TỔNG QUAN VỀ CÔNG TRÌNH
Tổng quan về kiến trúc
Hình 1.1 Tòa nhà SOUTHERN CROSS SKYVIEW
Tên công trình: SOUTHERN CROSS SKYVIEW.
Địa điểm xây dựng: Số 8 Nguyễn Khắc Viện, p Tân Phú, Quận 7, Tp Hồ Chí Minh.
Chức năng sử dụng công trình: phòng học, văn phòng làm việc, căn hộ cho thuê.
Tổng chiều cao công trình: 66.35m.
Công trình có 18 tầng bao gồm một tầng hầm sâu 3.3m và một tầng mái.
Các mặt tiếp giáp của công trình: o Hướng Đông – Nam (Mặt đứng chính) tiếp giáp với đường Bertrand Russell o Hướng Đông – Bắc tiếp giáp với đường Nguyễn Khắc Viện. o Hướng Tây – Bắc tiếp giáp với Ngân hàng TMCP Techcombank Phú Mỹ Hưng o Hướng Tây – Nam tiếp giáp với một đường giao thông nhỏ.
SVTH: Nguyễn Hữu Gia Bảo_18149218 Trang 1 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: T.S Nguyễn Thanh Hưng
Hình 1.2 Vị trí tòa nhà trên Google Map
Công trình được xây dựng trên khu vực có địa chất rất yếu.
Phân khu chức năng
Công trình được phân chia chức năng từ dưới lên trên:
Tầng hầm với chức năng chính là bãi đỗ xe, đặt máy bơm nước, máy phát điện Ngoài ra còn bố trí thêm một số kho phụ, phòng bảo vệ, kỹ thuật điện, nước, chữa cháy, Hệ thống xử lí nước thải được đặt ở góc tầng hầm.
Tầng trệt và tầng 2 được sử dụng là phòng học và văn phòng Ngoài ra còn có đại sảnh và căn tin chung Chiều cao tầng là 4.2m.
Các tầng trên được sử dụng làm căn hộ cho thuê Chiều cao tầng là 3.3m Mỗi căn hộ có
2 phòng ngủ, 1 phòng ngủ, 1 nhà vệ sinh, 1 phòng khách và phòng ăn.
Công trình có 2 thang máy và 1 cầu thang bộ thoát hiểm.
Giải pháp kỹ thuật
Hệ thống điện: Hệ thống đường dây điện được bố trí ngầm trong tường và sàn, có hệ thống phát điện riêng biệt phục vụ cho công trình khi cần thiết.
Hệ thống cấp nước: Nguồn nước được lấy từ hệ thống cấp nước của thành phố kết hợp với nguồn nước ngầm do khoan giếng dẫn vào hồ chứa ở tầng hầm và được bơm lên hồ nước
Hệ thống thoát nước: Nước thải sinh hoạt được thu từ các ống nhánh, sau đó tập trung tại các ống thu nước chính bố trí thông tầng Nước được tập trung ở tầng hầm, được xử lí và đưa vào hệ thống thoát nước chung của thành phố.
Hệ thống xử lí rác: ống thu rác sẽ thông suốt các tầng, rác được tập trung tại ngăn chứa ở tầng hầm, sau đó có xe đến vận chuyển.
Hệ thống thông thoáng và chiếu sáng: các phòng trong công trình đều được đảm bảo thông thoáng tự nhiên bằng các cửa sổ, cửa kiếng được bố trí ở hầu hết các phòng Có bố trí hệ thống điều hòa nhiệt độ Các phòng cũng được chiếu sáng tự nhiên kết hợp cùng với chiếu sáng nhân tạo đầy đủ.
Hệ thống phòng cháy và chữa cháy: Tại mỗi tầng đều được trang bị một bộ thiết bị chống cháy đặt ở hành lang, trong công trình được lắp đặt hệ thống báo khói tự đông.
Vật liệu sử dụng
Chọn bê tông có cấp độ bền B30 cho dầm, sàn, tường và vách có thông số vật liệu như sau:
Bảng 1.1 Thông số vật liệu bê tông
Trọng lượng Độ bền nén,
Hệ số vượt Mô-đun đàn
Loại Cấp độ bền riêng kéo (MPa) tải γ b hồi E b (MPa)
Dầm, sàn và cầu thang B30 25 17 1.2 1 32.5×10 3
Bảng 1.2 Thông số vật liệu thép
Trọng lượng Độ bền nén,
Cốt thép kéo R s , R sc vượt tải riêng (kN/m 3 ) cắt hồi E b (MPa)
SVTH: Nguyễn Hữu Gia Bảo_18149218 Trang 3
Chọn sơ bộ kích thước các kấu kiện
Bảng 2.1 Kích thước cấu kiện
Cấu kiện Công thức chọn sơ bộ Tiết diện sơ bộ (mm)
Tính toán tải trọng
2.2.1.1 Tĩnh tải sàn tầng điển hình:
Các lớp cấu tạo Chiều dày Trọng lượng Tải trọng tiêu
Hệ số Tải trọng tính riêng chuẩn sàn (mm) vượt tải toán (kN/m 2 )
Bản BTCT 200 25 5 1.1 5.5 Đường ống thiết bị - - 0.5 1.1 0.55
Tổng tĩnh tải hoàn thiện không kể đến BTCT 1.42 - 1.706
2.2.1.2 Tĩnh tải sàn nhà vệ sinh:
Bảng 2.3 Tĩnh tải sàn nhà vệ sinh
Các lớp cấu tạo Chiều dày Trọng lượng Tải trọng tiêu Hệ số Tải trọng tính sàn (mm) riêng chuẩn vượt tải toán (kN/m 2 )
SVTH: Nguyễn Hữu Gia Bảo_18149218 Trang 4
Vữa tạo độ dốc 30 18 0.54 1.3 0.702 Đường ống thiết bị - - 0.5 1.1 0.55
Tổng tĩnh tải hoàn thiện không kể đến BTCT 1.96 - 2.408
2.2.1.3 Tĩnh tải sàn tầng mái:
Bảng 2.4 Tĩnh tải sàn tầng mái
Các lớp cấu tạo Chiều dày Trọng lượng Tải trọng tiêu
Hệ số Tải trọng tính riêng chuẩn sàn (mm) vượt tải toán (kN/m 2 )
Vữa tạo độ dốc 30 18 0.54 1.3 0.702 Đường ống thiết bị - - 0.5 1.1 0.55
Tổng tĩnh tải hoàn thiện không kể đến BTCT 1.96 - 2.408
SVTH: Nguyễn Hữu Gia Bảo_18149218 Trang 5
2.2.1.4 Tĩnh tải tường tầng điển hình:
Hình 2.1 Ô sàn tầng điển hình
Tải trọng của các tường ngăn được qui về tải phân bố đều theo diện tích ô sàn tầng điển hình.
Công trình sử dụng tường xây gạch ống 10, tường xây gạch ống 20 và các khung nhôm và kính.
Bảng 2.5 Tĩnh tải tường phân bố lên sàn Ô Diện tích sàn Diện tích tường
Trọng lượng riêng Hệ số vượt g tt trên sàn
SVTH: Nguyễn Hữu Gia Bảo_18149218 Trang 6
Hoạt tải tiêu chuẩn tác dụng cho công trình được xác định theo TCVN 2737:1995.
Bảng 2.6 Hoạt tải tác dụng Ô Sàn Hoạt tải tiêu chuẩn
Công năng (kN/m 2 ) Hệ số Hoạt tải tính
Dài Ngắn Toàn vượt tải toán (kN/m 2 ) hạn hạn phần
Các phòng Phòng học 0.7 1.3 2 1.2 2.4 ở Tầng 1 Phòng vệ sinh 0.7 1.2 2 1.2 2.4 và 2 Văn phòng 1 1 2 1.2 2.4
Tải trọng gió tĩnh được tính toán theo TCVN 2737:1995 như sau:
SVTH: Nguyễn Hữu Gia Bảo_18149218 Trang 7
Áp lực gió tính toán tại độ cao z tính theo công thức:
Trong đó: o W o là giá trị của áp lực gió lấy theo bản đồ phân vùng phụ lục D và điều 6.4 TCVN
2737:1995 Công trình đang xây dựng ở Tp Hồ Chí Minh thuộc khu vực o k z là hệ số tính đến sự thay đổi của áp lực gió theo độ cao, lấy theo bảng 5 TCVN
2737:1995, dạng địa hình C. o c là hệ số khí động Tổng hệ số c cho cả 2 mặt đón gió và hút gió là 0.8+0.6=1.4.
Hệ số vượt tải của tải trọng gió là 1.2.
STT Tầng Chiều cao tầng (m)
SVTH: Nguyễn Hữu Gia Bảo_18149218 Trang 8
Theo TCXD 229:1999, khối lượng phân tích bài toán động lực học lấy với hệ số như sau:
TCXD 229:1999 cũng quy định chỉ cần xét đến dao động của dạng dao động đầu tiên ứng với :< < +
Với hệ kết cấu bê tông cốt thép lấy hệ số δ = 0.3 và vùng gió IIA nên lấy giá trị = 1.3 Hz.
Sử dụng phần mềm ETABS để phân tích với 12 dạng dao động.
2.2.3.2.1 Xác định tần số dao động riêng:
Bảng 2.8 Tần số dao động riêng
Mode Chu kỳ (s) Tần số (Hz) UX UY RZ
Vì 1 = 0.255 (Hz) < = 1.3 (Hz) nên thành phần động của tải trọng gió phải kể đến tác dụng của cả xung vận tốc gió và lực quán tính của công trình theo mục 4.3 – TCXD 229:1999
Theo Bảng sad ta có: 4 = 1.006 (Hz) < = 1.3 (Hz) nên chỉ cần xét đến dao động của 4 dạng dao động đầu tiên.
Bảng 2.9 4 dạng dao động đầu tiên
Mode Chu kỳ (s) Tần số (Hz) UX UY RZ Tính toán
SVTH: Nguyễn Hữu Gia Bảo_18149218 Trang 9 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: T.S Nguyễn Thanh Hưng
2.2.3.2.2 Tính toán các thành phần gió động:
Theo mục 4.5 TCXD 229:1999, giá trị tiêu chuẩn của thành phần động của gió tác dụng lên phần tử thứ j của dạng dao động thứ i được xác định theo công thức:
Trong đó: o M j là khối lượng tập trung của phần tử thứ j. o ξ i là hệ số động lực ứng với dạng dao động thứ I, không thứ nguyên. o Ψ i là hệ số xác định bằng cách chia công trình thành nhiều phần, phạm vi mỗi phần tải trọng gió có thể coi như là không đổi. o y ji là biên độ dao động tir đối của phần công trình thứ j tương ứng với dạng dao động thứ i.
(Cách xác định các thành phần trên xem trong TCXD 229:1999)
2.2.3.2.3 Kết quả tính toán thành phần động:
Bảng 2.10 Thông số tính toán thành phần động
Bảng 2.11 Thành phần động theo Mode 1
16 4090.413 13.6 0.726 71.23 0.539 0.0053 0.378 0.115 131.004 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: T.S Nguyễn Thanh Hưng
Bảng 2.12 Thành phần động theo Mode 2
SVTH: Nguyễn Hữu Gia Bảo_18149218 Trang 11 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: T.S Nguyễn Thanh Hưng
Bảng 2.13 Thành phần động theo Mode 4
2.2.3.3 Kết quả tính toán tải trọng gió:
Tải trọng gió được gán vào tâm hình học với thành phần tĩnh và được gán vào tâm khối ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: T.S Nguyễn Thanh Hưng
Bảng 2.14 Kết quả tính toán tải trọng gió
Tầng GIÓ TĨNH (kN) GIÓ ĐỘNG (kN) Tâm hình học (m) Tâm khối lượng (m)
SVTH: Nguyễn Hữu Gia Bảo_18149218 Trang 13 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: T.S Nguyễn Thanh Hưng
Các điều kiện để áp dụng tính toán tải trọng động đất bằng phương pháp phân tích tĩnh lực ngang tương đương (Theo Mục 4.3.3.2 TCVN 9386:2012): o T 1 ≤ { 4 × Tc = 4 × 0.8 = 3.2 (s) , với T c = 0.8 (s) ứng với đất nền loại D 2 (s) o Thỏa mãn những tiêu chí đều đặn theo mặt đứng (Mục 3.2.3.3 TCVN 9386:2012)
Với chu kỳ dao động T 1 = 3.922s, công trình thiết kế không thỏa mãn các yêu cầu của phương pháp phân tích tĩnh lực ngang tương đương Do đó dùng phương pháp phân tích phổ phản ứng dao động là hợp lý.
Phải xét tới phản ứng của tất cả các dạng dao động góp phần đáng kể vào phản ứng tổng thể của công trình Các yêu cầu này có thể thỏa mãn nếu đáp ứng được một trong hai điều kiện sau: o Tổng các khối lượng hữu hiệu của các dao động được xét chiếm ít nhất 90% tổng khối lượng của kết cấu. o Tất cả các dạng dao động có khối lượng hữu hiệu lớn hơn 5% của tổng khối lượng đều được xét đến.
Bảng 2.15 % Khối lượng hữu hiệu của dao động
Mode Chu kỳ (s) Tần số (Hz) UX UY
Bảng 2.16 Phương tính toán theo các Mode dao động
Mode Mode 1 Mode 2 Mode 4 Mode 5 Mode 7 Mode 10
2.2.4.1 Các thông số của công trình để tính động đất:
2.2.4.1.1 Đặc điểm đất nền của công trình:
Công trình được xây dựng ở Quận 7, tp Hồ Chí Minh.
Theo phụ lục H TCVN 9386:2012, gia tốc nền a gR = 0.0846g
Mức độ địa chấn theo thang đo MSK-64 (Phụ lục I TCVN 9386:2012) phân loại công trình với địa chấn cấp VII.
Theo Phụ lục E TCVN 9386:2012, công trình thuộc loại công trình từ 9 – 19 tầng, mức độ quan trọng loại II nên hệ số tầm quan trọng của công trình được lấy γ 1 = 1.
Căn cứ vào Bảng 3.1 TCVN 9386:2012, công trình có đất nền loại D.
Căn cứ vào Bảng 3.2 TCVN 9386:2012, ta có các tham số:
Giá trị gia tốc nền thiết kế: a g = a gR × γ 1 = 0.0846 × 1.25 × g = 1.0374 (m/s 2 )
Theo Mục 4.3.3.5.2 TCVN 9386:2012, vì a g = 1.0374 < 2.5 (m/s 2 ) nên không cần xét đến thành phần tải trọng đứng của động đất.
Theo Mục 3.2.1 TCVN 9386:2012, vì a g = 0.10575 > 0.8 nên công trình phải được thiết kế và thi công kháng chấn.
2.2.4.1.3 Hệ số ứng xử các tác động của động đất theo phương ngang:
Là hệ số xét đến khả năng tiêu tán năng lượng của kết cấu.
Theo Bảng 5.1 TCVN 9386:2012, công trình thuộc loại nhà đều đặn theo mặt đứng và có loại kết cấu thuộc hệ tường không phải tường kép, cấp dẻo kết cấu trung bình Trong đó, hệ số ứng sử q0 được tính bằng 3 lần hệ số phân tán αu chia cho hệ số chịu cắt α1, cụ thể là q0 = 3 × αu /α 1 = 3 × 1,1 = 3,3.
Hệ số k w cho hệ tường (tầng điển hình):
SVTH: Nguyễn Hữu Gia Bảo_18149218 Trang 15 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: T.S Nguyễn Thanh Hưng a 0 = ∑ h wi / ∑ l wi = 1.2
2.2.4.1.4 Khối lượng tham gia dao động:
Theo Bảng 3.4 TCVN 9386:2012, hệ số tham gia vào dao động của hoạt tải Ψ 2,i = 0.3
Theo Bảng 4.2 TCVN 9386:2012, giá trị φ khi các tầng sử dụng đồng thời: = 0.8
Vậy khai báo Mass Source trong mô hình là 1TT + 0.24HT.
2.2.4.2 Tính động đất bằng phương pháp phân tích phổ phản ứng:
Khối lượng hữu hiệu của dao động:
Tầng m k (T) Mode 1 Mode 2 Mode 4 Mode 5 Mode 7 Mode 10
12 4090.413 0.0039 -0.0038 0.002 0.0025 -0.0035 -0.0041 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: T.S Nguyễn Thanh Hưng
Bảng 2.18 Khối lượng hữu hiệu của dao động
Mode Mode 1 (Y) Mode 2 (X) Mode 4 (Y) Mode 5 (X) Mode 7 (Y) Mode 10 (X) m i (T) 52090.1 49612.2 13145.7 13697.7 5993.6 4747.5
Phổ thiết kế dùng cho phân tích đàn hồi:
Với β = 0.2 là hệ số ứng với cận dưới của phổ thiết kế theo phương nằm ngang.
Bảng 2.19 Thông số tính toán ứng với loại đất nền D
Bảng 2.20 Thông số tính toán Sd theo Mode dao động
Mode Mode 1 (Y) Mode 2 (X) Mode 4 (Y) Mode 5 (X) Mode 7 (Y) Mode 10 (X)
Bảng 2.21 Tổng lực cắt đáy
Lực cắt đáy phân bố lên sàn:
Bảng 2.22 Lực cắt đáy phân bố trên các tầng
Lực cắt đáy phân bố trên các tầng F ik (kN)
Tầng m k (T) Mode 1 Mode 2 Mode 4 Mode 5 Mode 7 Mode 10
SVTH: Nguyễn Hữu Gia Bảo_18149218 Trang 18
Bảng 2.23 Kết quả tính toán tải trọng động đất
TẢI TRỌNG ĐỘNG ĐẤT (kN)
Tầng Phương X Phương Y Tổng tải trọng
Mode 2 Mode 5 Mode 10 Mode 1 Mode 4 Mode 7 DDX DDY
Các trường hợp tải trọng:
Bảng 2.24 Các trường hợp tải trọng
STT Tải trọng Loại Ý nghĩa
1 TLBT Dead Trọng lượng bản thân
2 HOAN THIEN Superdead Tải trọng hoàn thiện
3 TAITUONG Superdead Tĩnh tải tường
SVTH: Nguyễn Hữu Gia Bảo_18149218 Trang 19
4 HT1 Live Hoạt tải có giá trị < 2 kN/m 2
5 HT2 Live Hoạt tải có giá trị ≥ 2 kN/m 2
6 GTX Wind Gió tĩnh phương X
7 GTY Wind Gió tĩnh phương Y
8 GDX Wind Gió động phương X
9 GDY Wind Gió động phương Y
10 DDX Quake Động đất phương X
11 DDY Quake Động đất phương Y
Bảng 2.25 Các trường hợp trung gian giá trị tải tính toán
TUONG HT1 HT2 GTX GTY GDX GDY DDX DDY trọng THIEN
Bảng 2.26 Các trường hợp trung gian giá trị tải tiêu chuẩn
TUONG HT1 HT2 GTX GTY GDX GDY DDX DDY trọng THIEN
Bảng 2.27 Các trường hợp tải theo TTGH I
STT Tên tổ hợp Loại Tải trọng
SVTH: Nguyễn Hữu Gia Bảo_18149218 Trang 20
1 COMBO1 ADD 1TT1 + 1HT1TT
2 COMBO2 ADD 1TT1 + 1HT2TT
3 COMBO3 ADD 1TT1 + 1GX1TT
4 COMBO4 ADD 1TT1 + 1GX2TT
5 COMBO5 ADD 1TT1 + 1GY1TT
6 COMBO6 ADD 1TT1 + 1GY2TT
7 COMBO7 ADD 1TT1 + 0.9HT1TT + 0.9GX1TT
8 COMBO8 ADD 1TT1 + 0.9HT2TT + 0.9GX1TT
9 COMBO9 ADD 1TT1 + 0.9HT1TT + 0.9GX2TT
10 COMBO10 ADD 1TT1 + 0.9HT2TT + 0.9GX2TT
11 COMBO11 ADD 1TT1 + 0.9HT1TT + 0.9GY1TT
12 COMBO12 ADD 1TT1 + 0.9HT2TT + 0.9GY1TT
13 COMBO13 ADD 1TT1 + 0.9HT1TT + 0.9GY2TT
14 COMBO14 ADD 1TT1 + 0.9HT2TT + 0.9GY2TT
15 COMBO15 ADD 1TT1 + 0.3HT1TT + 1EX
16 COMBO16 ADD 1TT1 + 0.3HT2TT + 1EX
17 COMBO17 ADD 1TT1 + 0.3HT1TT + 1EY
18 COMBO18 ADD 1TT1 + 0.3HT2TT + 1EY
Bảng 2.28 Các trường hợp tải theo TTGH II
STT Tên tổ hợp Loại Tải trọng
1 COMBOTC1 ADD 1TT2 + 1GX1TC
2 COMBOTC2 ADD 1TT2 + 1GX2TC
3 COMBOTC3 ADD 1TT2 + 1GY1TC
4 COMBOTC4 ADD 1TT2 + 1GY2TC
SVTH: Nguyễn Hữu Gia Bảo_18149218 Trang 21 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: T.S Nguyễn Thanh Hưng
KIỂM TRA TRẠNG THÁI GIỚI HẠN II (TTGH II)
Kiểm tra điều kiện ổn định chống lật
Theo TCXD 198:1997, nhà cao tầng bê tông cốt thép có tỷ lệ chiều cao chia chiều rộng lớn hơn 5 phải kiểm tra khả năng chống lật của công trình.
Tỷ lệ moment gây lật do tải trọng ngang thỏa điểu kiện: M CL ≥ 1.5 × M L
Trong đó: o M CL là moment chống lật công trình o M L là moment gây lật công trình.
Công trình có chiều cao H = 66.35 (m), bề rộng B = 22.8 (m) Vì tỷ lệ H/B = 2.91 < 5 nên không cần kiểm tra điều kiện ổn định chống lật của công trình.
Kiểm tra gia tốc đỉnh cho công trình
Phản ứng của con người đối với sự chuyển động của công trình là phản ứng tâm sinh lý khá phức tạp Họ sẽ không cảm nhận trực tiếp sự chuyển động khi vật dao động với vận tốc không đổi v = const Tuy nhiên nếu vật dao động với một vận tốc có sự thay đổi (gia tốc a > 150 mm/s 2 ), con người có thể cảm nhận được chuyển động Vì vậy chúng ta cần phải kiểm tra gia tốc đỉnh để tối ưu hóa hiệu năng của công trình.
Tính toán gần đúng (bỏ qua sức cản), giá trị tính toán của gia tốc đỉnh cực đại sẽ được tính như sau (Với mode 1 của công trình: Phương X kết hợp với xoắn): ÿ= ω 2
Trong đó: o T 1 = 3.922 (s) là chu kỳ của dạng dao động đầu tiên o y là biên độ dao động lớn nhất theo phượng X do gió động gây ra o R = 3.051 (m) là khoảng cách từ tâm khối lượng đến mép công trình.
Điều kiện kiểm tra gia tốc đỉnh theo Mục 2.6.3 TCXD 198:1997: y = 104.48 (mm/s 2 ) ≤ [a] = 150 (mm/s 2 ) thỏa điều kiện
Kết luận: Gia tốc đỉnh nằm trong giới hạn cho phép
Kiểm tra chuyển vị đỉnh
Theo TCVN 5574:2018, chuyển vị ngang tại đỉnh kết cấu của tòa nhà cao tầng đối với hệ kết cấu vách khi phân tích theo phương pháp đàn hồi phải thỏa mãn điều kiện:
Kiểm tra đối với các tổ hợp tải trọng có tải trọng gió: o Chuyển vị lớn nhất theo phương X: ux = 98.6 ( ) o Chuyển vị lớn nhất theo phương Y: uy = 57.1 ( )
Với chiều cao công trình H = 66.35 (m), chuyển vị cho phép theo phương X và Y đối với nhà cao tầng:
Kiểm tra chuyển vị lệch tầng
Theo Mục 4.4.3.2 TCVN 9386:2012, hạn chế chuyển vị ngang tương đối giữa các tầng đối với các công trình có bộ phận bao che bằng vật liệu giòn có gắn với kết cấu thì: d r v ≤ 0.005h
Trong đó: o d r là chuyển vị ngang tương đối giữa các tầng. o v = 0.5 là hệ số chiết giảm đối với công trình có tầm quan trọng là II o h là chiều cao tầng tương ứng. o q = 3.3 là hệ số ứng xử
Bảng 3.1 Chuyển vị lệch tầng
SVTH: Nguyễn Hữu Gia Bảo_18149218 Trang 23 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: T.S Nguyễn Thanh Hưng
Kết luận: Chuyển vị lệch tầng theo 2 phương X, Y nằm trong giới hạn cho phép.
Kiểm tra hiệu ứng P-Delta
Theo Mục 4.4.2.2 TCVN 9386:2012 quy định không cần xét đến các hiệu ứng bậc 2 (P -
) nếu tại tất cả các tầng đều thỏa mãn điều kiện: θ = P tot × d r ≤ 0.1 V tot × h
Trong đó: o θ là hệ số độ nhạy của chuyển vị ngang tương đối giữa các tầng. o P tot là tổng tải trọng tường tại tầng đang xét và các tầng bên trên nó khi thiết kế chịu động đất. o d r là chuyển vị ngang tương ứng giữa các tầng. o V tot là tổng lực cắt tầng do động đất gây ra o h là chiều cao tầng tương ứng.
Kết luận: Công trình không cần xét đến hiệu ứng bậc 2.
SVTH: Nguyễn Hữu Gia Bảo_18149218 Trang 25
THIẾT KẾ CẦU THANG TẦNG ĐIỂN HÌNH
Cấu tạo và sơ bộ tiết diện cầu thang
Sử dụng cầu thang 2 vế dạng bản bê tông cốt thép, bậc xây gạch.
Chiều cao tầng là 3.3m, chọn tổng số bậc là 20 bậc bao gồm 10 bậc mỗi vế.
Sử dụng bê tông B30 có trọng lượng riêng là 25 kN/m 3 , mô-đun đàn hồi E = 32500 MPa, hệ số poison là 0.2 Cốt thép CB400-V có R s = 350 MPa, R sw = 200 MPa.
Sơ bộ tiết diện cầu thang: o Chiều cao mỗi bậc thang: h b = 3300⁄20 = 165 (mm) o Chọn bề rộng mỗi bậc thang: b = 250 (mm) o Góc nghiêng bậc thang: tan α = h b ⁄b = 165⁄250 = 0.66 → α ≈ 33.42° o Chiều dày bản thang được xác định sơ bộ như sau: h bt =
Chọn chiều dày bản thang là 140mm.
Hình 4.1 Mặt bằng cấu tạo cầu thang
Tải trọng tác dụng lên cầu thang
Bản thang được liên kết vào vách lõi của công trình.
4.2.1 Tải trọng tác dụng lên bản thang:
Chiều dày tương đương của bậc thang xác định theo công thức: δ = h b × cos33.42°
SVTH: Nguyễn Hữu Gia Bảo_18149218 Trang 26 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: T.S Nguyễn Thanh Hưng
Chiều dày tương đương của lớp gạch và lớp vữa xi măng được xác định theo công thức:
Bảng 4.1 Tải trọng tác dụng lên bản thang
Các lớp Chiều Chiều dày Trọng lượng Tải trọng Hệ số Tải trọng cấu tạo cầu dày tương riêng tiêu chuẩn vượt tính toán thang (mm) đương (mm) (kN/m 3 ) (kN/m 2 ) tải (kN/m 2 ) Đá mài 15 27.71 20 0.554 1.2 0.665
Giả định tay vịn sử dụng cho cầu thang làm từ gỗ và sắt, tải trọng là 0.3 kN/m 2
Tải trọng phân bố trên 1m bản thang: q = (12.087 + 0.3) × 1 = 12.387 (kN/m)
4.2.2 Tải trọng tác dụng lên chiếu nghỉ, chiếu tới:
Bảng 4.2 Tải trọng tác dụng lên chiếu nghỉ và chiếu tới
Các lớp Chiều Chiều dày Trọng lượng Tải trọng Hệ số Tải trọng cấu tạo cầu dày tương riêng tiêu chuẩn vượt tính toán thang (mm) đương (mm) (kN/m 3 ) (kN/m 2 ) tải (kN/m 2 ) Đá mài 15 27.71 20 0.554 1.2 0.665
Vữa lót 20 27.71 18 0.499 1.3 0.648 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: T.S Nguyễn Thanh Hưng
Tính toán bản thang
4.3.1 Sơ đồ tính bản thang:
Hình 4.2 Sơ đồ tính cấu thang
Kết quả nội lực cầu thang mô hình từ ETABS:
Hình 4.3 Biểu đồ moment cầu thang 4.3.2 Tính toán cốt thép bản thang:
Giả thiết lớp bảo vệ a = 25 (mm) h 0 = 115 (mm)
Kiểm tra hàm lượng cốt thép: μ =0.1%≤μ≤μ = ξ γ b R b × 100% = 0.533 ×
Chọn moment lớn nhất ở nhịp và gối để tính toán và bố trí thép cho cả bản thang Bảng
4.3 Tính toán cốt thép cho bản thang
(kNm) (mm) (mm) (mm) (mm 2 ) (mm 2 ) (%)
4.3.3 Kiểm tra khả năng chịu cắt của bản thang:
Hình 4.4 Biểu đồ lực cắt cầu thang
Lực cắt lớn nhất trong bản thang: Q max = 16.84 (kN)
Cắt bản thang một dải rộng 1m để tính toán khả năng chịu cắt của bản thang.
Kiểm tra khả năng chịu cắt của bản thang theo Mục 8.1.3.3, TCVN 5574:2018:
Trong đó: o Q 1 là lực cắt trong tiết diện thẳng góc do ngoại lực, Q max = Q 1 = 16.84 (kN) o Q b,1 được xác định theo công thức: Q b,1 = 0.5R bt bh 0 ≤ 2.5R bt bh 0
SVTH: Nguyễn Hữu Gia Bảo_18149218 Trang 29 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: T.S Nguyễn Thanh Hưng
Kết luận: Bản thang thỏa điều kiện chịu cắt.
4.4 Tính toán dầm chiếu tới:
Tải trọng tác dụng lên dầm chiếu tới: o Trọng lượng bản thân dầm: g tt d = 0.2 × (0.3 − 0.14) × 25 × 1.1 = 0.88 (kN/m) o Tải trọng từ bản chiếu tới truyền xuống: q tt bt = 9.115⁄1 = 9.115 (kN) o Tổng tải trọng: q = 9.115 + 0.88 = 9.995 (kN)
Hình 4.5 Sơ đồ tính dầm chiếu tới
Hình 4.6 Biểu đồ moment nội lực dầm chiếu tới
Hình 4.7 Biều đồ lực cắt dầm chiếu tới
Tính toán cốt thép dọc cho dầm chiếu tới:
Bảng 4.4 Tính toán cốt thép cho dầm chiếu tới
(kNm) (mm) (mm) (mm) (mm 2 ) (mm 2 ) (%)
Tính toán cốt đai dầm chiếu tới: o Q max = 16.09 (kN) o Khả năng chịu cắt của bê tông: Q 0 = φ b3 × 1 + φ n R bt bh 0 với φ b3 = 0.6 đối với bê tông nặng và φ n = 0.6 đối với cấu kiện chịu uốn.
Bố trớ cốt đai theo cấu tạo: ỉ6a100 ở gối và ỉ6a200 ở nhịp.
Kiểm tra điều kiện độ võng của dầm chiếu tới:
Thỏa mãn điều kiện độ võng.
SVTH: Nguyễn Hữu Gia Bảo_18149218 Trang 31 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: T.S Nguyễn Thanh Hưng
TÍNH TOÁN SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH
Tải trọng
Tải trọng tác dụng lên sàn tầng điển hình được tính toán ở Chương 2.
Tổ hợp tải trọng khai báo bao gồm tổ hợp tính thép (TINHTHEP) và tổ hợp tính toán chuyển vị (CV) theo TCVN 5574:2012: = 1 − 2 + 3 , trong đó: o 1 là độ võng ngắn hạn do toàn bộ tải trọng gây ra. o 2 là độ võng ngắn hạn do tải trọng thường xuyên và hoạt tải dài hạn gây ra o 3 là độ võng dài hạn do tải trọng thường xuyên và hoạt tải dài hạn gây ra.
Mô hình bằng SAFE 2012
Hình 5.1 Mô hình sàn bằng SAFE 2012
Tiết diện dầm điển hình: 500x250 (mm)
Tiết diện dầm ban công: 500x200 (mm)
Kết quả nội lực và chuyển vị sàn
Hình 5.2 Biểu đồ moment Strip X (phải) và Strip Y (trái)
SVTH: Nguyễn Hữu Gia Bảo_18149218 Trang 33 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: T.S Nguyễn Thanh Hưng
Hình 5.3 Độ võng sàn TH Nh3_1
Hình 5.4 Độ võng sàn TH Nh3_2
Hình 5.5 Độ võng TH Dh3 Độ võng tương đối của sàn theo TCVN 5574:2012 đối với ô sàn lớn có thể như sàn phẳng và có nhịp tính toán L lớn hơn 7m:
Kết luận: Thỏa điều kiện độ võng cho phép.
Tính toán cốt thép
Giả thiết lớp bảo vệ a = 20 (mm) đối với thép lớp dưới ở nhịp, a = 25 (mm) đối với thép lớp trên ở gối. a = 20(mm) → h 0 = h − a = 200 − 20 = 180 (mm) a = 25(mm) → h 0 = h − a = 200 − 25 = 175 (mm)
Kiểm tra hàm lượng cốt thép:
SVTH: Nguyễn Hữu Gia Bảo_18149218 Trang 35 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: T.S Nguyễn Thanh Hưng μ min = 0.05% ≤ μ ≤ μ max
Bảng 5.1 Tính toán cốt thép ô sàn tầng điển hình theo phương X
Sàn Vị trớ M (kNm) b (mm) a 0 h 0 α m ξ A s (mm 2 ) μ (%) ỉ chọn A s,chọn (mm 2 ) Kiểm tra
SVTH: Nguyễn Hữu Gia Bảo_18149218 Trang 37
Bảng 5.2 Tính toán cốt thép ô sàn tầng điển hình theo phương Y
Sàn Vị trớ M (kNm) b (mm) a 0 h 0 α m ξ A s (mm 2 ) μ (%) ỉ chọn A s,chọn (mm 2 ) Kiểm tra
SVTH: Nguyễn Hữu Gia Bảo_18149218 Trang 38
SVTH: Nguyễn Hữu Gia Bảo_18149218 Trang 39
THIẾT KẾ DẦM VÀ HỆ VÁCH LÕI
Thiết kế dầm tầng điển hình
Chọn dầm tầng 17 (tầng điển hình) để tính toán.
Hình 6.1 Mô hình mặt bằng dầm ETABS
SVTH: Nguyễn Hữu Gia Bảo_18149218 Trang 40 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: T.S Nguyễn Thanh Hưng
6.1.1 Tính toán cốt thép dọc:
Hình 6.2 Biểu đồ bao moment dầm tầng điển hình
Giả thiết lớp bảo vệ a = 60 (mm)
Hàm lượng cốt thép chọn: μ =
Kiểm tra hàm lượng cốt thép chọn: μ =0.1%≤μ≤μ = ξ γ b R b × 100% = 0.533 ×
SVTH: Nguyễn Hữu Gia Bảo_18149218 Trang 42 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: T.S Nguyễn Thanh Hưng
Bảng 6.1 Tính toán cốt thép dầm tầng điển hình
Vị trí b a h 0 M max α m ξ A s ỉ chọn A s,chọn μ
(mm) (mm) (mm) (kN) (mm 2 ) (mm 2 ) (%)
SVTH: Nguyễn Hữu Gia Bảo_18149218 Trang 43 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: T.S Nguyễn Thanh Hưng
SVTH: Nguyễn Hữu Gia Bảo_18149218 Trang 44 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: T.S Nguyễn Thanh Hưng
6.1.2 Tính toán cốt thép đai:
Tính toán cốt đai theo Mục 8.1.3 TCVN 5574:2018.
Lực cắt lớn nhất trong dầm Q max = 245.1 (kN)
Kiểm tra ứng suất nén:
Thỏa mãn điều kiện cho phép, không cần tăng tiết diện.
Lực cắt tác dụng lên tiết diện nghiêng của cấu kiện bê tông cốt thép:
Trong đó: o Q u là lực cắt trên tiết diện nghiêng với chiều dài hình chiếu C lên trục dọc cấu kiện o
Q b là lực cắt chịu bởi bê tông trong tiết diện nghiêng, được xác định theo công thức:
Với: φ b2 = 1.5 – Hệ số kể đến ảnh hưởng của cốt thép dọc.
C – Chiều dài hình chiếu lên trục dọc cấu kiện, giá trị C thỏa mãn điều kiện 0.6h 0 ≤ C ≤ 3h 0 o Q sw là lực cắt chịu bởi cốt thép ngang trong tiết diện nghiêng, được xác đinh theo công thức:
Với: φ sw = 0.75 – Hệ số kể đến sự suy giảm nội lực theo hình chiếu tiết diện nghiêng C.
C – Chiều dài hình chiếu lên trục dọc cấu kiện, giá trị C thỏa mãn điều kiện h 0 ≤ C ≤ 2h 0 q sw là lực trong cốt thép ngang trên một đơn vị chiều dài cấu kiện, được xác định theo công thức: q sw = n × (R sw A sw ⁄s)
Tính toán cốt đai với C = [h 0 , 2h 0 ]: o Để Q u,min nhỏ nhất có thể, ta có:
SVTH: Nguyễn Hữu Gia Bảo_18149218 Trang 46 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: T.S Nguyễn Thanh Hưng dQ u d(Q b + Q sw ) φ b2 R bt bh 0 2
→ C 0 = √ φ sw q sw 0 o Q u = Q b + Q sw ta được:
→ q sw ≥ 4 × 1.5 × 1.2 × 0.25 × 0.475 2 × 0.75 × 10 3 q sw,min = 0.25R bt b = 0.25 × 1.2 × 250 = 75 (N/mm) ≤ q sw o Chọn cốt đai 2 nhỏnh ỉ8: s ≤ n
197.23 o Theo điều kiện về cấu tạo: s ct = 0.5h 0 = 237.5 (mm)
R sw a sw 170 × 50.27 q sw = n = 2 × = 341.84 (N/mm) s 50 φ b2 R bt bh 0 2 1.5 × 1.2 × 250 × 475 2
Thỏa mãn điều kiện cho phép.
Kiểm tra o Với C = [0.6h 0 , h 0 ], kiểm tra giá trị C = h 0 : φ b2 R bt bh 0 2
Q u = + φ sw q sw C = + 0.75 × 341.84 × 475 o Với C = [2h 0 , 3h 0 ], kiểm tra giá trị C = 3h 0 :
Q u = 436.59 (kN) ≥ Q max = 245.1 (kN) Thỏa điều kiện cho phép.
Khả năng chịu cắt của tiết diện đều được thỏa mãn ở tất cả các tiết diện.
Khoảng cách cốt đai ở nhịp:
Bố trớ cốt đai ỉ8a50 ở gối và ỉ8a150 ở nhịp.
6.1.3 Cốt đai chống động đất:
Theo Mục 5.4.3.1.2 TCVN 9386:2012, trong phạm vi các vùng tới hạn của dầm kháng chấn chính phải được bố trí cốt đai thỏa mãn các điều kiện sau: o Đường kính của các thanh cốt đai không được nhỏ hơn 6mm. o Khoảng các của các vòng cốt đai không được quá: s = min { h 4 w ; 24d bw ; 225;8d bL } = min{125; 192;225; 96} = 50 (mm)
Với: h w = 500 (mm) là chiều cao tiết diện của dầm. d bw = 8 (mm) là đường kính của cốt thép đai. d bL = 12 (mm) là đường kính của thanh thép dọc nhỏ nhất. o Cốt đai đầu tiên phải được đặt cách tiết diện mút dầm không quá 50mm.
Theo Mục 10.4.12 TCVN 5574:2018, trong các nút giao các dầm cần bố trí cốt thép ngang bổ sung để chịu phản lực do dầm phụ gây ra Trong dầm chính, cốt thép này cần được bố trí trên khoảng dải bằng b+2h với b và h là chiều rộng và chiều cao của dầm phụ, trong dầm phụ
SVTH: Nguyễn Hữu Gia Bảo_18149218 Trang 48 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: T.S Nguyễn Thanh Hưng
Hình 6.4 Cấu tạo cốt treo
Neo cốt thép: o Theo Mục 10.3.5.5 TCVN 5574:2018, chiều dài neo tính toán theo yêu cầu của cốt thép được xác định theo công thức:
R bond = ŋ 1 ŋ 2 R bt = 2.5 × 1 × 3 = 3.25 (MPa) o Neo cốt thép trong vùng chịu kéo:
L an = 1 ì 26.92ỉ ì 1 = 26.92ỉ ( ) → L an ≥ 30ỉ o Neo cốt thép trong vùng chịu nén:
Nối cốt thép: o Theo Mục 10.3.6.2 TCVN 5574:2018, các mối nối cốt thép thanh chịu kéo hay nén phải có chiều dài nối chồng không nhỏ hơn giá trị L lap được xác định theo công thức:
A s,el ỉ 2 o Nối cốt thép trong vùng chịu kéo:
L an = 1.2 ì 26.92ỉ ì 1 = 32.31ỉ ( ) → L an ≥ 35ỉ o Nối cốt thép trong vùng chịu nén:
L an = 0.9 ì 26.92ỉ ì 1 = 24.23ỉ ( ) → L an ≥ 25ỉ 6.2 Thiết kế vỏch đơn:
6.2.1 Tính toán cốt thép dọc:
Các phương án tính toán cốt thép cho vách: o Phương pháp phân bố ứng suất đàn hồi o Phương pháp biểu đồ tương tác. o Phương pháp giả thiết vùng biên chịu moment.
Lựa chọn phương pháp giả thiết vùng biên chịu moment để tính toán cốt thép cho vách đơn đơn vì phương pháp này đơn giản tính toán mà vẫn đảm bảo an toàn (chỉ kể đến khả năng chịu moment của một phần tiết diện – vùng biên vách).
Phương pháp vùng biên chịu moment là phương pháp giả định cốt thép trong vùng biên 2 đầu vách được thiết kế để chịu toàn bộ moment và lực dọc được phân bố trên toàn bộ chiều dài vách.
* Ví dụ các bước tính toán bằng phương pháp vùng biên chịu moment với vách P9 ở tầng 17, tổ hợp M3 max
Bảng 6.2 Nội lực vách P5 tầng 17
Tầng Vách TH Vị trí M3 max (kNm) N tư (kN)
Thông số tính toán vách: o Tiết diện vách: b = 0.25 (m), L w = 5 (m) o Giả thiết chiều dài vùng biên chịu moment: L L = L R = 1 (m) o Diện tích vùng biên chịu moment: A b = 0 25 (m 2 )
Lực kéo và nén trong vùng biên:
SVTH: Nguyễn Hữu Gia Bảo_18149218 Trang 50 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: T.S Nguyễn Thanh Hưng
Diện tích cốt thép chịu nén đúng tâm ở vùng biên:
B ố trớ cốt thộp trong vựng biờn theo cấu tạo, để thuận tiện cho việc thi cụng, chọn bố trớ 16ỉ25 cú A s,chọn = 7854 (mm 2 )
Kiểm tra hàm lượng thép:
Lực nén dọc trục phần bụng vách phải chịu:
Khả năng chịu nén của phần bụng vách khi chưa có thép:
Bố trớ cốt thộp bụng vỏch theo cấu tạo, chọn ỉ20a100.
Tính toán cốt đai cho vách tương tự như tính cho dầm ở mục 6.1.2.
Lực dọc o Chọn cốt đai 2 nhỏnh ỉ10a150. o Kiểm tra khả năng chịu cắt:
Bảng 6.3 Khả năng chịu cắt tiết diện vách
Giá trị C Kiểm tra Ghi chú
C = [0.6h 0 , h 0 ] Q u = 3451 (kN) ≥ Q max = 2717.2 (kN) Thỏa mãn
C = [2h 0 , 3h 0 ] Q u = 3312 (kN) ≥ Q max = 2717.2 (kN) Thỏa mãn
Thỏa điều kiện ở tất cả các tiết diện vách.
Bố trớ cốt đai ỉ10a150 ở tất cả cỏc cao độ vỏch của cụng trỡnh.
6.2.3 Kết quả tính toán cốt thép dọc vách đơn P5, P6, P7, P9, P10, P11 và P12:
SVTH: Nguyễn Hữu Gia Bảo_18149218 Trang 52 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: T.S Nguyễn Thanh Hưng
Bảng 6.4 Kết quả tính toán cốt thép vách đơn
Tầng Tổ hợp N M Vùng biên Vùng giữa [P = 11560 (kN)]
(kN) (kN) (mm 2 ) (mm 2 ) (%) (mm 2 ) (%)
SVTH: Nguyễn Hữu Gia Bảo_18149218 Trang 53 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: T.S Nguyễn Thanh Hưng
SVTH: Nguyễn Hữu Gia Bảo_18149218 Trang 54 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: T.S Nguyễn Thanh Hưng
SVTH: Nguyễn Hữu Gia Bảo_18149218 Trang 55 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: T.S Nguyễn Thanh Hưng max(e2) -4242.6 314.4 927.1 769.9 -7524.3 2545.6 -116177
SVTH: Nguyễn Hữu Gia Bảo_18149218 Trang 56 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: T.S Nguyễn Thanh Hưng
SVTH: Nguyễn Hữu Gia Bảo_18149218 Trang 57 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: T.S Nguyễn Thanh Hưng
SVTH: Nguyễn Hữu Gia Bảo_18149218 Trang 58 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: T.S Nguyễn Thanh Hưng max(e2) -13143.9 -621.3 2473.5 2784.1 -1921.7 7886.3 -100064
SVTH: Nguyễn Hữu Gia Bảo_18149218 Trang 59 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: T.S Nguyễn Thanh Hưng
SVTH: Nguyễn Hữu Gia Bảo_18149218 Trang 60 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: T.S Nguyễn Thanh Hưng
SVTH: Nguyễn Hữu Gia Bảo_18149218 Trang 61 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: T.S Nguyễn Thanh Hưng max(e3) -4832.2 -297.4 294.5 510.8 -1039.2 4026.8 -111708
SVTH: Nguyễn Hữu Gia Bảo_18149218 Trang 62 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: T.S Nguyễn Thanh Hưng
SVTH: Nguyễn Hữu Gia Bảo_18149218 Trang 63 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: T.S Nguyễn Thanh Hưng
SVTH: Nguyễn Hữu Gia Bảo_18149218 Trang 64 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: T.S Nguyễn Thanh Hưng
SVTH: Nguyễn Hữu Gia Bảo_18149218 Trang 65 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: T.S Nguyễn Thanh Hưng max(e3) -23719 -697.8 1722.8 2230.3 4148.6 0 0
SVTH: Nguyễn Hữu Gia Bảo_18149218 Trang 66 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: T.S Nguyễn Thanh Hưng
SVTH: Nguyễn Hữu Gia Bảo_18149218 Trang 67 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: T.S Nguyễn Thanh Hưng
SVTH: Nguyễn Hữu Gia Bảo_18149218 Trang 68 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: T.S Nguyễn Thanh Hưng
SVTH: Nguyễn Hữu Gia Bảo_18149218 Trang 69 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: T.S Nguyễn Thanh Hưng max(e3) -6351.4 265.5 625.8 432.7 -692.2 5292.8 -37703
SVTH: Nguyễn Hữu Gia Bảo_18149218 Trang 70 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: T.S Nguyễn Thanh Hưng
SVTH: Nguyễn Hữu Gia Bảo_18149218 Trang 71 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: T.S Nguyễn Thanh Hưng
6.3 Thiết kế vách lõi thang máy PL1 và vách lõi cứng P13:
6.3.1 Tính toán cốt thép dọc:
Lựa chọn phương án phân bố ứng suất đàn hồi để tính cốt thép dọc cho vách lõi thang máy vì phương pháp này có thể chia vách lõi thành nhiều phần tử dựa theo vùng phân bố ứng suất, từ đó dễ dàng tính toán thép cho vách lõi.
Tiến hành chia vách lõi thang máy PL1 và vách lõi cứng P13 thành các phần tử như sau:
Hình 6.5 Phần tử vách lõi thang máy PL1
Hình 6.6 Phần tử vách lõi P13
SVTH: Nguyễn Hữu Gia Bảo_18149218 Trang 73 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: T.S Nguyễn Thanh Hưng
Bảng 6.5 Đặc trưng hình học lõi PL1
X Center Y Center A Ix Iy ĐẶC TRƯNG HÌNH HỌC 3675 2775 40792500 1.05E+14 1.84E+14
(mm) (mm) (mm 2 ) (mm 4 ) (mm 4 )
- (mm) (mm) (mm) (mm) (mm 2 )
32 600 250 3550 -2275 150000 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: T.S Nguyễn Thanh Hưng
Bảng 6.6 Nội lực lõi PL1
Bảng 6.7 Đặc trưng hình học lõi P13
X Center Y Center A Ix Iy ĐẶC TRƯNG HÌNH HỌC 3640 2830 41895000 1.13E+14 1.89E+14
(mm) (mm) (mm 2 ) (mm 4 ) (mm 4 )
- (mm) (mm) (mm) (mm) (mm 2 )
TH1 N/M2 max -122787 7811 200315.6 TH15 M3 max -106977.9 60911.7 491373.7 TH18 M3 min -113086.3 200529.1 115550.4 TH6 M2 min -122440.6 -55188 174367.6
* Ví dụ các bước tính toán bằng phương pháp phân bố ứng suất đàn hồi với phần từ 1 vách lõi thang máy PL1, tổ hợp 17
> 0 nên phần tử 1 chịu nén Diện tích cốt thép phần tử 1:
Bố trớ cốt thộp trong phần tử 1 theo cấu tạo, chọn 14ỉ16 cú A s,chọn = 2813(mm 2 )
SVTH: Nguyễn Hữu Gia Bảo_18149218 Trang 76 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: T.S Nguyễn Thanh Hưng
6.3.2 Kết quả tính toán cốt thép dọc vách lõi thang máy PL1 và lõi cứng P13:
Bảng 6.9 Kết quả tính toán cốt thép vách lõi PL1 và P13
(kN) (kNm) (kNm) (kN) chịu lực (mm 2 ) (%) (mm 2 ) (%)
SVTH: Nguyễn Hữu Gia Bảo_18149218 Trang 77 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: T.S Nguyễn Thanh Hưng
SVTH: Nguyễn Hữu Gia Bảo_18149218 Trang 79
SVTH: Nguyễn Hữu Gia Bảo_18149218 Trang 80
SVTH: Nguyễn Hữu Gia Bảo_18149218 Trang 81 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: T.S Nguyễn Thanh Hưng
SVTH: Nguyễn Hữu Gia Bảo_18149218 Trang 83
SVTH: Nguyễn Hữu Gia Bảo_18149218 Trang 84
Đặc điểm địa chất công trình
Vị trí mực nước ngầm: -1m.
Bảng 7.1 Đặc điểm địa chất các lớp đất
Lớp đất Tên đất Màu sắc Trạng thái SPT
1A Sét Xám xanh – xám tro Dẻo mềm 0
1 Bùn Sét Xám xanh đen Nhão 0– 2
2 Sét Nâu vàng Dẻo cứng 13– 19
3 Sét Xám xanh đen Dẻo cứng 5–15
4 Á Cát Xám trắng – vàng nâu Dẻo 26-34
Hình 7.1 Mặt cắt địa chất
SVTH: Nguyễn Hữu Gia Bảo_18149218 Trang 85 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: T.S Nguyễn Thanh Hưng
Bảng 7.2 Bảng chỉ tiêu cơ lí đất nền Độ
Giá trị đất min max min max min max 25 50 100 200 400 800
SVTH: Nguyễn Hữu Gia Bảo_18149218 Trang 86 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: T.S Nguyễn Thanh Hưng
Lựa chọn phương án móng
Công trình có các vách được phân bố theo một trục thẳng và khá đều đặn.
Địa chất công trình có lớp đất 4 có khả năng chịu tải tốt, độ sâu lớp đất từ 67.3m đến 77.6m Do nhịp công trình khá lớn nên tải truyền xuống vách cũng khá lớn, vì vậy đặt mũi cọc ở trong lớp đất 4 là lớp đất á cát, có góc ma sát trong φ = 24.57 o , chỉ số SPT 26 – 34, là hợp lí.
Lựa chọn phương án cọc khoan nhồi, đài móng chịu tải truyền từ vách xuống.
Vật liệu làm cọc và sơ bộ tiết diện cọc
Sử dụng bê tông B30 và cốt thép CB400-V để làm vật liệu cấu tạo cho cọc khoan nhồi.
7.3.2 Lựa chọn sơ bộ tiết diện cọc:
Chọn cọc có đường kính 1.2m (D1200) để thiết kế cho hệ móng công trình.
Chọn chiều cao đài cọc sơ bộ là 2.5m Bảng 7.3 Thông số thiết kế cọc
Thông số thiết kế Giá trị Đơn vị
Chiều dài cọc tính từ đáy đài 70 m
Chiều dài cọc neo vào đài 0.3 m
Chu vi tiết diện ngang cọc 3.77 m
Diện tích tiết diện ngang cọc 1.131 m 2
7.4 Sức chịu tải của cọc:
7.4.1 Sức chịu tải của cọc theo vật liệu:
Theo Mục 7.1.7 TCVN 10304:2014, sức chịu tải của cọc theo vật liệu được tính như sau:
R vl = φ(γ cb γ ′ cb R b A b + R s A s ) o γ cb là hệ số điều kiện làm việc của bê tông, kể đến việc đổ bê tông trong khoảng không gian chật hẹp của hố và ống vách, lấy γ cb = 0.85. o γ ′ cb là hệ số kể đến phương pháp thi công cọc Đối với việc khoan và đổ bê tông vào long hố khoan dưới nước có dùng ống vách giữ thành lấy γ ′ cb = 0.8. o φ là hệ số uốn dọc, tùy thuộc vào độ mảnh λ.
Theo Mục 7.1.8 TCVN 10304:2014, đối với mọi loại cọc, khi tính toán cường độ theo vật liệu, cho phép xem cọc như một thanh ngàm cứng trong đất tại tiết diện cách đáy đài một khoảng l 1 với: l 2
Trong đó: o l 0 là chiều dài đoạn cọc kể từ đáy đài tới cao độ san nền o α ε là hệ số biến dạng, xác định theo công thức:
Với: o k là hệ số tỉ lệ, lấy theo Bảng A.1, phụ lục A, TCVN 10304:2014 o E là module đàn hồi vật liệu. o I là moment quán tính tiết diện ngang cọc. o b p là bề rộng quy ước của cọc, đối với thân cọc tối thiểu là 0.8m lấy b p = d + 1 o γ c là hệ số điều kiện làm việc đối với cọc độc lập, lấy γ c = 3. o d là đường kính ngoài của cọc tiết diện tròn.
Bảng 7.4 Bảng tính toán hệ số k
SVTH: Nguyễn Hữu Gia Bảo_18149218 Trang 88 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: T.S Nguyễn Thanh Hưng
Vậy sức chịu tải của cọc theo vật liệu:
7.4.2 Sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu cơ lí đất nền:
Theo TCVN 10304:2014 ta có sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu cơ lí đất nền được xác định theo công thức:
Trong đó: o γ c là hệ số điều kiện làm việc của cọc trong đất, lấy γ c = 1. o γ cq là hệ số làm việc của đất dưới mũi cọc, dùng phương pháp đổ bê tông dưới nước lấy γ cq = 0.9. o γ cf là hệ số làm việc của đất trên thân cọc, phụ thuộc vào phương pháp tạo lỗ và điều kiện đổ bê tông, lấy γ cf = 1. o q b là cường độ sức kháng của đất dưới mũi cọc, tính toán theo TCVN 10304:2014,