Khu căn hộ bcons suối tiên

TỔNG QUAN VỀ KIẾN TRÚC VÀ KẾT CẤU CÔNG TRÌNH

Giới thiệu công trình

1.1.1 Mục đích xây dựng công trình

Căn hộ Bcons Suối Tiên là dự án đầu tiên trong chuỗi căn hộ của Bcons tại Bình Dương, nổi bật với thiết kế hiện đại và không gian xanh tươi mát Dự án tọa lạc tại vị trí đắc địa, gần khu dân cư hiện hữu và làng Đại học Quốc gia, kết nối thuận lợi giữa TP.HCM và Thành phố Dĩ An.

An, Bình Dương, dễ dàng di chuyển vào trung tâm Sài Gòn

Căn hộ Bcons Suối Tiên được thiết kế hợp lý với hầu hết các căn hộ đều có ban công, tối ưu hóa diện tích và đáp ứng đầy đủ nhu cầu của khách hàng với mức giá phải chăng.

Hình 1 1 Dự án căn hộ cao cấp Bcons Suối Tiên

1.1.2 Vị trí xây dựng công trình

Bcons Suối Tiên nằm tại 45 Đường Tân Lập, P 14, Dĩ An, Bình Dương, với vị trí đắc địa đối diện Suối Tiên Mặc dù thuộc quyền quản lý của Bình Dương, khu vực này lại nằm trong địa giới TP Hồ Chí Minh.

- Sở hữu hạ tầng giao thông hoàn hiện, từ dự án quý khách có thể dễ dàng di chuyển tới các vị trí:

 Bệnh viện ung bướu cơ sở 2: 400m

 Khu du lịch suối tiên: 1 km

 Ngã tư Thủ Đức: 2 km

Hình 1 2 Vị trí dự án

1.1.3 Quy mô, và tiện ích của công trình

 Tên dự án: Bcons Suối Tiên

 Chủ đầu tư: Công ty CPXD BCONS TP.Hồ Chí Minh

Vị trí đắc địa tại 45 đường Tân Lập, P 14, Dĩ An, Bình Dương, nằm đối diện Suối Tiên Dù thuộc về tỉnh Bình Dương về mặt pháp lý, khu vực này lại nằm trong địa lý của TP Hồ Chí Minh.

 Tổng số căn hộ 656 căn hộ & Shophouse

 Diện tích căn hộ: 34.4 – 50.4 – 55.2 – 57.6m 2

 Số Block: 2 block căn hộ

Bcons Suối Tiên cung cấp trải nghiệm sống đẳng cấp với đầy đủ tiện ích hàng đầu như khu mua sắm, phòng gym, nhà trẻ, công viên giải trí và khu vui chơi cho trẻ em, cùng với các phòng sinh hoạt cộng đồng, tất cả được bảo vệ bằng hệ thống an ninh an toàn.

1.1.3 Các giải pháp kỹ thuật

1.1.3.1 Thông gió và chiếu sáng

Ngoài việc sử dụng hệ thống cửa để thông thoáng không khí trong mỗi phòng, còn áp dụng hệ thống thông gió nhân tạo bằng máy điều hòa và quạt ở các tầng, giúp điều chỉnh nhiệt độ hiệu quả tại khu xử lý trung tâm.

Kết hợp chiếu sáng tự nhiên và nhân tạo giúp tối đa hóa ánh sáng trong toàn bộ tòa nhà Ánh sáng tự nhiên và điện được sử dụng đồng thời, trong khi các lối đi, cầu thang và tầng hầm được trang bị thêm đèn chiếu sáng để đảm bảo độ sáng tối ưu.

Hệ thống điện của tòa nhà kết hợp giữa nguồn điện từ thành phố và hệ thống điện dự phòng, nhằm đảm bảo mọi thiết bị hoạt động liên tục ngay cả khi xảy ra cắt điện đột xuất Nguồn điện này cần thiết cho việc duy trì hoạt động của thang máy và hệ thống lạnh trong tòa nhà.

Máy phát điện dự phòng 250kVA được đặt ở tầng ngầm để giảm bớt tiếng ồn và rung động không ảnh hưởng đến sinh hoạt

Hệ thống cấp điện chính được lắp đặt trong các hộp kỹ thuật ngầm trong tường, với hệ thống ngắt điện tự động từ 1A đến 50A được bố trí theo từng tầng và khu vực, nhằm đảm bảo an toàn khi có sự cố xảy ra.

1.1.3.3 Hệ thống cấp thoát nước

Nguồn nước sinh hoạt được cấp từ hệ thống cấp nước thành phố vào hồ nước ở tầng hầm, sau đó được bơm lên bể nước mái để phục vụ nhu cầu sử dụng cho các tầng Nước thải từ các tầng được thu gom về khu xử lý và bể tự hoại tại tầng hầm Các ống đứng được bọc gain và đi ngầm trong các hộp kỹ thuật xuyên suốt các tầng.

1.1.3.4 Di chuyển và phòng cháy chữa cháy

Nguồn nước cho chung cư được lấy từ hệ thống nước thành phố, sau đó được lưu trữ trong bể nước ngầm Nước sẽ được bơm lên hồ nước trên mái và từ đó phân phối đến các căn hộ.

Mái bằng được thiết kế với độ dốc nhằm hướng nước về các sênô bằng bê tông cốt thép, từ đó nước sẽ được dẫn qua ống thoát để kết nối với hệ thống thoát nước của thành phố.

Hệ thống chống sét bằng kim thu sét được bố trí hợp lý trên mái đảm bảo cho toàn bộ công trình khỏi nguy cơ sét đánh

Rác từ mỗi căn hộ được thu gom tại gen rác bên hông thang máy, sau đó chuyển xuống gian rác ở tầng hầm và có bộ phận xử lý đưa ra ngoài Gian rác được thiết kế kín đáo nhằm ngăn ngừa ô nhiễm môi trường xung quanh.

Tổng quan về kết cấu

1.2.1.1 Quy trình thiết kế xây dựng công trình

Mỗi dự án đầu tư xây dựng có cấp công trình khác nhau, phụ thuộc vào loại, quy mô, yêu cầu kỹ thuật và điều kiện thi công Do đó, công trình BCONS SUỐI TIÊN được quyết định thiết kế theo ba bước: thiết kế cơ sở, thiết kế kỹ thuật và thiết kế bản vẽ thi công.

1.2.1.2 Tiêu chuẩn – Quy chuẩn áp dụng

 Các tiêu chuẩn quy phạm hiện hành của Việt Nam:

- Tiêu chuẩn về thiết kế kết cấu:

+ TCVN 5574:2018 Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép – Tiêu chuẩn thiết kế

+ TCVN 10304:2014 Móng cọc – Tiêu chuẩn thiết kế

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

+ TCVN 9386-1:2012 Thiết kế công trình chịu động đất – Phần 1: Quy định chung, tác động động đất và quy định kết cấu nhà

+ TCVN 9386-2:2012 Thiết kế công trình chịu động đất – Phần 2: Móng, tường chắn và các vấn đề địa kỹ thuật

- Tiêu chuẩn về thiết kế nền móng:

+ TCVN 9362:2012 Thiết kế nền nhà và công trình

+ TCVN 9153:2012 Công trình thủy lợi, phương pháp xác định nén lún trong phòng thí nghiệm

+ TCVN 4420:2012 Đất xây dựng – Phương pháp xác định nén lún trong phòng thí nghiệm

+ TCVN 10304:2014 Móng cọc – Tiêu chuẩn thiết kế

+ TCVN 9362:2012 Tiêu chuẩn thiết kế nền nhà và công trình

+ TCVN 9363:2012 Khảo sát cho xây dựng – Khảo sát địa kỹ thuật cho nhà cao tầng

+ TCVN 9379:2012 Kết cấu xây dựng và nền – Nguyên tắc cơ bản và tính toán

+ TCVN 9395:2012 Cọc khoan nhồi –thi công và nghiệm thu

+ QCXDVN 02:2009/BXD Số liệu điều kiện tự nhiên dùng trong xây dựng

+ QCVN 06:2021/BXD Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia an toàn cháy cho nhà và công trình

Các quy phạm khác được áp dụng để tính toán và kiểm tra các cấu kiện mà quy phạm Việt Nam chưa quy định rõ ràng Tuy nhiên, việc sử dụng các quy phạm này cần dựa trên cơ sở của TCVN Chi tiết về cách tính toán cấu kiện sẽ được trình bày cụ thể trong bài viết.

 Công trình thuộc phân dạng Công trình cấp I, phân loại theo TT 06/2021/TT- BXD:

- Tổng chiều cao công trình tính từ cốt 0.000: 72.9 m

- Công trình có 22 tầng nổi, và 2 tầng hầm (1 tầng hầm + 1 tầng hầm 1A)

Hình 1 3 Phân cấp công trình xây dựng

- Phần mềm phân tích kết cấu CSI ETABS 18.1.1

- Phần mềm phân tích kết cấu CSI SAFE 16.0.0

- Phần mềm phân tích kết cấu CSI SAP2000 22.1.0

- Phần mềm thể hiện bản vẽ AutoCAD 2023

- Phần mềm tính toán Prokon 3.0

- Các phần mềm Microsoft Ofice 2016

Lựa chọn giải pháp kết cấu

1.3.1 Phân tích lựa chọn giải pháp kết cấu phần thân

1.3.1.1 Giải pháp kết cấu theo phương đứng

Việc chọn lựa giải pháp kết cấu sàn hợp lý là rất quan trọng, ảnh hưởng trực tiếp đến tính kinh tế của công trình Đối với các công trình cao, tải trọng tích lũy từ các tầng trên xuống cột và móng dưới sẽ gia tăng, dẫn đến chi phí móng và cột tăng lên, đồng thời cũng làm tăng tải trọng ngang do động đất.

Vì vậy cần ưu tiên lựa chọn giải pháp sàn sao cho giảm tải trọng thẳng đứng

1.3.1.2 Giải pháp kết cấu theo phương ngang

Hệ kết cấu khung có ưu điểm nổi bật là khả năng tạo ra không gian lớn và linh hoạt, cùng với sơ đồ làm việc rõ ràng Tuy nhiên, nó có nhược điểm là khả năng chịu tải trọng ngang kém, đặc biệt đối với các công trình cao lớn hoặc ở vùng có cấp động đất cao Hệ kết cấu này thích hợp cho các công trình có chiều cao tối đa 15 tầng trong khu vực chống động đất cấp 7, 10-12 tầng cho khu vực cấp 8, và không nên áp dụng cho công trình ở vùng cấp 9.

Hệ kết cấu khung – vách và khung – lõi là lựa chọn phổ biến trong thiết kế nhà cao tầng nhờ vào khả năng chịu tải ngang hiệu quả Tuy nhiên, việc áp dụng hệ kết cấu này đòi hỏi sử dụng nhiều vật liệu và quy trình thi công phức tạp hơn cho các công trình.

Tùy thuộc vào yêu cầu kiến trúc, quy mô công trình và tính khả thi, việc lựa chọn hệ kết cấu chịu lực theo phương đứng cần đảm bảo ổn định cho công trình.

Dựa trên quy mô công trình 22 tầng và 2 hầm, sinh viên áp dụng hệ chịu lực khung lõi, với khung chịu toàn bộ tải trọng đứng và lõi chịu tải trọng ngang, đồng thời gia tăng độ cứng cho công trình.

Hệ kết cấu đứng của công trình sử dụng giải pháp khung vách và lõi, bao gồm các lõi thang máy, thang bộ, hệ vách và cột, kéo dài từ tầng hầm 2 đến mái.

1.3.2 Giải pháp kết cấu phần móng

Hệ móng công trình đóng vai trò quan trọng trong việc tiếp nhận và truyền tải toàn bộ tải trọng xuống móng Đối với công trình có quy mô 2 tầng hầm và 22 tầng cao, việc sử dụng cọc ép (cọc ly tâm ứng suất trước) trong các lớp đất có trạng thái nửa cứng và cứng gặp nhiều khó khăn Bên cạnh đó, cọc ép còn bị giới hạn về đường kính và số đoạn nối, dẫn đến chiều dài cọc và khả năng chịu tải bị hạn chế.

⇒ Chọn phương án cọc khoan nhồi đê thiết kế.

Vật liệu chính thiết kế công trình

Bảng 1 1 Thông số vật liệu bê tông

Cường độ chịu nén tính toán giới hạn I (Rb) đạt 17.00 MPa, trong khi cường độ chịu kéo tính toán giới hạn I (Rbt) là 1.15 MPa Đối với cường độ chịu nén tính toán giới hạn II (Rb,ser), giá trị là 22.00 MPa, và cường độ chịu kéo tính toán giới hạn II (Rbt,ser) là 1.75 MPa.

Mô đun đàn hồi ban đầu (Eb) 32500.00 (MPa)

Vật liệu cốt thép được chọn theo TCVN 5574:2018

Thông số vật liệu cốt thép

Bảng 1 2 Thông số cốt thép dọc

   10  R s  R sc  350  MPa R  , sw  280  MPa E  , s   2 10 6  MPa 

Bảng 1 3 Thông số thép đai

1.4.3 Lớp bê tông bảo vệ

Chiều dày lớp bê tông bảo vệ được xác định dựa trên các chỉ tiêu sau:

- QCVN 06:2010/BXD: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia an toàn cháy cho nhà và công trình;

- Địa điểm xây dựng công trình ở Bình Dương, xa khu vực có độ xâm thực ăn mòn bê tông như bờ biển, miền sông nước,…

- TCVN 5574:2018, Mục 10.3.1: Lớp bê tông bảo vệ

STT Tên cấu kiện Chiều dày lớp bê tông bảo vệ (mm)

2 Kết cấu có tiếp xúc với đất, có bê tông lót 40

1.4.4 Chiều dài đoạn neo thép

Theo mục 10.3.6.2 của TCVN 5574:2018, các mối nối cốt thép thanh chịu kéo hoặc chịu nén phải có chiều dài nối chồng không nhỏ hơn giá trị:

Chiều dài neo cơ sở cần thiết để truyền lực trong cốt thép vào bê tông được xác định dựa trên toàn bộ giá trị tính toán của cường độ R s, theo công thức cụ thể.

Diện tích tiết diện ngang của thanh cốt thép được neo (A) và chu vi tiết diện của nó (u) được xác định dựa trên đường kính danh nghĩa của thanh cốt thép.

R bond là chỉ số thể hiện cường độ bám dính giữa cốt thép và bê tông, được tính toán dựa trên giả thiết rằng độ bám dính này phân bố đồng đều dọc theo chiều dài neo Cường độ bám dính này được xác định thông qua một công thức cụ thể.

R   R Trong đó  1 ,  2 được xác định theo quy cách thép (Mục 10.3.5.4 trong TCVN 5574:2018)

Chiều dài đoạn nối thép chịu kéo:

Chiều dài đoạn nối thép chịu nén:

THIẾT KẾ SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH

Chọn sơ bộ kích thước tiết diện dầm sàn

2.1 Phương án kết cấu sàn

Xem xét mặt bằng của công trình và đưa ra ta thấy:

- Có nhiều tường được phân bố trên sàn với mật đồ tương đối đồng đều

- Nhịp sàn lớn nhất là 8   m và khoảng cách giữa cái nhịp không đều đặn

Dựa vào các nhận định trên đồ án chọn phương án sàn dầm để thiết kế cho công trình

2.2 Chọn sơ bộ kích thước tiết diện dầm sàn

2.2.1 Sơ bộ tiết diện sàn

- Chọn ô sàn có kích thước lớn nhất để tính toán sơ bộ (7.225x8m)

L các ô sàn làm việc theo 2 phương

- Chiều dày bản sàn được xác định sơ bộ theo công thức: s D canhngan h L

+ D = (0.8 ÷1.4) là hệ số xét đến tải trọng tác dụng lên sàn

+ m=(40÷45) là hệ số phụ thuộc vào dạng bản sàn

+ Lcanhngan là chiều dài nhịp tính toán, L= 7.225 m

THIẾT KẾ SÀN ĐIỂN HÌNH

LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN TÍNH TOÁN

2.2.2 Sơ bộ tiết diện dầm

300x600 mm (Đối với dầm biên)

                dc d b h mm chọn b dc  200   mm

250x450 mm (Đối với dầm biên)

- Kích thước vách BTCT được chọn và bố trí chịu được tải trọng công trình và đặc biệt chịu các tải trọng ngang do gió, động đất,…

- Chiều dày vách được xác định như sau:

+  F san : tổng diện tích 1 sàn

+  F vach : tổng diện tích vách chịu lực trên 1 sàn

⇒ Chọn chiều dày vách t  400   mm

2.2.4 Sơ bộ tiết diện cột

- Công thức chọn sơ bộ tiết diện cột:  b

+ N là tải trọng lên cột

+ Rb cường độ chịu nén của bê tông

+  Hệ số kể tới momen uốn, k=1.1 đối với cột trong nhà, k =1.3 đối với cột biên, k=1.5 đối với cột góc

⇒ Chọn sơ bộ tiết diện cột tầng hầm 600x600mm

Hình 2 1 Mặt bằng tên các ô sàn tầng điển hình.

Tính toán và thiết kế sàn theo phương pháp bảng tra

2.3.1 Tải trọng tác dụng lên sàn

- Tĩnh tải tác dụng sàn tầng điển hình:

Hình 2 2 Cấu tạo các lớp sàn

Bảng 2 1 Tải cấu tạo tác dụng lên sàn

STT Các lớp cấu tạo sàn

Chiều dày TLR Hệ số vượt tải

Trọng lượng mm (kN/m 3 ) (kN/m 2 )

Hoạt tải tác dụng sàn tầng điển hình

Bảng 2 2 Hoạt tải tác dụng lên sàn Ô sàn Tên sàn

Giá trị tiêu chuẩn (kN/m 2 )

Hoạt tải tính toán (kN/m 2 )

Phần ngắn hạn Toàn phần

Phòng ngủ, phòng khách, phòng ăn, vệ sinh và bếp

- Ở mục 4.3.4.1 có yêu cầu đối với các phòng mục 1,2,3,4,5 được nêu ở bảng 3 nhân với hệ số khi (A>A1=9m 2 ), trong đó A là diện tích truyền tải

⇒Hoạt tải tính toán ô 5: p tt 0.64 1.95 1.25(kN/m 2 )

⇒Hoạt tải tính toán ô 14: p tt 0.71 1.95 1.38(kN/m 2 )

+ n vt Là hệ số vượt tải

+ γ Là trọng lượng riêng của tường t

+ bt Là bề dày tường

+ ht Là chiều cao của tường

+ lt Là chiều dài của tường xây

+ Ss Là diện tích của ô sàn

Bảng 2 3 Tải tường tác dụng lên sàn Ô sàn n γ t (kN/m 3 ) b t (m) l t (m) h t (m) S s (m) g t (kN/m 2 )

Tổng tải trọng tác dụng lên ô bản:

Bảng 2 4 Tổng tải trọng tác dụng lên sàn Ô bản Hoạt tải tính toán p tt (kN/m 2 )

Tĩnh tải tính toán g tt (kN/m 2 )

2.3.2 Xác định nội lưc tính toán lên ô sàn d s h 500

- Liên kết giữa dầm và sàn là liên kết ngàm nên các ô bản làm việc theo sơ đồ 9

L   ô bản làm việc theo loại bản kê 4 cạnh

L   ô bản làm việc theo loại bản dầm

Bảng 2 5 Quan điểm tính toán Ô bản L 1 (m) L 2 (m) L 2 /L 1 Đặc điểm tính toán

- Tính tải trọng tác dụng: q  (g tt  p ) tt ; P(g tt p )L L tt 1 2 ;

Hình 2.3 Sơ đồ làm việc của sàn Bảng 2 6 Sơ đồ tính của 2 ô bản Ô

L2 (m) L2/L1 q s (kN/m2) Hệ số momen M(kNm)

+ Để tính toán, cắt 1 dải bản có bề rộng b=1m (theo phương cạnh ngắn, sơ đồ tính thường có dạng như sau)

+ Xét trường hợp một đầu ngàm một đầu khớp:

Hình 2 4 Sơ đồ tính ô sàn số 18 q s

(kN/m) Ô bản L 1 (mm) L 2 (mm) M g (kN.m) M nh

 Cốt thép CB400-V: R s 350MPa, R sw 280MPa

Tiết diện tính toán: m 2 m b 0

M b h a gt h 0 α m ξ As ỉ a Asc μ kNm mm mm mm mm mm 2 mm mm 2 %

Tính toán và thiết kế sàn theo phương pháp phần tử hữu hạn

Bảng 2 7 Tính toán cốt thép cho từng ô bảng

2.4 Tính toán và thiết kế sàn theo phương pháp phần tử hữu hạn

2.4.1 Tải trọng tác dụng lên sàn tầng điển hình:

Tĩnh tải tác dụng sàn tầng điển hình:

Tải trọng thường xuyên là tải trọng tác động liên tục trong quá trình thi công và sử dụng công trình, bao gồm trọng lượng bản thân của kết cấu, áp lực đất và áp lực nước.

- Trọng lượng bản thân của các cấu kiện BTCT được phần mềm tự xác định

- Tĩnh tải tác dụng lên sàn hành lang, căn hộ sảnh, ban công:

Bảng 2 8 Tĩnh tải cấu tạo tác dụng lên sàn hành lang, căn hộ

STT Tên lớp Chiều dày (mm)

4 Hệ thống kỹ thuật ME - - 0.5 1.3 0.65

- Tĩnh tải tác dụng lên sàn nhà vệ sinh:

Bảng 2 9 Tĩnh tải cấu tạo tác dụng lên sàn nhà vệ sinh

STT Tên lớp Chiều dày (mm)

5 Hệ thống kỹ thuật ME - - 0.5 1.3 0.65

Hoạt tải tác dụng sàn tầng điển hình

Tải trọng tạm thời là các tải trọng không nhất thiết phải xuất hiện trong tất cả các giai đoạn của quá trình xây dựng và sử dụng Chúng được phân loại thành hai loại chính: tải trọng tạm thời dài hạn và tải trọng tạm thời ngắn hạn.

- Hoạt tải tác dụng lên các cấu kiện của công trình được xác định theo bảng 3 TCVN 2737:1995

Bảng 2 10 Hoạt tải tác dụng lên sàn vệ sinh

Giá trị tiêu chuẩn (kN/m 2 )

Hoạt tải tính toán (kN/m 2 )

Phòng ngủ, phòng khách, phòng ăn, vệ sinh và bếp

Sảnh, hành lang, cầu thang tầng 1 2 3 1.2 3.6

- Tường xây của công trình được xây bằng gạch ống, có 2 loại chiều dày là 0.1   m và 0.2   m

- Tải trọng tường xây được xác định bằng công thức : gnb h t t  t  kN m / 

- Chiều cao tầng điển hình là 3.2 (m)

Bảng 2 11 Tải tường tác dụng lên sàn tầng điển hình

Hệ số độ tin cậy n Vị trí Chiều cao(m)

200 18 0.2 1.1 dầm chính 2.7 9.72 10.69 dầm chính ở biên 2.6 9.36 10.30 dầm phụ 2.75 9.90 10.89 dầm phụ ở biên 2.75 9.90 10.89 sàn 3.05 10.98 12.08

100 18 0.1 1.1 dầm chính 2.7 4.86 5.35 dầm chính ở biên 2.6 4.68 5.15 dầm phụ 2.75 4.95 5.45 dầm phụ ở biên 2.75 4.95 5.45 sàn 3.05 5.49 6.04

Hình 2 5 Kết cấu sàn tầng điển hình

Hình 2.6 Tĩnh tải các lớp hoàn thiện phân bố sàn tầng điển hình

Hình 2 7 Hoạt tải 1ngắn hạn phân bố sàn tầng điển hình

Hình 2 8 Hoạt tải 2 ngắn hạn phân bố sàn tầng điển hình

Hình 2 9 Hoạt tải 1 dài hạn phân bố sàn tầng điển hình

Hình 2 10 Hoạt tải 2 dài hạn phân bố sàn tầng điển hình

Hình 2 11 Tải trọng tường xây phân bố sàn tầng điển hình

Hình 2 12 Dãy Strip theo phương X

Hình 2 13 Dãy Strip theo phương Y

Hình 2 14 Moment theo phương X (kN.m)

Hình 2 15 Moment thep phương Y (kN.m)

 Cốt thép CB400-V: R s 350MPa, R sw 280MPa

Tiết diện tính toán: m 2 m b 0

 Bảng tính toán và tổng hợp thép sàn được trình bày chi tiết tại PHỤ LỤC 1

2.4 So sánh kết quả giữa tính toán theo phương pháp bản tra và phương pháp phần tử hữu hạn

Bảng 2 12 So sánh kết quả 2 phương pháp tính Ô Ký Hiệu M(bảng tra) kN.m

Giống nhau: Cả hai đều cho kết quả momen theo phương cạnh ngắn lớn hơn phương cạnh dài

Khi so sánh hai phương pháp tính toán thép sàn, phương pháp tra bảng thường cho kết quả momen lớn hơn do các ô bản hoạt động độc lập với liên kết lý tưởng, mang lại tính an toàn cao hơn Ngược lại, phương pháp SAFE sử dụng phần tử hữu hạn, cung cấp kết quả momen đáng tin cậy hơn và giúp tiết kiệm chi phí khi tính toán cốt thép.

Sinh viên đã quyết định sử dụng phương pháp phần tử hữu hạn để tính toán bố trí thép, với chi tiết được trình bày trong PHỤ LỤC 1 và các bản vẽ STR01, 02, 03.

2.5 Kiểm tra chuyển vị dài hạn bằng phần mềm SAFE

- Kiểm tra chuyển vị thông qua phần mền SAFE theo tiêu chuẩn thiết kế châu Âu Eurocode 02-2004

- Quy đổi các hệ số từ biến và co ngót bê tông phù hợp tiêu chuẩn Eurocode với tiêu chuẩn Việt Nam

- Với B30 và độ ẩm trên 75% ta có hệ số từ biến RC=1.6, Hệ số SH có thể lấy 0.0003

- Độ võng được xác định:

+ f là tác dụng ngắn hạn của toàn bộ tải trọng 1

+ f là tác dụng ngắn hạn của tải trọng dài hạn 2

+ f là tác dụng dài hạn của tải trọng dài hạn 3

SAFE có tính năng phân tích theo State trong phần Define Load cases/ Initial Conditions/ Continue from State at End of Nonlinear Case, cho phép phân tích tải hiện tại dựa trên thông số từ một trường hợp tải trước đó Chức năng này rất tiện lợi và phù hợp với thực tế làm việc của kết cấu, đặc biệt trong tính toán võng Ngoài ra, hệ thống còn hỗ trợ các Load Cases với ký hiệu Nh cho ngắn hạn và Dh cho dài hạn.

+ Nh1: 1*TLBT- Nonlinear (Cracked) - Zero Initial Condition

+ Nh2: 1*HOANTHIEN+1*TUONG - Nonlinear (Cracked) - Continue from State at End of Nonlinear Case Nh1

+ Nh3-1: 1*HTNH+1*HTDH - Nonlinear (Cracked) - Continue from State at End of Nonlinear Case Nh2

+ Nh3-2: 1*HTDH - Nonlinear (Cracked) -Continue from State at End of Nonlinear Case Nh2

+ Dh1: 1*TLBT - Nonlinear (Longterm Cracked) - Zero Initial Condition

+ Dh2: 1*HOANTHIEN+1*TUONG - Nonlinear (Longterm Cracked) - Continue from State at End of Nonlinear Case Dh1

+ Dh3: 1*HTDH - Nonlinear (Longterm Crac ked) - Continue from State at End of Nonlinear Case Dh2

- Như vậy, các tổ hợp theo TCVN sẽ là: f1 = Nh3-1, f2 = Nh3-2, f3 = Dh3

Hình 2 16 Khai báo Load cases

Hình 2 17 Khai báo Load combination

Hình 2 18 Độ võng dài hạn của sàn

Ta có độ võng dài hạn: f  32.29(mm)(1)

Theo bảng M.1 phụ lục M của TCVN 5574:2018 ta tra được độ võng giới hạn Khi L=6 gh L f 200

Mà nhịp theo phương cạnh dài là L=8m gh L 8 f 38.9mm

Từ (1) và (2)⇒ Thỏa điều kiện độ võng

2.6 Kiểm tra chuyển vị dài hạn theo TCVN 5574-2018

- Đối với các vật liệu có tính từ biến cần phải kể đến sự tăng độ võng theo thời gian

Bê tông dễ bị nứt ở vùng chịu kéo khi chịu tải trọng, vì vậy khi tính toán độ võng của sàn, cần xem xét tác động của việc hình thành vết nứt.

Bước 1: Kiểm tra điều kiện có xuất hiện vết nứt hay không theo công thức mục 8.2.2.1.1 TCVN5574:2018:

M là moment uốn do ngoại lực tác động lên trục vuông góc với mặt phẳng tác dụng của moment uốn, đi qua trọng tâm của tiết diện ngang quy đổi của cấu kiện.

- M crc là moment uốn do tiết diện thẳng góc của cấu kiện chịu khi hình thành vết nứt

Mcrc được xách định theo mục 8.2.2.2.4:

- W pl là moment kháng uốn đàn dẻo của tiết diện đối với thớ bê tông chịu kéo ngoài cùng;

- Đối với tiết diện chữ nhật và chữ T (có cánh nằm trong vùng chịu nén) thì giá trị

W pl khi có tác dụng của moment uốn trong mặt phẳng trục đối xứng cho phép lấy bằng:

- W red là moment kháng uốn đàn hồi của tiết diện quy đổi theo vùng chịu kéo của tiết diện được xác định theo 8.2.2.2.5

Hình 2 19 Hình Sơ đồ tóm tắt kiểm tra có xuất hiện vết nứt

Nhận xét: M 17.23M crc 2.79(kNm/m) nên sàn có xuất hiện vết nứt

Bước 2: Tính độ cong tại vị trí có nứt

Theo 8.2.3.3.3 Đọ cong của cấu kiện bê tông cốt thép (1/r) do tác dụng của các tải trọng tương ứng được xác định theo công thức

M là moment do ngoại lực

D là độ cứng của cấu kiện bê tông cốt thép chịu uốn theo công thức 8.2.3.3.7 như sau :

Khoảng cách z được xác định từ trọng tâm cốt thép chịu kéo đến điểm đặt hợp lực của các nội lực trong vùng chịu nén Đối với cấu kiện ngang chữ nhật không có hoặc không tính đến cốt thép chịu nén, giá trị z được tính theo công thức cụ thể.

 o  x 3 m z h xm Là chiều cao vùng chịu nén của bê tông được xác định

E Là mô đun biến dạng quy đổi của bê tông chịu nén xác định theo:

E là mô đun biến dạng quy đổi của cốt thép chịu kéo, được xác định với sự ảnh hưởng của bê tông chịu kéo giữa các vết nứt, theo công thức nhất định.

Bước 3: Tính độ võng cấu kiện theo 8.2.3.2.2

  là độ cong của cấu kiến cần lượt ở gối trái và gối phải;

  là độ cong của cấu kiện tại các tiết diện đối xứng nhau i và i’

 i  i '  ở phía trái và phía phải của trục đối xứng (giữa nhịp);

  là độ cong của cấu kiện tại giữa nhịp;

+ n là số chẵn các đoạn bằng nhau được chia từ nhịp, n6;

Hình 2 20 Sơ đồ tóm tắt tính chuyển vị theo TCVN5574-2018

- Ta chia nhịp L=7.225m thành 6 đoạn bàng nhau và tính độ cong tại từng vị trí ứng với các trường hợp tải

Bảng 2 13 Momen cho từng trường hợp

Vị trí  kNm m M 1 /   kNm m M 2 /   kNm m M 3 / 

 Giá trị M 1 : Tác dụng của tải tạm thời ngắn hạn của toàn bộ tải trọng (TT+HTNH- tải TC);

 Giá trị M 2 : Tác dụng của tải thường xuyên và tạm thời dài hạn (TT+HTDH - tải

 Gía trị M 3 : Tác dụng của tải thường xuyên và tạm thời dài hạn (TT+HTTP - tải

- Trường hợp M1 : Moment do tác dụng ngắn hạn của toàn bộ tải trọng bao gồm tải trọng thường xuyên và tải trọng tạm thời

Bảng 2 14 Độ cong đối với trường hợp 1

- Trường hợp M2 : Moment do tác dụng ngắn hạn của tải trọng thường xuyên và tải trọng tạm thời dài hạn

- Trường hợp M3 : Moment do tác dụng dài hạn của tải trọng thường xuyên và tải trọng tạm thời dài hạn

- Độ cong ở từng vị trí tiết diện :

Bảng 2 17 Chuyển vị dài hạn sup,

Ta có độ võng dài hạn: f  26(mm)(1)

Theo bảng M.1 của TCVN 5574-2018 ta tra được độ võng giới hạn

Theo kiểm tra chuyển vị bằng phần mềm SAFE và tính toán theo TCVN 5574-2018, kết quả cho thấy sự chênh lệch không đáng kể, cụ thể là nhỏ hơn 7% Tuy nhiên, việc tính toán dựa trên công thức TCVN 5574-2018 có độ phức tạp cao.

CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ CẦU THANG BỘ ĐIỂN HÌNH

3.1 Phương án kết cấu cầu thang

Hình 3 1 Mặt bằng khu vực cầu thang bộ tầng điển hình

- Chiều cao tầng điển hình 3.2(m), bước nhịp 4.130(m), chọn cầu thang dạng bảng 2 vế để tính toán và thiết kế

LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN TÍNH TOÁN

- Cầu thang có 20 bậc, mỗi vế 10 bậc

3.2 Chọn sơ bộ kích thước tiết diện dầm sàn

3.2.1 Sơ bộ tiết diện cầu thang

- Chiều cao mỗi bậc h b  160  mm , bể rộng mỗi bậc là l b  600 2 160    280  mm 

- Bề rộng vế thang là 1050  mm 

- Chiều dày bản thang : h s 120(mm)

- Chiều cao vế 1 là 1600(mm) và vế 2 là 1600(mm)

- Góc nghiêng của cầu thang: tan 160 29 74 ' cos 0.868

- Chọn sơ bộ tiết diện dầm chiếu tới và dầm chiếu nghỉ 400x200(mm)

3.3 Tải trọng tác dụng lên cần thang:

3.3.1 Tải trọng tác dụng lên chiếu nghỉ

Hình 3 2 Cấu tạo các lớp Tĩnh tải:

Bảng 3 1 Các lớp cấu tạo bản chiếu nghỉ

Stt Các lớp cấu tạo

 kN m / 2  Hệ số vượt tải g tt

- Theo TCVN 2737:1995, hoạt tải tác dụng lên cầu thang là p tc 3  kN m / 2 ,

- Hệ số vượt tải lấy bằng 1.2 đối với hoạt tải có giá trị  2  kN m / 2  ,

3.3.2 Tải trọng tác dụng lên bản thang

- Lớp đá hoa cương và vữa lót:

Bảng 3 2 Các lớp cấu tạo bản thang

 kN m / 2  vượt tải Hệ số tt g

Có 2 tải trọng tác dụng lên cầu thang là tĩnh tải và hoạt tải sử dụng, vì vậy có 1 tổ hợp tải trọng cơ bản là 1  TT   1 HT

3.4.2 Mô hình cầu thang và kết quả nội lực bằng ETABS

3 333 h  120  >3 nên liên kết giữa bản thang với dầm chiếu nghỉ được xem là liên kết ngàm

→Chọn sơ đồ tính là 1 đầu gối cố định và 1 đầu ngàm

Hình 3 3 Tĩnh tải hoàn thiện tác dụng lên cầu thang

Hình 3 4 Hoạt tải tác dụng lên cầu thang

Hình 3 5 Moment của mô hình cầu thang

Hình 3 6 Chuyển vị lớn nhất của cầu thang

- Kiểm tra điều kiện chuyển vị của cầu thang

Theo phụ lục M của TCVN 5574:2018, độ võng giới hạn cho cấu kiện có chiều dài

Với nhịp tính toán 4310(mm) →  4310 21.5( ) 0.068( )

⇒ Thỏa điều kiện chuyển vị

3.4.3 Mô hình 3D cầu thang và kết quả nội lực bằng SAP2000

Hình 3 7 Mô hình 3D bằng SAP2000

Hình 3 10 Moment nhịp của mô hình cầu thang

Hình 3 11 Moment gối của mô hình cầu thang

Hình 3 12 Chuyển vị lớn nhất của cầu thang f  0.56( mm )    f  21.5( mm )

Bảng 3 3 So sánh momen giữa 2D và 3D

Việc so sánh mô hình 2D và 3D cho thấy sự khác biệt rõ rệt về vị trí momen, đặc biệt là sự xuất hiện của momen âm tại gối Mô hình 2D chỉ xem xét bản thang và bản chiếu nghỉ, trong khi mô phỏng 3D bằng SAPS2000 cho phép mô hình hóa đồng thời các yếu tố như bản chiếu nghỉ, bản thang và phần bản chiếu tới Điều này là cần thiết vì kiến trúc ô bàn có kích thước 2680x2300mm, cho thấy tầm quan trọng của việc sử dụng mô hình 3D trong phân tích kết cấu.

Mô hình 2D không phản ánh đúng bản chất làm việc của cầu thang theo hai phương Mô hình các bản thang bằng phần tử Shell sẽ thể hiện chính xác hơn so với việc mô hình hóa bằng phần tử Frame trong 2D Do đó, đồ án đã lựa chọn sử dụng SAP2000 để tính toán cốt thép cho cầu thang.

3.5 Tính toán cốt thép cầu thang

Công thức tính diện tích cốt thép:

Kiểm tra hàm lượng cốt thép: min max

Bảng 3 4 Tính thép bản thang

3.6 Thiết kế dầm chiếu nghỉ, chiếu tới:

3.6.1 Thiết kế dầm chiếu nghỉ

- Dầm chiếu nghỉ có kích thước 400x200(mm)

- Theo như mặt bằng kiến trúc 2 đầu dầm liên kết với vách, nên chọn liên kết ngàm để gán vào vị trí 2 đầu

Tính toác cốt thép dọc:

Hình 3 13 Biểu đồ momen DCN

Bảng 3 5 Tính toán cốt thép cho dầm chiếu nghỉ

Hình 3 14 Biểu đồ lực cắt trong dầm

Tính toán cốt thép ngang:

Lực cắt lớn nhất trong dầm DCN: Q max 20.58  kN

Xác định khả năng chịu cắt của bê tông:

+ Điều kiện chiều dài hình chiếu:

+ Lực cắt chịu bởi bê tông:

0.5R bh bt 42.55 kN Q b 85.1 kN 2.5R bh bt 212.75 kN

Chọn thộp đai ỉ6a200, số nhỏnh cốt đai n=2

Diện tích cốt thép chịu kéo:A sw n d 2 2 6 2 56.55(mm ) 2

Lực trong cốt thép ngang: w w w   w

Lực cắt chịu bởi cốt thép ngang: Q s w  sw s q C w 0.75 98.135 0.555  40.84  kN

Kiểm tra điều kiện chịu uốn theo tiết diện nghiêng:

3.6.2 Thiết kế dầm chiếu tới

- Dầm chiếu tới có kích thước 400x200(mm)

- Vì 1 đầu dấm chiếu tới liên kết với ngàm nên chọn sơ đồ tính là 1 đầu ngàm và 1 đầu khớp

Hình 3 15 Biểu đồ momen uốn dầm chiếu nghỉ Bảng 3 6 Tính toán cốt thép cho dầm chiếu tới

Hình 3 16 biểu đồ lực cắt dầm chiếu tới

Bản vẽ cầu thang được thể hiện chi tiết ở bản vẽ STR07

CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỂ NƯỚC MÁI

Hồ nước mái là một phần quan trọng trong cấu trúc công trình, có chức năng cung cấp nước sinh hoạt cho toàn bộ hệ thống và hỗ trợ công tác cứu hỏa khi cần thiết.

- Chọn kích thước bể nước mái

- Lượng nước cần dùng cho tòa nhà :

- Mỗi tầng có 34 căn hộ số người trung bình cho mỗi căn hộ là 4 người Tổng số người N4x4x20'20 người

- Lưu lượng nước cấp cho sinh hoạt: sh sh ngay.max q N 200 2720

+ qsh = 200(l/ người ) ngày đêm được lấy theo tiêu chuẩn (TCVN 33:2006) cung cấp nước sinh hoạt cho vùng nội đô

Hệ số dùng nước không điều hòa hàng ngày (kngay) được tính bằng công thức (1.1÷1.2), phản ánh các yếu tố như đời sống xã hội, chế độ làm việc của các cơ sở sản xuất, mức độ tiện nghi, và sự biến đổi nhu cầu sử dụng nước theo mùa.

- Lưu lượng nước phục vụ cho việc chữa cháy cc cc q n 2 3600 10 1 2 3600

- Tổng lưu lượng nước cấp cho công trình: sh cc

- Chọn kích thước hình học cho bể:

Bảng 4 1 Kích thước hình học bể nước

- Công trình có 4 bể nước mái, mỗi bể có kích thước như nêu ở trên nên có dung tích:

- Bể cao hơn cao trình sàn là 800mm

- Bể nước mái được đổ bê tông toàn khối,có nắp đậy.Lỗ thăm trên nắp bể nằm ở góc có kích thước 600x600mm

- Xét bể nước mái công trình này ta có:

→ Bể nước mái công trình thuộc loại bể thấp

- Chọn chiều dày bản nắp, bản đáy và bản thành

+ Chiều dày sơ bộ của bản nắp: hn = 100(mm)

+ Chiều dày sơ bộ của bản đáy: hd = 150(mm)

+ Chọn chiều dày thành bể: ht = 150(mm) Chọn tiết diện dầm, cột:

Bảng 4 2 Tĩnh tải cấu tạo bản nắp

STT Tên lớp Chiều dày

1 Lớp vữa láng tạo dốc 35 18 0.63 1.3 0.819

Bảng 4 3 Tĩnh tải cấu tạo bản đáy

Hoạt tải sửa chữa: ptt = pc × n = 0.75 × 1.3 = 0.975(kN/m 2 )

Hoạt tải nước (áp lực nước): pn = γn × ht × np = 10 × 1.8 × 1 = 18(kN/m 2 )

Giá trị tiêu chuẩn của thành phần tĩnh tại độ cao z j được tính toán theo công thức (mục 6.3, TCVN 2737-1995)

- W 0 : giá trị tiêu chuẩn áp lực gió (bảng 4 và mục 6.4.1 trong TCVN 2737:1995) Công trình xây dựng tại Thị xã Dĩ An, Bình Dương là vùng IA nên

Hệ số k z j được sử dụng để tính đến sự thay đổi của áp lực gió theo độ cao, như được nêu trong bảng 7 của TCVN 2737:1995 Công trình xây dựng tại Thị xã Dĩ An, Bình Dương nằm trong vùng địa hình đặc thù, điều này ảnh hưởng đến thiết kế và tính toán áp lực gió.

- c : hệ số khí động Đối với mặt đón gió c 0.8, đối với mặt hút gió c 0.6

4.3 Tính toán bể nước theo phương pháp bảng tra:

- Tra tỉ số trên theo sơ đồ 9

- Tính tải trọng tác dụng: q  (g tt  p ) tt ; P(g tt p )L L tt 1 2 ;

Bảng 4 4 Giá trị Momen bản nắp bằng phương pháp bảng tra Ô

(m) L 2 /L 1 q s (kN/m 2 ) Hệ số momen M(kNm)

- Dầm bản nắp có kích thước: 400x200mm

- Sơ đồ truyền tải từ bản quy về dầm nắp

Hình 4 1 Sơ đồ truyền tải từ bản sàn vào dầm

Trọng lượng bản thân dầm:

THIẾT KẾ CẦU THANG BỘ ĐIỂN HÌNH

Tải trọng tác dụng lên cần thang

3.3.1 Tải trọng tác dụng lên chiếu nghỉ

Hình 3 2 Cấu tạo các lớp Tĩnh tải:

Bảng 3 1 Các lớp cấu tạo bản chiếu nghỉ

 kN m / 2  Hệ số vượt tải g tt

3.3.2 Tải trọng tác dụng lên bản thang

- Lớp đá hoa cương và vữa lót:

Bảng 3 2 Các lớp cấu tạo bản thang

 kN m / 2  vượt tải Hệ số tt g

Mô hình cầu thang

Có 2 tải trọng tác dụng lên cầu thang là tĩnh tải và hoạt tải sử dụng, vì vậy có 1 tổ hợp tải trọng cơ bản là 1  TT   1 HT

3.4.2 Mô hình cầu thang và kết quả nội lực bằng ETABS

3 333 h  120  >3 nên liên kết giữa bản thang với dầm chiếu nghỉ được xem là liên kết ngàm

→Chọn sơ đồ tính là 1 đầu gối cố định và 1 đầu ngàm

Hình 3 5 Moment của mô hình cầu thang

Hình 3 6 Chuyển vị lớn nhất của cầu thang

- Kiểm tra điều kiện chuyển vị của cầu thang

Theo phụ lục M của TCVN 5574:2018, độ võng giới hạn cho cấu kiện có chiều dài

Với nhịp tính toán 4310(mm) →  4310 21.5( ) 0.068( )

⇒ Thỏa điều kiện chuyển vị

3.4.3 Mô hình 3D cầu thang và kết quả nội lực bằng SAP2000

Hình 3 7 Mô hình 3D bằng SAP2000

Hình 3 10 Moment nhịp của mô hình cầu thang

Hình 3 11 Moment gối của mô hình cầu thang

Hình 3 12 Chuyển vị lớn nhất của cầu thang f  0.56( mm )    f  21.5( mm )

Bảng 3 3 So sánh momen giữa 2D và 3D

Mô hình 2D và 3D cho thấy sự chênh lệch về vị trí momen, đặc biệt là sự xuất hiện của momen âm ở gối Mô hình 2D chỉ xem xét bản thang và bản chiếu nghỉ, trong khi mô phỏng 3D bằng SAPS2000 cho phép mô hình hóa đồng thời các bản chiếu nghỉ, bản thang và phần bản chiếu tới Điều này là cần thiết do kích thước kiến trúc ô bàn là 2680x2300mm.

Mô hình 2D không phản ánh đúng bản chất làm việc của cầu thang theo hai phương, trong khi mô hình phần tử Shell thể hiện chính xác hơn Đối với mô hình 2D, cầu thang được mô hình hóa bằng phần tử Frame Do đó, đồ án lựa chọn sử dụng SAPS2000 để tính toán cốt thép.

Tính toán cốt thép cầu thang

Công thức tính diện tích cốt thép:

Kiểm tra hàm lượng cốt thép: min max

Bảng 3 4 Tính thép bản thang

Thiết kế dầm chiếu nghỉ, chiếu tới

3.6.1 Thiết kế dầm chiếu nghỉ

- Dầm chiếu nghỉ có kích thước 400x200(mm)

- Theo như mặt bằng kiến trúc 2 đầu dầm liên kết với vách, nên chọn liên kết ngàm để gán vào vị trí 2 đầu

Tính toác cốt thép dọc:

Hình 3 13 Biểu đồ momen DCN

Bảng 3 5 Tính toán cốt thép cho dầm chiếu nghỉ

Hình 3 14 Biểu đồ lực cắt trong dầm

3.6.2 Thiết kế dầm chiếu tới

- Dầm chiếu tới có kích thước 400x200(mm)

- Vì 1 đầu dấm chiếu tới liên kết với ngàm nên chọn sơ đồ tính là 1 đầu ngàm và 1 đầu khớp

Hình 3 15 Biểu đồ momen uốn dầm chiếu nghỉ Bảng 3 6 Tính toán cốt thép cho dầm chiếu tới

Hình 3 16 biểu đồ lực cắt dầm chiếu tới

Bản vẽ cầu thang được thể hiện chi tiết ở bản vẽ STR07

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỂ NƯỚC MÁI

Thông số ban đầu

Hồ nước mái là một phần quan trọng trong cấu trúc của công trình, có chức năng cung cấp nước sinh hoạt cho toàn bộ hệ thống và hỗ trợ công tác cứu hỏa khi cần thiết.

- Chọn kích thước bể nước mái

- Lượng nước cần dùng cho tòa nhà :

- Mỗi tầng có 34 căn hộ số người trung bình cho mỗi căn hộ là 4 người Tổng số người N4x4x20'20 người

- Lưu lượng nước cấp cho sinh hoạt: sh sh ngay.max q N 200 2720

+ qsh = 200(l/ người ) ngày đêm được lấy theo tiêu chuẩn (TCVN 33:2006) cung cấp nước sinh hoạt cho vùng nội đô

Hệ số dùng nước không điều hòa ngày (kngay) được tính bằng công thức (1.1÷1.2) và phản ánh các yếu tố như đời sống xã hội, chế độ làm việc của các cơ sở sản xuất, mức độ tiện nghi, cũng như sự thay đổi nhu cầu sử dụng nước theo mùa.

- Lưu lượng nước phục vụ cho việc chữa cháy cc cc q n 2 3600 10 1 2 3600

- Tổng lưu lượng nước cấp cho công trình: sh cc

- Chọn kích thước hình học cho bể:

Bảng 4 1 Kích thước hình học bể nước

- Công trình có 4 bể nước mái, mỗi bể có kích thước như nêu ở trên nên có dung tích:

- Bể cao hơn cao trình sàn là 800mm

- Bể nước mái được đổ bê tông toàn khối,có nắp đậy.Lỗ thăm trên nắp bể nằm ở góc có kích thước 600x600mm

- Xét bể nước mái công trình này ta có:

→ Bể nước mái công trình thuộc loại bể thấp

- Chọn chiều dày bản nắp, bản đáy và bản thành

+ Chiều dày sơ bộ của bản nắp: hn = 100(mm)

+ Chiều dày sơ bộ của bản đáy: hd = 150(mm)

+ Chọn chiều dày thành bể: ht = 150(mm) Chọn tiết diện dầm, cột:

Tải trọng

Bảng 4 2 Tĩnh tải cấu tạo bản nắp

1 Lớp vữa láng tạo dốc 35 18 0.63 1.3 0.819

Bảng 4 3 Tĩnh tải cấu tạo bản đáy

Hoạt tải sửa chữa: ptt = pc × n = 0.75 × 1.3 = 0.975(kN/m 2 )

Hoạt tải nước (áp lực nước): pn = γn × ht × np = 10 × 1.8 × 1 = 18(kN/m 2 )

Giá trị tiêu chuẩn của thành phần tĩnh tại độ cao z j được tính toán theo công thức (mục 6.3, TCVN 2737-1995)

- W 0 : giá trị tiêu chuẩn áp lực gió (bảng 4 và mục 6.4.1 trong TCVN 2737:1995) Công trình xây dựng tại Thị xã Dĩ An, Bình Dương là vùng IA nên

Hệ số k z j được sử dụng để tính toán sự thay đổi của áp lực gió theo độ cao, theo quy định trong bảng 7 của TCVN 2737:1995 Công trình xây dựng tại Thị xã Dĩ An, Bình Dương nằm trong khu vực có địa hình đặc thù, cần được xem xét kỹ lưỡng khi áp dụng hệ số này.

- c : hệ số khí động Đối với mặt đón gió c 0.8, đối với mặt hút gió c 0.6.

Tính toán bể nước theo phương pháp bảng tra

- Tính tải trọng tác dụng: q  (g tt  p ) tt ; P(g tt p )L L tt 1 2 ;

Bảng 4 4 Giá trị Momen bản nắp bằng phương pháp bảng tra Ô

(m) L 2 /L 1 q s (kN/m 2 ) Hệ số momen M(kNm)

- Sơ đồ truyền tải từ bản quy về dầm nắp

Hình 4 1 Sơ đồ truyền tải từ bản sàn vào dầm

Tải trọng truyền từ bản nắp vào dầm theo phương cạnh dài có dạng hình thang, được chuyển đổi thành dạng phân bố đều tương đương, với giá trị tính toán là BN1 d bn d b g g = (h - h) b γ n = (0.4 - 0.1) 0.2 25 1.1 × × × = 8.25 (kN/m).

Trọng lượng do bản nắp: b 6.2

Tổng tải tác dụng lên dầm nắp DN1

Đối với dầm theo phương cạnh dài, tải trọng từ bản nắp truyền vào có dạng hình thang, được chuyển đổi thành dạng phân bố đều tương đương, với giá trị tính toán là BN1 d bn d b g g (h h )b  n (0.40.1) 0.2 25 1.1   8.25(kN / m).

Tải trọng từ bản nắp truyền vào dầm theo phương cạnh ngắn có dạng hình tam giác, được chuyển đổi thành dạng phân bố tương đương Cụ thể, giá trị tải trọng được tính toán là BN3 d bn d b g g (h h )b  n (0.40.1) 0.2 25 1.1   8.25(kN / m), với giá trị 8.25 kN/m cho dầm.

Trọng lượng do bản nắp:

- Tính tải trọng tác dụng: q(g tt  p n ); P(g +p )L L tt n 1 2 ;

Bảng 4 5 Giá trị Momen bản đáy bằng phương pháp bảng tra Ô

(m) L 2 /L 1 q s (kN/m2) Hệ số momen M(kNm)

Tổng tải tác dụng lên dầm nắp DD1

Tổng tải tác dụng lên dầm nắp DD2

Trọng lượng do bản đáy:

Tổng tải tác dụng lên dầm đáy BD3

- Xem bản thành như cấu kiện chịu uốn chỉ chịu tác dụng theo phương ngang gồm áp lực ngang của nước và tải trọng gió

Hình 4 2 Sơ đồ tính bản thành bể nước

- Xét tỉ số a 12.4 6.88 2 b  1.8   → Nên bản thành tính như bản loại dầm theo phương cạnh ngắn h, cắt một dải có bề rộng b = 1(m) theo phương cạnh h để tính:

- Lựa chọn tổ hợp nguy hiểm nhất đối với thành để thực hiện tính toán kiểm tra là gió hút + áp lực nước để tính toán:

Tính toán bể nước theo phương pháp phần tử hữu hạn

- Với phương pháp phần tử hữu hạn, có thể đơn giải hóa thông qua mô hình 3D thông qua phần mềm SAP2000

- Tổ hợp tính toán:

Bảng 4 6 Tổ hợp tải trọng bể nước

Tổ hợp Tên tổ hợp Loại Cấu trúc tổ hợp

CB1 ADD 1TT+1HT Nắp, đáy, thành

CB2 ADD 1TT+1NUOC Đáy

CB3 ADD 1TT+1GX Thành

CB4 ADD 1TT+1GXX Thành

CB5 ADD 1TT+1GY Thành

CB6 ADD 1TT+1GYY Thành

CB7 ADD 1TT+0.9GX+0.9NUOC Thành

CB8 ADD 1TT+0.9GXX+0.9NUOC Thành

CB9 ADD 1TT+0.9GY+0.9NUOC Thành

Cb10 ADD 1TT+0.9GYY+0.9NUOC Thành

CBBAO ENVE CB1->CB10 Dầm đáy, dầm nắp

Hình 4 3 Mô hình bể nước 3D

- Nội lực bản sàn và dầm của bể nước từ SAP2000

Hình 4 4 Giá trị Momen nhịp lớn nhất theo cạnh dài bản đáy

Hình 4 5 Giá trị Momen gối lớn nhất theo cạnh dài bản đáy

Hình 4 6 Giá trị Momen nhịp lớn nhất theo cạnh ngắn bản đáy

Hình 4 7 Giá trị Momen gối lớn nhất theo cạnh ngắn bản đáy

Hình 4 8 Giá trị Momen theo cạnh ngắn bản đáy

4.4.2 So sánh nội lực bản sàn và dầm của bể nước từ SAP2000

Bảng 4 7 Bảng so sánh giá trị Momen sàn bản nắp và đáy bể nước

TÍNH BẰNG BẢNG TRA

Kết quả cho thấy sự chênh lệch đáng kể giữa phương pháp bảng tra và phương pháp phần tử hữu hạn trong việc tính toán nội lực Nguyên nhân của sự chênh lệch này là do phương pháp bảng tra tách biệt các ôn bản, yêu cầu thêm bước hiệu chỉnh momen để phân phối lại momen tại các vị trí góc Hơn nữa, phương pháp bảng tra coi bản nắp, đáy và thành là độc lập, trong khi mô hình phần tử hữu hạn xem xét sự làm việc tổng thể của cả hệ kết cấu Để đảm bảo an toàn, sinh viên đã chọn nội lực theo SAP2000 để tính toán và bố trí cốt thép.

4.5 Kiểm tra chuyển vị bản đáy

Hình 4 9 Chuyển vị lớn nhất bản đáy

Ta có độ võng bản đáy: f 25.40(mm)(1)

Theo bảng M.1 của TCVN 5574-2018 ta tra được độ võng giới hạn

4.6 Tính toán bố trí cốt thép cho bản sàn và dầm bể nước:

4.6.1 Tính toán thép bản sàn của bể nước:

Bảng 4 8 Tính toán cốt thép sàn bản nắp và bản đáy bể nước

Xem cột như cấu kiện chịu nén đúng tâm( bỏ qua momen do tải trọng gió gây ra)

-Tính cột(gần đúng) xem cột chịu nén đúng tâm Chọn tiết diện ngang của cột là (400x400)mm, bố trí 8Ф16 (1608 mm 2 )

-Lực nén lên cột, thu được từ etabs N = 356.34 kN

Kiểm tra khả năng chịu lực của cột

[N] = 400 400 17    350 1608   483650   N  303.65   kN ta thấy   N  483 65 kN    N  356 34 kN  

=>Cột đã chọn đủ khả năng chịu lực

4.6.3 Tính toán thép dầm sàn bể nước:

Tính toán cốt thép dầm bể nước:

Tính hệ số chiều cao tương đối vùng nén của bê tông

Theo điều TCVN 5574-2018 giá trị

 s el : Biến dạng tương đối của cốt thép chịu kéo khi ứng suất bằng R s : s el , s s

 b : Biến dạng tương đối của bê tông chịu nén khi ứng suất bằng R b :  b 2 0.0035đối với bê tông có cấp độ bền bé hơn B60

Tính diện tích cốt thép chịu kéo:

R b : Cường độ chịu nén của bê tông.

R s : Cường độ chịu kéo của cốt thép.

Chọn đường kính và số lượng cốt thép dọc sao cho: A sc  A st

Kiểm tra lại khoảng cách a giả thiết ban đầu sao cho: a  a gt và kiểm tra hàm lượng cốt thép bố trí cho dầm: min max

Kiểm tra khả năng chịu lực của dầm: M M gh   m     b R b b h 0 2

Bước 1: Kiểm tra khả năng chống cắt của bê tông theo công thức:

Q : Lực cắt lớn nhất trong dầm

Q b : Lực cắt bê tông chịu được 0.5R bh bt 0 Q b 2.5R bh bt 0 

 b : Hệ số kể đến ảnh hưởng của cốt thép dọc, lựa bám dính,… lấy   b 2 1.5

R bt : Cường độ chịu cắt của bê tông

, 0 b h : Lần lượt là chiều rộng và chiều cao làm việc của tiết diện dầm

C: Chiều dài nguy hiểm của hình chiếu tiết diện nghiêng  h 0  C 2h 0 

Khi QQ b : Không cần tính toán cốt thép đai, chỉ cần đặt cốt đai theo cấu tạo Khi QQ b : Cần tính toán cốt thép đai bố trí cho dầm

Bước 2: Tính toán khoảng cách cốt đai lớn nhất cho phép: s w,max b R bh bt 0 2

Bước 3: Xác định khoảng cách cốt đai tính toán: s w,tt 4 b 2 b R bh 2 bt 0 2 s w R A s w s w

 b : Hệ số kể đến ảnh hưởng của cốt thép dọc, lựa bám dính,…lấy   b 2 1.5

R bt : Cường độ chịu cắt của bê tông w

 s : Hệ số an toàn khi tính toán cốt đai Lấy  s w 0.75 w

R s : Cường độ chịu kéo tính toán của cốt đai w

A s : Diện tích tiết diện cốt thép đai  A s w  n a s w 

, s w n a : Là số nhánh cốt đai và diện tích tiết diện của một nhánh cốt đai

Bước 4: Xác định khoảng cách cốt đai theo cấu tạo: s w , ct 0.5 ;300h 0 mm 

Bước 5: Xác định khoảng cách cốt đai thiết kế: s w ,tk  min  s w ,max , s w,tt , s w , ct 

Bước 6: Kiểm tra khả năng chịu cắt của dầm khi có cốt đai Điều kiện kiểm tra: QQ b Q s w

Q b : Lực cắt do bê tông chịu Giá trị Q b b 2 R bh bt 0 2

 và 0.5R bh bt 0 Q b 2.5R bh bt 0  w

Q s : Là lực cắt do cốt đai chịu Giá trị: w w w w w w w,tk s s s s s s

Bước 7: Bố trí cốt đai cho dầm là rất quan trọng Tại đoạn dầm gần vùng gối tựa (L/4), cần bố trí cốt đai với khoảng cách s w ,tk Phần còn lại trong đoạn giữa dầm sẽ được bố trí cốt đai với khoảng cách w ,ct s.

Kết quả tính toán:

Bảng 4 9 Tính toán cốt thép dầm nắp và dầm đáy bể nước

300 500 MN 22.54 65.72 0.061 0.063 421 0.28 3 18 - - 763 0.51 6a200 Thỏa Thỏa BD3 300 500 MG -58.75 105.76 0.098 0.103 693 0.46 3 18 - - 763 0.51 6a100 Thỏa Thỏa

4.7 Kiểm tra nứt bản đáy theo TCVN5574:2018

Bước 1: Kiểm tra điều kiện có xuất hiện vết nứt hay không theo công thức mục 8.2.2.1.1 TCVN5574:2018

M là moment uốn do ngoại lực tác động lên trục vuông góc với mặt phẳng chịu lực của moment uốn, đi qua trọng tâm của tiết diện ngang quy đổi của cấu kiện Để thực hiện tính toán, cần sử dụng tải tiêu chuẩn.

- M crc là moment uốn do tiết diện thẳng góc của cấu kiện chịu khi hình thành vết nứt

Mcrc được xách định theo mục 8.2.2.2.4:

W pl là giá trị kháng uốn đàn dẻo của tiết diện bê tông, đặc biệt là đối với thớ bê tông chịu kéo ở ngoài cùng Đối với tiết diện hình chữ nhật và chữ T, trong đó có cánh nằm trong vùng chịu nén, giá trị này sẽ được xác định cụ thể để đảm bảo tính bền vững và hiệu quả của kết cấu.

W pl khi có tác dụng của moment uốn trong mặt phẳng trục đối xứng cho phép lấy bằng:

- W red là moment kháng uốn đàn hồi của tiết diện quy đổi theo vùng chịu kéo của tiết diện được xác định theo 8.2.2.2.5 (TCVN 5574-2018): red red t

- Ired là mô men quán tính của tiết diện quy đổi của cấu kiện đối với trọng tâm của nó: red s

- I, Is: Là mô men quán tính lần lượt của tiết diện bê tông, của tiết diện cốt thép chịu kéo

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

- St,red : Là mô men tĩnh của diện tích tiết diện quy đổi của cấu kiện đối với thớ bê tông chịu kéo nhiều hơn

Trong bước 2, nếu phát hiện vết nứt, cần tiến hành kiểm tra độ mở của vết nứt theo tiêu chuẩn 8.2.2.1.2 TCVN 5574-2018 Điều kiện kiểm tra được xác định bởi acrc ≤ acrc,u, trong đó acrc,u là chiều rộng vết nứt tối đa cho phép, được lấy từ Bảng 17.

Hình 4 10 Chiều rộng vết nứt giới hạn cho phép a crc là chiều rộng vết nứt do tác dụng của ngoại lực, xác định theo 8.2.2.1.4, 8.2.2.3.1 đến 8.2.2.3.3;

Chiều rộng vết nứt dài hạn được xác định theo công thức: s crc crc,1 1 2 3 s s s a a L

Ứng suất trong cốt thép dọc chịu kéo tại tiết diện thẳng góc có vết nứt do ngoại lực tương ứng được ký hiệu là σs Giá trị này được xác định theo tiêu chuẩn 8.2.2.3.2 và có thể tính toán theo công thức: σs = σc + σs1 red.

  E :Là giá trị hệ số quy đổi cốt thép bê tông Với b,n b,n b,red b1,red

 Biến dạng tương đối bê tông εb1,red, theo 6.1.4.3 với tác dụng dài hạn lấy 0.0024

Chiều cao vùng nén của tiết diện ngang quy đổi của cấu kiện là một yếu tố quan trọng trong thiết kế Đối với cấu kiện chịu uốn, chiều cao vùng nén yc được xác định bằng x, trong đó x là chiều cao vùng nén của bê tông theo quy định tại mục 8.2.3.3.6, với hệ số α được tính theo công thức α = α s2 s1.

+ Ired Momen quán tính vùng chịu nén của tiết diện ngang quy đổi của cấu kiện Được xác định theo công thức 8.2.3.3.5:

- L s là khoảng cách cơ sở (không kể đến ảnh hưởng của loại bề mặt cốt thép) giữa các vết nứt thẳng góc kề nhau, được xác định theo 8.2.2.3.3

Hình 4 11 Khoảng cách cơ sở giữa các vết nứt thẳng góc kề nhau bt s s s s s s s

+ Abt là diện tích tiết diện bê tông chịu kéo; Abt=bx(h-yc)

+ As là diện tích tiết diện cốt thép chịu kéo;

+ ds là đường kính danh nghĩa của cốt thép

Giá trị Abt được xác định dựa trên chiều cao vùng chịu kéo của bê tông xt, theo nguyên tắc tính toán mô men hình thành vết nứt theo các chỉ dẫn tại mục 8.2.2.2.

Trong mọi trường hợp lấy Abt bằng diện tích tiết diện với chiều cao của diện tích này trong khoảng không nhỏ hơn 2a và không lớn hơn 0.5h

Hệ số s phản ánh sự phân bố không đều của biến dạng tương đối của cốt thép chịu kéo giữa các vết nứt Hệ số này được xác định theo công thức crc s.

- 1 Là hệ số, kể đến thời hạn tác dụng của tải trọng, lấy bằng:

+ 1.0 - khi có tác dụng ngắn hạn của tải trọng;

+ 1.4 - khi có tác dụng dài hạn của tải trọng;

- 2 Là hệ số, kể đến loại hình dạng bề mặt của cốt thép dọc, lấy bằng:

+ 0.5 - đối với cốt thép có gân và cáp;

+ 0.8 - đối với cốt thép trơn;

- 3 Là hệ số, kể đến đặc điểm chịu lực, lấy bằng:

+ 1.0 - đối với cấu kiện chịu uốn và chịu nén lệch tâm;

+ 1.2 - đối với cấu kiện chịu kéo

Tóm tắt kiểm tra nứt theo sơ đồ sau:

Bước 1: Kiểm tra có xuất hiện nứt hay không

Hình 4 12 Tóm tắt kiểm tra sự hình thành vết nứt Bước 2: Nếu có vết nứt cần kiểm tra bề rộng vết nứt.

- Tóm tắt kiểm tra bền rộng vết nứt

Bước 1: Kiểm tra sự hình thành vết nứt:

Bảng 4 10 Kiểm tra điều kiện hình thành vết nứt Đặc trưng tính toán

Giá trị tính toán Đơn vị Chú thích

R bt,ser 1.75 1.75 1.75 1.75 (MPa) Cường dộ chịu kéo tính toán giới hạn II của bê tông

E b 32500 32500 32500 32500 (MPa) Modun đàn hồi bê tông

Modun đàn hồi của thép là 200000 MPa, với hệ số quy đổi từ thép sang bê tông là α = 6.154 Chiều cao tiết diện tính toán h là 150 mm, bề rộng tiết diện tính toán b là 1000 mm, và khoảng cách từ tâm thép o đến mép ngoài bê tông là h o = 120 mm Khoảng cách từ tâm thép chịu kéo đến mép ngoài của vùng bê tông chịu nén cũng được xác định là 120 mm.

A 0.15 0.15 0.15 0.15 (m 2 ) Diện tích của tiết diện

A s 0.000523 0.000523 0.000335 0.000335 (m 2 ) Diện tích thép bố trí trong vùng chịu kéo, tại vị trí đang xét

A red 0.1532 0.1532 0.1521 0.1521 (m 2 ) Diện tích tiết diện ngang quy đổi của cấu kiện

S t,red 0.0145 0.0145 0.0133 0.0133 Momen tĩnh của tiết diện ban đầu về tiết diện bê tông y t 0.0944 0.0944 0.0875 0.0875 (m) Chiều cao vùng nén trong trường hợp tính Mcrc

I 0.0002813 0.0002813 0.0002813 0.0002813 (m 4 ) Momen quán tính của bê tông

I s 1.9008E-06 1.21E-06 1.9008E-06 1.21E-06 (m 4 ) Momen quán tính cốt thép chịu kéo

I red 0.00029 0.00029 0.00029 0.00029 (m 4 ) Momen quán tính của tiết diện quy đổi của cấu kiện đối với trọng tâm của nó

W red 0.00310 0.00306 0.00335 0.00330 (m 3 ) Momen kháng uốn đàn hồi của tiết diện quy đổi theo vùng chịu kéo của tiết diện γ 1.3 1.3 1.3 1.3 Hệ số lấy bằng 1.3

W pl 0.00403 0.00397 0.00435 0.00429 (m 3 ) Momen kháng uốn đàn dẻo của tiết diện đối với thớ bê tông chịu kéo ngoài cùng

M 11.157 8.574 8.383 7.513 (kNm/m) Momen do ngoại lực tác động tạo ra tại tiết diện tính toán

M crc 7.058 6.955 7.613 7.503 (kNm/m) Gới hạn momen tiết diện chịu được khi hình thành vết nứt

Kiểm tra nứt không thỏa không thỏa không thỏa không thỏa MMcrc→Không thỏa

Bước 2: Kiểm tra chiều rộng vết nứt:

Bảng 4 11 Kiểm tra điều kiện nứt ngắn hạn và dài hạn bảng đáy Đặc trưng tính toán

Giá trị tính toán Đơn vị Chú thích

R b,ser 22.00 22.00 22.00 22.00 (MPa) Cường độ chịu né của bê tông

E b 32500 32500 32500 32500 (MPa) Mô đun đàn hồi bê tông

E s 200000 200000 200000 200000 (MPa) Mô đun đàn hồi thép vùng chịu kéo

Mô đun đàn hồi của thép trong vùng chịu nén đạt 200000 MPa Chiều cao tiết diện tính toán là 150 mm, trong khi bề rộng tiết diện tính toán là 1000 mm Khoảng cách từ tâm thép vùng chịu kéo đến mép ngoài bê tông là 30 mm, và khoảng cách từ tâm thép vùng chịu nén đến mép ngoài bê tông là 120 mm.

A' s 523 523 523 523 (mm 2 ) Diện tích thép bố trí trong vùng chịu nén, tại vị trí đang xét

A s 523 523 523 523 (mm 2 ) Diện tích thép bố trí trong vùng chịu kéo, tại vị trí đang xét

Diện tích bê tông chịu kéo,

Abt=b*xt=b*(ho-yc) với điều kiện 2a 5 MPa, trạng thái chặt vừa đến chặt, từ nửa đến cứng), cho phép áp dụng phương án móng đơn Tuy nhiên, do tải trọng công trình lớn, phương án móng cọc đơn được lựa chọn để thiết kế cho công trình.

 Lựa chọn phượng án thiết kế cọc

Việc sử dụng cọc ép (cọc ly tâm ứng suất trước) vào các lớp đất có trạng thái nửa cứng và cứng gặp nhiều khó khăn, theo phân tích từ trạng thái đất (Bảng 6.1).

- Cọc ép sẽ giới hạn về đường kính, số đoạn nối  chiều dài cọc, SCT hạn chế

Do đó ở đồ án, sinh viên lựa chọn cọc khoan nhồi để thiết kế móng cho công trình Ưu điểm:

+ Có khả năng chịu tải lớn, sức chịu tải của cọc khoan nhồi với đường kính lớn và chiều sâu lớn có thể chịu tải hàng nghìn tấn

+ Không gây ảnh hưởng chấn động đối với các công trình xung quanh, thích hợp với

+ việc xây chen ở các đô thị lớn, khắc phục các nhược điểm của các loại cọc đóng khi thi công trong điều kiện này

+ Có khả năng mở rộng đường kính và chiều dài cọc, hay mở rộng đáy cọc

+ Giá thành thường cao so với phương án móng cọc khác

+ Công nghệ thi công cọc đòi hỏi kỹ thuật cao

Khối lượng bê tông có thể thất thoát trong quá trình thi công nếu thành hố khoan không đảm bảo chất lượng và dễ bị sập Hơn nữa, việc nạo vét đáy lỗ khoan trước khi đổ bê tông cũng có thể ảnh hưởng tiêu cực đến chất lượng thi công cọc.

+ Ma sát bên thân cọc có phần giảm đi đáng kể so với cọc đóng và cọc ép.

Thông số thiết kế móng

Bảng 6 3 Thông số vật liệu

1 Cấp độ bền bê tông: В30

- Cường độ chịu nén tính toán giới hạn I (Rb): 17.00 (MPa)

- Cường độ chịu kéo tính toán giới hạn I (Rbt): 1.15 (MPa)

- Cường độ chịu nén tính toán giới hạn II (Rb,ser): 22.00 (MPa)

- Cường độ chịu kéo tính toán giới hạn II (Rbt,ser): 1.75 (MPa)

- Mô đun đàn hồi ban đầu (Eb): 32500 (MPa)

2 Nhóm cốt thép chủ chịu lực: CB400-V

- Cường độ chịu kéo tính toán (Rs): 350 (MPa)

- Cường độ chịu nén tính toán (Rsc): 350 (MPa)

- Cường độ chịu cắt tính toán (Rsw): 280 (MPa)

- Mô đun đàn hồi (Es): 200000 (MPa)

3 Nhóm cốt thép đai: CB240-T

- Cường độ chịu kéo tính toán (Rs): 210 (MPa)

- Cường độ chịu nén tính toán (Rsc): 210 (MPa)

- Cường độ chịu cắt tính toán (Rsw): 170 (MPa)

- Mô đun đàn hồi (Es): 200000 (MPa)

6.4.2 Chọn độ sâu chôn móng

Chọn chiều sâu chôn đài móng cần phải đảm bảo rằng lực ngang tác dụng lên móng H được cân bằng với tổng áp lực đất chủ động tác động lên đài móng Việc này rất quan trọng để đảm bảo sự ổn định và an toàn cho công trình.

+ φ : Góc ma sát trong của đất (phần đất nằm trên đáy đài), φ.01 o

+ γ : Dung trọng của đất (phần đất nằm trên đáy đài), γ.71(kN/m 3 )

+ H : Lực ngang tác dụng lên móng, Chọn H=Qtt(max)(5.48(kN) dưới chân vách V38 để tính toán

+ Bd : Bề rộng của đài móng (phần thẳng góc với lực ngang H), Chọn sơ bộ 4(m) o   o o f d

6.4.3 Chọn sơ bộ kích thước cọc

Bảng 6 4 Sơ bộ thông số cọc

Thông số Kí hiệu Giá trị Đơn vị Đường kính cọc D 0.8 m

Diện tich của cọc Ab 0.503 m2

Cao độ tầng hầm Zhầm2 -6 m

Chiều cao đài móng thường hđài1 1.4 m

Chiều cao đài móng lõi thang máy hđài2 1.8 m

Cao độ đáy đài móng Zđài=Zhầm2-hđài1 -7.4 m

Cao độ đáy đài móng Zđài được tính bằng công thức Zhầm2 - hđài2 - 7.8 m Đoạn đầu cọc được chôn vào đài móng L2 với chiều sâu 0.1 m Để đảm bảo độ bền, đoạn đập đầu cọc cần được thực hiện để lấy thép neo vào đài, với chiều dài bằng 30 lần đường kính của thép.

Chiều dài cọc khoan nhồi Lc 45 m

Chiều dài làm việc của cọc Ltt=L-(L1+L2) 44.3 m

Chiều sâu mũi cọc Zmũi=-Lcoc+Zđài -51.7 m

Số lượng cốt thép dọc 12 -

Diện tích tiết diện cốt thộp dọc 12ỉ20 3770 mm 2

Hình 6 1 Chiều dài tính toán của cọc

6.5.1 Sức chịu tải cọc theo vật liệu

+ Rvl: sức chịu tải theo vật liệu của cọc

+ Rb MPa : cường độ chịu nén tính toán của bê tông

+ Rsc50 MPa : cường độ chịu nén tính toán của cốt thép

+ AsV55 mm 2 (18ỉ20):diện tớch thộp trong cọc

+   cb 0.85: hệ số điều kiện làm việc khi đổ bê tông theo phương đứng

+  ' cb =0.9 ( khoan trong đất hạt thô, đổ bt khô, có dung dịch vách chuyên dụng)

+ : hệ số xét đến ảnh hưởng của uốn dọc, phụ thuộc vào độ mảng Xác định theo công thức:  1.0280.0000288  2 0.0016 ; l tt

- Xác định chiều dài tính toán của cọc

+ Hệ số biến dạng: 5 p c kb

Hệ số tỷ lệ k000 được tra cứu trong bảng A.1 của TCVN 10304-2014 (bảng 6) được tính theo công thức b p = d + 1, với b p là chiều rộng quy ước của cọc Đối với cọc có đường kính thân tối thiểu 0.8 m, b p được xác định là d + 1 (m) Trong trường hợp các cọc khác, công thức sẽ là b p = 1.5d + 0.5 m.

Hệ số điều kiện làm việc, đối với cọc độc lập thì  c 3

I: Momen quán tính tiết diện cọc

E: Modun đàn hồi vật liệu làm cọc

6.5.2 Sức chịu tải cọc theo chỉ tiêu cơ lí đất nền (Mục 7.2.3 TCVN 10304-2014)

Sức chịu tải của cọc gồm 2 thành phần chính: Sức kháng ma sát (Rs) và sức kháng mũi (Rb)

-  c : hệ số điều kiện làm việc của cọc trong nền  c 1

- Hệ số điều kiện làm việc của đất dưới mũi cọc và trên thân cọc (tra bảng)

+cf =0.9 Hệ số điều kiện làm việc của đất trên thân cọc (Bảng 5, TCVN 10304 – 2014);

+ γ =0.9 cq Hệ số điều kiện làm việc của đất ở dưới mũi cọc có kể đến trường hợp đổ bê tông dưới nước;

- Cường độ sức kháng của đất dưới mũi cọc qb theo mục 7.2.3.2 TCVN 10304:2014

+ α 1 α2 α3 α4: các hệ số không thứ nguyên , nhân với hệ số chiết giảm 0.9;

+ ’1 : dung trọng tính toán của nền đất dưới mũi cọc (có xét đến đẩy nổi);

+ 1 : dung trọng tính toán trung bình của nền đất nằm trên mũi cọc (có xét đến đẩy nổi);

+ d : đường kính cọc khoan nhồi, hoặc cọc ống;

+ h: chiều sâu hạ cọc (từ mặt đất tự nhiên đến cao trình mũi cọc)

+ Các giá trị α1,2,3,4 được tra theo bảng sau phụ thuộc tỉ số h/d và d

Bảng 6 5 Bảng tra hệ số α TCVN 10304:2014

Hệ số Góc ma sát trong tính toán dưới mũi cọc

Bảng 6 6 Kết quả sức kháng mũi đơn vị

Mũi đặt tại lớp đất 5 là đất cát

 Cường độ sức kháng mũi: Q p    cq q p  A b   1 891.54 0.503   448.14(kN)

-fi : Cường độ sức kháng trung bình của lớp đất thứ i trên thân cọc (Tra bảng 3, TCVN

Bảng 6 7 Cường độ sức kháng trung bình của lớp đất thứ i trên thân cọc đối với đất cát

Cát chặt vừa Hạt to và vừa Hạt nhỏ Cát bụi

Bảng 6 8 Cường độ sức kháng trung bình của lớp đất thứ i trên thân cọc đối với đất dính

(m) f i Đất dính ứng với chỉ số sệt I L

Bảng 6 9 Kết quả xác định sức kháng fi theo chỉ tiêu cơ lí

Lớp z trên (m) Z dưới (m) Chiều dày l i (m) Độ sâu z i (m)

 Cường độ sức kháng ma sát thân cọc:

⇒SCT cọc theo chỉ tiêu cơ lý đất nền:

6.5.3 Sức chịu tải cọc theo chỉ tiêu cường độ đất nền (Phụ lục G2, TCVN 10304

-  c : hệ số điều kiện làm việc của cọc trong nền  c 1

- Hệ số điều kiện làm việc của đất dưới mũi cọc và trên thân cọc (tra bảng)

+  cq  0.9: Hệ số điều kiện làm việc của đất ở dưới mũi cọc có kể đến trường hợp đổ bê tông dưới nước;

+ cf  1: Hệ số điều kiện làm việc của đất trên thân cọc (Bảng 5, TCVN 10304 – 2014);

- qb - Cường độ chịu tải của đất dưới mũi cọc, xác định theo công thức G.2

 Sức kháng mũi cọc: Đối với đất hạt thô dưới mũi cọc: q b  q N  p q

Trong đó: q  p : ứng suất hữu hiệu theo phương đứng do đất gây ra tại cao trình mũi cọc

Nq: là các hệ số sức chịu tải của đất dưới mũi cọc

Bảng 6 10 Xác định ứng suất hữu hiệu của bản thân đất nền tại đáy lớp và tại độ sâu giới hạn ZL trong lớp hạt thô

(m) Ứng suất hữu hiệu (kN/m 2 )

5 5 min( ; ) 388.18( / ) p zL q      kN m Đất dưới mũi cọc là đất hạt thô: q b  q N  p q  388.18 60   23290.83 ( kN m 2 )

 Cường độ sức kháng mũi: Q p    cq q p  A b   1 23290.8 3  0.50 3  10 53 6 5 2 ( k N )

 Sức kháng ma sát thân cọc:

- fi :Cường độ sức kháng trung bình của lớp đất thứ i trên thân cọc xác định theo Mục G.2.2

 , i u i f  c (Công thức G.5, TCVN 10304 – 2014) cu,i : lực dính không thoát nước của lớp đất thứ i; α : hệ số không thứ nguyên, xác định bằng đồ thị

Hình 6 2 Đồ thị xác định α

Chú ý: Nếu không có số liệu thí nghiệm cu thì lấy theo SPT, tức cu =6.25N, với N là số búa SPT

Đối với đất hạt thô, công thức tính lực tác dụng lên cọc được xác định bằng f i = k i σ'v,zi tan φa,i (theo Công thức G.6, TCVN 10304 – 2014) Trong đó, k i là hệ số áp lực ngang của lớp đất thứ i, σ'v,zi là ứng suất pháp hiệu quả trung bình theo phương đứng của lớp đất thứ i, và φa,i là góc ma sát giữa đất và cọc trong lớp đất rời thứ i Đối với cọc bê tông, φa,i được chọn bằng φi, trong khi với cọc thép, φa,i bằng 2/3φi.

Bảng 6 11 Xác định ma sát thân cọc

Lớp Loại đất N SPT c u α k i σ v,zi φ f i l i

4 hạt mịn 21.1 131.875 0.31 0.5 - 23.86 47.475 17.8 760.550 4A hạt mịn 29 181.25 0.36 0 - - 65.250 4 234.900 4B hạt thô 18.5 0 0 0.5 317.67 23.56 69.261 2 124.670

⇒SCT cọc theo chỉ tiêu cường độ đất nền:

6.5.4 Sức chịu tải cọc theo thí nghiệm SPT (Công thức của Viện kiến trúc Nhật Bản)

, , c u c cq p p cf ci ci ci sf si si si

Cường độ sức kháng của đất dưới mũi cọc q p :

Mũi cọc nằm trong đất hạt thô: qp = 300Np cho cọc đóng (ép); qp= 150Np cho cọc khoan nhồi;

Mũi cọc nằm trong đất hạt mịn: qp = 9cu cho cọc đóng (ép); qp = 6cu cho cọc khoan nhồi;

Cường độ sức kháng của đất trên thân cọc f i :

Thân cọc nằm trong lớp đất hạt thô: fsi = 3.33Nsi

Trong thiết kế cọc, thân cọc nằm trong lớp đất hạt mịn được xác định bằng công thức fci = αpfLcui Đối với cọc đóng (ép), các hệ số αp và fL được xác định thông qua việc tra đồ thị Còn đối với cọc khoan nhồi, hệ số fL được cố định là 1.0, trong khi hệ số αp cũng được xác định bằng cách tra đồ thị.

Hình 6 3 Xác định hệ số αp và fL

Np: chỉ số SPT trung bình trong khoảng 4d phía dưới và 1d phía trên mũi cọc;

Nsi là chỉ số SPT trung bình của lớp đất hạt thô thứ nhất, trong khi lsi đại diện cho chiều dài đoạn cọc nằm trong lớp đất hạt thô đó Bên cạnh đó, lci là chiều dài đoạn cọc nằm trong lớp đất hạt mịn thứ nhất, và cui là lực dính không thoát nước của lớp đất hạt mịn này.

Nếu không có dữ liệu từ thí nghiệm, có thể xác định áp lực đất bằng công thức cui = 6.25Nci (kPa), trong đó Nci là chỉ số SPT của lớp đất hạt mịn thứ i.

- Cường độ sức kháng của đất dưới mũi cọc qp :

 Cường độ sức kháng mũi: Q p    cq q p  A b   1 7020 0.503   3528.336(kN)

- Cường độ sức kháng của đất trên thân cọc fi :

Bảng 6 12 Kết quả xác định sức kháng fi theo chỉ tiêu SPT

Lớp Loại đất l i N si α f L c ui f si f ci γ cf  cf ci ci , l f ci  cf si si , l f si

 ,  2.51 (965.21 1206.75) 5458.74( ) f cf ci ci ci sf si si si

⇒SCT cọc theo chỉ tiêu cường độ đất nền:

6.5.5 Sức chịu tải thiết kế cọc khoan nhồi D800

Rc,k là giá trị tiêu chuẩn sức chịu tải trọng nén của cọc, được xác định từ sức chịu tải nén cực hạn (Rcu);

Trong trường hợp các điều kiện nền tương tự, nếu số trị riêng của sức chịu tải cực hạn nhỏ hơn 6, thì trị tiêu chuẩn sức chịu tải trọng nén của cọc cần được xác định bằng giá trị nhỏ nhất trong các trị riêng, tức là Rc,k = min(Rc,u).

Khi các điều kiện nền tương tự, nếu giá trị riêng của sức chịu tải cực hạn bằng hoặc lớn hơn 6, thì trị tiêu chuẩn sức chịu tải của cọc Rc,k được xác định là trị trung bình từ kết quả phân tích thống kê các giá trị riêng của sức chịu tải cực hạn.

Trong trường hợp cọc treo chịu tải trọng nén trong móng cọc đài thấp với đáy đài nằm trên lớp đất tốt, cọc chống chịu nén sẽ có hệ số an toàn k = 1.4 (1.2) Đối với móng một cọc chịu nén dưới cột, nếu là cọc đóng hoặc ép chịu tải trên 600kN, hoặc cọc khoan nhồi chịu tải trên 2500kN, hệ số an toàn sẽ được điều chỉnh lên k = 1.6 (1.4).

Trong trường hợp cọc treo chịu tải trọng nén trong móng cọc đài cao hoặc đài thấp với đáy đài nằm trên lớp đất biến dạng lớn, cũng như cọc treo hay cọc chống chịu tải trọng kéo trong mọi trường hợp móng cọc, trị số k được xác định phụ thuộc vào số lượng cọc trong móng.

Móng có ít nhất 21 cọc ……… k = 1.40 (1.25) Móng có 11 đến 20 cọc ……… k = 1.55 (1.40) Móng có 06 đến 10 cọc ……… k = 1.65 (1.50) Móng có 01 đến 05 cọc ……… k = 1.75 (1.60)

Trong trường hợp bãi cọc có hơn 100 cọc và nằm dưới công trình có độ cứng lớn, nếu độ lún giới hạn không nhỏ hơn 30 cm, thì hệ số k được xác định là 1.0 Điều này áp dụng khi sức chịu tải của cọc được xác định thông qua thí nghiệm thử tải tĩnh.

Bảng 6 13 Sức chịu tải của cọc

Sức chịu tải của cọc

Cơ lý cường độ SPT

6.5.6 Xác định số lượng cọc

Số lượng cọc được xác định dựa trên lực dọc và được kiểm tra với các thành phần lực khác trong quá trình thiết kế chi tiết Phương pháp xác định số lượng cọc là yếu tố quan trọng trong thiết kế công trình.

- n là số cọc trong đài;

- P là tải trọng truyền xuống móng;

- R c d , giá trị sức chịu tải thiết kế cọc đơn

Bố trí cọc theo nguyên tắc trong mục 8.13 của TCVN 10304:2014:

- Khoảng cách giữa 2 tim cọc  3d;

- Tim cột/vách trùng với trọng tâm nhóm cọc

6.5.7 Xác định độ lún cọc đơn (Mục 7.4.2, TCVN 10304 – 2014)

Tính lún cọc đơn theo mục 7.4.2 TCVN 10304 – 2014 Độ lún cọc đơn không mở rộng mũi được xác định bởi công thức:

+ Tải trọng thẳng đứng tác dụng lên cọc N  4508.07   kN

   Hệ số xác định theo công thức (30) TCVN 10304 – 2014

 – Hệ số tương ứng cọc cứng tuyệt đối ( EA   );

   d – Hệ số tương ứng trường hợp nền đồng nhất;

+ kn – Hệ số xác định theo công thức: k n  2.82  3.78   2.18  2

+ ν Hệ số poisson của lớp đất;

 G l - Độ cứng tương đối của cọc;

+ EA - Độ cứng thân cọc chịu nén;

+ G1và 1 là các đặc trưng được lấy trung bình đối với toàn bộ các lớp đất thuộc phạm vi chiều sâu hạ cọc;

G2 và  2 được thu thập trong khoảng 0.5L từ độ sâu L đến 1.5L tính từ đỉnh cọc, với điều kiện rằng đất dưới mũi cọc không chứa than bùn, bùn hoặc đất ở trạng thái lỏng.

+ Cho phép lấy mô đun trượt G E o

   bằng 0.4E0 (trong đó E0 là mô đun biến dạng của đất)

- Cách xác định modun E theo SPT sử dụng công thức trong tiêu chuẩn TCVN 9351:2012

-a Được lấy bằng 40 khi NSPT>15, lấy bằng 0 khi NSPT

Tiêu đề	Khu Căn Hộ Bcons Suối Tiên
Tác giả	Phan Thị Hoài Thương
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	Khóa Luận Tốt Nghiệp
Năm xuất bản	2023
Thành phố	Tp. Hồ Chí Minh

Định dạng
Số trang	246
Dung lượng	20 MB