(Đồ án tốt nghiệp) toà nhà sunshine tower

TỔNG QUÁT VỀ CÔNG TRÌNH

Tổng quan về công trình

Hình 1.1 Hình ảnh tòa nhà SUNSHINE TOWER

HOÀNG TUẤN ANH 14 MSSV:18149211 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TS BÙI PHẠM ĐỨC TƯỜNG

- Công trình có mặt bằng khá giống hình dấu cọng do các mặt bên được thiết kế lồi ra bên ngoài, toàn bộ các mặt chính diện được lắp đặt các hệ thống kính để lấy ánh sáng trực tiếp từ thiên nhiên, với tổng chiều cao công trình là 20 tầng, nằm tại khu đô thị mới

Mỹ Gia, TP Nha trang, công trình là một chung cư cao cấp trang trọng tiện nghi và hiện đại.

- Công trình tọa lạc tại Lô CC3, Khu đô thi mới Mỹ Gia, TP Nha Trang, tỉnh

Khánh Hòa, nằm ở vị trí thoáng mát và đẹp tạo nên sự hài hòa cho tổng thể công trình và quy hoạch dân cư.

- Xung quanh công trình là hệ thống giao thông, hệ thống điện, nước đã hoàn thiện đáp ứng tốt các nhu cầu cho thi công xây dựng

- Quy mô xây dựng công trình : 1 Hầm và 20 tầng nổi

- Cấp công trình theo Bảng 2 –TT 03/2016/TT-BXD : Cấp II

- Cao độ tầng 1 so với mặt đất tự nhiên : +1.65 (m)

- Tổng chiều cao công trình so với MĐTN : 67.35 (m)

- Diện tích xây dựng công trình 28.2x34m : 562.8 (m 2 )

C Cao độ tầng công trình

Bảng 1.1 Bảng cao độ các tầng của công trình.

Tầng Cao độ (m) Tầng Cao độ (m)

Phân khu chức năng

Công trình được phân khu chức năng từ dưới lên trên:

- Tầng hầm: Nơi để xe.

- Tầng trệt: Khu vực sảnh chung để kinh doanh

- Tẩng 2 đến tầng 19: các căn hộ với 4 loại: CH1, CH2, CH3 và CH4.

- Tầng mái: Hệ thống thoát nước mưa, bể nước, hệ thống chống sét.

Giải pháp kiến trúc công trình

Phương pháp kiến trúc được thiết kế theo phong cách kiến trúc hiện đại kết hợp hài hoà với đường nét kiến trúc khu phố mới Toàn bộ công trình là các mảng, khối thể hiện sự khoẻ khoắn gọn gàng phù hợp với chức năng của công trình.

- Công trình có hình dạng gần như tứ giác, chiều dài 33.8m và chiều rộng 28m.

- Hệ thống thang máy và thang bộ thoát hiểm được bố trí ở giữa xuyên suốt từ tầng hầm lên đến tầng mái.

- Công trình có hệ thống hành lang nối liền các căn hộ với nhau, đảm bảo giao thông thông thoáng, hợp lý.

Hình 1.2 Mặt bằng tầng điển hình.

- Công trình gồm 1 tầng hầm, 20 tầng nổi.

- Tầng hầm: -3.0m, tầng điển hình cao 3.4m Tổng chiều cao tính từ mặt đất tự nhiên là +67.35m.

- Công trình có hình khối không gian vững chắc, cân đối Mặt đứng chính sử dụng các ô cửa kính cùng với lô gia có kích thước và khoảng các hợp lý tạo nhịp điệu cho công trình và lấy ánh sáng cho các phòng bên trong.

Hình 1.3 Mặt cắt công trình

1.3.3 Giải pháp giao thông công trình

- Giao thông theo phương đứng: Toàn công trình sử dụng 1 khối thang máy (2 thang máy) và 2 cầu thang bộ Khối thang máy, 1 cầu thang bộ được bố trí ở giữa công trình và

1 cầu thang bộ còn lại bố trí ở phía bên công trình.

- Giao thông theo phương ngang: Bao gồm hành lang đi lại giữa toàn nhà và sảnh.

Các giải pháp kỹ thuật khác

1.4.1 Giải pháp thông gió, chiếu sáng

- Về quy hoạch: xung quanh công trình trồng hệ thống cây xanh để dẫn gió, che nắng, chắn bụi, điều hòa không khí Tạo nên môi trường trong sạch thoáng mát.

- Thông gió: Là một trong những yêu cầu quan trọng trong thiết kế kiến trúc nhằm đảm bảo vệ sinh, sức khoẻ cho con người khi làm việc và nghỉ ngơi.

- Về nội bộ công trình, các phòng đều có cửa sổ thông gió trực tiếp Trong mỗi phòng của căn hộ bố trí các quạt hoặc điều hoà để thông gió nhân tạo về mùa hè.

- Chiếu sáng: Kết hợp chiếu sáng tự nhiên và chiếu sáng nhân tạo trong đó chiếu sáng nhân tạo là chủ yếu.

- Về chiếu sáng tự nhiên: Các phòng đều được lấy ánh sáng tự nhiên thông qua hệ thống sổ và cửa mở ra lô gia và giếng trời.

- Chiếu sáng nhân tạo: được tạo ra từ hệ thống bóng điện lắp trong các phòng và tại hành lang, cầu thang bộ, cầu thang máy.

- Hệ thống điện sử dụng trực tiếp hệ thống điện thành phố, có bổ sung thêm hệ thống điện dự phòng nhằm đảm bảo cho tất cả các trang thiết bị trong toà nhà có thể hoạt động bình thường trong tình huống mạng lưới điện thành phố bị cắt đột xuất Điện năng phải đảm bảo cho hệ thống thang máy và hệ thống lạnh có thể hoạt động liên tục.

- Hệ thống cấp điện chính đi trong các hộp kỹ thuật đặt ngầm trong tường Hệ thống ngắt điện tự động từ 1A đến 50 A bố trí theo tầng và khu vực đảm bảo an toàn khi xảy ra sự cố Khi có sự cố mất điện có thể sử dụng máy phát điện dự phòng ở tầng hầm để cung cấp điện cho tòa nhà.

- Kết hợp ánh sáng tự nhiên và chiếu sáng nhân tạo:

+ Chiếu sáng tự nhiên: các phòng đều có hệ thống cửa để tiếp nhận ánh sáng từ bên ngoài kết hợp cùng ánh sáng nhân tạo đảm bảo đủ ánh sáng trong phòng.

+ Chiếu sáng nhân tạo: được tạo ra từ hệ thống điện chiếu sáng theo tiêu chuẩn Việt Nam về thiết kế điện chiếu sáng trong công trình dân dụng

- Dung tích bể chứa được thiết kết trên cơ sở số lượng người sử dụng và lượng nước dự trữ khi xảy ra sự cố mất điện và chữa cháy Từ bể chứa nước sinh hoạt được dẫn xuống các khu vệ sinh, phục vụ nhu cầu sinh hoạt mỗi tầng bằng hệ thống ống thép tráng kẽm đặt trong các hộp kỹ thuật.

- Hệ thống thoát nước thải được thiết kế cho tất cả các khu vệ vinh Có 2 hệ thống thoát nước bẩn và hệ thống thoát phân Toàn bộ nước thải sinh hoạt từ các từ các xí tiểu vệ sinh được thu vào hệ thống ống dẫn, qua xử lý cục bộ bằng bể tự hoại, sau đó được đưa vào hệ thống thoát nước bên ngoài khu vực Các đường ống nước thải sinh hoạt đi ngầm trong tường, trong hôp kỹ thuật nằm trong trần sau đó được xử lý và đưa vào hệ thống thoát nước chung của thành phố.

- Nước mưa trên mái sẽ thoát theo các lỗ nước chảy vào các ống thoát nước mưa có đường kính D0(mm) đi xuống dưới Riêng hệ thống thoát nước thải được bố trí đường ống riêng Nước thải từ các buồng vệ sinh có riêng hệ thống dẫn để đưa nước vào bể xử lý nước thải sau đó mới đưa vào hệ thống nước thải chung.

1.4.4 Hệ thống phòng cháy chữa cháy

- Tại mỗi tầng và tại nút giao thông giữa hành lang và cầu thang Thiết kết đặt hệ thống hộp họng cứa hoả được nối với nguồn nước chữa cháy, mỗi tầng đều được đặt biển chỉ dẫn về phòng và chữa cháy.

- Hệ thống thang bộ thoát hiểm được trang bị cửa chống cháy và thông gió riêng tách biệt không kết nối với hệ thống thông gió tòa nhà để đảm bảo khi khỏa hoạn không có khói trong thang thoát hiểm.

- Trong mỗi căn hộ được trang bị 2 bình cứu hỏa cầm tay, dọc hành lang trung tâm được trang bị 2 hộp chữa cháy gồm: bình cứu hỏa cầm tay, ống vòi nước…

Việc lựa chọn giải pháp chống sét được tính toán theo yêu cầu trong tiêu chuẩn chống sét hiện hành Được trang bị hệ thống chống sét theo đúng các yêu cầu và tiêu chuẩn về chống sét nhà cao tầng (thiết kế theo TCVN 46 – 84).

- Rác thải được tập trung ở các tầng thông qua kho thoát rác bố trí ở các tầng, chứa gian rác được bố trí ở tầng 1 và sẽ có bộ phận để đưa rác thải ra ngoài.

- Gian rác được thiết kế kín đáo, kỹ càng để tránh làm bốc mùi gây ô nhiễm môi trường.

CHỌN SƠ BỘ TIẾT DIỆN VÀ TÍNH TOÁN TẢI TRỌNG

Vật liệu sử dụng

Cường độ của bê tông thép sử dụng cho công trình được lấy theo TCVN 5574:2018.

Bảng 2.1 Tính chất cơ lí của bê tông.

Cấp độ bền Thông số vật liệu Kết cấu sử dụng

R b = 17 MPa; R bt = 1.15 MPa Cột, dầm, sàn, móng,

B30 Eb = 32.5×10 3 MPa; lõi-vách, bể nước mái γ = 2.5 T/m3 và cầu thang.

R b : cường độ chịu nén tính toán dọc trục của bê tông.

R bt : Cường độ chịu kéo tính toán dọc trục của bê tông.

E b : Mô đun đàn hồi ban đầu của bê tông khi nén và kéo.

 : Trọng lượng riêng của bê tông.

Cường độ cốt thép sử dụng cho công trình được lấy theo TCVN 5574:2018.

Bảng 2.2 Tính chất cơ lí của cốt thép.

Loại thép Thông số vật liệu Kết cấu sử dụng

CB300-T Rs = Rsc = 260 MPa; Rsw = 210 MPa

Tất cả các cấu kiện. (d < 10) Es = 2×10 5 MPa

CB400-V Rs = Rsc = 350 MPa; Rsw = 280 MPa

Tất cả các cấu kiện. (d ≥ 10) Es = 2×10 5 MPa

R s : Cường độ chịu kéo tính toán của cốt thép.

: Cường độ chịu nén tính toán của cốt thép.

: Cường độ chịu kéo tính toán của cốt thép ngang.

: Mô đun đàn hồi của cốt thép.

Chọn sơ bộ kích thước các cấu kiện

2.2.1 Chọn sơ bộ tiết diện dầm

Theo mặt bằng kiến trúc, ta chọn dầm có nhịp lớn nhất để sơ bộ kích thước tiết diện và bố trí cho tất cả các tầng.

Xét dầm chính có nhịp L = 8.0 (m) h 

 Vậy dầm chính có tiết diện b dc  h dc   300  600  mm 

 Vậy dầm phụ có tiết diện

400  (100  200)mm h dp   200  400( mm) ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TS BÙI PHẠM ĐỨC TƯỜNG

Hình 2.1 Sơ đồ truyền tải vào cột giữa, biên và góc.

2.2.2 Chọn sơ bộ tiết diện sàn

Vì chiều dày các ô sàn tương tự nhau nên chọn ô sàn có kích thước lớn nhất

( L 1  L 2 )  (4500 7000)mm để sơ bộ chiều dày bản sàn và bố trí cho toàn bộ mặt bằng sàn.

 Bản sàn là bản kê 4 cạch.

Chiều dày bản sàn được sơ bộ theo công thức: h  D

D  0.8 1.4 : hệ số phụ thuộc tải trọng.

1 : cạnh ngắn của ô sàn. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TS BÙI PHẠM ĐỨC TƯỜNG m  (40 45)

: hệ số đối với ô sàn làm việc 1 phương (phương cạnh ngắn). m  (40 50)

: hệ số đối với ô sàn làm việc 2 phương

 Vậy chọn chiều dày sàn tầng điển hình h s  110( mm)

Dựa vào mặt bằng của công trình, ta xác định tiết diện sơ bộ dựa trên cột có diện truyền tải sàn là lớn nhất của hai cột là cột là cột giữa và cột biên

Hình 2.2 Sơ đồ truyền tải vào cột giữa, biên và góc.

Diện tích tiết diện cột sơ bộ chọn theo công thức:

N: lực dọc tại chân cột đang sơ bộ, được tính như sau:

N   q i m i S i i1 n ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TS BÙI PHẠM ĐỨC TƯỜNG

: tải trọng tương đương trên mỗi mét vuông mặt sàn trong đó bao q  1 1.4(T / m ) gồm tải trọng thường xuyên và tạm thời trên bản sàn, trọng lượng dầm, tường, cột quy ra phân bố đều trên sàn Ta chọn q = 1.2 T/m 2

S i : diện tích mặt sàn truyền tải trọng lên cột đang xét (m2) m i : số sàn phía trên tiết diện đang xét (kể cả mái). k = 1.2 ÷ 1.5: hệ số xét đến ảnh hưởng của mô men uốn, hàm lượng cốt thép, độ mảnh cột Cột giữa nhà chọn k = 1.1; cột biên và góc chọn k = 1.3.

R b : cường độ chịu nén tính toán của bê tông: R b = 13 (MPa) = 1300 (T/m 2 )

 Việc tính toán được thực hiện như trên lần được ta được tiết diện cột sơ bộ như sau:

Bảng 2.3 Sơ bộ tiết diện cột biên.

Bảng 2.4 Sơ bộ tiết diện cột góc.

Fs (m2) q m s N i (T) k Att Tiết diện chọn b h A chon

Bảng 2.5 Sơ bộ tiết diện cột giữa.

Fs (m2) q m s N i (T) k Att Tiết diện chọn b h A chon

2.2.4 Chọn sơ bộ tiết diện vách

Chiều dày của vách lõi được lựa chọn sơ bộ dựa vào chiều cao tòa nhà, số tầng, đồng thời đảm bảo các điều quy định theo Điều 3.4.1 – TCXD 198:1997 Tổng diện tích mặt cắt ngang của vách (lõi) cứng có thể được xác định theo công thức gần đúng như sau:

F st : diện tích sàn từng tầng (m 2 ). f vl   0.015

Chiều dày vách đổ toàn khối: b v

20 với h t : là chiều cao tầng (mm). h t ) , b   

Hình 2.3 Mặt bằng bố trí cột và lõi thang máy tầng 5.

Neo cốt thép

Việc tính toán đoạn neo cốt thép được chỉ dẫn như sau:

Neo cốt thép được thực hiện bằng một hoặc tổ hợp các biện pháp:

- Uốn móc, uốn chữ L, uốn chữ U.

- Hàn hoặc đặt các thanh thép ngang.

- Sử dụng các chi ti tiết neo đặc biệt ở đầu thanh thép (bản, vòng đệm, đai ốc…).

Chiều dài neo cơ sở cần để truyền lực trong cốt thép với toàn bộ giá trị tính toán của cường độ R s vào bê tông được xác định theo công thức sau:

+ R s cường độ chịu kéo tính toán của cốt thép.

+ A s và u s lần lượt là diện tích tiết diện ngang của thanh cốt thép được neo và chu vi tiết diện của nó.

+ R bond cường độ bám dính tính toán của cốt thép với bê tông, với giả thiết độ bám dính này phân bố đều theo chiều dài neo và được xác định theo công thức: R bond

+ R bt : cường độ chịu kéo tính toán của bê tông.

+  1 : hệ số kể đến ảnh hưởng của loại bề mặt cốt thép, lấy bằng:

• Thép cán nóng có gân: 2.0

+  2 : hệ số kể đến ảnh hưởng của cỡ đường kính cốt thép, lấy bằng:

• Khi đường kính cốt thép (d ≤32mm): 1

• Khi đường kính cốt thép (d >32mm): 0.9

Chiều dài neo tính toán yêu cầu của cốt thép có kể đến giải pháp vùng neo của cấu kiện được xác định theo công thức:

+  1 : hệ số kể đến ảnh hưởng của trạng thái ứng suất của bê tông và cốt thép, ảnh hưởng của giải pháp cấu tạo vùng neo của cấu kiện đến chiều dài neo, lấy bằng:

+ L 0,an : chiều dài neo cơ sở.

+ A s cal, , A s ef, : diện tích tiết diện ngang của cốt thép lần lượt theo tính toán và theo

A s,ef ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TS BÙI PHẠM ĐỨC TƯỜNG

Dùng cấu kiện dầm sử dụng bê tông B30, cốt thép gân nhóm CB400-V làm ví dụ tính toán điển hình:

Giả thiết dầm sử dụng cốt thép gân có đường kính  32( mm)

Cường độ bám dính tính toán của bê tông và cốt thép được xác định như sau:

Chiều dài neo cơ sở của cốt thép:

Chiều dài neo tính toán của cốt thép vùng chịu kéo: n   L

Chiều dài neo tính toán của cốt thép vùng chịu nén: n   L

Nối cốt thép

Việc tính toán đoạn nối cốt thép được chỉ dẫn như sau: 1

Mối nối chồng không hàn cốt thép thanh được sử dụng khi nối các thanh thép đường kính không lớn hơn 40 (mm).

+ L 0,an : chiều dài neo cơ sở.

+ A s cal, A s ef, : diện tích tiết diện ngang của cốt thép lần lượt theo tính toán và theo thực tế, lấy A 1 s ,cal

+  s : hệ số kể đến ảnh hưởng của trạng thái ứng suất của cốt thép thanh, giải pháp cấu tạo của cấu kiện trong vùng nối các thanh thép, số lượng thanh thép được nối so với tổng số thanh thép trong tiết diện này, khoảng cách giữa các thanh thép được nối Khi nối thép có gân với các đầu để thẳng, cũng như nối các thanh thép trơn có móc hoặc uốn chữ U mà không có chi tiết neo bổ sung thì hệ số  s đối với cốt thép chịu kéo lấy bằng 1.2, còn đối với cốt thép chịu nén lấy bằng 0.9 Khi đó phải tuân thủ các điều kiện sau:

 Số lượng thép có gân chịu lực kéo được nối trong một tiết diện tính toán không lớn hơn 50%, cốt thép trơn có móc hoặc hoặc uốn chữ U không lớn hơn 25%.

 Nội lực chịu bởi toàn bộ cốt thép ngang trong phạm vi mối nối không được nhỏ hơn một nửa nội lực chịu bởi cốt thép bởi cốt thép chịu lực kéo được nối trong một tiết diện tính toán.

 Khoảng cách giữa các thanh thép chịu lực được nối không vượt quá 4d s

 Khoảng cách giữa các mối nối chồng kề nhau (theo chiều rộng của tiết diện) không được nhỏ hơn 2d s và không nhỏ hơn 300 (mm).

Cho phép tăng số lượng tương đối của cốt thép chịu lực kéo được nối trong một tiết diện tính toán đến 100% khi lấy giá trị hệ số  2  2 , cũng như cho phép tăng số lượng của cốt thép chịu lực nén được nối trong một tiết diện tính toán đế 100% khi lấy giá trị hệ số

Trong mọi trường hợp, chiều dài đoạn nối chồng thực tế không được nhỏ hơn

Dùng giá trị đã được tính toán ở phần tính toán đoạn neo cốt thép làm ví dụ tính toán điển hình.

Cấu kiện dầm sử dụng bê tông B30 và cốt thép nhóm CB400-V, cốt thép gân chịu lực có đường kính 32 (mm), chiều dài neo cơ sở L 0,an = 30d Chiều dài đoạn nối thép trong vùng chịu kéo: k  

Chiều dài đoạn nối thép trong vùng chịu nén: n

TẢI TRỌNG VÀ TÁC ĐỘNG

Hệ số vượt tải

Khi tính toán cường độ và ổn định, hệ số vượt tải lấy theo các điều: 3.2; 4.3.3; 6.17

Bảng 3.1 Hệ số vượt tải sử dụng khi tính toán.

Kết cấu và tải trọng n

Các lớp trát, hoàn thiện, gạch lót

+ Sản xuất trong nhà máy 1.2

+ Sản xuất tại công trường 1.3

2 Hoạt tải tiêu chuẩn < 200 (daN/m ) 1.3

2 Hoạt tải tiêu chuẩn ≥ 200 (daN/m ) 1.2

Khi tính toán theo biến dạng và chuyển vị lấy bằng 1.

Tải trọng tác dụng lên sàn

Khi mô hình bằng các phần mềm phần tử hữu hạn, sinh viên khai báo hệ số để phần mềm tự tính trọng lượng bản thân cấu kiện nên chỉ gán tải trọng tiêu chuẩn của các lớp hoàn thiện và sẽ bỏ qua trọng lượng của bản sàn.

Vì các lớp cấu tạo có hệ số vượt tải khác nhau nên cần qui đổi về cùng một hệ số để thuận tiện hơn trong việc quản lí mô hình.

3.2.1 Tải trọng thường xuyên tác dụng lên sàn (Tĩnh tải)

Tĩnh tải tiêu chuẩn được qui đổi về hệ số 1.1, được xác định như sau: g tc

HOÀNG TUẤN ANH 35 MSSV:18149211 g qd

+ g i , g i , g i : tĩnh tải tiêu chuẩn, tính toán, qui đổi của lớp thứ “i”. tc tt qd

+  i : trọng lượng riêng của lớp thứ “i”.

Bảng 3.2 Kết quả tính toán tĩnh tải do các lớp cấu tạo sàn tầng điển 5

Chiều trọng Hệ số Tải trọng lượng chuẩn đã

Lớp cấu tạo sàn dày tiêu vượt tính toán g riêng quy đổi

Tổng tải (Không có sàn BTCT) 182,3 166

Tổng tải (có sàn bê tông cốt thép) 484,8 440,7

Bảng 3.3 Kết quả tính toán tĩnh tải do các lớp cấu tạo sàn vệ sinh.

Chiều trọng Hệ số lượng tính toán chuẩn đã

Lớp cấu tạo sàn dày tiêu vượt riêng g quy đổi

Bảng 3.4 Kết quả tính toán tĩnh tải do các lớp cấu tạo sàn tầng mái.

Chiều trọng Hệ số lượng tính toán chuẩn đã

Lớp cấu tạo sàn dày tiêu vượt riêng g quy đổi

Tổng tải (có sàn bê tông cốt thép) 457,6 416

Bảng 3.5 Kết quả tính toán tĩnh tải do các lớp cấu tạo sàn tầng 1.

Chiều trọng Hệ số Tải trọng lượng chuẩn đã

Lớp cấu tạo sàn dày tiêu vượt tính toán g riêng quy đổi

Tường 200mm đa phần xây trên các dầm biên, các tường 100mm đa phần được xây ở các vị trí không dầm Tải tường sẽ được khai báo trong ETABS theo dạng tải đường thẳng, riêng tải tường ở phòng vệ sinh, do mật độ tường khá dày đặc nên ta quy về tải phân bố đều trên sàn.

Bảng 3.6 Tĩnh tải tường gạch

Loại tường Trọng lượng Bề dày n H tầng H tường g tc g tt gạch riêng (kN/m 3 ) (mm) (m) (m) (kN/m) (kN/m)

3.2.2 Tải trọng tạm thời tác dụng lên sàn (Hoạt tải)

Hoạt tải tiêu chuẩn tác dụng lên sàn được lấy theo TCVN 2737:1995.

Hoạt tải tiêu chuẩn qui đổi về hệ số 1.2, được xác định như sau:

Bảng 3.7 Hoạt tải tác dụng lên sàn theo công năng sử dụng.

Tải trọng Hệ số Tải trọng

STT Công năng Tiêu chuẩn vượt tải tính toán g(kG/m 2 ) (n) (kG/m 2 )

Tải trọng tác dụng lên bản dầm

Tải trọng tường tiêu chuẩn được gán trực tiếp lên dầm với dạng tĩnh tải Ngoài ra, những vị trí tường không có dầm đỡ thì ta gán tải tường lên dầm ảo trong phần mềm Tải trọng tường lên dầm được xác định như sau: q t tc

+ q t : tải trọng tiêu chuẩn của tường tc

+ q t : tải trọng tính toán của tường tt

+  g : trọng lượng riêng của gạch xây

Bảng 3.8 kết quả tính toán tải trọng tường tác dụng lên dầm.

Trọng lượng bt h hd ht g tc

Tầng t riêng (cm) ( m) (cm) ( m) ( kN / m)

Tải trọng gió tác dụng vào khung

Tải trọng gió gồm 2 thành phần: thành phần tĩnh và thành phần động. Đối với thành phần động của tải trọng gió, theo mục 6.11 TCVN 2737:1995 , đối với công trình nhiều tầng cao trên 40(m) thì cần xét đến thành phần động của tải trọng gió.

3.4.1 Thành phần tĩnh của tải trọng gió

Khi phân tích công trình bằng ETABS 2018, để thuận tiện cho quá trình mô hình, ta giả thiết sàn là tuyệt đối cứng trong mặt phẳng của nó, khi có tác dụng của ngoại lực thì chuyển vị tại mọi điểm trên sàn đều như nhau Vì vậy, khi tiến hành mô hình ta sử dụng công cụ Diaphragms để xác định tâm đón gió và gán thành phần tĩnh tải trọng gió vào tâm đón gió đó.

W tc j thành phần tĩnh của tải trọng gió được xác định như sau:

+ W 0 : giá trị áp lực gió tiêu chuẩn.

+ k : hệ số xét đến sự thay đổi của áp lực gió theo độ cao, được xác định như sau:

+ z j : độ cao của tầng thứ “j”.

: độ cao Gradient tương ứng với dạng địa hình. c

+ m t : hệ số tương ứng với dạng địa hình.

Bảng 3.9 Độ cao Gradient và hệ số m t

Dạng địa zcg hình (m) mt

+ c : hệ số khí động, lấy bằng 1.4 khi gán tải trọng gió vào tâm đón gió.

+ H j : chiều cao đón gió của tầng thứ “j”.

+ L j : bề rộng đón gió của tầng thứ “j”.

Sử dụng tầng 2 tính toán thành phần tĩnh tải trọng gió tác dụng theo phương X làm ví dụ điển hình.

Công trình được xây dựng tại TP Nha Trang, tỉnh Khánh Hòa.

Tra Bảng E.1 - Phụ lục E TCVN 2737:1995 được các thông số sau:

- Vùng áp lực gió II-A  W 0   95  12  83( daN / m 2 )  0.83( kN / m 2 )

- Chọn địa hình C  z c g   400, m t   0.14 (bảng A1_TCXD 229:1999)bảng A1_TCXD 229:1999)

Cao độ sàn tầng 2 z  6.15( m) so với MĐTN

Hệ số xét đến sự thay đổi của áp lực gió theo độ cao:

Chiều cao đón gió của tầng 2: H

Bề rộng đón gió của tầng 2: L Y   28( m)

Giá trị tiêu chuẩn thành phần tĩnh tải trọng gió tác dụng lên tầng 2 theo phương X:

Tương tự, giá trị tiêu chuẩn thành phần tĩnh tải trọng gió tác dụng lên công trình được trình bày trong bảng sau:

Bảng 3.10 Kết quả tính toán giá trị tiêu chuẩn thành phần tĩnh của tải trọng gió.

3.4.2 Thành phần động của tải trọng gió

Theo TCXD 229:1999, khối lượng phân tích bài toán động lực học lấy với hệ số như sau:

Bảng 3.11 Khai báo Mass Source – khối lượng tham gia dao động của công trình

Bảng 3.12 Thông số của công trình

Tên công trình Chung cư Địa điểm xây dựng Tỉnh, Thành: TP Nha trang

Cao độ đón gió thấp nhất 3 m

Dạng địa hình: C Áp lực gió W 0 0.83 kN/m 2

Giá trị giới hạn của tần số f L 1.3 Hz Đối với kết cấu bê tông cốt thép lấy δ = 0.3 (hình 2 TCXD 229-1999), vùng gió IIA nên giá trị f L =1.3 Hz.

Gió động cho công trình được tính theo 2 phương X, Y Mỗi mode dao động trong

Etabs chỉ xét theo dạng dao động của phương có chuyển vị lớn hơn. a) Xác định tần số dao động riêng:

Bảng 3.13 Tổng hợp các dạng dao động của công trình

Mode Chu kỳ Tần số

UX UY Tính toán s Hz

Trong TCXD 229 :1999 quy định chỉ cần xét tới dao động của s dạng dao động đầu tiên ứng với bất đẳng thức f s

Bảng 3.14 Chuyển vị tương đương theo Mode 1 và Mode 2 phương X và Y

Story Mode Ux Mode Uy

Tầng 1 Modal 1 0.000146 Modal 2 0.00017 b) Tính toán thành phần của gió động:

Theo mục 4.5 TCXD 229:1999 Giá trị tiêu chuẩn thành động của gió tác dụng lên phần tử j của dạng dao động thứ i được xác định theo công thức:

+ M j : Khối lượng tập trung của phần công trình thứ j.

+  i : Hệ số động lực ứng với dạng dao động thứ i, không thứ nguyên.

+  i : Hệ số được xác định bằng cách chia công trình thành nhiều phần, trong phạm vi mỗi phần tải trọng gió có thể xem như không đổi.

+ y ji : Biên độ dao động tỉ đối của phần công trình thứ j ứng với dạng dao động riêng thứ i

(Các xác định các thành phần trên xem trong TCXD 229-1999) c) Kết quả tính toán thành phần động theo phương X:

Bảng 3.16 Xác định thành phần động của tải trọng gió theo phương X - Mode 1

Bảng 3.17 Xác định thành phần động của tải trọng gió theo phương Y - Mode 2

Bảng 3.20 Tổ hợp tải trọng gió

Thành phần gió tĩnh Thành phần gió động

STT Tầng Phương X Phương Y Phương X (mode 1) Phương Y (mode 2)

W Xj (kN) W Yj (kN) W Xj (kN) W Yj (kN)

20 Tầng mái 61.9 74.8 113.2 115.8 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TS BÙI PHẠM ĐỨC TƯỜNG

THIẾT KẾ CẦU THANG

kích thước tiết diện cầu thang

Cầu thang từ tầng 2 đến tầng thượng là cầu thang 2 vế dạng bản.

Hình 4.1 Mặt bằng kiến trúc cầu thang tầng điển hình.

Số bậc thang gồm 22 bậc, mỗi vế 11 bậc.

4.1.2 Bản thang và bản chiếu nghỉ

Góc nghiêng của cầu thang: tan   h

35)Chọn h bt  h bcn  100( mm) ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TS BÙI PHẠM ĐỨC TƯỜNG

Chiều cao dầm chiếu nghỉ: h bt 

Chiều rộng dầm chiếu nghỉ: b  1 h  1

 Tiết diện dầm chiếu nghỉ h dcn  b dcn  200 300( mm)

Theo kiến trúc, dầm chiếu nghỉ chỉ gác một đầu lên cột khung Nên ta chọn bổ trụ có tiết diện (200×200)mm để gác đầu còn lại và được đặt trên dầm chính.

Hình 4.2 Mặt cắt kiến trúc cầu thang tầng điển hình.

Cắt dải bản có bề rộng b 1m để xác định nội lực và tính toán cốt thép cho bản thang. Xem bản thang là dầm có tiết diện b  h  1000 100( mm)

Tính toán nội lực M max : o Momen gối: M g   0.5M max o Momen nhịp: M n  M max

Hình 4.3 Nhịp tính toán bản thang điển hình.

Tính toán nội lực M max : o Momen gối: M g  0.5 o Momen nhịp: M n  

Hình 4.4 Nhịp tính toán dầm chiều nghỉ. q

tải trọng tác dụng

4.3.1 Tải trọng thường xuyên (Tĩnh tải) tác dụng lên bản thang a Lý thuyết

Vì bản thang là bản nghiêng, tải trọng tác dụng theo phương nghiêng nên khi tính toán cần phải qui đổi chiều dày các lớp cấu tạo lại thành tải trọng tác dụng theo phương đứng.

Tĩnh tải tiêu chuẩn được qui đổi về hệ số 1.1

Tĩnh tải tiêu chuẩn tác dụng lên bản thang được xác định như sau:

+  i : trọng lượng riêng của lớp cấu tạo thứ “i”.

+  i ,td : chiều dày tương đương của lớp cấu tạo thứ “i”, được xác định như sau:

- Đối với lớp gạch (đá hoa cương, đá mài,…) và lớp vữa xi măng có chiều dày   i ,td , chiều dày tương đương là:

: chiều dày của lớp cấu tạo thứ “i”.

: góc nghiêng của cầu thang. với bậc thang (xây gạch hoặc BTCT) có kích thước (l b ,h b ), chiều dày tương là: l b  h b h b cos

- Tĩnh tải tính toán tác dụng lên bản thang được xác định như sau: ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TS BÙI PHẠM ĐỨC TƯỜNG g tt bt

: hệ số vượt tải của lớp cấu tạo thứ “i”.

: tĩnh tải tiêu chuẩn của lớp cấu tạo thứ “i”. b Tính toán

- Chiều dày tương đương của các lớp cấu tạo bản thang ( bản nghiêng): Đá hoa cương:

Hình 4.5 Các lớp cấu tạo bản thang và bản chiếu nghỉ.

 Kết quả tính toán các lớp cấu tạo bản thang và bản chiếu nghỉ:

Bảng 4.1 Kết quả tính toán tĩnh tải do các lớp cấu tạo bản thang.

BẢN THANG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TS BÙI PHẠM ĐỨC TƯỜNG

STT Các lớp cấu tạo sàn i i i n i

Tổng tải (Không có sàn BTCT) 2,869 - 3,571

Tổng tải (Có sàn BTCT) 5,369 6,321

→ Tải trọng tác dụng lên 1m bề rộng: q  q tt 1m  6.3211  6.321( kN / m)

4.3.2 Tải trọng thường xuyên (tĩnh tải) tác dụng lên bản chiếu nghỉ

Tĩnh tải tác dụng lên bản chiếu nghỉ được xác định giống như sàn tầng.

Bảng 4.2 Kết quả tính toán tĩnh tải do các lớp cấu tạo bản chiếu nghỉ BẢN CHIẾU NGHỈ

Các lớp cấu tạo  i  i tc tt

STT g i n g i sàn (m) (kN/m 3 ) (kN/m 2 ) (kN/m 2 )

Tổng tải (Có sàn BTCT) 4,200 4,764

→Tải trọng tác dụng lên 1m bề rộng: q  q tt 1m  4.764  1  4.764( kN / m)

4.3.3 Tải trọng tạm thời tác dụng lên cầu thang (Hoạt tải)

Hoạt tải được tra theo TCVN 2737:1995:

Với: p tc : hoạt tải tiêu chuẩn n 1.2 hệ số tin cậy Đối với bản chiếu nghỉ: p tc 2 2

 300( daN / m )  3( kN / m ) p tt  n  p tc  1 1.2 Đối với bản thang nghiêng:

 1  3.6( kN / m) p tt  n  p tc  1 cos   1.2 310.85  3.06( kN / m)

4.3.4 Tải trọng tác dụng lên dầm chiếu nghỉ

Tải trọng do trọng lượng bản thân dầm: q tc    bh  25  0.2  0.3  1.5( kN / m)

Tải trọng do tường xây trên dầm: q tc     h  15  0.2  1.1  3.96( kN / m) g

Xác định nội lực

Do cầu thang tầng điển hình có 2 vế nên ta chỉ tính toán cho 1 vế và bố trí cốt thép cho vế còn lại.

 Sơ đồ tính: ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TS BÙI PHẠM ĐỨC TƯỜNG

Hình 6 Tĩnh tải tác dụng lên bản thang và bản chiếu nghỉ.

Hình 4.7 Hoạt tải tác dụng lên bản thang và bản chiếu nghỉ.

 Nội lực bản thang và bản chiếu nghỉ:

Hình 4.8 Biểu đồ moment bản thang và bản chiếu nghỉ (kN.m).

Hình 4.9 Biểu đồ lực cắt bản thang và bản chiếu nghỉ (kN).

Hình 4.10 Phản lực gối của bản thang và bản chiếu nghỉ (kN).

Từ biểu đồ momen trên, momen tại gối và đoạn gãy khúc được phân phối lại như sau:

Tổng tải trọng phân bố lên dầm chiếu nghỉ: q tt  q tc  n ( q tc  q tc ) 

Hình 4.11 Sơ đồ tính dầm chiếu nghỉ.

 Nôi lực dầm chiếu nghỉ: ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TS BÙI PHẠM ĐỨC TƯỜNG

Hình 4.12 Biểu đồ momen dầm chiếu nghỉ (kN.m).

Hình 4.13 Biểu đồ lực cắt dầm chiếu nghỉ (kN).

Tại gối, momen như sau:

Tính toán cầu thang

4.5.1 Tính toán và bố trí cốt thép

 Kết quả tính toán và bố trí cốt thép được trình bày trong các bảng sau:

Bảng 4.3 Kết quả tính toán và bố trí cốt thép bản thang và bản chiếu nghỉ. h a h o M αmm ξmm Asyc Chọn thép Astt μtt ϕss a

Tiết diện mm kN.m mm 2 mm mm 2 %

Bảng 4.4 Kết quả tính toán và bố trí cốt thép dầm chiếu nghỉ. h a h o M Asyc

Tiết diện αmm ξmm ϕss mm kN.m mm 2 mm mm 2 %

4.5.2 Tính toán cầu thang chịu tác dụng của lực cắt trên tiết diện nghiêng

4.5.2.1 Tính toán độ bền của bê tông dưới tác dụng của ứng suất nén

Bảng 4.5 Kết quả tính toán độ bền của bê tông dưới tác dụng của ứng suất nén.

Vị trí b h a h o Qmax φb1b1 Qbo mm (kN) (kN)

4.5.2.2 Tính toán khả năng chịu cắt của bê tông

Bảng 4.6 Kết quả tính toán khả năng chịu cắt của bê tông.

Vị trí b h a h o Qmax Q b mm (kN)

4.5.3 Tính toán và bố trí cốt đai dầm chiếu nghỉ

4.5.3.1 Cơ sở lí thuyết Điều kiện đảm bảo dầm đủ khả năng chịu cắt khi có kể đến cốt đai:

: lực cắt chịu bởi bê tông trong tiết diện nghiêng, được xác định theo công

+  b2: hệ số kể đến ảnh hưởng của cốt thép dọc, lực bám dính và đặc điểm trạng thái ứng suất của bê tông nằm phía trên vết nứt xiên, lấy bằng 1.5

+ C : chiều dài hình chiếu vết nứt trên tiết diện nghiêng, xác định theo công thức sau:

+ q sw: lực trong cốt đai trên một đơn vị chiều dài, xác định theo công thức sau: q 

+ A sw : diện tích cốt đai.

+ S : khoảng cách cốt đai, được xác định như sau:

+ S tt : khoảng cách tính toán giữa 2 cốt đai, xác định theo công thức sau:

+ S max : khoảng cách tối đa giữa 2 cốt đai cho phép, xác định theo công thức sau:

+ S ct : khoảng cách cấu tạo giữa 2 cốt đai, được chọn như sau:

 h  300(mm ) S ct min(0.5h ;300)mm h  300(nn ) S ct min(0.75h ;500)mm

2 Theo Mục 8.1.3.3.1 TCVN 5574:2018 “Thiết kế kết cấu bê tông và bê tông cốt thép”.

+ Q sw: lực cắt chịu bởi cốt đai trong tiết diện nghiêng, được xác định theo công thức sau: 3

+  sw : hệ số kể đến sự suy giảm nội lực dọc theo chiều dài hình chiếu của tiết diện

Theo bảng kết quả tính toán cốt thép dọc, tại gối bố trí 212  a

Lực cắt lớn nhất tại gối trong dầm chiếu nghỉ: Q max   36.12( kN)

Chiều cao làm việc thực tế của dầm: t t 31( mm) h tt  h  a tt  300  31  269( mm)

Chọn cốt đai 2 nhánh, đường kính d sw   8( mm)

Khoảng cách giữa 2 cốt đai tính toán:

S  R n d 2 b 2 b bt 0  2102 8 2   1616(mm) tt sw sw 3 2

Khoảng cách tối đa cho phép giữa 2 cốt đai:

Khoảng cách cấu tạo giữa 2 cốt đai: h  300( mm)  S ct   min(0.5h;300) mm  min(0.5  300;300) 150( mm)

S  min( S tt ; S max ; S ct )  min(1909;503;150)mm

Lực trong 100( mm) cốt đai trên một đơn vị chiều dài:

3 Theo Mục 8.1.3.3.1 TCVN 5574:2018 “Thiết kế kết cấu bê tông và bê tông cốt thép”.

Chiều dài hình chiếu vết nứt:

Lực cắt chịu bởi bê tông trong tiết diện nghiêng:

Lực cắt chịu bởi cốt đai trong tiết diện nghiêng:

Chọn khoảng cách đai: Đoạn 1 đầu dầm: S 1 

THIẾT KẾ SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH

Kính thước tiết diện sàn

Đã được trình bày ở Mục 2.3.2

Tải trọng tác dụng

Đã được trình bày ở Mục 4.2 và Mục 4.3 Được thể hiện trong Mục 1.1 trang 4 Phụ lục Đồ án Tốt nghiệp_SunShine Tower.

Xác định nội lực

Moment tại gối và nhịp được xác định từ biểu đồ bao EU tương ứng với các Strip.

- Moment tại gối lấy theo tổ hợp EU Min.

- Moment tại nhịp lấy theo tổ hợp EU Max.

Hình 5.2 Dải Strip theo phương X.

Hình 5.3 Dải Strip theo phương Y.

Hình 5.4 Moment trong Strip theo phương X.

Hình 5.5 Moment trong Strip theo phương Y.

Ta tiến hành rà lọc giá trị momen âm và dương tại từng ô sàn trong phần mềm SAFE

Giá trị nội lực theo từng phương của các ô sàn được trình bày trong bảng sau:

Bảng 5.1 Moment các ô sàn theo phương pháp phần tử hữu hạn. Ô sàn Phương Vị trí M Ô sàn Phương Vị trí M

Tính toán sàn điển hình theo trạng thái giới hạn I (sử dụng nội lực từ phần mềm

Diện tích cốt thép sàn yêu cầu được tính toán theo công thức sau:

+ A syc : diện tích cốt thép yêu cầu trên 1m bề rộng sàn.

+  m : chiều cao tương đối giới hạn của vùng bê tông chịu nén, được xác định theo công thức: 4

+ s ,ei E s : biến dạng tương đối của cốt thép chịu kéo khi ứng suất bằng E s s

+ b2  0.0035: biến dạng tương đối của bê tông chịu nén khi ứng suất bằng đối với bê tông có cấp độ bền chịu nén từ B60 trở xuống 5

+  b  1: hệ số điều kiện làm việc của bê tông.

+ b : bề rộng của tiết diện cấu kiện đang xét.

+h 0  h  a : chiều cao làm việc của tiết diện cấu kiện đang xét.

+ h : chiều cao của tiết diện cấu kiện đang xét.

+ a : khoảng cách từ mép ngoài của cấu kiện đang xét đến trọng tâm lớp cốt chịu kéo.

+ R s : cường độ chịu kéo tính toán của cốt thép.

+ E s : module đàn hồi của cốt thép.

Hàm lượng cốt thép sàn được chọn phải thoả mãn các yêu cầu sau: 6

+  min : hàm lượng cốt thép tối thiểu.

+  t : hàm lượng cốt thép tính toán.

+  max : hàm lượng cốt thép tối đa.

5.4.1.2 Áp dụng tính toán Để thuận tiện cho quá trình thi công, cốt thép được chọn theo các ô sàn bên cạnh Cốt thép phân bố giữ ổn định cho thép lớp trên (thép mũ) được bố trí cấu tạo 8a200 và có diện tích lớn hơn 30% diện tích cốt thép chịu lực.

Dùng ô sàn S1 để tính toán và bố trí cốt thép điển hình.

Cắt dải bản có bề rộng b 1m để tính toán và bố trí cốt thép.

Chọn cốt thép nhóm CB400-V để tính toán và bố trí cốt thép.

Chiều cao tương đối với hạn của vùng bê tông chịu nén:

- Tại tiết diện gối: M max   25.23( kN m) gt h 0   h  a gt   110  25  85( mm)

Giá trị chiều cao của vùng bê tông chịu nén:

Diện tích cốt thép yêu cầu:

Hàm lượng cốt thép: h tt  h  a tt 110 

 m    ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TS BÙI PHẠM ĐỨC TƯỜNG Hàm lượng cốt thép: h tt  h  a tt 110  20 10

- Tại tiết diện gối: M max   15.24( kN m) 

Hàm lượng cốt thép: tt tt  10  h 0  h  a 110  20    85( mm) min

- Tại tiết diện nhịp: M  max   13.22( kN m)

Hàm lượng cốt thép: h tt  h  a tt

(thỏa) tính toán cốt thép các ô sàn được trình bày ở bảng sau:

Bảng 5.2 Kết quả tính toán cốt thép các ô sàn tầng điển hình.

(kN.m) Ô b h a h o M I αmm ξmm Asyc Đường Khoảng

Astt μtt sàn (mm) (mm) (mm) (mm) Tiết M 1 (mm 2 ) (mm 2 ) (%)

Phương diện M II kính ϕs cách a

Bảng 5.3 Kết quả tính toán cốt thép các ô sàn tầng điển hình.

(kN.m) Ô b h a h o M I αmm ξmm Asyc Đường Khoảng

Astt μtt sàn (mm) (mm) (mm) (mm) Tiết M 1 (mm 2 ) (mm 2 ) (%)

Phương diện M II kính ϕs cách a

S9 1000 110 25 85 Nhịp 4.64 0.038 0.039 159 0.19 ϕs10 a200 393 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TS BÙI PHẠM ĐỨC TƯỜNG

5.4.2 Tính toán sàn chịu tác dụng của lực cắt trên tiết diện nghiêng

5.4.2.1 Cơ sở lí thuyết a Tính toán độ bền của bê tông dưới tác dụng của ứng suất nén

Tính toán độ bền của bê tông dưới tác dụng của ứng suất nén được tiến hành theo điều kiện: 7

: lực cắt lớn nhất trong tiết diện thẳng góc của cấu kiện.

 : hệ số kể đến ảnh hưởng của đặc điểm các trạng thái ứng suất của bê tông b1 nghiêng, lấy bằng 0.3 b Tính toán khả năng chịu cắt của bê tông

Tính toán khả năng chịu cắt của bê tông được tiến hành theo điều kiện: 8

Trong đó: Q b là lực cắt chịu bởi bê tông trong tiết diện thẳng góc do ngoại lực (Theo chỉ dẫn của TCVN 5574:2018 , cho phép tính toán các tiết diện nghiêng mà không cần xem xét các tiết diện nghiêng khi xác định lực cắt do ngoại lực).

5.4.2.2 Áp dụng tính toán a Tính toán độ bền của bê tông dưới tác dụng của ứng suất nén

Lực cắt lớn nhất trong sàn:

Q  37.48( kN Điều kiện độ bền bê tông dưới tác dụng

)tại ô sàn S3. của ứng suất nén:

Vậy bê tông không bị phá hoại dưới tác dụng của ứng suất nén. b Tính toán khả năng chịu cắt của bê tông

7 Theo Mục 8.1.3.2 TCVN 5574:2018 “Thiết kế kết cấu bê tông và bê tông cốt thép”.

+ Q max ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TS BÙI PHẠM ĐỨC TƯỜNG

Vậy bê tông đảm bảo khả năng chịu cắt (không cần bốt trí thép đai cho sàn).

5.4.3 Tính toán độ võng sàn f m

- f 1 : Độ võng do tác dụng ngắn hạn của toàn bộ tải trọng f 1  1 TT  1 HT

- f 2 : Độ võng do tác dụng ngắn hạn của tĩnh tải và hoạt tải dài hạn f 2  1 TT  0.5

- f 3 : Độ võng do tác dụng dài hạn của tĩnh tải và hoạt tải dài hạn f

Với   b ,cr là hệ số từ biến của bê tông phụ thuộc vào các điều kiện môi trường xung quanh

(độ ẩm tương đối của không khí, ở nước ta là >75%) và cấp độ bền chịu nén của bê tông

(Mục 6.1.3.4 và Bảng 11 TCVN 5574:2018) Công trình sử dụng bê tông B30 (các loại phổ biến thường dùng là B20, B25, B30), ứng với b ,cr

 1.6 tuy nhiên để đơn giản và thiên về an toàn thường chọn  b ,cr

 2TT 1.5HT  2(DL  SDL) 1.5LL

Tạo Tổ hợp KTV để tính độ võng trong SAFE.

Hình 5.6 Độ võng sàn xuất ra từ phần mền SAFE theo combo

KTV quả mô hình trong SAFE ta thu được f m  28.33( mm) Độ võng cho phép của sàn ( Bảng M.1 TCVN 5574:2018 )

250 Với L là nhịp của ô sàn đang tính võng

Với ô sàn đang tính võng thì L  7( m )  89

 f m   f (Sàn đảm bảo điều kiện độ võng).

KIỂM TRA CÁC ĐẶC TRƯNG ĐỘNG HỌC CỦA CÔNG TRÌNH

Mô Hình Công Trình Bằng Phần Mềm Etab

Công trình được mô hình 3D từ phần mềm Etabs, dưới dạng phần tử khung (Frame) và phần tử tấm (Shell).

Hình 6.1 Mô hình 3D trong phần mềm Etabs.

6.1.1 Tải trọng tác động vào công trình.

Các loại tải trọng đã được trình bày ở CHƯƠNG 3.

- Tải trọng tác dụng lên dầm, sàn được trình bày ở Mục 3.2 và 3.3.

- Tải trọng thang máy được trình bày ở Mục 3.6 truyền vào mô hình công trình như hình bên dưới.

Hình 6.2 Tải trọng thang máy truyền vào mô hình.

- Tải trọng gió truyền vào mô hình dưới dạng tâm hình học (Gió tĩnh) và tâm khối lượng (Gió động) đã được tính toán ở Mục 3.7 và được gán như hình bên dưới.

+ Gán sàn tuyệt đối cứng đối với sàn như đã trình bày ở Mục 3.7.3

Hình 6.3 Gán sàn tuyệt đối cứng trong mô hình Etabs.

Hình 6.4 Gió tĩnh X và Y gán vào tâm hình học tầng điển hình.

Hình 6.5 Gió động X và Y gán vào tâm khối lượng tầng điển hình.

6.1.2 Khảo sát dao động của công trình. Để khảo sát dao động của công trình tải trọng bao gồm: Tĩnh tải và hoạt tải dài hạn.

Chọn DefineMass SourceModify/Show Mass Sourcce trong hộp thoại Mass

Source Data lựa chọn Specified Load Patterns và khai báo khối lượng tham gia dao động như hình 7.7 Khối lượng tham gia dao động được khai báo khi phân tích dao động theo tiêu chuẩn 229:1999 là 100% tĩnh tải + 50% hoạt tải.

Hình 6.7 Khai báo hệ số chiết giảm khối lượng

Chu kỳ dao động và khối lượng tham gia dao động được phần mềm tính toán như các bảng sau.

Bảng 6.1 Bảng giá trị chu kỳ dao động.

UX UY SumUX SumUY RZ SumRZ s

12 0.21 0.0021 0.00001956 0.9089 0.8997 0.0065 0.9441 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TS BÙI PHẠM ĐỨC TƯỜNG

Bảng 6.2 Bảng giá trị khối lượng và tâm khối lượng.

Diap Mass X Mass Y XCM YCM XCCM YCCM

TANG 16 D1 792129.5 792129.5 17.2985 14.9471 17.2986 14.9418TANG 15 D1 796558.3 796558.3 17.3003 14.9471 17.2989 14.9427TANG 14 D1 801726.3 801726.3 17.302 14.9472 17.2993 14.9433TANG 13 D1 801726.3 801726.3 17.302 14.9472 17.2997 14.9438TANG 12 D1 801726.3 801726.3 17.302 14.9472 17.2999 14.9442TANG 11 D1 801726.3 801726.3 17.302 14.9472 17.3001 14.9445TANG 10 D1 808391.4 808391.4 17.3036 14.9507 17.3004 14.9451TANG 9 D1 816105.6 816105.6 17.3051 14.9547 17.3008 14.9459TANG 8 D1 816105.6 816105.6 17.3051 14.9547 17.3012 14.9466TANG 7 D1 816663.9 816663.9 17.3008 14.954 17.3011 14.9471TANG 6 D1 816755.7 816755.7 17.3 14.9539 17.3011 14.9476TANG 5 D1 827758.4 827758.4 17.3094 14.9551 17.3016 14.9481TANG 4 D1 840889.8 840889.8 17.3134 14.9557 17.3023 14.9486TANG 3 D1 840889.8 840889.8 17.3134 14.9557 17.303 14.949TANG 2 D1 950860.3 950860.3 17.5436 14.7619 17.3178 14.9375TANG 1 D1 1153766 1153766 17.1844 14.7839 17.3085 14.9268 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TS BÙI PHẠM ĐỨC TƯỜNG

- Công trình dao động với chu kỳ lớn nhất là 2.87 (s).

- Công trình dao động lớn nhất theo phương Y tại mode 1 và xoắn tại mode

 Công trình đủ độ cứng để thiết kế

Tổ hợp tải trọng có một tải trọng tạm thời thì giá trị của tải trọng tạm thời được lấy toàn bộ.

Tổ hợp tải trọng có từ 2 tải trọng tạm thời trở lên thì giá trị tính toán của tải trọng tạm thời hoặc các nội lực tương ứng của chúng được nhân với hệ số tổ hợp 0.9.

Bảng 6.3 Tổ hợp nội lực tiêu chuẩn khai báo trong ETABS.

Tổ Hợp DL SDL LL GIO X GIO XX GIO Y GIO YY

Bảng 6.4 Tổ hợp nội lực tính toán gió khai báo trong ETABS.

Tổ DL SDL LL GIO X GIO XX GIO Y GIO YY

Kiểm Tra Ổn Định Tổng Thể Công Trình

6.2.1 Kiểm tra chuyển vị ngang tại đỉnh công trình

- Chuyển vị đỉnh công trình được xác định bằng tổ hợp bao ES.

- Sau khi chạy mô hình công trình bằng phần mềm Etabs 2018, ta được kết quả chuyển vị do tải gió theo phương x và y như sau: f X   U X   50.795(mm) f Y   U Y   44.889(mm)

 Chuyển vị đỉnh lớn nhất của công trình f max ( f X ; f Y ) = 50.795(mm)

Theo Bảng M.4 – Phụ lục M_TCVN 5574:2018, đối với nhà nhiều tầng có giới hạn chuyển vị đỉnh công trình là: [f ]  h u 500

 Vậy công trình đảm bảo về điều kiện chuyển vị đỉnh dưới tác dụng của tải trọng gió

6.2.2 Kiểm tra chuyển vị tương đối giữa các tầng

Tra bảng M.4 TCVN 5574:2018 _ Chuyển vị giới hạn theo phương ngang f u theo yêu cầu cấu tạo.

Với một tầng của nhà nhiều tầng thì chuyển vị giới hạn fu = hs/500 Theo đó giá trị chuyển vị ngang tương đối giữa các tầng được tính:

Qua tính toán ta và kiểm tra có kết quả chuyển vị ngang tương đối giữa các tầng được trình bày dưới bảng sau:

Bảng 6.5 Kết quả chuyển vị tương đối giữa các tầng.

Chiều Chiều Chuyển Chuyển Trị số vị ngang vị ngang giới cao cao

Hướng gió Tầng từ mô tương hạn Kiểm tra tầng h tường hình đối h s /500 (m) h s (m)

 Nhận xét: Từ kết quả cho thấy chuyển vị ngang tương đối giữa các tầng nhỏ hơn chuyển vị ngang giới hạn.

 Công trình đảm bảo về điều kiện chuyển vị ngang tương đối giữa các tấng dưới tác dụng của tải trọng gió

6.2.3 Kiểm tra khả năng chống lật của công trình

Theo Mục 3.2 - TCVN 198:1997, đối với nhà cao tầng bê tông cốt thép có tỷ lệ chiều cao trên chiều rộng lớn hơn 5 phải kiểm tra khả năng chống lật dưới tác động của động đất và tải trọng gió  H

Với công trình SUNSHINE TOWER, ta có tỉ lệ: H

B 33.8 do đó không cần kiểm tra khả năng chống lật cho công trình.

KẾT LUẬN: Công trình thỏa các điều kiện về ổn định, đảm bảo để thiết kế.

Tính toán công trình chịu tải trọng động đất theo phương pháp phổ phản ứng

- Tính toán lực động đất theo tiêu chuẩn TCXDVN 375:2006 “Thiết kế công trình chịu động đất”.

6.3.2 Tính toán tải trọng động đất

6.3.2.1 vị trí công trình và đặc trưng nền đất dưới công trình

Công trình nằm tại Thành phố Nha Trang, tỉnh Khánh Hòa, Việt Nam, theo Phụ lục

I “Bảng phân vùng gia tốc nền theo địa danh hành chính” của TCXDVN 375-2006:

Thì đỉnh gia tốc nền a gR được xác định như sau: ĐỊA DANH Tọa độ

(khánh hòa) Căn cứ vào thang MSK-64 ( phụ lục K của TCVN 375-2006) có cấp động đất là cấp VII

 Gia tốc đỉnh đất nền thiết kế :

- Gia tốc đỉnh đất nền thiết kế a g ứng với trạng thái giới hạn cực hạn xác định như sau (thông qua gia tốc trọng trường g): a g g   a gR   I   0.0332 1.25

+ hệ số tầm quan trọng  1   1.25 Theo phụ lục F trang 252 của TCVN 375-2006 với công trình thuộc cấp II.

)  0.08g chỉ cần áp dụng các

 0.0415 g ( m / s giải pháp kháng chấn đã được giảm nhẹ. b Phân loại đất nền công trình:

 Nhận dạng điều kiện đất nền theo tác động động đất

- Căn cứ vào mặt cắt địa tầng, các số liệu khảo sát địa chất tại khu vực xây dựng và điều kiện đất nền theo tác động động đất trong quy định tại điều 3.1.2 của TCXDVN 375

– 2006 nhận dạng nền đất tại khu vực xây dựng công trình này như sau:

- Theo bảng 3.1 “Các loại nền đất” của TCXDVN 375-2006 thì loại đất nền của công trình thuộc loại B.

- Theo bảng 3.2 “Giá trị các tham số mô tả các phổ phản ứng đàn hồi” của

+ T B (s) là giới hạn dưới của chu kỳ, ứng với đoạn nằm ngang của phổ phản ứng gia tốc.

+ T C (s) là giới hạn trên của chu kỳ, ứng với đoạn nằm ngang của phổ phản ứng gia tốc.

+ T D (s) là giá trị xác định điểm bắt đầu của phần phản ứng dịch chuyển không đổi trong phổ phản ứng.

 Xác định cấp độ, loại công trình.

Theo Phụ lục G “Phân cấp, phân loại công trình xây dựng” của TCXDVN 275-2006 thì công trình thuộc nhà chung cư có chiều cao công trình 20 tầng được xếp vào công trình cấp I.

 Xác định mức độ và hệ số tầm quan trọng Ứng với công trình cấp I như trên, theo Phụ lục F “Mức độ và hệ số tầm quan trọng” của TCXDVN 375-2006 thì hệ số tầm quan trọng γ I = 1.25.

 Xác định hệ số ứng xử q của kết cấu đối với tác động động đất theo phương nằm ngang:

- Giá trị giới hạn trên của hệ số ứng xử q nêu trong mục 3.2.2.5(3) để tính đến khả năng làm tiêu tán năng lượng, phải được tính cho từng phương khi thiết kế như sau: q  q k w

+ q o là giá trị cơ bản của hệ số ứng xử, phụ thuộc vào loại kết cấu và tính đều đặn của nó theo mặt đứng.

+ k w là hệ số phản ánh dạng phá hoại phổ biến trong hệ kết cấu có tường chịu lực.

- Lựa chọn hệ kết cấu chịu lực của công trình là: Khung nhiều tầng, nhiều nhịp hoặc hệ kết cấu hỗn hợp tương đương khung.

=> Từ hệ kết cấu trên xác định được tỷ số:   u  1.3

+ αm 1 là giá trị để nhân vào giá trị thiết kế của tác động động đất theo phương nằm ngang để trong mọi cấu kiện của kết cấu sẽ đạt giới hạn độ bền chịu uốn trước tiên, trong khi tất cả các tác động khác vẫn không đổi.

+ αm u là giá trị để nhân vào giá trị thiết kế của tác động đất theo phương nằm ngang sẽ làm cho khớp dẻo hình thành trong một loạt tiết diện đủ để dẫn đến sự mất ổn định tổng thể kết cấu, trong khi tất cả các giá trị thiết kế của các tác động khác vẫn không đổi Hệ số αm u có thể thu được từ phân tích phi tuyến tính tổng thể.

 Xét đến tính đều đặn theo mặt đứng của công trình là: Đều đặn theo mặt đứng, giá trị cơ bản của hệ số ứng xử q o , phụ thuộc vào loại kết cấu và tính đều đặn của nó theo mặt đứng lấy trong bảng 5.1 “Giá trị cơ bản của hệ số ứng xử q o cho hệ có sự đều đặn theo mặt đứng” của TCXDVN 375 – 2006.

 Xét đến tính dẻo của kết cấu công trình thuộc dạng: Cấp dẻo kết cấu trung bình -

Loại kết cấu công trình thuộc loại: Hệ khung, hệ hỗn hợp, hệ tường kép.Tra bảng 5.1, trang 77 với hệ kết cấu trên, có:

 Với hệ kết cấu như trên, có: k w

=> Hệ số ứng xử q với tác động theo phương ngang của công trình: q = q o k w = 3.9 × 1 = 3.9

6.3.2.2 Tính toán động đất theo phương pháp phổ thiết kế dùng cho phân tích đàn hồi

Theo điều 3.2.2.5 TCXDVN 375-2006: với các thành phần nằm ngang của tác động động đất, phổ thiết kế S d (T) được xác định theo các công thức như sau:

+ S d (T): phổ phản ứng thiết kế.

+ T: là chu kì dao động của hệ tuyến tính một bậc tự do.

+ a g : là gia tốc nền thiết kế trên nền loại B (a g = γ I ×a gR ).

+ T B : là giới hạn dưới của chu kì, ứng với đoạn nằm ngang của phổ phản ứng gia tốc:

+ T C : là giới hạn trên của chu kì, ứng với đoạn nằm ngang của phổ phản ứng gia tốc:

+ T D : là giá trị xác định điểm bắt đầu của phần phản ứng dịch chuyển không đổi trong phổ phản ứng: T D = 2

+ β: hệ số ứng với cận dưới của phổ thiết kế theo phương nằm ngang, β = 0.2.

Xây dựng phổ phản ứng thiết kế dùng trong phân tích đàn hồi theo phương ngang:

Hình 6.8 Biểu đồ phổ thiết kế dùng cho phân tích đàn hồi

6.3.2.3 Tính toán động đất theo phương pháp phổ phản ứng đàn hồi

Theo điều 3.2.2.2 TCXDVN 375-2006: với các thành phần nằm ngang của tác động động đất, phổ thiết kế S e (T) được xác định theo các công thức như sau:

+ S e (T): phổ phản ứng đàn hồi.

+ T: là chu kì dao động của hệ tuyến tính một bậc tự do.

+ a g : là gia tốc nền thiết kế trên nền loại B (a g = γ I ×a gR ).

+ T B : là giới hạn dưới của chu kì, ứng với đoạn nằm ngang của phổ phản ứng gia tốc: T B = 0.15

+ T C : là giới hạn trên của chu kì, ứng với đoạn nằm ngang của phổ phản ứng gia tốc: T C = 0.5

+ T D : là giá trị xác định điểm bắt đầu của phần phản ứng dịch chuyển không đổi trong phổ phản ứng: T D = 2

+ η: là hệ số điều chỉnh độ cản với giá trị tham chiếu η = 1.0, đối với độ cản nhớt là 5%.

Hình 6.9 Dạng của phổ phản ứng đàn hồi.

Giá trị của các chu kì T B ; T C ; T D và của hệ số nền S mô tả dạng của phổ phản ứng đàn hồi phụ thuộc vào loại nền đất.

Hình 6.10 Phổ phản ứng đàn hồi cho các loại nền đất từ A-E (độ cản 5%) Xây dựng phổ phản ứng đàn hồi theo phương ngang:

Hình 6.11 Biểu đồ phổ phản ứng đàn hồi(nền loại B)

6.3.3.1 Tính động đất bằng phương pháp phổ phản ứng trong etabs

Hình 6.12 dạng phổ thiết kế

 Tổ hợp tải trọng động đất

STT KÝ HIỆU TÍNH CHẤT

- Kết quả nội lực tại khung trục 5

 Kết quả nội lực phần tử dầm

Hình 6.14 biểu đồ momen động đất theo phương X

Hình 6.15 biểu đồ momen động đất theo phương Y

 Tải trọng động đất theo phương pháp phổ phản ứng đàn hồi.

Phần tử Moment M(kN.m) Lực cắt Q(kN)

Gối Nhịp Gối Gối Gối

Hình 6.15 Biểu đồ mô men khung trục 5 ứng với trường hợp có tải trọng động đất theo phương pháp phổ phản ứng đàn hồi.(từ tầng hầm đến tầng 3)

 Kết quả nội lực phân tích phần tử cột.

 Tải trọng động đất theo phương pháp phổ phản ứng đàn hồi.

Vị trí Moment Lực cắt tử M(kN.m) Q(kN)

Thiết kế công trình chịu động đất theo phương pháp phổ phản ứng đàn hồi, phương pháp phổ thiết kế dùng trong phân tích đàn hồi, là một trong những phương pháp động và có nhiều ưu điểm:

- Phương pháp này phân tích động tuyến tính, cho phép áp dụng nguyên lý độc lập tác dụng.

- Phương pháp này xét đến nhiều dạng dao động của hệ kết cấu, tạo ra mức độ chính xác hơn khi thiết kế.

- Với khả năng đa dạng hiện nay của các bộ phần mềm thiết kế kết cấu thì phương pháp này trở nên đơn giản và dễ kiểm soát.

(loại phổ có xét đến hệ số ứng xử q) kết quả nội lực do tác động của động đất không

HOÀNG TUẤN ANH 103 MSSV:18149211 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TS BÙI PHẠM ĐỨC TƯỜNG đáng kể so với các loại tải trọng khác Vì vậy khi thiết kế công trình chịu tác động của động đất phải chú ý khi đưa hệ số ứng xử q khi chuyển từ phương pháp “Phổ phản ứng đàn hồi” sang phương pháp “Phổ thiết kế dùng trong phân tích đàn hồi

THIẾT KẾ KHUNG TRỤC 5

Tiết Diện Cấu Kiện

Tổ Hợp Nội Lực

Thiết kế cột khung

- Trình tự tính toán cột theo phương pháp qui đổi bài toán lệch tâm xiên về bài toán lệch tâm phẳng tương đương được trình bày như sau:

Bước 1 : Xác định giá trị chiều cao tương đối giới hạn của vùng bê tông chịu nén.

R : biến dạng tương đối của cốt thép chịu kéo khi ứng suất bằng s

 b2  0.0035: biến dạng tương đối của bê tông chịu nén khi ứng suất bằng với bê tông có cấp độ bền chịu nén từ B60 trở xuống.

9 Bước 2 : Xác định chiều dài tính toán.

 1: đối với cấu kiện có 1 đầu khớp và 1 đầu gối cố định 10

Bước 3 : Xác định độ lệch tâm theo 2 phương. e

N N Độ lệch tâm tĩnh học:

+ C x : chiều dài cạnh cột theo phương X.

+ C y : chiều dài cạnh côt theo phương Y. Độ lệch tâm ban đầu: e o , x   max( e 1, x ; e a , x ) e o , y   max(e 1, y ; e a , y )

Bước 4 : Xác định hệ số uốn dọc theo 2 phương.

Giá trị hệ số uốn dọc được xác định theo công thức sau:

: lực nén tới hạn qui ước, được xác định gần đúng theo công thức thực

+ E b : module đàn hồi của bê tông.

+ I b , y  y x : momen quán tính của tiết diện theo phương X.

+ I b , y  x y : momen quán tính của tiết diện theo phương Y.

Bước 5 : Xác định momen đã gia tăng khi xét đến hệ số uốn dọc.

Bước 6 : Qui bài toán lệch tâm xiên về bài toán lệch tâm phẳng.

Xét các trường hợp sau:

Bước 7 : Giả thiết a, xác định h

Bước 8 : Xác định độ mảnh của cột.

- khi lệch tâm theo phương X:  

- khi lệch tâm theo thương Y:

+ b  C y : Độ lệch tâm theo phương X.

+ b  C x : Độ lệch tâm theo phương Y.

Bước 10 : Xác định hệ số chuyển đổi.

Bước 11 : Xác định momen tương đương.

- Khi lệch tâm theo phương X: M 

- Khi lệch tâm theo phương X: M  M

Bước 12 : Xác định độ lệch tâm. Độ lệch tâm tĩnh học:

HOÀNG TUẤN ANH 108 MSSV:18149211 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TS BÙI PHẠM ĐỨC TƯỜNG e

1 N Độ lệch tâm ngẫu nhiên:

- Khi lệch tâm theo phương X: e a   e a , x  0.2e a , y

- Khi lệch tâm theo phương X: e a   e a , y   0.2e a , x Độ lệch tâm ban đầu: e 0  max(e 1 ; e a )

Bước 13 : Xác định trường hợp tính toán và tiến hành tính toán.

 e  0.3 nén lệch tâm rất bé, tính toán gần như nén đúng tâm

Hệ số ảnh hưởng độ lệch tâm:  e 

Hệ số uốn dọc phụ thêm khi xét nén đúng tâm:  e  

+  : hệ số giảm khả năng chịu lực do uốn dọc, được xác định theo công thức thực nghiệm sau:

Diện tích toàn bộ cốt thép dọc yêu cầu: yc 

 Trường hợp 2: khi   e 0 0.3đồng thời x 1    R h 0 : tính toán theo trường hợp lệch h

0 tâm bé Xác định chiều cao vùng nén bê tông chịu nén theo công thức gần đúng sau:

0 : khi lệch tâm theo phương X.

: khi lệch tâm theo phương Y.

Diện tích toàn phần cốt thép dọc yêu cầu:

- Khi lệch tâm theo phương X: A 

- Khi lệch tâm theo phương Y: A 

 R h 0 : tính toán theo trường hợp lệch tâm lớn.

Diện tích toàn bộ cốt thép dọc yêu cầu:

Bước 14 : kiểm tra hàm lượng cốt thép:

+ min : hàm lượng cốt thép tối thiểu trong cột, được xác định như sau: 11

 0.1% - đối với các cấu kiện chịu uốn, chịu kéo lệch tâm, chịu nén lệch tâm khi độ mảnh L 0 / h 17 ( đối với diện tích tiết diện hình chữ nhật L 0 / h  5 )

 0.25% - đối với cấu kiện chịu nén lệch tâm khi độ mảnh L 0 / i  87 ( đối với tiết diện chữ nhật L 0 / h  25 ). Đối với các giá trị độ mảnh trung gian của cấu kiện thì giá trị min được xác định bằng nội suy tuyến tính.

Trong các cấu kiện có cốt thép dọc bố trí đều theo chu vi tiết diện, cũng như trong các cấu kiện chịu kéo đúng tâm thì diện tích tiết diện tối thiểu của toàn bộ cốt thép dọc cần

HOÀNG TUẤN ANH 110 MSSV:18149211 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TS BÙI PHẠM ĐỨC TƯỜNG phải lấy gấp hai lần so với các giá trị nêu trên và tính trên toàn bộ diện tích tiết diện bê tông.

 t : hàm lượng cốt thép tính toán trong cột, được xác định như sau:

 Khi lệch tâm theo phương X: tt

+  max  4% : hàm lượng cốt thép tối đa trong cột theo tiêu chuẩn Eurocode

(vì TCVN 5574:2018 không có qui định cụ thể về hàm lượng cốt thép tối đa).

 Tính toán cụ thể cho cột C7 tầng 5 Giá trị suất ra từ etabs như sau:

Tên tầng Tên cột Vị trí N (kN) M y

Chọn nội lực tính toán là trường hợp: M xmax ; N tu ; M ytu để tính toán Số liệu tính toán như sau:

Kiểm tra điều kiện tính toán gần đúng của cột lệch tâm xiên:

Tính toán độ ảnh hưởng của uốn dọc theo 2 phương

HOÀNG TUẤN ANH 111 MSSV:18149211 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TS BÙI PHẠM ĐỨC TƯỜNG Độ lệch tâm ngẫu nhiên:

 2380 700  e  e   max  ;   23.33mm Độ lệch tâm hình học: e 

1 ( bỏ qua ảnh hưởng của uốn dọc)

Theo phương Y:  y   11.8  28   x 1 ( bỏ qua ảnh hưởng của uốn dọc)

Quy đổi bài toán lệch tâm xiên sang bài toán lệch tâm phẳng tương đương theo phương X hoặc phương Y

 h  700mm; b  700mm; M 1  255.58kN m; M 2  0.45kN m e a  e ax  0.2e ay  23.33 

Tính toán tiết diện thép yêu cầu:

Tính toán tương tự bài toán lệch tâm phẳng đặt thép đối xứng

1 0 Độ lệch tâm tính toán e  e 0  h

0.3  nén lệch tâm rất bế, tính gần đúng như nén đúng tâm.

Hệ số uốn dọc phụ khi xét thêm nén đúng tâm:

Diện tích toàn bộ cốt thép tính như sau:

Cốt thép dọc cột chịu nén lệch tâm cạnh b có mật độ lớn hơn hoặc bằng

 53.22mm Kiểm tra hàm lượng cốt thép: xiên được đặt theo chu vi, trong đó cốt thép đặt theo mật độ theo cạnh h đều theo chu vi.

 Kết quả tính toán và bố trí cốt thép cột khung được trình bày trong phụ lục – bảng tính thép cột:

7.3.2 Tính toán cột chịu tác dụng của lực cắt trên tiết diện nghiêng:

- Cốt thép đai cột được đặt cấu tạo theo điều 3.3.2 trang 11 TCXD 198:1997 - Nhà cao tầng – Thiết kế kết cấu bê tông cốt thép toàn khối.

+ khoảng cách giữa các cốt đai:

Trong vùng không nối cốt thép dọc:

Trong vùng nối cốt thép dọc.

 S 100mm  Đai cột từ điểm cách mép trên đến điểm cách mép dưới của dầm một khoảng s 100mm L 1 lấy như sau:

 750mm vùng còn lại, phân bố cốt đai với khoảng cách S = 200mm

Thiết kế dầm khung trục 5

Khi tính toán dầm, nội lực được xác định từ tổ hợp bao tính toán EU

Khi tính toán dầm, nội lực được xác định từ tổ hợp bao tính toán EU.

Hình 7.2 Ký hiệu và tiết diện dầm điển hình khung trục 5.

Sau khi phân tích, nội lực dầm khung từ ETABS 2018 được xác định như sau: ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TS BÙI PHẠM ĐỨC TƯỜNG

Hình 7.3 Moment dầm khung trục 5 (kN.m).

Hình 7.4 Lực cắt dầm khung trục 5 (kN).

7.4.2 Tính toán dầm theo trạng thái giới hạn I.

7.4.2.1 Tính toán và bố trí cốt thép. a Cơ sở lý thuyết:

- Dầm chịu uốn bởi momen uống M 3-3 , được xuất nội lực tổ hợp bao EU từ phần mềm Etabs để tính cốt thép Lấy giá trị tại 3 vị trí (gối, nhịp, gối) Tại mỗi vị trí ta lấy nội lực Max và Min.

- Ta tính đúng với sự làm việc của dầm là phải xét đến sự làm việc của sàn Do đó phải tính dầm với tiết diện chữ T Để dễ dàng trong tính toán và thiên về an toàn, trong phạm vi đồ án bỏ qua sự làm việc của sàn, tính toán cốt thép dầm với tiết diện chữ nhật b h

- Giả thiết khoảng cách từ mép cấu kiện đến trọng tâm cốt thép là: a gt

- Chiều cao làm việc hữu hiệu của tiết diện là h 0

- Công thức tính diện tích cốt thép: A s b b0

- Kiểm tra hàm lượng cốt thép trong dầm:

 Kết quả tính toán và bố trí cốt thép dầm đượ c trình bày trong phụ lục – bảng bố trí thép dầm : ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TS BÙI PHẠM ĐỨC TƯỜNG

7.4.2.2 Tính toán dầm chịu tác dụng của lực cắt trên tiết diện nghiêng: a Cơ sở lí thuyết Điều kiện đảm bảo dầm đủ khả năng chịu cắt khi có kể đến cốt đai:

+ Q b : lực cắt chịu bởi bê tông trong tiết diện nghiêng, được xác định theo công thức sau

+  b2: hệ số kể đến ảnh hưởng của cốt thép dọc, lực bám dính và đặc điểm trạng thái ứng suất của bê tông nằm phía trên vết nứt xiên, lấy bằng 1.5

- Khi lực cắt Q b1 nằm gần gối tựa ở khoảng cách a < 2.5h o thì tính

- Khi lực cắt Q b1 nằm gần gối tựa ở khoảng cách a < h o thì tính

+ C: chiều dài hình chiếu vết nứt trên tiết diện nghiêng, xác định theo công thức sau:

+ q sw : lực trong cốt đai trên một đơn vị chiều dài, xác định theo công thức sau: q sw   R sw S A sw ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TS BÙI PHẠM ĐỨC TƯỜNG

+ A sw : diện tích cốt đai.

+ S: khoảng cách cốt đai, được xác định như sau:

: khoảng cách tính toán giữa 2 cốt đai, xác định theo công thức sau:

S max : khoảng cách tối đa giữa 2 cốt đai cho phép, xác định theo công thức sau:

S ct : khoảng cách cấu tạo giữa 2 cốt đai, được chọn như sau:

+ Q sw : lực cắt chịu bởi cốt đai trong tiết diện nghiêng, được xác định theo công thức sau:

+  sw : hệ số kể đến sự suy giảm nội lực dọc theo chiều dài hình chiếu của tiết diện C, lấy bằng 0.75 b Áp dụng tính toán:

Ta chọn dầm có lực cắt lớn nhất trong tất cả các dầm khung để tính toán điển hình cho các dầm dầm còn lại.

Lực cắt lớn nhất của dầm điển khung trục 5 tại vị trí 0.35m (gối trái) dầm (trục D-E) tầng 5, phần tử B25 Q max   190.20( kN )

Theo bảng kết quả tính toán cốt thép dọc, tại vị trí gối trái bố trí 522

Chiều cao làm việc của dầm B25.

Chọn chiều dày lớp bê tông bảo vệ cốt thép:

Vậy chiều cao làm việc thực tế của dầm: h tt 0  600  36  564( mm)

 Tính toán độ bền của dầm dưới tác dụng của ứng suất nén Điều kiện độ bền bê tông dưới tác dụng của ứng suất nén:

Vậy bê tông không bị phá hoại dưới tác dụng của ứng suất nén.

 Tính toán khả năng chịu cắt của bê tông Điều kiện đảm bảo khả năng chịu cắt của bê tông:

Vậy bê tông không đảm bảo khả năng chịu cắt, cần tính toán cốt đai.

7.4.2.3 Tính toán cốt đai cho dầm khung trục 5 a Cơ sở lý thuyết: Điều kiện đảm bảo dầm đủ khả năng chịu cắt khi có kể đến cốt đai:

+ Q b,1 : lực cắt trong tiết diện thẳng góc do ngoại lực được xác định công thức sau:

+ q sw : lực trong cốt đai trên một đơn vị chiều dài, được xác định theo công thức sau: q 

+ A sw : diện tích cốt đai

+ S: khoảng cách cốt đai, được xác định như sau:

S  min( S tt ; S max ; S ct ) ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TS BÙI PHẠM ĐỨC TƯỜNG

: khoảng cách tính toán giữa 2 cốt đai, xác định theo công thức sau:

: khoảng cách tối đa giữa 2 cốt đai cho phép, xác định theo công thức sau:

: khoảng cách cấu tạo giữa 2 cốt đai, được chọn như sau:

 ct b Áp dụng tính toán:

Chọn cốt đai 2 nhánh, đường kính:

Diện tích cốt đai: d sw

Khoảng cách giữa 2 cốt đai tính toán:

Khoảng cách tối đa cho phép giữa 2 cốt đai

Khoảng cách cấu tạo giữa 2 cốt đai:

S  min( S tt ; S max ; S ct )  min(129;577; 423)mm 

 chọn Chọn khoảng cách đai:

- Trong đoạn L 4 0 đầu dầm: S 1   100( mm)

7.4.2.4 Tính toán cốt thép giật đứt trong dầm: a Cơ sở lý thuyết:

- Tại vị trí dầm phụ kê lên dầm chính, do tải tập trung lớn, để tránh phá hoại cục bộ cho dầm chính, cần phải đặt thêm cốt treo gia cường Cốt treo có hai dạng: dạng cốt đai và dạng vai bò lật ngược.

Hình 7.5 Sơ đồ tính toán giật đứt.

- Đường kính cốt treo thường dùng

; khoảng cách giữa các cốt treo s

+ h s : khoảng cách từ vị trí đặt lực tập trung đến trọng tâm cốt thép dọc

+ h 0 : chiều cao làm việc của tiết diện

+ m : tổng số lượng cốt treo dạng đai cần thiết

+ n : số nhánh cốt đai treo

- Khoảng cách cho phép bố trí cốt treo dạng đai:

 Trường hợp sử dụng cả 2 loại cốt treo:

: diện tích cốt treo vai bò : cường độ chịu kéo tính toán cốt thép ngang. b Áp dụng tính toán:

- Tại vị trí giao giữa dầm chính và dầm phụ có lực tập trung lớn nhất được xác định bằng bước nhảy dùng để tính toán cốt treo cho tất cả các vị trí còn lại trên khung.

- Lực cắt lớn nhất tại vị trí giao giữa 2 dầm là ở dầm B10 tầng 19: F  84.79( kN )

- Đoạn cần đặt cốt treo mỗi bên của dầm phụ:

Trọn cốt treo dạng đai có đường kính 8 và số nhánh n = 2.

Chọn 4 đai, mỗi bên dầm phụ bố trí 2 đai 8a50

 Kết quả bố trí thép đai được thể hiện trong phụ lục – bảng bố trí thép đai ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TS BÙI PHẠM ĐỨC TƯỜNG

Thiết Kế Vách Thang Máy

7.5.1 Tính toán cốt thép dọc cho vách:

Các phương pháp tính toán thép cho vách:

- Phương pháp phân bố ứng suất đàn hồi.

- Phương pháp phần tử vùng biên chịu momen. chọn tính vách bằng phương pháp phần tử vùng biên chịu momen để đơn giản tính toán mà vẫn thiên về độ an toàn do phương pháp này chỉ kể đến khả năng chịu momen của một phần tiết diện (vùng biên).

Các vách cứng dạng công xon phải chịu tổ hợp nội lực sau: N, M x , M y , Q x , Q y

Do vách cứng chỉ chịu tải trọng ngang tác động song song với mặt phẳng của nó nên bỏ qua khả năng chịu moment ngoài mặt phẳng M x và lực cắt theo phương vuông góc với mặt phẳng Q y

Chỉ xét tổ hợp nội lực gồm: N, M y , Q x

Hình 7.6 Nội lực tính vách a Cơ sở lý thuyết:

Phương pháp vùng biên chịu moment cho rằng cốt thép đặt trong vùng biên 2 đầu vách được thiết kế để chịu toang bộ moment Lực dọc được giả thiết là phân bố trên toàn bộ chiều dài vách.

Các bước tính toán như sau:

Bước 1: Giả thiết chiều dài B của vùng biên chịu moment, bước đầu nên chọn B  t w

Qui đổi moment M x tương đương với một cặp ngẫu lực đặt ở hai vùng biên của tường.

Bước 2: Xác định lực kéo, nén trong vùng biên

Với: A- diện tích mặt cắt ngang vách

A b - diện tích mặt cắt ngang vùng biên

Bước 3: Tính diện tích cốt thép chịu kéo, nén đúng tâm.

Bước 4: Kiểm tra hàm lượng cốt thép 0.6%    3% Nếu không thỏa mãn thì phải tăng kích thước B của vùng biên lên rồi tính lại từ Bước 1 Chiều dài của vùng biên B có giá trị lớn nhất L/2, nếu vượt quá giá trị này cần tăng bề dày tường.

Bước 5: Kiểm tra phần tường còn lại giữa hai vùng biên như đối với cấu kiện chịu nén đúng tâm Trường hợp bê tông đã đủ khả năng chịu lực thì cốt thép chịu nén trong vùng này đặt theo cấu tạo.

Hình 7.7 Cấu tạo vách vùng biên chịu momen

Hình 7.8 Gán Pier cho vách lõi thang

7.5.2 Tính toán cốt thép ngang cho vách:

Tính toán thép đai cho vách

Chọn lực cắt lớn nhất để tính cốt đai.

-Cốt đai trong vách có tác dụng giữ vị trí của cốt thép dọc khi thi công, giữ ổn định của cốt thép dọc chịu nén Trong trường hợp đặc biệt khi cấu kiện chịu lực cắt khá lớn thì cốt đai tham gia chịu cắt.

-Cốt đai cần bao quanh toàn bộ cốt thép dọc và giữ cho cốt thép dọc chịu nén không bị phình ra theo bất kì phương nào.

(Theo mục 10.3.4.2 TCVN 5574-2018) cấu tạo đai cho cấu kiện như sau:

+ Đường kính cốt đai: Chọn đai 8

+ Khoảng cách cốt đai: a Chọn a = 200mm

Bảng 7.4 Tính cốt thép dọc cho vách lõi thang

Tính thép cho vùng biên Tính cho vùng vách còn lại

P M Pleft Pright L Lb A s,max Chọn Asch P A s,max Chọn Asch thép Thép kN kN.m kN kN m m m 2 m 2 % kN kN m 2 %

TANG MAI -573.45 434.9 -269.5 78.4 3.0 0.5 2.24 08d16 16.1 1.07 -382.3 -280.5 06d16 12.1 0.2TANG 19 -210.51 96.9 -73.8 3.7 3.0 0.5 0.10 08d16 16.1 1.07 -594.9 -274.4 06d16 12.1 0.2TANG 18 -1184.61 265.3 -303.5 -91.3 3.0 0.5 -64.18 08d16 16.1 1.07 -789.7 -268.9 06d16 12.1 0.2TANG 17 -1499.70 270.2 -358.0 -141.9 3.0 0.5 -62.63 08d16 16.1 1.07 -999.8 -262.9 06d16 12.1 0.2TANG 16 -1822.13 275.6 -413.9 -193.5 3.0 0.5 -61.03 08d16 16.1 1.07 -1214.8 -256.7 06d16 12.1 0.2TANG 15 -2170.95 277.4 -472.8 -250.9 3.0 0.5 -59.35 08d16 16.1 1.07 -1447.3 -250.1 06d16 12.1 0.2TANG 14 -2498.92 278.8 -528.0 -305.0 3.0 0.5 -57.77 08d16 16.1 1.07 -1665.9 -243.8 06d16 12.1 0.2TANG 13 P1 -2825.71 279.5 -582.8 -359.1 3.0 0.5 -56.21 08d16 16.1 1.07 -1883.8 -237.6 06d16 12.1 0.2TANG 12 -3146.67 279.4 -636.2 -412.7 3.0 0.5 -54.68 08d16 16.1 1.07 -2097.8 -231.5 06d16 12.1 0.2TANG 11 -3462.35 278.8 -688.6 -465.5 3.0 0.5 -53.18 08d16 16.1 1.07 -2308.2 -225.5 06d16 12.1 0.2TANG 10 -3772.00 275.0 -738.6 -518.7 3.0 0.5 -51.75 08d16 16.1 1.07 -2514.7 -219.6 06d16 12.1 0.2TANG 9 -4070.67 276.9 -789.2 -567.7 3.0 0.5 -50.31 08d16 16.1 1.07 -2713.8 -213.9 06d16 12.1 0.2TANG 8 -4365.16 275.0 -837.5 -617.5 3.0 0.5 -48.93 08d16 16.1 1.07 -2910.1 -208.3 06d16 12.1 0.2TANG 7 -4528.67 272.0 -863.6 -646.0 3.0 0.5 -48.18 08d16 16.1 1.07 -3019.1 -205.2 06d16 12.1 0.2

TANG 5 -5400.24 -29.3 -888.3 -911.7 3.0 0.5 -46.81 08d16 16.1 1.07 -3600.2 -188.6 06d16 12.1 0.2TANG 4 -6138.84 -41.3 -1006.6 -1039.7 3.0 0.5 -43.15 08d16 16.1 1.07 -4092.6 -174.5 06d16 12.1 0.2TANG 3 P1 -6957.58 -69.0 -1132.0 -1187.2 3.0 0.5 -38.94 08d16 16.1 1.07 -4638.4 -158.9 06d16 12.1 0.2TANG 2 -8400.46 -91.5 -1363.5 -1436.7 3.0 0.5 -31.81 08d16 16.1 1.07 -5600.3 -131.4 06d16 12.1 0.2TANG 1 -8400.46 -91.5 -1363.5 -1436.7 3.0 0.5 -31.81 08d16 16.1 1.07 -5600.3 -122.3 06d16 12.1 0.2TANG MAI -314.38 258.7 -155.9 51.1 3.0 0.5 1.46 08d16 16.1 1.07 -209.6 -285.4 06d16 12.1 0.2TANG 19 -642.81 133.1 -160.4 -53.9 3.0 0.5 -68.28 08d16 16.1 1.07 -428.5 -279.2 06d16 12.1 0.2TANG 18 -1022.49 142.0 -227.2 -113.6 3.0 0.5 -66.37 08d16 16.1 1.07 -681.7 -272.0 06d16 12.1 0.2TANG 17 -1369.73 142.9 -285.4 -171.1 3.0 0.5 -64.70 08d16 16.1 1.07 -913.2 -265.3 06d16 12.1 0.2TANG 16 -1690.37 137.0 -336.5 -226.9 3.0 0.5 -63.24 08d16 16.1 1.07 -1126.9 -259.2 06d16 12.1 0.2TANG 15 -2092.97 150.5 -409.0 -288.6 3.0 0.5 -61.17 08d16 16.1 1.07 -1395.3 -251.6 06d16 12.1 0.2TANG 14 -2445.55 153.3 -468.9 -346.3 3.0 0.5 -59.46 08d16 16.1 1.07 -1630.4 -244.8 06d16 12.1 0.2TANG 13 P9 -2794.06 155.5 -527.9 -403.5 3.0 0.5 -57.77 08d16 16.1 1.07 -1862.7 -238.2 06d16 12.1 0.2TANG 12 -3132.20 156.9 -584.8 -459.3 3.0 0.5 -56.15 08d16 16.1 1.07 -2088.1 -231.8 06d16 12.1 0.2TANG 11 -3459.07 157.9 -639.7 -513.3 3.0 0.5 -54.58 08d16 16.1 1.07 -2306.0 -225.5 06d16 12.1 0.2TANG 10 -3775.16 157.4 -692.2 -566.2 3.0 0.5 -53.08 08d16 16.1 1.07 -2516.8 -219.5 06d16 12.1 0.2TANG 9 -4070.72 158.5 -741.8 -615.1 3.0 0.5 -51.66 08d16 16.1 1.07 -2713.8 -213.9 06d16 12.1 0.2TANG 8 -4204.47 158.0 -763.9 -637.5 3.0 0.5 -51.03 08d16 16.1 1.07 -2803.0 -211.3 06d16 12.1 0.2TANG 7 -4695.13 15.5 -788.7 -776.3 3.0 0.5 -50.32 08d16 16.1 1.07 -3130.1 -202.0 06d16 12.1 0.2TANG 6 -5276.12 5.0 -881.4 -877.3 3.0 0.5 -47.68 08d16 16.1 1.07 -3517.4 -190.9 06d16 12.1 0.2

TANG 5 -5871.75 2.5 -979.6 -977.6 3.0 0.5 -44.87 08d16 16.1 1.07 -3914.5 -179.6 06d16 12.1 0.2TANG 4 -6479.59 -6.2 -1077.4 -1082.4 3.0 0.5 -41.93 08d16 16.1 1.07 -4319.7 -168.0 06d16 12.1 0.2TANG 3 P9 -7031.87 -4.0 -1170.4 -1173.6 3.0 0.5 -39.33 08d16 16.1 1.07 -4687.9 -157.5 06d16 12.1 0.2TANG 2 -7584.05 -30.7 -1251.7 -1276.3 3.0 0.5 -36.39 08d16 16.1 1.07 -5056.0 -147.0 06d16 12.1 0.2TANG 1 -7038.45 220.9 -1261.4 -1084.7 3.0 0.5 -36.82 08d16 16.1 1.07 -4692.3 -149.7 06d16 12.1 0.2

THIẾT KẾ MÓNG KHUNG TRỤC 5

Điều Kiện Địa Chất Công Trình

Công trình SUNSHINE TOWER gồm có 1 tầng hầm và 20 tầng nổi, cốt +0.000m nằm ở sàn tầng 1, MĐTN ở cao độ -1.650m, mặt sàn tầng hầm tại cốt -3.000m Chiều cao công trình kể từ MĐTN là +67.35m Cao độ mực nước ngầm cách MĐTN 2.4m Kết cấu công trình sử dụng hệ khung chịu lực Công trình dự kiến sử dụng phương án móng sâu,

2 phương án được đưa ra để so sánh và lựa chọn là phương án móng cọc khoan nhồi và phương án cọc bê tông đúc sẵn.

Trước khi đi vào thiết kế cụ thể cho móng ta thu thập tài liệu, hồ sơ địa chất, thuỷ văn để phân tích, đánh giá lựa chọn giải pháp móng phù hợp, để đảm bảo tính khả thi, an toàn và tránh gây lãng phí cho công trình.

Hình 8.1 Mặt cắt đia chất công trình.

Tiêu đề	Tòa Nhà Sunshine Tower
Tác giả	Hoàng Tuấn Anh
Người hướng dẫn	TS. Bùi Phạm Đức Tường
Trường học	Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh
Chuyên ngành	Công Nghệ Kỹ Thuật Công Trình Xây Dựng
Thể loại	Đồ án tốt nghiệp
Năm xuất bản	2022-2023
Thành phố	Tp. Hồ Chí Minh

Định dạng
Số trang	509
Dung lượng	8,34 MB