã chọn đảm bảo điều kiện ổn định.

2.3 Chọn sơ bộ kích thước lõi thang máy

- Chiều dày lõi thang máy được xác định theo công thức sau:

=> Ta chọn

Ngoài ra vách thang máy cũng đảm bảo yêu cầu kháng chấn - Chiều dày tường:

Trang 21

Trang 22

CHƯƠNG 2 XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG LÊN CÔNG TRÌNH

2.1 Tĩnh tải tác dụng lên công trình2.1.1 Tĩnh tải sàn

Tĩnh tải sàn bao gồm trọng lượng bản thân bản sàn bằng BTCT (phần này do máy tính tự dồn dựa trên vật liệu và chiều dày sàn) và trọng lượng các lớp cấu tạo sàn Các lớp tính và căn cứ vào đặc điểm từng ô sàn ta có bảng tĩnh tải các loại ô sàn

Trang 23

Tường tầng 1(ht=4,2m) xây gạch dày 220mm, tường xây dưới dầm D30x60 - Chiều cao tường: h = ht-hd= 4,2 - 0,4 = 3,8m

- Tĩnh tải của 2 lớp trát: gtt = 3,8x0,015x18x1,3 = 1,33 (kN/m) - Tĩnh tải của gạch xây: gtt = 3,8x0,22x18x1,1 = 19,56 (kN/m) - Tổng tĩnh tải: gtt = 1,33+19,56= 20,89 (kN/m)

- Tải tường có cửa (tính đến hệ số cửa 0,75): gtt = 20,89x0,75 = 15,57 (kN/m) Các loại tường còn lại tính toán tương tự, ta lập thành bảng sau:

Bảng 2.2: tĩnh tải tường tầng điển hình

Trang 24

Giá trị tiêu chuẩn thành phần tĩnh của áp lực gió Wj tại điểm j ứng với cao độ zj so với mốc chuẩn tính theo công thức:

Trong đó: c - là hệ số khí động, không thứ nguyên

W0- giá trị áp lực gió lấy theo lấy theo bản đồ phân vùng, - hệ số tính đến sự thay đổi của áp lực gió theo chiều cao Tải trọng tác dụng lên từng tầng, đơn vị KN xác định theo công thức

Với γ -hệ số vượt tải trọng gió, γ = 1,2

Với Dhj - Chiều cao đón gió của tầng thứ j Bj - Bề rộng đón gió của tầng thứ j.

Dhj-1 - Chiều cao đón gió của tầng dưới tầng thứ j Bj-1 - Bề rộng đón gió của tầng dưới tầng thứ j - Tính toán

Số liệu đầu vào: Hệ số khí động hút và đẩy lấy c = 1,4 Công trình tại quận Hà Nội thuộc vùng gió IIB, có Dạng địa hình B

Bảng tính toán tải trọng gió quy về tải phân bố đều tại các tầng Cao độ tính từ mặt đất cos ±0.00m.

Trang 25

Trang 26

Bản chất của thành phần động có 2 thành phần:''xung của vận tốc gió'' và ''lực quán tính của công trình'' gây ra Các thành phần này làm tăng thêm tác dụng của tải trọng gió lên công trình do dao động, xét đến ảnh hưởng của lực quán tính sinh ra do khối lượng tập trung của công trình khi dao động bởi các xung của luồng gió Tùy mức độ nhạy cảm của công trình đối với tác dụng động lực của tải trọng gió mà

thành phần động của tải trọng gió chỉ cần kể đến tác động do thành phần xung của vận tốc gió hoặc với cả lực quán tính của công trình.

Mức độ nhạy cảm được đánh giá qua tương quan giữa giá trị các tần số dao động riêng cơ bản của công trình, đặc biệt là tần số dao động riêng thứ nhất, với tần số giới hạn fL(Bảng 2 và Hình 2.TCVN 2737-1995).

Với công trình thuộc vùng gió II và là công trình nhà dân dụng kết cấu bê tông cốt thép Ta xác định được: Tần số giới hạn: fL = 1,3 (Hz) Độ giảm lôga:  = 0,3 - Tính toán

Việc xác định giá trị tiêu chuẩn thành phần động của áp lực gió phụ thuộc vào tần số dao động của công trình, Tiến hành giải bài toán dao động riêng: mô hình kết cấu trong Etabs version 17.0.1 sẽ tự động tính toán khối lượng bản thân của cấu kiện Ta tiến hành tính toán phần khối lượng phụ thêm cho từng tầng để nhập vào gồm có:

+ Hoạt tải sử dụng với hệ số chiết giảm 0,3.

+ Khối lượng các lớp kiến trúc, bêtông chống thấm + Khối lượng tường xây, bể nước

Gán tải trọng tiêu chuẩn của tĩnh tải và hoạt tải vào mô hình với cấu trúc tổ hợp khối lượng: Masssourse = 1TT + 0,3 HT

- Định nghĩa về các dao động

Nếu coi kết cấu công trình như dạng một thanh côngxon có độ cứng tương đương được đặt tại trọng tâm trên mặt bằng công trình và có khối lượng các tầng được quy về tập trung tại cao độ mức sàn tương ứng Khi đó ta có thể hiểu số bậc dao động được phát biểu như sau:

- Số bậc dao động là số bậc của hàm số mà đồ thị được tạo bởi từ sự biến dạng của thanh côngxon khi dao động Hay nói cách khác, là số lần chuyển vị của khối lượng tập trung tại cao độ mức sàn thay đổi dấu so với trục thẳng đứng OZ.

Các dạng dao động sẽ gây ra biến dạng của thanh công xon đó như sau:

Trang 27

Dạng dao động 1 Dạng dao động 2 Dạng dao động 3 Dạng dao động 4

Chương trình etabs phân tích xong, ta vào menu Display/Show tables, rồi lấy các

kết quả phân tích từ“Analysis Results", ta có được bảng kết quả phân tích về công

Trong tính toán thành phần động của tải trọng gió, khối lượng tham gia dao động lấy bằng tĩnh tải và 50% hoạt tải Kết quả chu kỳ dao động thu được từ phân tích động lực bằng phần mềm Etabs như sau:

Bảng 2.6- Chu kỳ dao động của công trình khi tính gió động

Trang 28

Bảng 2.9- Kết quả khối lượng tham gia dao động

Theo phương X, dựa vào bảng 4.7, do , nên theo TCVN 229-1999 cần tính thành phần dao động của tải gió theo phương X với 2 dạng dao động đầu tiên Theo phương Y, dựa vào bảng 4., do , nên theo TCVN 229-1999 cần tính thành phần dao động của tải gió theo phương Y với 2 dạng dao động đầu tiên Giá trị tiêu chuẩn thành phần động của tải trọng gió tác dụng lên phần thứ j dạo dao động j được xác định theo công thức:

- hệ số được xác định bằng cách chia công trình thành n phần, trong phạm vi mỗi phần tải trọng gió có thể coi như không đổi.

- Xác định hệ số động lực Xác định hệ số

- Giá trị tính toán thành phần động tải trọng gió lên từng tầng là : - Với gió theo phương X

- Chiếu trọng tâm bề mặt đón gió của công trình lên mặt phẳng YOZ, ta xác định

Trang 29

Có ;

Theo đồ thị trong TCXDVN 229-1999 ta được hệ số động lực ứng với dạng dao động đầu tiên: 1,9

+ Dạng dao động riêng thứ 2 (Mode 3)

+ Với gió theo phương Y

- Chiếu trọng tâm bề mặt đón gió của công trình lên mặt phẳng XOZ, ta xác định

+ Dạng dao động riêng thứ nhất (Mode 2)

+ Dạng dao động riêng thứ hai (Mode 4)

Ta có các bảng tính toán gió động theo phương X và Y (theo phụ lục kết cấu phần phụ lục tính toán gió động)

2.4 Xác định tải trọng động đất2.4.1 Cơ sở tính toán

- Tải trọng động đất ta có thể tính theo hai cách:

- Cách 1: Sử dụng phần mềm để phân tích động đất theo phương pháp phổ phản ứng (Lực động đất và tổ hợp nội lực do các dạng dao động khác nhau gây ra được công trình tự tính).

- Cách 2: Tính toán tác dụng của động đất bằng phương pháp phổ phản ứng (Tính ra lực, rồi gán vào mô hình công trình)

Quá trình tính toán tuân theo TCVN 9386-2012 (TCXDVN 375: 2006) - Tính toán theo cách 1

- Cơ sở tính toán

- Động đất và tác động của động đất lên công trình

- Nước ta hầu như không chịu thiệt hại nhiều do tác động động đất gây ra Ngày nay, cùng với sự phát triển của xã hội, các công trình lớn xây dựng ngày càng nhiều,

Trang 30

nhu cầu về sự an toàn ngày càng cao, đòi hỏi người thiết kế công trình có kể đến tác động của động đất.

- Bất kỳ một trận động đất nào cũng liên quan đến việc toả ra một khối năng lượng từ một nơi nhất định, nơi đó có thể nằm sâu trong lòng đất Điểm phát ra năng

lượng của một trận động đất được gọi là “chấn tiêu” Điểm chiếu của chấn tiêu lênphương thẳng đứng được gọi là “chấn tâm” Khoảng cách từ chấn tiêu đến chấntâm được gọi là độ sâu chấn tiêu và ký hiệu là H

- Có nhiều nguyên nhân dẫn đến việc phát sinh khối năng lượng gây ra động đất, nhưng nguyên nhân cơ bản là sự chuyển động tương hỗ không ngừng của các khối vật chất nằm sâu trong lòng đất để thiết lập một thế cân bằng mới, được gọi là vận động kiến tạo và động đất là hậu quả của vận động kiến tạo đó.

- Khi động đất xảy ra, năng lượng được giải phóng từ chấn tiêu sẽ truyền ra môi trường xung quanh dưới dạng sóng đàn hồi vật lý: sóng dọc, sóng ngang và sóng mặt Tất cả các sóng vừa nêu trên do động đất gây ra được gọi là sóng địa chấn - Khi động đất xảy ra, do ảnh hưởng của sóng địa chấn, nền đất bị kéo, nén, xoắn,

cắt nên có thể bị mất ổn định, kết quả sau khi sóng địa chấn đi qua, nền đất có thể bị lún, sụt lở và hoá lỏng Các công trình nằm trên nền đất đó sẽ bị phá hoại.

- Trong trường hợp nền đất ổn định, công trình đặt trên nền đất sẽ xuất hiện những phản ứng ( chuyển vị, vận tốc, gia tốc ) và nội lực của công trình nói chung là vượt quá nội lực đã tính toán tĩnh Đây chính là nguyên nhân dẫn đến sự hư hỏng hay công trình nằm trong vùng động đất.

* Cơ sở lý thuyết tính toán

- Năm 2012 bộ xây dựng ban hành TCVN 9386: 2012 “Thiết kế công trình chịu

động đất” Tuy nhiên tiêu chuẩn chỉ đưa ra cách thức chung để tính động đất, và

phần lớn phải dựa vào phổ phản ứng được thiết lập cho mỗi vùng đất.

- Để tính toán bằng tay theo phương pháp phổ phản ứng mất rất nhiều thời gian và công sức, nhiều khi khó có thể chính xác nếu không có sự trợ giúp của các phần

mềm máy tính

- Phương pháp phổ phản ứng theo TCVN 9386: 2012 kết hợp với sự hỗ trợ của phần

mềm máy vi tính có thể áp dụng tính toán cho tất cả các loại nhà.

 Tính toán tác động của động đất theo phương pháp phổ phản ứng, dựa trên phần mềm ETABS Version 17.0.1

a) Đặc trưng của công trình

- “NHÀ Ở CÁN BỘ CTY DỆT 8-3” được xây đựng tại quận Hà Nội Với 15 tầng có tổng chiều cao 50,4m kể từ cos 0.00

- Theo phụ lục F: phân cấp, phân loại công trình xây dựng của TCVN 9386-2012 Công trình này thuộc công trình cấp đặc biệt Do đó theo Phụ lục E, với công trình nhà cao tầng 9-19 tầng có hệ số tầm quan trọng là:

- Theo phụ lục I: Bảng phân vùng gia tốc nền theo địa danh hành chính quận Cầu Giấy,

Trang 31

- Theo báo cáo khảo sát địa chất công trình, nền đất công trình là nền đất nhóm B b) Sử dụng phần mềm ETABS tính toán với các bước như sau

 Bước 1

 Định nghĩa vật liệu: Bê tông B25 có Modun đàn hồi

 Khối lượng tham gia dao động: - Khối lượng bản thân kết cấu

- Khối lượng của các bộ phận phi kết cấu, tường, vách ngăn,…

- Khối lượng kiến trúc (trát, gạch lát, vữa…) và các hệ thống kỹ thuật - Hoạt tải tham gia dao động.

 Bước 2: Vào mô hình kết cấu

Từ mặt bằng kết cấu và các bản vẽ kiến trúc, ta vào sơ đồ mô hình công trình sau khi đã tạo kích thước cấu kiện.

 Bước 3: Gán khối lượng cho kết cấu

- Tải trọng bản thân kết cấu máy sẽ tự dồn theo tĩnh tải (TT) với hệ số Ta gán thêm trọng lượng của các lớp kiến trúc, tường, vách ngăn, vách kính.

- Hoạt tải sử dụng được tính toán theo TCVN 2737 – 1995.

 Bước 4: Khai báo khối lượng tham gia dao động và số dao động phân tích

- Từ ETABS ta vào Define/Mass Source và lấy khối lượng tham gia dao động với 100 % tĩnh tải và % hoạt tải tương ứng.

- Chọn chế độ From Loads

- Thực hiện các bước chia phần tử, chọn sơ đồ phân tích không gian, và chạy chương trình.

- Dao động thực tế của công trình là sự tổng hợp của nhiều dạng dao động của mỗi phương (mode) Mỗi mode có một sự đóng góp khác nhau vào dạng dao động theo phương ngang đang xét Theo điều 4.3.3.3.1 TCVN 9386: 2012 quy định “Tổng khối lượng hữu hiệu của các dạng dao động được xét chiếm ít nhất 90% tổng khối lượng của kết cấu hoặc tất cả các dạng dao động có khối lượng hữu hiệu lơn hơn 5% của tổng khối lượng đều được xét tới”

 Bước 5: Tính toán theo TCVN 9386: 2012 và định nghĩa đường phổ phản ứng trong ETABS.

- Trong ETABS có sẵn các hàm phổ phản ứng của tiêu chuẩn một số nước Nhưng chưa có phổ của việt nam chúng ta Theo điều 3.2.2 và điều 4.3.3.3 của TCVN 9386: 2012 có chỉ dẫn cách xây dựng được phổ phản ứng với 5 loại nền đất khác nhau

 Với chu kỳ 0 < T < 4s được xây dựng theo phổ gia tốc  Với chu kỳ 4 < T <10s được xây dựng theo phổ chuyển vị - Trích dẫn mục (4) điều 3.2.2.5 TCVN 9386: 2012

Với các thành phần nằm ngang của tác động động đất, phổ phản ứng đàn hồi Se(T) được xác định bằng các công thức sau (xem hình 4.15):

Trang 32

Hình 2.10 Dạng của phổ phản ứng đàn hồi

Trong đó: +) Se(T)- Phổ phản ứng đàn hồi;

+) T- Chu kỳ dao động của hệ tuyến tính một bậc tự do;+) ag - Gia tốc nền thiết kế trên nền loại A (ag = I agR);

+) TB - Giới hạn dưới của chu kỳ, ứng với đoạn nằm ngang của phổ phản ứng gia tốc;

+) TC - Giới hạn trên của chu kỳ, ứng với đoạn nằm ngang của phổ phản ứng gia tốc;

+) TD- Giá trị xác định điểm bắt đầu của phần phản ứng dịch chuyển không đổi trong phổ phản ứng;

+) S- Hệ số nền;

+) - Hệ số điều chỉnh độ cản với giá trị tham chiếu  = 1 đối với độ cản nhớt 5%, xem mục (3) của điều này.

- Giá trị của chu kỳ TB, TC và TD và của hệ số nền S mô tả dạng phổ phản ứng đàn hồi phụ thuộc vào loại nền đất, nếu không xét tới địa chất tầng sâu.

 Ghi chú 1: Đối với % loại nền đất A, B, C, D, và E, giá trị các tham số S, TB, TC

và TD được cho trong Bảng 4.12, các dạng phổ được chuẩn hoá theo ag với độ cản 5% được cho ở Hình 4.11.

Trang 33

Hình 2.11 Phổ phản ứng đàn hồi cho các loại nền đất từ A đến E (độ cản 5%)Bảng 2.12 Giá trị của các tham số mô tả các phổ phản ứng đàn hồi

 Ghi chú 2 : Đối với các nền đất Loại S1 và S2, cần có các nghiên cứu riêng để xác

định các giá trị tương ứng của S, TB, TC và TD.

- Hệ số điều chỉnh độ cản  có thể xác định bằng biểu thức:

Trong đó: +) - tỷ số cản nhớt của kết cấu, tính bằng phần trăm.

+) Đối với các thành phần nằm ngang của tác động động đất, phổ

thiết kế Sd(T) được xác định bằng các biểu thức sau:

Trang 34

Trong đó:

+) Sd(T)- phổ phản ứng đàn hồi;

+) T- chu kỳ dao động của hệ tuyến tính một bậc tự do; +) ag - gia tốc nền thiết kế trên nền loại A (ag = I agR);

+) TB - giới hạn dưới của chu kỳ, ứng với đoạn nằm ngang của phổ phản ứng gia tốc; +) TC - giới hạn trên của chu kỳ, ứng với đoạn nằm ngang của phổ phản ứng gia tốc; +) TD - giá trị xác định điểm bắt đầu của phần phản ứng dịch chuyển không đổi trong phổ phản ứng;

+) S- hệ số nền; Sd(T)- phổ thiết kế; q- hệ số ứng xử;

+) - hệ số ứng với cận dưới của phổ thiết kế theo phương nằm ngang, = 0,2.

- Hệ số ứng xử q: Hệ số được sử dụng cho mục đích thiết kế để giảm độ lớn của lực thu được từ phân tích tuyến tính, nhằm xét đến phản ứng phi tuyến của kết cấu, liên quan đến vật liệu, hệ kết cấu và quy trình thiết kế.

- Để đưa về phân tích tuyến tính, TCVN 9386: 2012 có kể đến sự tiêu tán năng lượng chủ yếu thông qua ứng sử dẻo và các cơ cấu khác của các cấu kiện và hệ kết cấu Bằng cách phân tích đàn hồi dựa trên phổ phản ứng được chiết giảm từ phổ

phản ứng đàn hồi, vì thế phổ này được gọi là phổ thiết kế Và sự chiết giảm được

thực hiện bằng cách đưa vào hệ số ứng sử q.

- Giá trị trên của hệ số ứng xử q, tính đến khả năng làm tiêu tán năng lượng, phải được tính cho từng phương khi thiết kế như sau:

Trong đó: +) q0 - giá trị cơ bản của hệ số ứng xử, phụ thuộc vào loại hệ kết cấu và tính đều đặn của nó theo mặt đứng

+) kw- hệ số phản ánh dạng phá hoại phổ biến trong hệ kết cấu có tường - Với loại nhà mà có sự đều đặn theo mặt đứng giá trị cơ bản q0 cho các loại kết cấu

khác nhau được cho trong Bảng 4.18

Bảng 3.13 Giá trị cơ bản của hệ số ứng xử, q0, cho hệ có sự đều đặn theo mặt đứng

Loại kết cấu Cấp dẻo kết cấu trung bình Cấp dẻo kết cấucao

Trang 35

- Định nghĩa đường phổ phản ứng trong phần mềm ETABS  Bước 6: Định nghĩa trường hợp tải và tổ hợp.

- Các trường hợp tải sẽ được định nghĩa trong ETABS sau khi mà tạo ra đường phổ (sẽ trình bày cụ thể ngay dưới đây).

c) Kết luận về trình tự tính toán của phần mềm ETABS

- Phần mềm phân tích dao động thành các dao động riêng theo mỗi phương (mode) và tính toán tần số dao động tự nhiên Giá trị gia tốc dùng cho mỗi mode trong mỗi phương sẽ được nội suy từ đường phổ phản ứng đã định nghĩa trong ETABS, ứng với phương, chu kỳ dao động riêng và hệ số giảm chấn của mode đó

- Lực quán tính tác dụng vào các phần tử phụ thuộc vào khối lượng của phần tử đó Nội lực, ứng suất và chuyển vị theo phương đó của hệ được tính toán dựa trên lực tác động đó.

- Các bước trên được tính toán độc lập cho từng mode dao động theo một phương Sau đó phần mềm tự động tổ hợp nội lực, ứng suất và chuyển vị từ các mode để được giá trị tổng thể trong kết cấu trong một phương Để được giá trị ứng xử của kết cấu trong không gian, phần mềm sẽ tự động tổ hợp từ các phương khác nhau.

2.4.2 Tính toán cụ thể cho công trình

- Gia tốc nền thiết kế: agR - Gia tốc nền tham chiếu( tra theo địa danh hành chính PL(I)-tr 237 ): Địa danh: Thành Phố Hà Nội, có

- Hệ số tầm quan trọng ( tra PL(F)-tr 225 ), γ1 =1.

- β: Hệ số ứng xử với cận dới của nền thiết kế theo phương nằm ngang β=0,2 - q0: Hệ số ứng xử phụ thuộc vào loại kết cấu và tính đều đặn của nó theo mặt đứng

; có

Hệ số kW phản ánh dạng phá hoại thường gặp trong kết cấu, với hệ kết cấu vách lõi Lấy kw = 1 ( với hệ khung và hệ kết cấu hỗn hợp tương đương khung) Vậy hệ số ứng xử của kết cấu công trình:

- Xây dựng phổ phản ứng:

2.4.2 Tính toán

 Lý thuyết tính toán: Theo TCVN 9386-2012 Phương pháp cơ bản để phân tích lực động đất theo phương ngang.

a) Phương pháp tĩnh lực ngang tương đương

- Phương pháp phân tích này có thể áp dụng cho các nhà mà phản ứng của nó không chịu ảnh hưởng đáng kể bởi các dạng dao động bậc cao hơn dạng dao động cơ bản trong mỗi phương chính.

Trang 36

- Yêu cầu khi áp dụng phương pháp này là: Có các chu kì dao động cơ bản T1 theo 2 hướng chính nhỏ hơn các giá trị sau: (*)

- Lực cắt đáy: tổng lực cắt đáy tại chân công trình theo mỗi phương nằm ngang được phân tích được xác định bằng biểu thức :

Trong đó:+) - tung độ của phổ thiết kế tại chu kỳ T1

+) m – tổng khối lượng của nhà ở trên móng hoặc ở trên đỉnh của phần cứng phía dưới

+) - hệ số hiệu chỉnh, lấy như sau:

= 0,85 nếu T1 ≤ 2TC với nhà có trên 2 tầng hoặc = 1 với các trường hợp khác

- Phân bố lực động đất nằm ngang: tác động động đất phải được xác định bằng cách đặt lực ngang Fi vào tất cả các tầng ở hai mô hình phẳng:

+) Fi - lực ngang tác dụng tại tầng thứ i +) Fb – lực cắt đáy do động đất.

+)Si, Sj - lần lượt là chuyển vị của các khối lượng mi, mj trong dạng dao động cơ bản +) mi, mj- khối lượng các tầng

b) Phương pháp phân tích phổ phản ứng dao động

- Phương pháp phân tích này cần được áp dụng cho nhà không thỏa mãn những điều kiện (*) đã nêu ở mục trên

- Phải xét tới phản ứng của tất cả các dạng dao động góp phần đáng kể vào phản ứng tổng thể của nhà,thỏa mãn một trong hai điều kiện sau:

 Tổng các khối lượng hữu hiệu của các dạng dao động được xét chiếm ít nhất 90% tổng khối lượng của kết cấu

 Tất cả các dạng dao động có khối lượng hữu hiệu lớn hơn 5% của tổng khối lượng đều được xét đến.

- Nếu điều kiện trên không được thỏa mãn (như trong công trình mà các dạng dao động xoắn góp phần đáng kể) thì số lượng tối thiệu các dạng dao động không cần xét đến khi phân tích không gian cần thỏa mãn cả hai điều kiện sau: và Tk 0,2.s

Trong đó: +) n: Số tầng trên móng hoặc đỉnh của phần cứng phía dưới +) k: số dạng dao động cần được xét đến trong tính toán.

+) Tk: Chu kỳ dao động riêng tương ứng với dạng dao động thứ k.

2.4.3 Tính toán cụ thể

 Phân tích các đặc trưng động lực bằng phần mềm ETABSv17.0.1 cho kết quả :

Trang 37

Bảng 3.14 Chu kì tham gia dao động

 Nhận xét: Do chu kì cơ bản theo phương T1X lớn hơn 2s, ta sử dụng phương pháp phân tích phổ phản ứng dạng dao động để xác định tải trọng động đất tác dụng lên

Trang 38

Lực cắt đáy công trình trong giai đoạn giao động thứ k:

Trong đó : +) Fbk - Lực cắt ở chân công trình trong dạng dao động thứ k +) Sd (Tk) - tung độ của phổ thiết kế tại chu kì Tk.

+) - Hệ số điều chỉnh ( = 0.85 với nhà có trên 2 tầng T <= 2Tc hoặc = 1.0 với các TH khác ) chọn = 1.

+) mk - Khối lượng hữu hiệu ứng với dạng dao động k: mk = k * M.

+) k - phần trăm tổng khối lượng toàn công trình đóng góp vào dạng dao động thứ k ( xác định k bằng chương trình Etabs).

Lực ngang tác dụng vào các tầng ở hai mô hình phẳng:

+) Fbk - Lực cắt ở chân công trình trong dạng dao động thứ k.

+) Fki - Lực ngang tác dụng tại tầng thứ i trong dạng dao động thứ k +) mi, mj - khối lượng của tầng thứ i, j.

+) ski, skj - chuyển vị của các khối lượng mi, mj trong dạng dao động thứ k.

+) j - số tầng thiết kế của công trình.

Ta có bảng tính toán động đất theo các phương và các dao động như trong phụ lục kết cấu ( phần tính toán tải trọng động đất)

2.5Tính toán và tổ hợp nội lực

Các tải trọng tính toán đã xác định được nhập vào mô hình công trình trên Etabsv17.0.1 Việc tính toán nội lực và báo cáo kết quả do máy tính thực hiện

Trang 39

CHƯƠNG 3 THIẾT KẾ SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH

Trang 40

3.2 Xác định sơ đồ tính3.2.1 Chiều dày sàn

Chiều dày sàn đã chọn ở phần xác định kích thước sơ bộ các cấu kiện.hb = 12 cm.

3.2.2 Phân loại các ô sàn

Trên mặt bằng kết cấu tầng điển hình với những ô sàn có kích thước và sơ đồ liên kết giống nhau ta đặt ra một ký hiệu Dựa vào các số liệu các ô sàn được chia thành 2

- Ta tính toán các ô sàn theo sơ đồ đàn hồi

* Nội lực: Cắt 1 dải bản rộng 1m theo phương tinh toán:

Hình 3.1 Sơ đồ phân phối momen bản kê bốn cạnh

M1 = m11.P’ + mi1.P’’ MI = ki1.P M2 = m12.P’ + mi2.P’’ MII = ki2.P Trong đó:

m11 và mi1 là các hệ số để xác định mô men nhịp theo phương l1

m12 và mi2 là các hệ số để xác định mô men nhịp theo phương l1

ki1 và ki2 là các hệ số để xác định mô men gối theo phương l1 và l2

a, Trường hợp  2.

m11 và m12 tra theo sơ đồ 1 - Bảng (1-19)sách “sổ tay kêt cấu công trình”.

mi1 và mi2, ki1 và ki2 tra theo sơ đồ 9- Bảng (1-19)sách “sổ tay kết cấu công trình”