(Đồ án tốt nghiệp) thiết kế chung cư căn hộ lapaz tower

KIẾN TRÚC

Nhu cầu đầu tư công trình

Chung cư căn hộ Lapaz Tower, được xây dựng tại Quận Hải Châu, TP Đà Nẵng Được xây dựng để đáp ứng nhu cầu nhà ở của người dân trong địa bàn.

Giới thiệu về công trình

Toạ lạc tại số 38 Nguyễn Chí Thanh, phường Thạch Thang, quận Hải Châu, thành phố Đà Nẵng, có hướng chính nhìn ra sông Hàn, nằm gần khu vực trung tâm hành chính thành phố Đà Nẵng.

Hình 1.1: Vị trí công trình

- Phía Đông: Giáp đường Nguyễn Chí Thanh, một trong những trục đường chính của TP Đà Nẵng

- Phía Bắc, phía Nam, phía Tây: giáp khu dân cư.

- LaPaz Tower có hướng chính là hướng Đông, nhìn ra sông Hàn chảy qua thành phố và chiếc cầu quay duy nhất tại Việt nam; cách Trung tâm hành chính thành phố Đà Nẵng 300 m.

- Liền kề các địa điểm nổi tiếng: cầu Sông Hàn, cầu Rồng, Trung tâm Hành chính, biển PhạmVăn Đồng

- Tiện ích thuận lợi: dễ dàng và nhanh chóng khi di chuyển đến chợ, siêu thị, bệnh viện, trường học, ngân hàng, khu vui chơi, cơ quan làm việc

1.2.2 Quy mô và đặc điểm công trình:

1.2.2.1 Giải pháp mặt bằng tổng thể:

Việc bố trí mặt bằng tổng thể phụ thuộc vào quỹ đất, vị trí công trình, và các đường giao thông chính Bãi đậu xe thì được bố trí dưới tầng hầm đáp ứng được nhu cầu của các hộ dân, cổng chính thì hướng ra đường lớn.

Tổng diện tích đất công trình là 811.4 m 2 diện tích đất xây dựng là 585 m 2 và với tổng chiều cao là 61.4m.

- Công trình gồm: 1 tầng hầm, 2 tầng trệt, 14 tầng lầu, 1 tầng thượng với tổng chiều cao công trình là 61.4m.

- Tầng hầm: Cao 3.2 m là nơi đặt các hệ thống điện kĩ thuật trạm bơm, máy phát điện và chỗ để xe nhà kho.

- Tầng trệt: Cao 4.5m gồm các phòng như phòng dịch vụ thể thao, dịch vụ giải trí, cửa hàng tiện ích, và văn phòng.

- Tầng điển hình (3-15): Cao 3.4m bao gồm các căn hộ gia đình.

- Tầng thượng: 4.2m gồm có 2 căn hộ và phòng kỹ thuật thang máy.

- Tầng 1 và 2: Tầng 1 và 2 công trình được lắp kính giúp vừa tăng tính thẩm mỹ và sử dụng đượng ánh sang tự nhiên Các tầng khác của khối được ốp đá granit kết hợp với vách để tạo điểm nhấn cho công trình Các tầng chung cư xây tường bên ngoài kết hợp với mặt kính là những ô cửa để đảm bảo ánh sáng tự nhiên cho các tầng.

1.2.3 Các hệ thống chính trong công trình:

Công trình sử dụng điện từ hệ thống điện của thành phố Ngoài ra còn một máy phát điện lưu trữ, nhằm đảm bảo cho tất cả các thiết bị trong nhà có thể hoạt động bình thường trong trường hợp bị cắt điện đột ngột Điện phải đảm bảo cho hệ thống thang máy, hệ thống thông gió, hệ thống lạnh có thể hoạt động một cách liên tục.

SVTH: TRỊNH HOÀNG LONG MSSV: 15149131 2 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: PSGTS ĐÀO DUY KIÊN

- Nước từ hệ thống cấp nước chính của thành phố được thu về bể ngầm tại hầm của tòa nhà để cung cấp nước cho công trình.

- Nước được điều khiển bơm hoàn toàn tự động Nước từ bể mái, qua hệ thống ống dẫn đưa đến các vị trí của công trình.

- Hệ thống nước sinh hoạt, nước chữa cháy cũng được thiết kế đảm bảo theo các tiêu chuẩn về PCCC hiện hành.

- Nước thải trước được đưa vào hệ thống thoát nước chung của thành phố phải được xử lý cục bộ và tập trung vào hệ thống thoát nước chung theo quy hoạch.

1.2.3.2 Hệ thống thông gió và chiếu sáng:

- Hệ thống thong gió nhân tạo được ưu tiên sử dụng để phù hợp với cấu tạo của tòa nhà và vì vấn đề ô nhiễm không khí trong khu vực.

- Giải pháp chiếu sáng công trình được tính toán riêng cho từng khu vực tùy vào công năng sử dụng sẽ có độ sáng và màu sắc phù hợp.

- Tận dụng tối đa ánh sáng tự nhiên để giảm lượng điện tiêu thụ.

- Giao thông theo phương ngang chính của công trình là các hành lang và các sảnh.

- Theo phương đứng sử dụng hệ thống thang máy và thang bộ.

- Diện tích sàn lớn lượng người phục vụ đông nên sử dụng 2 thang máy và 2 thang bộ đặt tại vị trí trung tâm của mặt bằng.

1.2.3.4 Hệ thống phòng cháy chữa cháy:

- Các đầu báo khói báo nhiệt được gắn trong các khu vực tầng hầm, kho khu vực sảnh, hành lang, các phòng kỹ thuật và các phòng căn hộ.

- Các thiết bị báo động như: Nút báo động khẩn cấp, chuông báo động được bố trí tại các nơi công cộng, ở những nơi dễ nhìn, dễ thấy của công trình để truyền tín hiệu báo động và thông báo địa điểm hỏa hoạn Trang bị hệ thống báo nhiệt báo khói và hệ thống dập lửa cho toàn bộ công trình.

1.2.3.5 Hệ thống thu gom rác thải:

Rác thải của tòa nhà sẽ thông qua ống dẫn rác tập kết về tầng hầm của tòa nhà Tại đây sẽ được phân loại và xử lý sơ bộ trước khi đưa r axe chở rác.

Chống sét cho công trình sử dụng loại đàu kim thu sét được sản xuất theo công nghệ mới nhất, dây nối đất dung loại cáp đồng trục Triax được bọc bằng 3 lớp cách điện.

1.2.3.7 Hệ thống thông tin liên lạc và an ninh:

Hệ thống thông tin liên lạc gồm:

+ Hệ thống cáp điện thoại.

+ Hệ thống mạng máy tính.

+ Hệ thống truyền hình cáp.

+ Hệ thống phát thanhg công cộng.

+ Hệ thống camera an ninh.

+ Hệ thống báo động chống trộm đột nhập.

+ Hệ thống kiểm soát xe ra vào.

Nhiệt độ: Thành phố Đà Nẵng nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa điển hình.

Nhiệt độ trung bình hàng năm là 26 ° C, lượng mưa trung bình hàng năm khoảng 250mm, giờ năng lượng trung bình trong ngày 5-9 giờ, độ ẩm trung bình trong năm 83,5% Trong năm có hai mùa rõ ràng, mùa mưa và khô khô.

+ Mùa mưa: Mùa mưa chủ yêu tập trung vào các tháng 9 đến tháng 12, lương mưa chiếm 70- 75% cả năm Lương mưa tháng trong thời kỳ này đạt 400mm, tháng 10 lớn nhất là 435mm.

+ Mùa khô: Từ tháng 1 đến tháng 8, lượng mưa chỉ chiếm 25-30% cả năm Lượng tháng trong thời kỳ này chỉ đạt 25mm, tháng 3 có lượng mưa nhỏ nhất trong năm 12mm.

+ Gió, thuộc khu vực gió IIIB.

1.2.3.9 Vệ sinh môi trường: Để giữ vệ sinh môi trường, giải quyết tình trạng ứ đọng nước phải thiết kế hệ thống thoát nước quanh công trình Nước thải của công trình phải xử lý trước khi đưa ra ngoài môi trường Rác thải hằng ngày phải được công ty môi trường thu gom.

TỔNG QUAN VỀ KẾT CẤU CÔNG TRÌNH

Cơ sở tính toán kết cấu

- Căn cứ Nghị Định số 12/2009/NĐ - CP, ngày 10/02/2009 của Chính Phủ về quản lý dự án đầu tư xây dựng.

- Căn cứ Nghị Định số 15/2013/NĐ - CP, ngày 06/02/2013 về quản lý chất lượng công trình xây dựng.

- Các tiêu chuẩn quy phạm hiện hành của Việt Nam.

- Các tiêu chuẩn và quy chuẩn áp dụng.

- Các tiêu chuẩn và quy chuẩn viện dẫn:

+ TCXD 229-1999 Chỉ dẫn tính toán thành phần động của tải gió.

+ TCVN 9368-2012 Thiết kế công trình chịu tải trọng động đất.

+ TCVN 5574-2018 Kết cấu Bê Tông và Bê Tông toàn khối.

+ TCVN 9362-2012 Tiểu chuẩn thiết kế nền nhà và công trình.

+ TCVN 7888-2014 Cọc bê tông ly tâm ứng lực trước.

+ TCVN 10304- 2014 Móng cọc - Tiêu chuẩn thiết kế.

+ QCVN 06-2020/BXD Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia an toàn cháy cho nhà và công trình.

+ TCVN 2737-1995 Tải trọng và tác động – Tiêu chuẩn thiết kế.

- Các giáo trình hướng dẫn thiết kế và tài liệu tham khảo khác.

- Khi tính toán thiết kế kết cấu bê tông cốt thép cần phải thỏa mãn những yêu cầu về tính toán theo độ bền (TTGH I) và đáp ứng điều kiện sử dụng bình thường (TTGH II).

- Trạng thái giới hạn thứ nhất TTGH I (về cường độ) nhằm đảm bảo khả năng chịu lực của kết cấu, cụ thể bảo đảm cho kết cấu:

+ Không bị phá hoại do tác dụng của tải trọng và tác động.

+ Không bị mất ổn định về hình dạng và vị trí.

+ Không bị phá hoại khi kết cấu bị mỏi.

+ Không bị phá hoại do tác động đồng thời của các nhân tố về lực và những ảnh hưởng bất lợi của môi trường

- Trạng thái giới hạn thứ nhất TTGH II (về điều kiện sử dụng) nhằm đảm bảo sự làm việc bình thường của kết cấu, cụ thể cần hạn chế:

+ Khe nứt không mở rộng quá giới hạn cho phép hoặc không xuất hiện khe nứt.

+ Không có những biến dạng quá giới hạn cho phép như độ võng, góc xoay, góc trượt, dao động.

2.1.4 Các phần mềm tính toán và thể hiện bản vẽ:

- Phần mềm phân tích kết cấu CSI ETABS 16.2.1.

- Phần mềm phân tích kết cấu CSI SAFE v16.1.0.

- Các phần mềm Microsoft Office 2019.

- Phần mềm thể hiện bản vẽ AutoCAD 2016.

Lựa chọn giải pháp kết cấu

2.2.1 Giải pháp kết cấu phần thân:

2.2.1.1 Giải pháp kết cấu theo phương đứng:

- Hệ kết cấu chịu lực thẳng đứng có vai trò quan trọng đối với kết cấu nhà nhiều tầng bởi vì: + Chịu tải trọng của dầm sàn truyền xuống móng và xuống nền đất.

+ Chịu tải trọng ngang của gió và áp lực đất lên công trình.

+ Liên kết với dầm sàn tạo thành hệ khung cứng, giữ ổn định tổng thể cho công trình, hạn chế dao động và chuyển vị đỉnh của công trình.

- Hệ kết cấu chịu lực theo phương đứng bao gồm các loại sau :

+ Hệ kết cấu cơ bản: Kết cấu khung, kết cấu tường chịu lực, kết cấu lõi cứng, kết cấu ống.

+ Hệ kết cấu hỗn hợp: Kết cấu khung-giằng, kết cấu khung-vách, kết cấu ống lõi và kết cấu ống tổ hợp.

+ Hệ kết cấu đặc biệt: Hệ kết cấu có tầng cứng, hệ kết cấu có dầm chuyển, sàn chuyển, kết cấu có hệ giằng liên tầng và kết cấu có khung ghép.

+ Lựa chọn giải pháp kết cấu hợp lý cho một công trình cụ thể sẽ đem lại hiệu quả kinh tế rất lớn trong khi vẫn đảm bảo các chỉ tiêu kĩ thuật cần thiết Việc lựa chọn này phụ thuộc vào điều kiện cụ thể của công trình, công năng sử dụng, chiều cao của nhà và độ lớn của tải trọng ngang (động đất, gió, …).

Bảng 2.1: Bảng so sánh ưu nhược điểm của các hệ kết cấu khung

Phân loại Ưu điểm Nhược điểm

Giúp công trình có không gian lớn, kém hiệu quả khi chiều cao công trình thích hợp với các công trình công lớn. cộng.

+ Dưới 20 tầng với cấp phòng chống

Hệ kết cấu động đất 7. khung

+ 15 tầng đối với nhà trong vùng có chấn động động đất cấp 8.

Có khả năng chịu lực ngang tốt nên khi chiều cao công trình lớn thì bản

Hệ kết cấu vách thường được sử dụng cho các công thân vách cứng phải có kích thước đủ

- lõi trình cao trên 20 tầng lớn, mà điều đó thì khó có thể thực hiện được.

Hệ kết cấu - Hệ thống vách chủ yếu chịu tải - Loại kết cấu này được sử dụng cho trọng ngang còn hệ thống khung các ngôi nhà dưới 40 tầng với cấp khung - giằng chịu tải trọng thẳng đứng phòng chống động đất 7; 30 tầng đối (khung và vách với nhà trong vùng có chấn động cứng) động đất cấp 8; 20 tầng đối với cấp 9.

- Tuỳ thuộc vào yêu cầu kiến trúc, quy mô công trình, tính khả thi và khả năng đảm bảo ổn định của công trình mà có lựa chọn phù hợp cho hệ kết cấu chịu lực theo phương đứng.

- Đối với công trình này có quy mô 15 tầng nổi và 1 tầng hầm với chiều cao của toàn bộ công trình là 61.4(m) và mặt bằng có tính cân đối.

Vì vậy chọn giải pháp kết cấu phương đứng chính là Hệ kết cấu khung-giằng

2.2.1.2 Giải pháp kết cấu theo phương ngang:

- Việc lựa chọn giải pháp kết cấu sàn hợp lý là việc làm rất quan trọng, quyết định tính kinh tế của công trình Công trình càng cao, tải trọng này tích lũy xuống cột các tầng dưới và móng càng lớn, làm tăng chi phí móng, cột, tăng tải trọng ngang do động đất Vì vậy cần ưu tiên lựa chọn giải pháp sàn nhẹ để giảm tải trọng thẳng đứng. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: PSGTS ĐÀO DUY KIÊN

+ Hệ sàn nấm : Cấu tạo hệ bao gồm hệ dầm vuông góc với nhau theo 2 phương, chia bản sàn thành các ô bản có nhịp bé.

+ Sàn không dầm: Cấu tạo hệ gồm các bản kê trực tiếp lên cột.

+ Sàn không dầm ứng lực trước: Cấu tạo gồm các bản kê trực tiếp lên cột Cốt thép được ứng lực trước.

+ Sàn bóng, sàn hộp: Sàn bóng, sàn hộp là loại sàn phẳng, không dầm, liên kết trực tiếp với hệ cột, vách chịu lực, sử dụng quả bóng nhựa tái chế, hộp tái chế để thay thế phần bê tông không hoặc ít tham gia chịu lực ở thớ giữa bản sàn.

Bảng 2.2: Bảng so sánh ưu nhược điểm của các hệ kết cấu sàn

Phân loại Ưu điểm Nhược điểm

- Tính toán đơn giản được sử dụng phổ - Chiều cao dầm và độ võng sàn lớn khi

Hệ sàn sườn biến vượt khẩu độ lớn, dẫn đến chiều cao

- Công nghệ thi công phong phú vì đã công trình lớn. xuất hiện lâu đời ở Việt Nam - không tiết kiệm không gian sử dụng

- Tiết kiệm chi phí bê tong khi sàn nhịp Khó thi công hơn các sàn thông từ 6m trở lên thường.

Hệ sàn nấm - Khả năng vượt nhịp lớn, tiết kiệm không gian sử dụng và độ thẩm mỹ cao.

- Dễ phân chia không gian - Giảm chiều cao công trình.

Hệ sàn - Thi công nhanh hơn sàn dầm - Hệ kết cấu cột, vách không được liền không dầm kết với nhau tạo thành hệ kết cấu cứng nên có độ cứng nhỏ so với các hệ khác.

- Giảm chiều dày, độ võng sàn - Tính toán phức tạp do TCVN chưa có

Hệ sàn ứng - Giảm chiều cao công trình, tiết kiệm tiêu chuẩn về tính toán kết cấu dự ứng lực trước không gian sử dụng lực.

- Thi công đòi hỏi thiết bị chuyên dụng. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: PSGTS ĐÀO DUY KIÊN

- Tạo tính linh hoạt cao trong thiết kế, có khả năng thích nghi với nhiều loại mặt bằng.

- Khả năng vượt nhịp cao, có thể vượt nhịp lên tới 15m mà không cần ứng suất trước.

- Lý thuyết tính toán chưa phổ biến, do công nghệ mới du nhập vào Việt Nam.

- Khả năng chịu cắt, uốn giảm so với sàn BTCT thông thường cùng chiều dày.

2.2.2 Giải pháp kết cấu phần móng:

- Hệ móng công trình tiếp nhận toàn bộ tải trọng của công trình rồi truyền xuống móng.

- Với quy mô công trình 1 tầng hầm, 15 tầng nổi và điều kiện địa chất khu vực xây dựng tương đối yếu nên đề xuất phương án móng cọc.

2.2.3 Cơ sở chọn vật liệu:

- Vật liệu cần có cường độ cao, trọng lượng nhỏ, chống cháy tốt, có giá thành hợp lý.

- Vật liệu có tính biến dạng cao: Khả năng biến dạng cao có thể bổ sung cho tính năng chịu lực thấp.

- Vật liệu có tính thoái biến thấp: Có tác dụng tốt khi chịu tác động của tải trọng lặp (động đất, gió bão.

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

- Nhà cao tầng thường có tải trọng rất lớn Nếu sử dụng các loại vật liệu trên sẽ giảm được đáng kể tải trọng cho công trình, kể cả tải trọng đứng cũng như tải trọng ngang do lực quán tính. Trong điều kiện nước ta hiện nay thì vật liệu bê tông cốt thép hoặc thép là loại vật liệu đang được các nhà thiết kế sử dụng phổ biến trong các kết cấu nhà cao tầng.

→ Do đó sinh viên lựa chọn vật liệu xây dựng công trình là bê tông cốt thép.

Bảng 2.3: Thông số vật liệu bê tông theo tiêu chuẩn 5574-2018

Cấp độ bền bê tông Kết cấu sử dụng

Cấp độ bền bê tông: B30

Cột, dầm, sàn,vách cầu thang, móng

Bảng 2.4 Bảng thông số vật liệu cốt thép theo TCVN5574-2018

STT Loại thép Đặc tính/ kết cấu sử dụng

1 Sử dụng làm cốt thép cấu tạo

Sử dụng làm cốt thép chịu lực cho sàn,

- Chiều cao vùng nén giới hạn và hàm lượng cốt thép tối đa trong thiết kế:

Bảng 2.5: Chiều cao vùng nén giới hạn của từng loại bê tông ứng với từng cấp thép

Cấp độ bền bê tông Loại thép 

- Chiều cao vùng nén giới hạn được tính toán theo chỉ dẫn của mục 8.1.2.2.3 trong

- Hàm lượng cốt thép tối đa cho phép được tính như sau: R R s

- Chiều dày của lớp bê tong bảo vệ được xác định trên các tiêu chí sau:

SVTH: TRỊNH HOÀNG LONG MSSV: 15149131 10

+ QCVN 06-2020/BXD-Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia an toàn cháy cho nhà và công trình.

+ TCVN 5574-2018 – Tiêu chuẩn thiết kế kết cấu bê tông cốt thép.

- Theo bảng 4 – Bậc chịu lửa của nhà - QCVN 06-2020/BXD ta có: Công trình thược bậc chịu lửa cấp I, nên sẽ có bậc chịu lửa của các cấu kiện như sau:

- Thông tin về chiều dày lớp bê tông bảo vệ cốt thép được tổng hợp theo QCVN 06-2020 cho các cấu kiện chịu lực như sau:

Bảng 2.6: Bảng quy định bê tông bảo vệ đối với cốt thép dọc chịu lực Độ dày lớp Bề rộng nhỏ nhất của

STT Cấu kiện BTBV phần bê tông chịu lực Chú thích

1 Vách+lõi BTCT 25 100 Mục 1 - Bảng F.1

4 Sàn, Cầu thang 20 Mục 1 - Bảng F.12

- Chiều dày lớp bê tông bảo vệ ở bảng trên được tính cho đến mép cốt thép chịu lực – tính kể cả cốt đai.

Chọn sơ bộ kích thước tiết diện

2.3.1 Chọn sơ bộ kích thước sàn:

- Chọn sơ bộ sàn theo công thức : Trong đó : h  D

(0.8 1.4) phụ thuộc tải trọng , lấy D =1

(30 35) đối với sàn 1 phương , L là cạnh của phương chịu lực

(40 50) đối với sàn 2 phương , L 1 là cạnh ngắn

- Xét ô sàn có kích thước lớn nhất là 8m x 10.4m , ta có : bốn cạnh.

- Sàn tầng điển hình và mái : h 1

 Chọn sơ bộ tiết diện sàn là

2.3.2 Chọn sơ bộ kích thước dầm: a Sơ bộ kích thước dầm phụ:

- Chiều cao dầm: h dp     L    10400   520 650  ( mm)

→ Chọn chiều cao dầm phụ h  500 ( mm) dp 1

→ Chọn chiều cao dầm phụ dp

- Kích thước dầm phụ: 250 x 500 (mm).

SVTH: TRỊNH HOÀNG LONG MSSV: 15149131 12 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: PSGTS ĐÀO DUY KIÊN b Sơ bộ kích thước dầm chính:

→ Chọn chiều cao dầm chính: h  700 ( mm) dc

- Bề rộng dầm: b dc     h dc     700

→ Chọn chiều cao dầm chính: b  300 ( mm) dc

- Kích thước dầm chính: 300 x 700 (mm). c Sơ bộ kích thước tiết diện cột:

Hình dáng tiết diện cột thường là chữ nhật, vuông, tròn Cũng có thể gặp cột có tiết diện chữ T, chữ I hoặc vòng khuyên.

Việc chọn hình dáng, kích thước tiết diện cột dựa vào các yêu cầu về kiến trúc, kết cấu và thi công.

Về kiến trúc, đó là yêu cầu về thẩm mỹ và yêu cầu về sử dụng không gian Với các yêu cầu này người thiết kế kiến trúc định ra hình dáng và kích thước tối đa, tối thiểu có thể chấp nhận được, thảo luận với người thiết kế kết cấu để sơ bộ chọn lựa.

Về kết cấu, kích thước tiết diện cột cần đảm bảo độ bền và độ ổn định.

Về thi công, đó là việc chọn kích thước tiết diện cột thuận tiện cho việc làm và lắp dựng ván khuôn, việc đặt cốt thép và đổ bê tông Theo yêu cầu kích thước tiết diện nên chọn là bội số của 2 ; 5 hoặc 10 cm.

Việc chọn kích thước sơ bộ kích thước tiết diện cột theo độ bền theo kinh nghiệm thiết kế hoặc bằng công thức gần đúng.

Diện tích tiết diện cột được xác định theo công thức:

- N : Lực nén , được tính bằng công thức N  m qF s s ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: PSGTS ĐÀO DUY KIÊN

- q là tải trọng tương đương tính trên mỗi m2 mặt sàn trong đó gồm tải trọng thường xuyên và tạm thời trên bản sàn, trọng lượng tường, dầm, cột đem tính ra phân bố đều trên sàn Với nhà có bề dày sàn trung bình từ 15:20 cm, tường, dầm, cột q -18 (kN/m 2 ).

- k là hệ số xét đến ảnh hưởng khác như momen uốn, hàm lượng cốt thép, độ mảnh của cột.

Theo TCXD 198-1997 tiết diện cột nên chọn sao cho tỉ số giữa chiều cao thông thủy của tầng và chiều cao tiết diện cột không lớn quá 25, chiều rộng tối thiểu của tiết diện không nhỏ hơn

Bảng 2.7: Lựa chọn sơ bộ kết cấu cột.

STT Cột Tầng k cột sơ bộ

2.3.3 Chọn sơ bộ kích thước vách:

- Chiều dày vách, lõi được sơ bộ dựa vào chiều cao tòa nhà, số tầng … đồng thời phải đảm bảo điều 3.4.1 trong TCVN 198:1997.

- Xác định chiều dày vách phải thỏa:

- Trong đó: + t (mm): chiều dày vách.

+ ht = 3400 (mm) – Chiều cao tầng.

+  S vach : Tổng diện tích vách chịu lực trên mặt cắt ngang sàn.

+  S san : Tổng diện tích 1 sàn.

→ Chọn sơ bộ chiều dày vách cứng là 300mm , vách lõi thang dày 300mm , chiều dày sàn hầm

TẢI TRỌNG VÀ TÁC ĐỘNG

Tải trọng tác dụng lên sàn

Kết cấu nhà cao tầng được tính toán với các loại tải trọng chính sau đây:

- Tải trọng thẳng đứng (trọng lượng bản thân kết cấu, tải thường xuyên và tạm thời tác dụng lên sàn)- Tải trọng gió (gồm thành phần tĩnh và thành phần động)

- Ngoài ra, kết cấu nhà cao tầng còn được kiểm tra với các tải trọng sau:

Tác động của quá trình thi công

Áp lực đất, nước ngầm

TCVN 2737-1995 cùng các chỉ dẫn kèm theo là cơ sở để xác định tải trọng và tác động lên công trình. a Sàn các tầng điển hình phòng ở :

-Tĩnh tải hoàn thiện sàn :

Hình 3.1 : Các lớp cấu tạo sàn

Hình 3.2 : Hệ số tin cậy đối với các tải trọng do khối lượng kết cấu xây dựng

Bảng 3.1 : Bảng tĩnh tải hoàn thiện phòng ở tầng điển hình.

STT Lớp cấu tạo Chiều dày TL riêng g tc Hệ số g tt tin cậy

Tổng trọng lượng các lớp hoàn thiện 1.62 - 2.07

+ Hoạt tải tiêu chuẩn : P tc = 1.5 (kN/m 2 )

+ Hoạt tải dài hạn : P dh = 0.3 (kN/m 2 )

+ Hệ số vượt tải : n= 1.2 b Sảnh hành lang và thang máy :

Bảng 3.2 : Bảng tĩnh tải hoàn thiện hành lang thang máy tầng điển hình.

- Hoạt tải hành lang và thang máy : + Hoạt tải tiêu chuẩn : P tc = 4 (kN/m 2 )

+ Hoạt tải dài hạn : Pdh = 1.4 (kN/m2)

+ Hệ số vượt tải : n= 1.2 c Văn phòng :

Bảng 3.3 : Bảng tĩnh tải hoàn thiện văn phòng.

STT Lớp cấu tạo Chiều dày TL riêng g tc Hệ số g tt

+ Hoạt tải tiêu chuẩn : P tc = 2 (kN/m 2 )

+ Hoạt tải dài hạn :P dh = 1 (kN/m 2 )

+ Hệ số vượt tải : n= 1.2 d Nhà vệ sinh :

Bảng 3.4 : Bảng tĩnh tải hoàn thiện nhà vệ sinh.

- Hoạt tải nhà vệ sinh :

+ Hoạt tải dài hạn :P dh = 1 (kN/m 2 )

+ Hệ số vượt tải : n= 1.2 e Ban công , logia :

Bảng 3.5 : Bảng tĩnh tải hoàn thiện ban công logia.

- Hoạt tải ban công logia :

+ Hoạt tải dài hạn :P dh = 0.7 (kN/m 2 )

+ Hệ số vượt tải : n= 1.2 f Sân thượng :

Bảng 3.5 : Bảng tĩnh tải hoàn thiện sân thượng.

+ Hệ số vượt tải : n= 1.2 f Mái :

Bảng 3.6 : Bảng tĩnh tải hoàn thiện mái.

Tổng trọng lượng các lớp hoàn thiện 0.77 - 1

+ Hoạt tải tiêu chuẩn : P tc = 0.75 (kN/m 2 )

Trọng lượng bản thân tường xây

Cấu tạo tường xây thông thường gồm gạch, vữa và các lớp bao phủ bên ngoài Thông thường bỏ qua trọng lượng lớp bao phủ, chỉ xét tĩnh tải của gạch xây.

Trong đó : g t   t  b  h n t t n : hệ số vượt tải (n=1.1) b t : bề rộng tường h t : chiều cao tường xây.

- Chiều dày sàn : hs0mm a Tường 200 - tường biên, tường ngăn căn hộ và phòng:

Bảng 3.7: Bảng tĩnh tải tường 200

TL riêng STT Các lớp dày lớp

Hệ số vượt g tt tải

Tổng trọng lượng các lớp hoàn thiệnxây 11.4 - 12.89 b Tường 100 - tường ngăn phòng:

Bảng 3.8: Bảng tĩnh tải tường 100

STT Các lớp dày lớp tải

Tổng trọng lượng các lớp hoàn thiệnxây 6.57 - 7.57

Tải trọng gió

- Tải trọng gió tĩnh được tính toán theo TCVN 2737-1995.

- Theo QCVN 02:2009/BXD, bảng 4.1 – “Phân vùng áp lực gió theo địa danh hành chính”- công trình thuộc vùng gió IIIB Có W0 = 125 (kN/m 2 ).

- Giá trị tiêu chuẩn thành phần tĩnh tại cao độ zj tính theo công thức như sau:

- Trong đó: + W 0 : giá trị của áp lực gió tiêu chuẩn lấy theo bảng D1 TCVN 2737-1995.

+ k zj : hệ số tính đến sự thay đổi của áp lực gió theo độ cao lấy theo Bảng 5 hoặc theo công thức: k

SVTH: TRỊNH HOÀNG LONG MSSV: 15149131 23 Độ cao Gradient và hệ số m được tra theo bảng A.1 , TCXD 229:1999.

+ c: hệ số khí động lấy theo bảng 6 trong TCVN 2737-1995, đối với mặt đón gió c + 0.8, mặt hút gió c = -0.6.

 Hệ số độ tin cậy của tải trọng gió:  = 1.37 – Hệ số này được lấy theo bảng 4.3 –

QCVN 02:2009/BXD – Hệ số chuyển đổi áp lực gió từ chu kỳ lặp 20 năm sang các chu kỳ khác.

- Trong đó: + Wj : Áp lực gió tĩnh (kN/m 2 ).

 B : Diện tích đón gió từng tầng. j

+ Hj; Hj-1 và Bj lần lượt là chiều cao tầng thứ j, j-1 và bề rộng đón gió.

Bảng 3.9: Bảng tính gió tĩnh :

Thành phần động của tải trọng gió là do lực xung của vận tốc gió và lực quán tính của công trình gây ra Giá trị của lực này được xác định dựa trên cơ sở thành phần tĩnh của tải trọng gió nhân với hệ số kể đến ảnh hưởng của xung vận tốc gió và lực quán tính của công trình Việc tính toán thành phần động của tải trọng gió bao gồm xác định thành phần động của tải trọng gió và phản ứng của công trình do thành phần động của tải trọng gió gây ra ứng với từng dạng dao động.

Theo TCVN 229:1999, cần tính toán thành phần động theo phương tương ứng có xét đến thành phần tĩnh của tải trọng gió ứng với s dạng dao động đầu tiên, với s được xác định từ điều kiện: f s  f L  f s 1 1

Với tần số giới hạn f L  1.60 , vì   0.30 đối với công trình bê tông cốt thép. f s , f s 1 : là tần số dao động riêng ứng với dạng dao động thứ s và thứ s+1 của phương dao động đang xét.

Giá trị tiêu chuẩn của thành phần động tải trọng gió:

M j - Khối lượng tập trung tại tầng thứ j của công trình.

 j - Hệ số động lực ứng với dao động thứ i, không thứ nguyên, phụ thuộc vào hệ số  và độ giảm lôga của dao động.

- γ - hệ số độ tin cậy của tải trọng gió, lấy bằng 1.2

– giá trị của áp lực gió, đã xác định ở trên W  1.25 kN / m 2 

0 f i – tần số dao động riêng thứ i.

Tra Hình 2, TCVN: 229-1999 ta được hệ số  j

Hình 0.3: Đồ thị xác định hệ số động lực  I

Chú thích: Đường cong 1: Sử dụng cho công trình bê tông cốt thép và gạch đá kể cả các công trình bằng khung thép có kết cấu bao che    0, 3 

- yji – Dịch chuyển ngang tỉ đối của trọng tâm phần công trình thứ j ứng với dạng dao động riêng thứ i, không thứ nguyên.

-  j - Hệ số được xác định bằng cách chia công trình thành n phần, trong phạm vi mỗi phần tải trọng gió coi như là không đổi.

- WFj: giá trị tiêu chuẩn thành phần động của tải trọng gió tác dụng lên phần thứ j của công trình, ứng với các dao động khác nhau khi chỉ kể đến ảnh hưởng của xung vận tốc gió, có thứ nguyên là lực, xác định theo công thức:

W j  W 0  k ( z j )  c : giá trị tiêu chuẩn thành phần tĩnh của áp lực gió tác dụng lên tầng thứ i.

 j : hệ số áp lực động của tải trọng gió, ở độ cao ứng với phần thứ j của công trình, không thứ nguyên, tra theo dạng địa hình B

S j : Diện tích đón gió tầng thứ j, tương tự như tính gió tĩnh.

-  : Hệ số tương quan áp lực động của tải trọng gió ứng với các dạng dao của công trình, không thứ nguyên Khi tính dạng dao động đầu tiên   các dạng dao động còn lại   1 Giá trị  được tra theo bảng sau:

Bảng 0.10: Hệ số tương quan không gian động khác nhau

Trong đó, các tham số  ,  được tra theo bảng sau:

Mặt phẳng tọa độ cơ bản song ρ χ song với bề mặt tính toán zox D H

Hình 0.4: Hệ tọa độ khi xác định hệ số tương quan không gian Đầu tiên ta khảo sát sự dao động của công trình với 12 mode dao động Sau khi phân tích bằng

ETABS , ta được các tần số dao động riêng fi theo các phương như sau:

Bảng 3.11: Tần số dao động cơ bản của công trình

Dạng dao Chu kỳ Tần số động T (s) Công thức f (Hz)

Cần tính 3 dạng dao động ứng với Mode 1, Mode 2 và Mode 3 theo hai phương X và Y.

Trong mỗi mode dao động đều có các thành phần dao động theo phương X (UX), Y (UY) và xoắn quanh trục Z (RZ) Tuy nhiên các công thức tính gió hiện nay trong TCVN 2737-1995 và

TCXD 229-1999 đều dựa trên bài toán phẳng (thanh console có n khối lượng tập trung), để phù hợp với lý thuyết tính toán, trong mỗi mode dao động chỉ xét thành phần dao động chủ yếu

(chiếm tỉ lệ phần trăm lớn) của mode đó và bỏ qua 2 thành phần còn lại.

Tính thành phần động của tải gió theo phương X dựa vào mode 1 và thành phần động của tải gió theo phương Y dựa vào mode 2.

3.1.1.1 Số liệu tính toán và kết quả tính:

Bảng 3.12: Chu kỳ dao động.

UX UY UZ RZ sec

Bảng 3.13 : Bảng tính hệ số ψ 1 ( Phương X mode 1)

Biên độ Áp lực tiêu

Cao độ Khối lượng Hệ số áp Chiều cao Áp lực chuẩn

Tầng dao động tầng tầng lực động đón gió gió tĩnh thành riêng phần động

Bảng 3.14 : Bảng tính hệ số ψ 2 ( Phương Y mode 2)

Biên độ Áp lực tiêu

Cao độ Khối lượng Hệ số áp Chiều cao Áp lực chuẩn

Tầng dao động tầng tầng lực động đón gió gió tĩnh thành riêng phần động

Hệ số động lực ξi xác định phụ thuộc vào thông số εi và độ giảm loga δ của dao động :

Bảng 3.15 : Bảng tính hệ số ξ i

Bảng 3.16 : Giá trị tải trọng gió động

Ký hiệu Trọng Giá trị thành Giá trị thành Cao độ sàn lượng tập phần động tải gió phần động tải gió sàn trung theo phương X theo phương Y

- Đối với những công trình nhà cao tầng, trong thiết kế xây dựng nhà thầu ngoài việc tính toán tải trọng của bản thân công trình (tải trọng đứng), còn phải tính toán hai loại tải trọng nữa vô cùng quan trọng là tải trọng của gió bão và tải trọng động đất (tải trọng ngang).

- Đây được xem như là một trong những yêu cầu bắt buộc không thể thiếu và là yêu cầu quan trọng nhất khi thiết kế các công trình cao tầng Do đó, bất kỳ công trình xây dựng nào nằm ở vùng có phân vùng tác động gió thì phải tính toán tải trọng gió, phân vùng về động đất phải tính toán tải trọng động đất.

- Sử dụng ETABS với phổ phản ứng theo TCVN 9386:2012để tính toán động đất.

- Theo mục 3.2.4.2(P) TCVN 9386 : 2012: Các hiệu ứng quán tính của tác động động đất thiết kế phải được xác định có xét đến các khối lượng liên quan tới tất cả các lực trọng trường xuất hiện trong tổ hợp tải trọng sau: G  

+ ψE,i : là hệ số tổ hợp tải trọng đối với tác động thay đổi.

+ Các hệ số tổ hợp E,i xét đến khả năng là tác động thay đổi Qk,i không xuất hiện trên toàn bộ công trình trong thời gian xảy ra động đất.

+  E , i   2,i ψ2,i : là hệ số phụ thuộc vào loại tải trọng đặt lên nhà theo bảng 3.4 TCVN 9386- 2012. φ: là hệ số phụ thuộc vào loại tác động thay đổi theo bảng 4.2 TCVN 9386-2012.

Bảng 3.17: Bảng giá trị của  để tính toán Ei.

Bảng 3.18: Các giá trị  2,i đối với các loại nhà.

Tải trọng đặt lên nhà, loại

Loại A: Khu vực nhà ở, gia đình 0.3

Loại B: Khu vực văn phòng 0.3

Loại C: Khu vực hội họp 0.6

Loại D: Khu vực mua bán 0.6

Loại E: Khu vực kho lưu trữ 0.8

Loại F: Khu vực giao thông, trọng lượng xe ≤ 30 kN 0.6

Loại G: Khu vực giao thông, 30 kN ≤ trọng lượng xe ≤ 160 kN 0.3

- Trong đồ án này sinh viên lựa chọn 2,i = 0.3 (dành cho khu vực nhà ở) và  = 0.8 (cho trường hợp các tầng sử dụng đồng thời )

- Hệ số chiết giảm khối lượng khi tính động đất là: 0.3 × 0.8 = 0.24.

- Áp dụng tính toán chu kỳ công trình chịu ảnh hưởng động đất bằng Etabs với:

3.4.3 Phương pháp tĩnh lực ngang tương đương:

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

- Yêu cầu của điều này được xem là thoả mãn nếu kết cấu nhà đáp ứng được cả hai điều kiện sau:  T 4T

- Với chu kì T1= 2.1s, không thỏa mãn yêu cầu phương pháp lực ngang tương đương.

- Nên trong đồ án này tải trọng động tính theo phương pháp phổ phản ứng.

3.4.4 Phương pháp phổ phản ứng:

- Phương pháp “Phân tích phổ phản ứng dạng dao động", là phương pháp có thể áp dụng cho tất cả các loại nhà.

- Phải xét tới phản ứng của tất cả các dạng dao động góp phần đáng kể vào phản ứng tổng thể của nhà.

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

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

 Xác đị nh gia tốc nền tham chiếu:

- Gia tố nền quy đổi agRo tra theo phụ lục H TCVN 9386:2012, công trình tại quận Hải

+ Gia tốc nền quy đổi a gR0 0.1006

+ Gia tốc nền thiết kế a 0.9869 ( m / s 2 )

 Nhận dạng loại đất nền: g

- Có 7 loại đất nền phân loại theo Mục 3.1.2 và Mục 3.2.2.2 TCVN 9386-2012 Công trình thuộc dạng đất nền D. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: PSGTS ĐÀO DUY KIÊN

- Các định nghĩa về mức độ tầm quan trọng (γ1 = 1.25, 1.00, 0.75) (Phụ lục E – TCVN

9386-2012) tương ứng với công trình loại I, II, III (Phụ lục F – TCVN 9386-2012).

- Công trình thuộc công trình nhà cao tầng có số tầng là 20 tầng và có mức độ quan trọng loại II, nên hệ số tầm quan trọng lúc này được lấy: γ1 = 1.

 Xác đị nh hệ số ứng sử q của kết cấu

- Hệ khung hoặc hệ khung tương đương (hỗn hợp khung – vách), có thể xác định gần đúng như sau (cấp dẻo trung bình): q = 3.3 nhà một tầng. q = 3.6 nhà nhiều tầng, khung một nhịp. q = 3.9 nhà nhiều tầng, khung nhiều nhịp hoặc kết cấu hỗn hợp tương đương khung.

- Xác định dựa theo mục 3.2.2.5 TCVN 9386:2012 phổ thiết kế dùng cho phân tích đàn hồi: q

 Giá trị phổ phản ứng:

Kiểm tra các điều kiện sử dụng công trình

3.6.1 Kiểm tra chuyển vị đỉnh:

Theo TCVN 5574-2018, chuyển vị ngang tại đỉnh kết cấu của nhà cao tầng đối với kết cấu khung -vách khi phân tích theo phươnng pháp đàn hồi: f < [f] =

Bảng 3.21: Tổ hợp kiểm tra chuyển vị đỉnh.

Bảng 3.22: Chuyển vị đỉnh công trình.

Story Diaph Load UX UY Z Z/500 Kết

Combo (mm) (mm) (m) (mm) luận

3.6.2 Kiểm tra gia tốc đỉnh:

- Nhận xét về chuyển động của công trình: Dưới tác động của gió được mô tả bởi các đại lượng vật lý khác nhau bao gồm các giá trị lớn nhất của vận tốc, gia tốc Gió gây ra chuyển động của công trình có quy luật hình Sin với tần số f gần như không đổi, nhưng khi đổi pha dao động, mỗi lượng này liên quan tới hằng số 2f, v  2

- Phản ứng của con người đối với tòa nhà là một phản ứng tâm lý và phức tạp Con người không cảm nhận trực tiếp được vận tốc khi vật chuyển động với vận tốc không đổi Chỉ khi vận tốc biến thiên, nghĩa là có gia tốc con người mới bắt đầu cảm nhận chuyển động.

- Gần đúng, bỏ qua các lực cản Giá trị tính toán của gia tốc cực đại sẽ tính như sau:

  2 T 1 f dmax : Chuyển vị đỉnh lớn nhất do mode dao động đầu tiên gây ra (Mode 1). Gia tốc giới hạn được quy định trong mục 2.6.3, TCXD 198-1997: [a] 150 (mm/s 2 ) a 2 142.55 2 2  max

3.6.3 Kiểm tra điều kiện chống lật:

- Theo TCVN 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 chóng lật.

- Tỷ lệ momen gây lật do tải trọng ngang phải thoả điều kiện:

Trong đó: MCL, ML là momen chống lật và momen gây lật của công trình.

- Công trình có: chiều cao H  59.4 m , B  22.3 m

B 22.3 nên không cần kiểm tra lật cho công trình.

3.6.4 Kiểm tra chuyển vị lệch tầng:

- Theo TCVN 5574-2018, bảng M.4, phụ lục M quy định chuyển vị lệch tầng giới hạn có thể lấy bằng 1/500 chiều cao từng tầng.

- Theo mục 4.4.3.2, TCVN 9386-2012, hạn chế chuyển vị ngang tương đối giữa các tầng Đối với các nhà có bộ phận phi kết cấu bằng vật liệu giòn được gắn vào kết cấu: d   0.005h r

+ dr là chuyển vị ngang thiết kế tương đối giữa các tầng, được tính như sau:

+ dr = dre×q (dre là chuyển vị lệch tầng được xác định bằng phương pháp tuyến tính (ETABS); q = 3.12 là hệ số ứng xử).

+ h là chiều cao công trình.

+ n = 0.4 là hệ số chiết giảm xét đến chu kỳ lặp thấp hơn của tác động động đất liên quan đến yêu cầu hạn chế hư hỏng.

- Điều kiện hạn chế trong mọi trường hợp cụ thể thông thường như sau: d re,i

Bảng 3.23: Chuyển vị lệch tầng theo phương X

Bảng 3.24: Chuyển vị lệch tầng theo phương Y

3.6.5 Kiểm tra điều kiện P-Delta (phân tích hiệu ứng bậc 2):

- Độ nhạy của chuyển vị ngang tương đối giữa các tầng tính theo công thức 4.28 TCVN 9386-

 là hệ số độ nhạy của chuyển vị ngang tương đối giữa các tầng. là tổng tải trọng tường tại tầng đang xét và các tầng bên trên nó khi thiết kế chịu động đất.

 V tot là tổng lực cắt tầng do động đất gây ra.

 dr là chuyển vị ngang thiết kế tương đối giữa các tầng, được xác định như là hiệu của các chuyển vị ngang trung bình ds tại trần và sàn của tầng đang xét được tính theo công thức: d

: là hệ số ứng xử chuyển vị, giả thiết bằng q d  3.9

+ d c : là chuyển vị của cùng điểm đó của hệ kết cấu được xác định bằng phân tích tuyến tính dựa trên phổ phản ứng thiết kế

+ Nếu 0.1    0.2 thì có thể lấy gần đúng các hiệu ứng bậc hai bằng cách nhân các hệ quả tác động động đất cần xét với một hệ số bằng 1/  1  

+ Giá trị của hệ số  không được vượt quá 0.3

Bảng 3.25: Bảng kiểm tra P-delta theo phương X.

Bảng 3.26: Bảng kiểm tra P-delta theo phương Y.

TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH

Số liệu tính toán

Kích thước tiết diện sàn, dầm, cột đã được chọn sơ bộ trong Chương 2.

Mô hình và tính thép

4.2.1 Mặt bằng sàn điển hình:

Mô hình sàn tầng điển hình được xuất từ ETABS sang SAFE có kể đến lực ở trên sàn.

Các đặc trưng vật liệu, tiết diện sàn, dầm, cột, vách đã được khai báo trong mô hình ETABS, nên trong SAFE không cần khai báo nữa

Hình 4.1: Kết cấu dầm sàn tầng điển hình

4.2.2 Mô hình tính toán tầng điển hình:

Bảng 4.1: Các loại tải trọng

TT DEAD Trọng lượng bản thân sàn

TTHT DEAD Tĩnh tải lớp hoàn thiện

TTTX DEAD Tải trọng tường xây

HT1 LIVE Hoạt tải >=2 Kn/m2

HT2 LIVE Hoạt tải 150 mm.

Bảng 4.5: Bảng tính thép sàn theo phương X

 (%) Đường Khoảng A s chọn (mm 2 ) kính cách (mm 2 ) Chọn (kN.m)

Bảng 4.6: Bảng tính thép sàn theo phương Y

(mm 2 ) kính cách (mm 2 ) Chọn (kN.m)

Kiểm tra nứt cho tiết diện giữa nhịp của strip MSB1

Kích thước tiết diện : 1000x130mm2

Khoảng cách từ mép bê tông đối với trọng tâm cốt thép kéo và nén lần lượt là: a=a’ mm

Diện tích cốt thép tại giữa nhịp : A s  392.5mm(d10a200),

- Hệ số quy đổi thép về brr tông:   E s / E b  6.15

Diện tích tiết diện ngang quy đổi của cấu kiện:

Chiều cao tương đối của vùng bê tông chịu nén:

Moment tĩnh của diện tích tiết diện quy đổi của cấu kiện đối với thớ bê tông chịu kéo nhiều hơn: bh 2 130 2

Khoảng cách từ thớ bê tông chịu kéo nhiều nhất đến trọng tâm tiết diện quy đổi của cấu kiện: y  S t ,red

Moment quán tính của tiết diện bê tông: bh 3 1000130 3

Moment quán tính của tiết diện cốt thép chịu kéo:

Moment quán tính của tiết diện qui đổi của cấu kiện đối với trọng tâm của nó

11.3  kN m  crc bt , ser pl x

=> Cấu kiện bị nứt do nội lực , kiểm tra bề rộng vết nứt.

Các dụng dụng dụng ngắn ngắn dài hạn Đơn đặc Ghi chú hạn của hạn của của tải vị trưng toàn bộ tải trọng trọng tải trọng dài hạn dài hạn

M 13.5 12.82 12.23 kN.m Momen do ngoại lực tính với tải tiêu chuẩn.

Rbt,ser 1.75 1.75 1.75 MPa Cường độ kéo tính toán của bê tông B30 tính theo trạng thái giới hạn II.

Rb,ser 17 17 17 MPa Cường độ nén tính toán của bê tông B30 tính theo trạng thái giới hạn II.

Es 200000 200000 200000 MPa Mô đun đàn hồi thép vùng chiu kéo CB400-

E ’ s 200000 200000 200000 MPa Mô đun đàn hồi thép vùng chiu nén CB400-

E b 32500 32500 32500 MPa Mô đun đàn hồi bê tông B30 b 1000 1000 1000 mm Bề rộng tiết diện tính toán h 130 130 130 mm Chiều cao tiết diện tính toán a 20 20 20 mm Khoảng cách từ tâm thép vùng chịu kéo đến mép ngoài bê tông

As 392.5 392.5 392.5 mm Diện tích thép bố trí trong vùng chịu kéo,

Mô đun biến dạng quy đổi của bê tông nén:

Tỷ số mô đun đàn hồi thép/ mô đun đàn hồi

- bê tông, α = Es/Eb chịu nén, kể đế biến dạng không đàn hồi của bê tông chịu

Hệ số quy đổi cốt thép về bê tông đối với cốt thép chịu nén:

Hệ số quy đổi cốt thép về bê tông đối với cốt thép chịu kéo:

Chiều cao vùng chịu nén của tiết diện ngang quy đổi của cấu kiện:

Moment quán tính của diện tích tiết diện của vùng bê tông chịu nén:

Moment quán tính của tiết diện qui đổi của cấu kiện đối với trọng tâm của nó

Diện tích tiết diện bê tông chịu kéo:

Khoảng cách cơ sở giữa các vết nứt thẳng góc kề nhau:

 Chi ều rộng vết nứt do tác dụng dài hạn của tải trọng thường xuyên và tạm thời dài hạn:

- Ứng suất trong cốt thép chịu kéo:

- Hệ số kể đến sự phân bố không đều biến dạng tương đối của cốt thép chịu kéo giữa các vết nứt:

- Hệ số kể đến thời hạn tác dụng của tải trọng:  1.4

- Hệ số kể đến loại hình dạng của bề mặt cốt thép dọc: 

- Hệ số kể đến đặc điểm chịu lực: 

- Chiều rộng vết nứt thẳng góc: a 

 Chi ều rộng vết nứt do tác dụng ngắn hạn của tải trọng dài hạn:

- Hệ số kể đến thời hạn tác dụng của tải trọng:  1

- Hệ số kể đến loại hình dạng của bề mặt cốt thép

- Hệ số kể đến đặc điểm chịu lực: 3

- Chiều rộng vết nứt thẳng góc: a 

 Chiều rộng vết nứt do tác dụng dài hạn của tải trọng dài hạn:

- Hệ số kể đến sự phân bố không đều biến dạng tương đối của cốt thép chịu kéo giữa các vết nứt:

M dh 12.2 kể đến thời hạn tác dụng của tải trọng:  1 1 kể đến loại hình dạng của bề mặt cốt thép dọc: kể đến đặc điểm chịu lực:  3 1 rộng vết nứt thẳng góc:

 Kiểm tra và kết luận:

- Chiều rộng vết nứt dài hạn: a crc ,n  a crc ,1  0.19  mm   a crc,u  0.3  mm 

- Chiều rộng vết nứt ngắn hạn: a crc ,d  a crc ,1  0.163  mm   a crc,u  0.4  mm  ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: PSGTS ĐÀO DUY KIÊN

THIẾT KẾ KẾT CẤU CẦU THANG BỘ

Số liệu tính toán

Trong công trình Lapaz tower có 2 cầu thang bộ Chọn cầu thang tầng điển của công trình là cầu thang 2 vế dạng bản, chiều cao tầng là 3.4m.

Bậc thang xây bằng gạch thẻ, vế dưới 10 bậc, vế trên 11 bậc cao 162 (mm), rộng 270 (mm). Góc nghiêng cầu thang : h

Chọn chiều dày bản thang theo công thức sơ bộ: h  1

=> Chọn chiều dày bản thang là 130(mm) ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: PSGTS ĐÀO DUY KIÊN

Tải trọng

5.2.1 Tải trọng tác dụng lên bản thang:

 Tĩnh tải được xác định theo công thức: g   i  tdi n i 1n

Trong đó: i : Khối lượng lớp thứ i.

: Chiều dày tương đương lớp thứ i theo bản nghiêng.

: Hệ số tin cậy lớp thứ i.

+ Chiều dày tương đương của đá hoa cương và vữa lót:

+ Chiều dày tương đương của bậc xây gạch:

2 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: PSGTS ĐÀO DUY KIÊN

Bảng 5.1: Tĩnh tải tác dụng lên bản nghiêng

Trọng Chiều dày Chiều dày Tải trọng

Các lớp cấu tương tiêu Hệ số lượng riêng  tính toán tạo đương  tdi chuẩn vượt tải

(kN/m) (mm) Đá hoa cương 24 20 27.52 0.66 1.3 0.858

Tổng trọng lượng theo phương đứng có kể đến lan can, 5.94 - 6.88 tay vin: 0.28 kN/m

5.2.2 Tải trọng tác dụng lên bản chiếu nghỉ:

Bảng 5.2: Tĩnh tải tác dụng lên chiếu nghỉ

Trọng Chiều Tải trọng Các lớp cấu tạo lượng riêng dày tiêu chuẩn

Hệ số Tải trọng tính vượt tải toán (kN/m)

Tổng trọng lượng theo phương đứng có kể đến lan

- Hoạt tải tiêu chuẩn: pc = 3 (kN/m2)

- Hoạt tải tính toán: p = n ×pc = 1.2 ×3 = 3.6 (kN/m2)

Sơ đồ tính

Cắt một dãy có bề rộng b = 1(m) để tính Vì công trình, hai vế cầu thang giống nhau nên chỉ tính cho một vế, rồi lấy kết quả tương tự cho vế còn lại Đối với công trình này, cầu thang bộ nằm trọn trong vách lõi cầu thang, phương án sàn bê tông cốt thép toàn khối để thuận tiện cho việc thi công, phần lõi cầu thang và sàn tầng được thi công trước, cầu thang bộ được thi công như sau.

-Trong kết cấu bê tông cốt thép toàn khối thì không có liên kết nào hoàn toàn là ngàm tuyệt đối và liên kết khớp tuyệt đối Việc quan niệm giữa liên kết bản thang với dầm chiếu tới, dầm chiếu nghỉ và liên kết giữa với vách cứng là liên kết nào còn tùy thuộc vào độ cứng, tải trọng và công tác thi công các bộ phận kết cấu.

Vậy để an toàn cho việc tính toán ta chọn sơ đồ tính toán đơn giản và an toàn nhất là 1 đầu cố định, 1 đầu gối di động (đây là trường hợp cầu thang làm việc nguy hiểm nhất).

Tính toán cốt thép cho bản thang

- Giả thiết lớp bê tông bảo vệ a = 0.02 (m).

- Kiểm tra hàm lượng cốt thép:

Bảng 5.3: Kết quả tính cốt thép cầu thang

Kiểm tra điều kiện chịu cắt

Dựa vào kết quả tính toán từ phần mềm Etabs , kết quả lực cắt lớn nhất được chọn để tính toán cho bản thang là Q  26.5kN  0.5 R bh 72.9kN max bt 0

=> Bản thang chịu đủ khả năng chịu cắt.

Kiểm tra sự hình thành vết nứt và độ võng

- Hệ số quy đổi thép về bê tông:   E s / E b  6.15

- Diện tích tiết diện ngang quy đổi của cấu kiện:

- Moment tĩnh của diện tích tiết diện quy đổi của cấu kiện đối với thớ bê tông chịu kéo nhiều hơn:

- Khoảng cách từ thớ bê tông chịu kéo nhiều nhất đến trọng tâm tiết diện quy đổi của cấu kiện: y  S t ,red

- Moment quán tính của tiết diện bê tông:

- Moment quán tính của tiết diện cốt thép chịu kéo:

- Moment quán tính của tiết diện qui đổi của cấu kiện đối với trọng tâm của nó

- Moment kháng uốn đàn hồi của tiết diện quy đổi theo vùng chịu kéo của cấu kiện:

- Moment kháng uốn dẻo của tiết diện quy đổi theo vùng chịu kéo của cấu kiện:

 Cấu kiện bị nứt do nội lực, kiểm tra bề rộng vết nứt

- Sử dụng phần mềm Etabs kiểm tra chuyển vị bản thang:

Hình 5.2: Chuyển vị của bản thang f max  12  mm    f   150 L  18  mm   Thỏa độ võng

TÍNH TOÁN KHUNG

Tổng quan

- Công trình gồm 14 tầng điển hình, 1 tầng hầm, 2 tầng dịch vụ, 1 tầng mái và sân thượng.

- Hệ kết cấu khung – vách cứng Tính toán nội lực bằng phần mềm ETABS.

- Công trình có cao trình 61.4 (m) Tỷ số giữa bề dài và bê rộng của công trình:

Tính toán khung công trình theo giải pháp khung không gian.

Sơ bộ tiết diện

- Các tiết diện sơ bộ cấu kiện được chọn như ở CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ TÍNH TOÁN SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH.

Tải trọng tác dụng

- Theo CHƯƠNG 3 “TẢI TRỌNG VÀ TÁC ĐỘNG”.

Tính toán dầm tầng điển hình

Hình 6.1: Mặt bằng dầm tầng điển hình

DXC01…DXC16 Dầm chính theo phương X

DYC01…DYC14 Dầm chính theo phương Y

DXP01…DXP11 Dầm phụ theo phương X

DYP01…DYP13 Dầm phụ theo phương Y

- Đối với tính toán thiết kế thép cho dầm cho chọn tổ hợp tất cả các trường hợp tải trọng để thiết kế Tại dầm ta lấy nội lực 3 vị trí đầu dầm, giữa dầm và cuối dầm để tính toán.

Tương ứng với giá trị momen dương, bản cánh chịu nén, tiết diện tính toán là tiết diện chữ T.

Kích thước tiết diện chữ T có :

Xác định vị trí trục trung hòa: M f

M M f , trục trung hòa đi qua phần cánh Dầm tính theo tiết diện hình chữ

' h) nhật lớn ( (b f Nếu M  M f trục trung hòa đi qua phần bụng Dầm tính theo tiết diện chữ T.

Ta sử dụng các công thức sau:

Tương ứng với giá trị momen âm, bản cánh chịu kéo, tính cốt thép theo tiết diện chữ nhật nhỏ có kích thước như bảng bên dưới.

Ta sử dụng các công thức sau :   1

Hàm lượng cốt thép tính toán ra được và hàm lượng bố trí phải thỏa điều kiện sau:

  min : tỷ lệ cốt thép tối thiểu, thường lấy:

  max : tỷ lệ cốt thép tối đa, thường lấy:

 Áp dụng tính toán đoạn dầm DYC05 (trái) có tiết diện 300x700 (mm):

- Kiểm tra hàm lượng cốt thép:

Bảng 6.3 Bảng tính toán cốt thép chịu lực cho dầm điển hình

Dầm Tổ hợp Mf  Chọn thép chọn (%) cắt (kN.m

- Các cốt đai được sử dụng trong dầm bê tông cốt thép vì 4 lý do sau:

+ Các cốt đai liên kết với các cốt thép dọc thành khung chắc chắn, giữ đúng vị trí cốt thép khi thi công.

+ Khi chịu nén, cốt thép dọc có thể bị cong, phá vỡ lớp bê tông bảo vệ và bật ra khỏi bê tông

Lúc này cốt đai giữ cho cốt dọc không bị cong và bật ra ngoài, giữ ổn định cho cốt dọc.

+ Các cốt đai được bố trí hợp lý sẽ tăng tính mềm dẻo của bê tông.

+ Các cốt đại làm việc như cốt thép chịu cắt của cột.

-Tính toán cốt đai cho dầm được dựa trên mục 8.1.3, TCVN 5574 – 2018 Tính toán độ bền cho cấu kiện bê tông cốt thép chịu tác dụng của lực cắt và mục 10.3.4, TCVN 5574 – 2018 Yêu cầu về bố trí cốt thép ngang trong dầm.

-Tính toán cấu kiện bê tông cốt thép chịu lực cắt được tiến hành như sau:

+Kiểm tra khả năng chịu ứng suất nén chính của dải giữa các vết nứt nghiêng ở bụng dầm:

Q là lực cắt trong tiết diện thẳng góc với cấu kiện

 b1 là hệ số, kể đến ảnh hưởng của đặc điểm trạng thái ứng suất của bê tông trong dải nghiêng, lấy bằng 0.3

+ Điều kiện tính toán là lực cắt do tác động của ngoại lực không vượt quá tổng khả năng chịu cắt của bê tông và cốt đai: Q  Q u  Qb  Qsw

 2.5Rbt bh0 là khả năng chịu cắt của bê tông: 0.5Rbt bh 0

C ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: PSGTS ĐÀO DUY KIÊN

- Q sw là khả năng chịu cắt của cốt ngang nằm vuông góc với trục dọc cấu kiện:

Với:  sw là hệ số kể đến sự suy giảm nội lưc dọc theo chiều dài hình chiếu của tiết diện nghiêng C, lấy bằng 0.75 q sw là lực trong cốt thép ngang trên một đơn vị chiều dài cấu kiện, được xác định theo công thức q R sw

C trong 2 công thức trên là chiều dài hình chiếu tiết diện nghiêng lên trục cấu kiện tính từ mép gối tựa h

Tính toán cốt đai cho dầm DXC01:

=> Thõa mãn điều kiện ứng suất nén chính.

- Kiểm tra điều kiện cốt đai có lực tập trung: Q 1  Q b ,1  Q sw

 Vậy dầm đủ khả năng chịu cắt

Bảng 6.4 Bảng tính toán cốt thép đai cho dầm điển hình

Q max b h a h 0 Chọn Q b Q sw Q b +Q sw Kiểm thép tra

(KN) (mm) (mm) (mm) (mm) (KN) (KN) (KN)

- Cường độ bám dính tính toán của cốt thép với bê tông, với giả thiết là độ bám dính này phân bố đểu theo chiều dài neo, được xác định theo công thức sau:

 2 cường độ chịu kéo tính toán của bê tông.

Hệ số kể đến ảnh hưởng của loại bề mặt cốt thép.

Hệ số kể đến ảnh hưởng của cỡ đường kính cốt thép.

- Chiều dài neo cơ sở cần để truyền lực trong cốt thép với toàn bộ giá trị tính toán của cường độ

Rb vào bê tông được xác định theo công thức:

R Cường độ chịu kéo tính toán của cốt thép.

A s Diện tích tiết diện ngang của thanh cốt thép được neo, được xác định theo đường kính danh nghĩa của cốt thép. u s Chu vi tiết diện ngang của thanh cốt thép được neo, được xác định theo đường kính danh nghĩa của cốt thép.

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

 neo Hệ số kể đến ảnh hưởng của trạng thái ứng suất của bê tông và của cốt thép và ảnh hưởng của giải pháp cấu tạo vùng neo của cấu kiện đến chiều dài neo.

A sef Diện tích tiết diện ngang của cốt thép lần lượt theo tính toán và theo thực tế,

- Trong mọi trường hợp, chiều dài neo thực tế lấy không nhỏ hơn 15ds và 200mm, còn đối với cốt thép không ứng suất trước thì còn phải không nhỏ hơn 0.3 x L0,an.

L  min(15  d ;0.3 L ; 200)( mm) an ,min s 0,an

 Neo cốt thép vùng chịu kéo:

 1.0Đối với các thanh cốt thép chịu kéo.

 1  2.5Đối với cốt thép cán nóng có gân và cốt thép gia công cơ nhiệt có gân.

 2 1 Đối với cốt thép không ứng suất trước có đường kính cốt thép d s  32 ( mm

 Neo cốt thép vùng chịu nén:

 0.75Đối với các thanh cốt thép chịu kéo.

 2.5 Đối với cốt thép cán nóng có gân và cốt thép gia công cơ nhiệt có gân.

1 Đối với cốt thép không ứng suất trước có đường kính cốt thép d s  32 ( mm)

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

- Khoảng cách giữa các mối nối chồng kề nhau (theo chiều rộng của cấu kiện bê tông cốt thép) không được nhỏ hơn 2ds và không nhỏ hơn 30 mm.

- Các mối nối cốt thép thanh chịu kéo hoặc chịu nén phải có chiều dài nối chồng không nhỏ hơn giá trị chiều dài xác định theo công thức:

 Nối cốt thép vùng chịu kéo:

 1.2 Đối với các thanh cốt thép chịu kéo.

  2.5 Đối với cốt thép cán nóng có gân và cốt thép gia công cơ nhiệt có gân.

 1 Đối với cốt thép không ứng suất trước có đường kính cốt thép d s  32 (

 Nối cốt thép vùng chịu nén:

 0.9 Đối với các thanh cốt thép chịu kéo.

  2.5 Đối với cốt thép cán nóng có gân và cốt thép gia công cơ nhiệt có gân.

 1 Đối với cốt thép không ứng suất trước có đường kính cốt thép d s  32 (

6.4.4 Tính toán cốt treo dầm:

- Tại vị trí dầm phụ gối lên dầm chính, cần bố trí cốt đai phụ trong dầm chính để tránh phá hoại giật đứt.

- Lực tập trung lớn nhất tại vị trí giao giữa dầm chính và dầm phụ được xác định bằng bước nhảy lực cắt tại vị trí đó Sinh viên xác định được bước nhảy lớn nhất tại vị trí giao giữa 2 dầm là ở dầm DXC12 và DYP07.

- Cốt thép giật đứt được tính toán theo công thức sau:

F là lực giật h s là khoảng

R sw đứt (là tải tập trung từ dầm phụ tác dụng lên dầm chính). cách từ vị trí đặt lực giật đứt đến trọng tâm tiết diện cốt thép dọc.

R A s w sw là tổng lực cắt chịu bởi cốt thép đai đặt phụ thêm trên vùng giật đứt có chiều dài a bằng a = b + 2hs (hs = h0 – hdp).

- Chọn  8 a50 2 nhánh để bố trí.

- Chọn 12 đai để bố trí, đặt cốt đai mỗi bên dầm phụ

Vậy ta sẽ gia cường 12 đai (mỗi bên 6 đai). h s  700

Tính toán cột khung trục C và trục 2

- Khung trục 2 bao gồm các cột: C2, C15, C16, C6.

- Khung trục C bao gồm các cột:C3, C15, C14, C11.

- Tính thép từ 21 tổ hợp, chọn thép lớn nhất từ các tổ hợp đó để bố trí.

- Ở đây cốt thép được tính và bố trí theo trường hợp cốt thép đối xứng Vì tính khung không gian nên cốt thép trong cột được bố trí theo chu vi, cốt thép tính theo phương nào thì bố theo phương tương ứng của cột.

- Sử dụng phương pháp tính gần đúng dựa trên việc biến đổi trường hợp nén lệch tâm xiên thành nén lệch tâm phẳng tương đương.

- Xét tiết diện có cạnh Cx, Cy điều kiện để áp dụng phương pháp gần đúng là: 0.

- Tiết diện chịu lực nén N, moment uốn Mx, My, độ lệch tâm ngẫu nhiên eax, eay Sau khi xét uốn dọc theo hai phương, tính hệ số ηx, ηy.

Với L 0 x  L 0 y : Chiều dài tính toán của cột.

- Moment gia tăng Mx1, My1.

- Mô hình tính toán (theo phương x hoặc y):

Hình 6.2 : Quy ước chiều trong Etabs và tính toán

- Giả thuyết chiều dày lớp vệ a, tính ho = h – a; z = h – 2a.

- Tiến hành tính toán theo trường hợp cốt thép đặt đối xứng:

- Moment tương đương(đổi nén lệch tâm xiên thành nén lệch tâm phẳng).

- Chiều dài tính toán của cột (TCXDVN 356-2005): l o = 0.7l c e e 0

- Tính toán độ mảnh theo hai phương:  x  L

- Dựa vào độ lệch tâm eo và x1 đề phân biệt các trường hợp tính toán:

 Trường hợp 1: Nén lệch tâm rất bé khi

- Hệ số ảnh hưởng đến độ lệch tâm:   1 e (0.5)(2

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

0.3 tính toán gần như nén đúng tâm.

- Diện tích toàn bộ cốt thép dọc là: A st 

 Trường hợp 2: Nén lệch tâm bé khi h 0 0.3 và 1 R 0tính toán theo trường hợp

- Tính lại chiều cao vùng nén x theo công thức sau: x

- Diện tích toàn bộ cốt thép dọc là: A   2  , với k=0.4. st kR sc Z

Trường hợp 3: Nén lệch tâm lớn khi 0 h

- Diện tích toàn bộ cốt thép dọc là: A st 1 kR Z s

R h tính toán theo trường hợp

- Sau khi tính toán được giá trị Ast, tính hàm lượng cốt thép  A st

100% C x C y so sánh giá trị tính được với hàm lượng cốt thép hợp lý theo Điều 5.4.3.2.2, TCVN 9386 – 2012, khi thiết kế công trình chịu động đất, tổng hàm lượng cốt thép dọc  không được nhỏ hơn 1% và không được vượt quá 4% Trong tiết diện ngang đối xứng, cần bố trí cốt thép đối xứng.

- Chọn cột C19 story 16 khung trục 2 với:

: Kiểm tra điều kiện gần đúng cột lệch tâm xiên:

Tính toán độ ảnh hưởng của uốn dọc theo 2 phương: x y

- Độ lệch tâm ngẫu nhiên: e a   l h  max 0 ; ;10

- Độ lệch tâm hình học: 

- Độ lệch tâm tính toán:  e  max

Bước 3: Quy đổi bài toán lệch tâm xiên sang bài toán lệch tâm phẳng tương đương theo phương

Bước 4: Tính toán diện tích cốt thép theo yêu cầu: tính toán tương tự bài toán lệch tâm phẳng, đặt cốt thép theo chu vi và đặt đối xứng.

- Độ lệch tâm tính toán: e  M

6.5.3 Kết quả tính toán thép cột:

Bảng 6.5: Bảng tính toán thép cột

 (%) hợp tải (kN.m) (kN.m) (mm) (mm) (mm) hợp (cm 2 ) (cm 2 )

- Trong thực hành tính toán, thường thép đai cột tính toán theo lực cắt trong cột là rất bé so với yêu cầu bố trí cốt đai theo cấu tạo Nên thường không tính toán cốt đai mà chỉ bố trí cốt đai theo tương quan giữa đường kính thép dọc, hàm lượng thép, kích thước cột,… và một số yêu cầu kháng chấn khi có thiết kế động đất.

- Theo TCVN 198 – 1997, Nhà cao tầng – Thiết kế cấu tạo bê tông cốt thép toàn khối, đường kính cốt thép đai:   

- Trong phạm vi vùng nút khung từ điểm cách mép trên đến đỉnh cách mép dưới của nút một khoảng l1

;175( mm) ,Tại các vùng còn

Hình 6.3 Bố trí thép đai cột

Bảng 6.6: Nội lực cột C19 Story 2

Thép Chiều cao Chiều cao

Story Cột thông thuỷ 30d dọc tầng (mm) diện cột (mm)

(mm) ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: PSGTS ĐÀO DUY KIÊN

Bước 2: Tính khoảng cách đai tính toán chịu cắt trong cột (có thể bỏ qua vì thường bố trí cấu tạo lớn hơn thép tính toán).

Bước 3: Khoảng cách các lớp cốt đai theo cấu tạo:

Khoảng cách cốt đai theo cấu tạo S ct

- Trong khoảng L1 đai theo chiều dài cột: vị trí gần nút: l  max  h ; l ct ; 450  mm   max  700; 543; 450  mm   700  mm 

- Trong khoảng L2: Bố trí cấu tạo.

Chọn 10 a200 cho đoạn còn lại (L2).

- Dựa theo TCVN 5574 – 2018 đoạn neo nối cốt thép được tính toán:

- Chiều dài neo cơ sở: L0,an  R s A s

+ As: Diện tích mặt cắt thanh thép.

+ u s : Chu vi mặt cắt thanh thép.

+ Rbond: Cường độ bám dính R bond

 1 : Hệ số kể đến ảnh hưởng loại bề mặt cốt thép Thép cán nóng 

2 : Hệ số kể đến ảnh hưởng đường kính thép  2 1với d  32 

: Tỉ số tiết diện ngang thép tính toán và thép thực tế. đối với thép chịu kéo.

  0.75 đối với thép chịu nén.

+ Chiều dài mối nối nhỏ nhất: L

 1.2 đối với thép chịu kéo.

0.9 đối với thép chịu nén.

- Để đơn giản cho việc tính toán ta chọn   1 để tính cho tất cả các trường hợp.

- Thiên về hướng an toàn ta xem như tỉ số giữa cốt thép tính toán và cốt thép chọn là bằng nhau tức là xem như  A s,cal / A s,ef  

1 Khi đó Lo,an = Lan.

Bảng 6.7: Bảng tính chiều dài neo nối cốt thép ỉ (mm) A s (mm 2 ) R s R bond u s (mm) L o,an (mm) 30ìỉ (mm)

- Trên thực tế để đơn giản hơn trong việc thiết kế kết cấu, người ta chọn chiều dài neo nối cốt thộp trong khoảng từ 30ìỉ đến 40ìỉ.

- Bên cạnh đó trong mọi trường hợp tính toán thông thường A s,cal / A s,ef 1 → Ta chọn 30ìỉ làm chiều dài neo, nối cho cốt thộp.

Tính toán cốt thép vách

6.6.1 Các phương pháp tính vách cứng:

Trong TCVN chưa có quy định cụ thể về việc tính toán và bố trí cốt thép cho vách cứng nhà cao tầng.

Một số cách tính toán thường dùng:

Bảng 0.1: Các phương pháp tính vách cứng Phương

Phân bố ứng suất Giả thiết vùng biên chịu

Xây dựng biểu đồ tương tác pháp moment

Phương pháp này chia vách Phương pháp này cho rằng cốt Phương pháp này dựa trên thành những phân tử thép đặt trong vùng biên ở một số giả thiết về sự nhỏ chịu lực kéo hoặc hai đầu tường được thiết làm việc của bê tông và nén đúng tâm, coi như kế để chịu toàn bộ mô cốt thép để thiết lập ứng suất phân bố đều men Lực dọc trục được trạng thái chịu lực giới

Nguyên trong mỗi phần tử giả thiết là phân bố đều hạn (Nu, Mu) của một

Giả thiết: vật liệu làm việc trên toàn bộ chiều dài vách BTCT đã biết. tắc tính ở giai đoạn đàn hồi; tường Giả thiết: Tiết diện vách toán ứng suất kéo do cốt Giả thiết: vật liệu làm việc ở phẳng trước khi chịu thép chịu, ứng suất nén giai đoạn đàn hồi; ứng lực lực thì vẫn phẳng sau do cả bê tông và cốt kéo do cốt thép chịu và khi chịu lực thép chịu ứng lực nén do cả bê tông và cốt thép chịu.

Phương pháp phân bố ứng suất Phương pháp giả thiết vùng biên Phương pháp xây dựng biểu đồ đơn giản, có thể mở rộng để chịu mô men đơn giản, dễ áp tương tác có thể xem là

Nhận tính toán lõi cứng, nhưng giả dụng, tuy nhiên phương pháp này phương pháp chính xác nhất xét thiết vật liệu đàn hồi không thiên về an toàn khi chỉ cho hai trong ba phương pháp này, tuy hoàn toàn đúng với vật liệu phần tử biên chịu mômen nhiên quy trình tính toán phức

Trong đồ án này sinh viên trình bày theo phương pháp giả thiết vùng biên chịu moment.

6.6.2 Phương pháp vùng biên chịu moment tính cốt thép dọc:

Giả thiết chiều dài B của vùng biên chịu moment (B  L / 2) Xét vách chịu lực dọc trục N và mô men uốn trong mặt phẳng Mx Mô men Mx tương đương với một cặp ngẫu lực đặt ở hai vùng biên của tường. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: PSGTS ĐÀO DUY KIÊN

Hình 0.1: Sơ đồ phân bố momen về vùng biên

A b : là diện tích vùng biên, A b

A: là diện tích mặt cắt vách, A

Tính diện tích cốt thép chịu kéo, nén:

Với biên chịu nén 0):A s i R sc

Với biên chịu kéo (P  0 ) : A s Pi i R s l

Khi 28    120 thì tính φ theo công thức:

- Kiểm tra hàm lượng cốt thép, nếu không thỏa mãn thì phải tăng kích thước B của vùng biên lên rồi tính lại từ đầu Chiều dài vùng biên có giá trị lớn nhất là L/2 nếu vượt quá giá trị này thì phải tăng bề dày tường.

- 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 chỉ bố trí theo cấu tạo.

- Tính toán cốt thép ngang ( cốt đai).

Hình 6.4 : Phân chia phần tử vách trong etabs Để đơn giản hóa cho tính toán sinh viên sẽ không tính các vách P2, P4, P7, P11 vì chiều dài nhỏ,nên sinh viên sẽ bố trí các vách đó theo vùng biên của các vách lớn thiên về an toàn.

Thông số vách :t = 0.25m , L= 2.6m , H=3.2m ( tầng hầm).

Vật liệu bê tông B30 , cốt thép CB400-V.

Xác định lức kéo , nén tại vùng biên :

Diện tích cốt thép chịu kéo đúng tâm:

Diện tích cốt thép chịu nén đúng tâm:

Chọn 20ỉ20 bố trớ cho mỗi bờn.

Tính toán kiểm tra phần tường còn lại ( giữa 2 vùng biên):

Lực nén dọc trục mà phần vách phải chịu : N  3731.6800

Khả năng chịu lưc nén của phần vách này khi chưa có cốt thép:

Chọn ỉ12a200 bố trớ theo cấu tạo.

Tính toán cốt ngang cho vách :

Tên Pier Story Combo Vị trí V 2

Tính toán cốt đai cho tiết diện 250x2600 (mm)

Kiểm tra ứng suất nén chính

Tính toán cốt đai cho tiết diện 250x2600 (mm)

Kiểm tra ứng suất nén chính:  Q    bl  R b  b  h  0.31710 3  0.25  2.08  2652 ( KN ).

)  Thỏa điều kiện không bị phá hủy do ứng suất nén chính.

Chọn cốt đai d10a200 để bố trí cho các vách.

Bảng tính cốt thép dọc vách thang máy tầng hầm.

As biên As biên μ Chọn

As biên μc Chọn As giữa

Vách nén kéo biên chọn biên thép giữa chọn biên

(kN) (kNm) (mm) (mm) (mm) (mm) (cm2) (cm2) (cm2) (%) (cm2) (cm2)

Bảng tính cốt thép dọc vách thang máy tầng điển hình

As biên As biên μ Chọn

As biên μc Chọn As giữa

Vách nén kéo biên chọn biên thép giữa chọn

(kN) (kNm) (mm) (mm) (mm) (mm) (cm2) (cm2) (cm2) (%) biên (cm2) (cm2)

KẾ KẾT CẤU MÓNG

Thông số thiết kế

Hình 2.1: Địa chất công trình

Sử dụng bê tông có cấp độ bền B30 có:

Cường độ chịu nén tính toán R b  17MPa

Cường độ chịu kéo tính toán R bt  1.15MPa

Sử dụng cốt thép có :

Cốt thép có đường kính  10mm dùng thép CB300-T có R sc  R s  260MPa

Cốt thép có đường kính   10mm dùng thép CB400-V có R  R s

Bảng 7.2: Bảng phân chia đơn nguyên

Số hiệu Cao độ (m) Chiều dày

1 14.60 13.60 Bùn sét màu nâu xám đen trạng thái dẻo chảy.

2 20.80 6.20 Sét, màu xám đen-xám nâu trạng thái dẻo cứng nửa cứng.

3 28.80 8.0 Á cát, màu xám nâu xám vàng trạng thái dẻo cứng, nửa cứng.

4 44.10 15.20 Á cát, màu xám đen, trạng thái chặt ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: PSGTS ĐÀO DUY KIÊN

Bảng 7.3: Bảng thống kê địa chất Độ Chỉ Số liệu thống kê

 c Hệ số rỗng e dày  đất thống tn (KN/m 2 ) I L I p ứng với từng cấp tải trọng P(KN/m 2 )

Mô tả đất Bùn sét, màu xám , trạng thái chảy- dẻo chảy.

Mô tả đất Sét, màu xám đen, xám nâu, trạng thái dẻo cứng nửa cứng. o

Mô tả đất Á cát, màu xám nâu, trạng thái dẻo cứng nửa cứng.

Mô tả đất Á cát, màu xám đen, trạng thái chặt. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: PSGTS ĐÀO DUY KIÊN

Bảng 7.4: Bảng phân loại đất:

Lớp đất Thành phần cỡ hạt Nhóm hạt Chỉ số Tên đất

Trọng lượng các hạt lớn I L 1.2 1

1 hơn 0.05mm chiếm Hạt mịn

Trọng lượng các hạt lớn 0.25  I L  0.32  0.5

2 hơn 0.05mm chiếm Hạt mịn

Trọng lượng các hạt lớn

3 hơn 0.1mm chiếm trên 0.55 nhỏ chặt.

Trọng lượng các hạt lớn

Hạt thô Cát thô vừa,

4 hơn 0.25mm chiếm trên e  0.486  0.55 vừa chặt

7.1.1 Lựa chọn phương án móng:

- Công trình có nhịp khá lớn là 10.4m và và quy mô công trình là 17 tầng nên tải trọng truyền xuống móng là khá lớn nên sinh viên tiến hành sơ bộ để xem xét những phương án nào là khả thi nhất và các giải pháp móng có thể xét đến là: Móng sâu gồm móng cọc ép và cọc khoan nhồi và móng cọc barrette.

Muốn làm giải pháp móng cọc ép thì đất nền mà cọc đâm xuyên qua phải có độ cứng không quá lớn, dựa vào chỉ số SPT, và lực dọc truyền xuống của phần thân công trình là phù hợp, sinh viên nhận thấy phương án móng cọc ép là khả thi Ép cọc đến cao độ -32.7m.

Chọn cọc bê tông ly tâm theo nhà sản xuất D600 dày 90mm loại A Với cọc ép đúc sẵn, từ nhà sản xuất đã có được các thông số của cọc vậy nên không cần tính lại sức chịu tải của cọc.

Bảng 7.5 Bảng thông số cọc

Thông số Đơn vị Giá trị

Moment uốn tiêu chuẩn kN.m

Xác định sức chịu tải của cọc

7.2.1 Sức chịu tải theo vật liệu:

- Công trình sử dụng cọc ly tâm được mua từ nhà sản xuất nên sức chịu tải được lấy theo số liệu nhà sản xuất cung cấp:

7.2.2 Sức chịu tải theo chỉ tiêu vật lí của đất nền:

- Theo TCVN 10304-2014 mục 7.2.2.1 ta có sức chịu tải của cọc:

 γ c 1: Hệ số điều kiện làm việc của cọc trong đất.

 γ cq 1.2 : Hệ số điều kiện làm việc của đất dưới mũi có xét đến ảnh hưởng của phương pháp hạ cọc đến sức kháng của đất.

 γ cf  1: Hệ số điều kiện làm việc của đất trên thân cọc có xét đến ảnh hưởng của phương pháp hạ cọc đến sức kháng của đất.

 u = 1.88m: Chu vi tiết diện ngang thân cọc.

 li: Chiều dày lớp đất cọc đi qua.

 Cường độ sức kháng của đất dưới mũi cọc (tra bảng 2 theo TCVN 10304-2014 + nội suy): q b 

5992 (kN/m 2 ); Cường độ sức kháng của đất dưới mũi cọc, tra bảng 2 TCVN 10304- 2014.

 f i : cường độ sức kháng trung bình của lớp đất thứ i trên thân cọc (tra bảng 3 TCVN 10304– 2014 + nội suy).

 A = 0.144m 2 : Tiết diện ngang của cọc. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: PSGTS ĐÀO DUY KIÊN Đối với đất dính:

Bảng 7.7 Bảng tính sức kháng ma sát đơn vị thân cọc (đất dính)

Chiều sâu Lớp đất trung bình của lớp đất (m) (kN/m 2 ) (kN/m)

412.708 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: PSGTS ĐÀO DUY KIÊN Đối với đất rời:

Bảng 7.8 Bảng tính sức kháng ma sát đơn vị thân cọc (đất rời)

Chiều sâu trung bình của lớp đất

- Tổng giá trị sức kháng cọc (sức kháng mũi và sức kháng thân cọc)

7.2.3 Sức chịu tải theo chỉ tiêu cường độ của đất nền:

- Công thức xác định sức chịu tải cực hạn theo phụ lục G TCVN 10304-2014:

A l i b là cường độ sức kháng trung bình (ma sát đơn vị) của lớp đất thứ “i” trên thân cọc là chiều dài đoạn cọc nằm trong lớp đất thứ ”i”

- Cường độ sức kháng của đất dưới mũi cọc: q  cN  q ' N b c γp q

Bảng 7.9 Bảng tra các hệ số N q và N c

N ; N c là các hệ số sức chịu tải của đất dưới mũi cọc.

'  p là ứng suất hữu hiệu theo phương đứng do đất gây ra tại cao trình mũi cọc:

3448.02  kN/m 2  ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: PSGTS ĐÀO DUY KIÊN

+ c u ,i là sức kháng cắt không thoát nước được xác định theo công thức số SPT trung bình tại chiều sâu lớp đất.

+  là lực dính không thoát nước của lớp đất thứ i.

+ li là chiều dài đoạn cọc nằm trong lớp đất thứ i c u ,i

Hình 7.2 Đồ thị xác định hệ số α

 k  ' tanδ (đối với đất rời): v,zi i i k : là hệ số áp lực ngang của lớp đất thứ i. i

 v,zi : là ứng suất pháp hiệu quả trung bình phương đứng của lớp đất thứ i.

 i : là góc ma sát giữa đất và cọc trong lớp đất thứ i   a ,i   i 

Theo công thức (G.6) thì càng xuống sâu, cường độ sức kháng trên thân cọc càng tăng Tuy nhiên nó chỉ tăng đến độ sâu giới hạn ZL nào đó bằng khoảng 15 lần đến 20 lần đường kính cọc, d, rồi thôi không tăng nữa Vì vậy cường độ sức kháng trên thân cọc trong đất rời có thể tính như sau:

Trên đoạn cọc có độ sâu nhỏ hơn Z L , f i = k  ’ V,Z ,

Trên đoạn cọc có độ sâu bằng và lớn hơn Z L , f i = k  ’ V,ZL

Bảng 7.10 Bảng tra các giá trị k , ZL, Nq

Lớp đất 3,4 là lớp đất rời trạng thái đất là chặt.

Ta có bảng thống kê sức chống thân cọc: u   fl

7.2.4 Sức chịu tải cọc theo kết quả SPT (công thức viện kiến trúc Nhật Bản):

Rc,u3 = c   cq q b A b + u   cf ,ci f ci l ci + cf ,si f si l si  

Trong đó: q b : Cường độ sức kháng của đất mũi Do ta sử dụng cọc đóng nên:

P (Khi mũi cọc nằm trong đất rời) q b

 9c u (Khi mũi cọc nằm trong đất dính). Đối với cọc đóng, cường độ sức kháng trung bình trên đoạn cọc nằm

“i” là: f 10N s,i s,i 3 lớp đất dính thứ “i” là:f c,i

 α f c u,i với c u,i  6.25N p L là chỉ số SPT trung bình trong khoảng 4d phía dưới và 1d phía trên mũi 1.88m: Chu vi tiết diện ngang cọc. l c,i lần lượt là chiều dài đoạn cọc nằm trong lớp đất rời và đất dính. trong lớp đất rời thứ cọc.

Hình 7.3 Đồ thị tra hệ số α p và f L

Sức kháng ma sát của thân cọc:

Bảng 7.12 Bảng tính sức kháng ma sát đơn vị thân cọc (đất dính) u   fl

Do mũi cọc nằm trong đất rời nên q = 300N  30022  6600  kN/m 2  b p

7.2.5 Xác định sức chịu tải cọc ly tâm D600:

  min  3521.2; 3556.1; 3680.8  3521.2  kN  Điều kiện quá

(Thỏa điều kiện trình ép cọc: R c,k sức chịu tải của vật

R vl  6280  kN  liệu khi thi công)

Sức chịu tải thiết kế

Công trình được thiết kế có kể đến ảnh hưởng của động đất, do vậy sức chịu tải thiết kế cũng phải chịu đến ảnh hưởng của động đất, theo mục 7.1.11 TCVN 10304-2014:

N c,d là giá trị tính toán tải trọng tác dụng lên cọc.

R c,d là trị tính toán sức chịu tải trọng nén của cọc.

 k là hệ số tin cậy theo đất.

 0 là hệ số cọc, với cọc đơn:  0 1; nhóm cọc  0 

 n là hệ số tầm quan trọng công trình cấp I, II, III, lần lượt là 1.2; 1.15; 1.1.

Công trình xây dựng là cấp II nên  n 

Bảng 7.14 Sức chịu tải thiết kế cọc đơn

Sơ bộ số  k R c,d [kN] R vl [kN] Điều kiện

- Xác định sơ bộ số lượng cọc trong đài móng:

Trong đó : n là số cọc trong đài

N tc tải trọng tiêu chuẩn truyền xuống móng.

R c,d giá trị tính toán SCT thiết kế cọc đơn

- Bố trí cọc: khoảng cách giữa 2 tim cọc phải ≥ 3d, khoảng cách giữa tim cọc và mép bằng d (với d là kích thước cạnh cọc).

- Cọc bố trí sao cho tim cột trùng với trọng tâm nhóm cọc.

Bảng 7.15 bảng số lượng cọc

N tt (kN) Sơ bộ số cọc R c,d (kN)

Tính toán phương án móng

Combo N tt (kN) My (kNm) Mx (kNm)

Comb8 7453.6 143.3 37.2 nnh   nc  Rcd  1  4  2012.11  8048.44  kN   N 0 tt  7453.6

THIẾT KẾ PHẦN THI CÔNG

Tiêu đề	Thiết Kế Chung Cư Căn Hộ Lapaz Tower
Tác giả	Trịnh Hoàng Long
Người hướng dẫn	PGSTS. Đào Duy Kiên
Trường học	HCMC University of Technology and Education
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	379
Dung lượng	7,46 MB