Kết cấu • Mơ hình, phân tích, tính toán, thiết kế sàn tầng điển hình Phương án sàn dầm; • Mơ hình, phân tích, tính tốn, thiết kế cầu thang điển hình; • Mơ hình, phân tích, tính tốn, thiế
TỔNG QUAN VỀ KIẾN TRÚC CÔNG TRÌNH
GIỚI THIỆU VỀ CÔNG TRÌNH
Công trình: Phương Anh Green Park
1.1.1 Mục đích xây dựng công trình:
Để phát triển mạnh mẽ trong tất cả các lĩnh vực kinh tế xã hội, một quốc gia cần có cơ sở hạ tầng vững chắc, tạo điều kiện thuận lợi cho cuộc sống và công việc của người dân Đối với Việt Nam, một quốc gia đang trên đà phát triển và khẳng định vị thế quốc tế, việc cải thiện nhu cầu an sinh xã hội, đặc biệt là nhu cầu về nhà ở, là rất quan trọng.
Với sự phát triển nhanh chóng của dân số, nhu cầu mua đất để xây dựng nhà ở tại thành phố Hồ Chí Minh ngày càng gia tăng, trong khi quỹ đất lại hạn chế Điều này dẫn đến tình trạng giá đất tăng cao, khiến nhiều người dân không đủ khả năng sở hữu đất Giải pháp hợp lý để giải quyết vấn đề này là xây dựng các chung cư cao tầng và phát triển quy hoạch khu dân cư ra các quận, khu vực ngoại ô thành phố.
Sự phát triển kinh tế của thành phố cùng với việc gia tăng đầu tư nước ngoài đã tạo ra nhiều cơ hội hứa hẹn cho việc xây dựng các cao ốc văn phòng, khách sạn và chung cư cao tầng Những công trình này không chỉ đáp ứng nhu cầu sinh hoạt ngày càng cao của người dân mà còn nâng cao chất lượng cuộc sống trong khu vực.
Sự gia tăng các cao ốc trong thành phố không chỉ đáp ứng nhu cầu hạ tầng mà còn tạo ra bộ mặt mới cho đô thị và cơ hội việc làm cho người dân Các nhà cao tầng đóng góp tích cực vào sự phát triển ngành xây dựng thông qua việc áp dụng công nghệ hiện đại và phương pháp thi công tiên tiến Công trình PHƯƠNG ANH GREEN PARK được thiết kế và xây dựng nhằm giải quyết những mục tiêu này, với tiêu chí hiện đại, tiện nghi và cảnh quan đẹp, tạo không gian sống, giải trí và làm việc lý tưởng cho cư dân.
1.1.2 Vị trí và đặc điểm công trình:
Dự án tọa lạc tại: Đường An Dương Vương, Nguyễn Văn Cừ, TP Quy Nhơn, Tỉnh Bình Định
Công trình nằm gần các khu nghỉ dưỡng và resort cao cấp ven biển, đồng thời thuận tiện với nhiều dịch vụ tiện ích như trung tâm mua sắm, trung tâm y tế, UBND xã, bến cảng, chợ, trường học và ngân hàng.
Tỉnh Bình Định nằm ở niềm Nam Trung Bộ, thuộc khu vực nhiệt đới ẩm gió mùa
Nhiệt độ không khí trung bình hàng năm tại khu vực miền núi dao động từ 20.1 đến 26.1°C, trong khi vùng duyên hải đạt khoảng 27°C Độ ẩm tuyệt đối trung bình tháng ở miền núi là từ 22.5 đến 27.9%, với độ ẩm tương đối từ 79 đến 92%, trong khi vùng duyên hải có độ ẩm tuyệt đối trung bình là 27.9% và độ ẩm tương đối 79% Tổng lượng mưa trung bình hàng năm là 1.751mm, với lượng mưa cực đại đạt 2.658mm và cực tiểu là 1.131mm Quy Nhơn có hai mùa rõ rệt: mùa khô từ tháng 3 đến tháng 9 và mùa mưa từ tháng 10 đến tháng 2 năm sau, với nhiệt độ trung bình khoảng 28°C.
Công trình dân dụng cấp I (số tầng>20) – [Phụ lục 2 – Ban hành kèm theo Thông tư số 03/2016/TT-BXD ngày 10 tháng 3 năm 2016 của Bộ Xây dựng]
Công trình cao 90,6 mét với 21 tầng, bao gồm 2 tầng hầm và 3 tầng dịch vụ vui chơi giải trí Đặc biệt, dự án còn có 18 tầng căn hộ và một bể bơi vô cực nằm trên tầng áp mái.
Tổng diện tích sàn: SP631.84 (m 2 )
Bảng 1 1: Diện tích phân khu chức năng tòa nhà
Tầng dịch vụ và vui chơi
Tầng kỹ thuật thiết bị, tầng mái
Tòa nhà có 2 tầng hầm B1 và B2 với chiều cao lần lượt là 4.8m và 3.3m, trong đó tầng hầm B2 có độ sâu -8.1m, đáp ứng tiêu chuẩn TCVN 323:2014 Tầng điển hình được thiết kế với nhiều căn hộ cao cấp, không gian rộng rãi, thoáng mát, tận dụng ánh sáng và gió tự nhiên.
Hình 1 1: Mặt bằng tầng điển hình
Một số bảng vẽ mặt bằng các tầng (bản vẽ)
Công trình thay đổi hình dáng hai lần theo phương đứng từ tầng 1-3 và từ tầng 4-21 với chiều cao công trình là 90.6m
Bảng 1 2: Chiều cao tầng của tòa nhà
Hình 1 2: Hình ảnh công trình
Hình 1.1: Mặt đứng công trình
Một số mặt đứng và mặt cắt công trình (bản vẽ) do an
GIẢI PHÁP KỸ THUẬT KHÁC
1.2.1 Hệ thống điện: Điện được cấp từ mạng điện sinh hoạt của thành phố, điện áp 3 pha xoay chiều 380v/220v, tần số 50Hz Đảm bảo nguồn điện sinh hoạt ổn định cho toàn công trình Hệ thống điện được thiết kế đúng theo tiêu chuẩn Việt Nam cho công trình dân dụng, dể bảo quản, sửa chữa, khai thác và sử dụng an toàn, tiết kiệm năng lượng
Dung tích bể chứa nước được xác định dựa trên số lượng người sử dụng và nhu cầu nước dự trữ trong trường hợp mất điện hoặc chữa cháy Nước từ bể chứa sẽ được dẫn xuống các khu vệ sinh, đáp ứng nhu cầu sinh hoạt của từng tầng thông qua hệ thống ống thép tráng kẽm được lắp đặt trong các hộp kỹ thuật.
Hệ thống thoát nước mưa là thiết yếu để dẫn nước từ mái nhà xuống dưới, sử dụng ống nhựa đặt tại các vị trí thu nước tối ưu Nước mưa sẽ chảy qua các ống dẫn đến rãnh thu nước quanh nhà, sau đó được dẫn đến hệ thống thoát nước chung của thành phố.
Nước thải sinh hoạt từ khu vệ sinh được dẫn xuống bể tự hoại để xử lý và làm sạch, sau đó được chuyển vào hệ thống thoát nước chung của thành phố.
Quy hoạch công trình bao gồm việc trồng hệ thống cây xanh xung quanh, nhằm dẫn gió, che nắng, chắn bụi và điều hòa không khí, từ đó tạo ra một môi trường
Trong thiết kế công trình, các phòng được trang bị hệ thống cửa sổ, cửa đi và ô thoáng, giúp lưu thông không khí hiệu quả giữa bên trong và bên ngoài Điều này đảm bảo môi trường không khí luôn thoải mái và trong sạch cho người sử dụng.
Kết hợp ánh sáng tự nhiên và chiếu sáng nhân tạo
Chiếu sáng tự nhiên là yếu tố quan trọng trong thiết kế nội thất, với các phòng được trang bị hệ thống cửa giúp tiếp nhận ánh sáng từ bên ngoài Sự kết hợp giữa ánh sáng tự nhiên và ánh sáng nhân tạo không chỉ đảm bảo đủ ánh sáng trong phòng mà còn tạo ra không gian sống thoải mái và dễ chịu.
Chiếu sáng nhân tạo: Được tạo ra từ hệ thống điện chiếu sáng theo tiêu chuẩn Việt Nam về thiết kết điện chiếu sáng trong công trình dân dụng
1.2.5 Hệ thống phòng cháy chữa cháy:
Tại mỗi tầng và nút giao thông giữa hành lang và cầu thang, hệ thống hộp họng cứu hỏa được thiết kế nối với nguồn nước chữa cháy Mỗi tầng đều có biển chỉ dẫn về phòng và chữa cháy, cùng với 4 bình cứu hỏa CO2MFZ4 (4kg) được đặt chia đều trong 2 hộp ở hai bên khu phòng ở.
TỔNG QUAN VỀ KẾT CẤU CÔNG TRÌNH
CƠ SỞ TÍNH TOÁN KẾT CẤU
Các tiêu chuẩn và quy chuẩn viện dẫn:
• TCVN 2737:1995 Tải trọng và tác động – Tiêu chuẩn thiết kế
• TCVN 9386:2012 Thiết kế công trình chịu tải trọng động đất
• TCVN 5574:2018 Kết cấu Bê Tông và Bê Tông Cốt Thép
• TCVN 5575:2012 Kết cấu thép – Tiêu chuẩn thiết kế
• TCVN 9362:2012 Tiêu chuẩn thiết kế nền nhà và công trình
• TCVN 10304:2014 Móng cọc – Tiêu chuẩn thiết kế
• TCVN 9395:2012 Cọc khoan nhồi – Thi công và nghiệm thu
• TCXD 198:1997 Nhà cao tầng – Thiết kế Bê Tông Cốt Thép toàn khối
• TCXD 229:1999 Chỉ dẫn tính toán thành phần động của tải trọng gió
• EUROCODE 4 Thiết kế kết cấu liên hợp thép và bê tông
2.1.2 Quan điểm tính toán kết cấu 2.1.2.1 Giả thuyết tính toán
Sàn có độ cứng tuyệt đối trên mặt phẳng, với liên kết giữa sàn và cột, vách được xem như liên kết ngàm ở cùng cao trình Biến dạng cong ngoài mặt phẳng sàn không được tính đến trong các phần tử liên kết.
Mọi thành phần hệ chịu lực trên từng tầng đều chuyển vị ngang như nhau
Các cột, vách cứng thang máy đều được ngàm ở vị trí chân cột và chân vách cứng ngay ở đài móng do an
Các tải trọng ngang tác động lên sàn dưới dạng lực tập trung tại các vị trí cứng của từng tầng, giúp sàn truyền lực vào cột và vách, cuối cùng chuyển đến đất nền.
2.1.2.2 Phương pháp xác định nội lực
Có 2 phương pháp cơ bản:
Phương pháp giải tích cho phép xem xét toàn bộ hệ chịu lực như các bậc siêu tĩnh, từ đó giải trực tiếp các phương trình vi phân bậc cao Phương pháp này giúp xác định nội lực và tính toán thép một cách hiệu quả, đồng thời hạn chế số lượng ẩn trong hệ phương trình.
Phương pháp số - phần tử hữu hạn là kỹ thuật rời rạc hóa hệ chịu lực của toàn nhà, chia nhỏ các hình dạng phức tạp thành các phần đơn giản hơn Các phần tử được liên kết qua các nút, và nội lực của các phần tử được xác định dựa trên hệ bậc tự do tại các nút Trong luận văn tốt nghiệp, sinh viên sử dụng phần mềm hỗ trợ để thực hiện tính toán thiết kế cho hệ cấu trúc phức tạp và siêu tĩnh với nhiều bậc tự do và loại phần tử khác nhau Đặc biệt, một số sinh viên kết hợp giữa tính toán giải tích cổ điển và phương pháp phần tử hữu hạn để đảm bảo độ tin cậy trong thiết kế.
2.1.2.3 Kiểm tra theo trạng thái giới hạn
Khi thiết kế kết cấu bê tông cốt thép, cần đảm bảo đáp ứng các yêu cầu về tính toán độ bền (TTGH I) và 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, tác động từ môi trường
❖ Trạng thái giới hạn thứ hai (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
2.1.3 Phần mềm tính toán và thể hiện bản vẽ
Phần mềm phân tích kết cấu CSI ETABS v16.2.1 (Hệ khung, cầu thang, giai đoạn thi công hệ chống Shoring và Kingpost
Phần mềm phân tích kết cấu CSI SAFE v12.3.1 (Sàn tầng điển hình, móng)
Phần mềm phân tích kết cấu Plaxis v8.6.1 (Tường vây)
Các phần mềm Microsoft Office 2016
Phần mềm thể hiện bản vẽ AutoCad 2020
2.1.4 Vật liệu sử dụng 2.1.4.1 Bê tông
Công trình được thiết kế theo tiêu chuẩn TCVN, vì vậy vật liệu bê tông cần tuân thủ nghiêm ngặt các quy định từ cấp phối đến kiểm tra cường độ mẫu thử.
Bảng 2 1: Cấp bền bê tông dùng cho thiết kế các cấu kiện theo TCVN 5574 – 2018
Cấp độ bền chịu nén bê tông tương đương theo TCXDVN 356 -
Hàm lượng xi măng tối thiểu (kg/m 3 )
Tỷ lệ xi măng/ Nước tối đa
Cấp xi măng theo theo tiêu chuẩn
Bảng 2 2: Thông số vật liệu cốt thép theo TCVN 5574 – 2018
STT Loại thép Cấu kiện
1 Thép CB300 - V R s = R sc &0 MPa, R sw
= 210 MPa, Es = 2.10 5 MPa Cọc khoan nhồi
2 Thép CB400 - V: R s = R sc = 350 MPa, Es
= 2.10 5 MPa Sàn điển hình, Dầm, vách, móng, cầu thang
2.1.5 Lớp bê tông bảo vệ
Chiều dày lớp bê tông bảo vệ theo TCVN 5574 – 2018, Mục 10.3.1 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;
• Sự neo cốt thép trong bê tông và khả năng bố trí các mối nối của các chi tiết cốt thép;
• Địa điểm xây dựng công trình ở tỉnh Bình Định, gần khu vực có độ xâm thực ăn mòn bê tông như bờ biển,…
• Sự làm việc đồng thời của cốt thép và bê tông
Bảng 2 3: Lớp bê tông bảo vệ
STT Cấu kiện Lớp bê tông bảo vệ
4 Vách - lõi 40 mm do an
6 Cấu kiện tiếp xúc với đất có bê tông lót 50 mm
LỰA CHỌN GIẢI PHÁP KẾT CẤU
2.2.1.1 Phương án kết cấu chịu tải đứng
Bảng 2 4: Bảng phân tích lựa chọn phương án kết cấu chịu tải đứng Đặc điểm công trình Phương án kết cấu
Sàn dầm Sàn phẳng Sàn ô cờ
Nhịp sàn không có sự đồng đều ✓ ✓
Hoạt tải chủ yếu là căn hộ ✓
Sự phân bố hoạt tải trên sàn khá đồng đều ✓ ✓ ✓
Phân bố tường và tải tác dụng lên các ô sàn gần bằng nhau ✓ ✓
Phương án sàn dầm được lựa chọn cho thiết kế kết cấu chịu tải đứng tại Phương Anh Green Park do tính phù hợp với đặc trưng kiến trúc và kết cấu công trình Sàn dầm không chỉ dễ thi công mà còn giúp kiểm soát chất lượng tốt hơn, nhờ vào sự phổ biến trong ứng dụng Điều này giải thích lý do sinh viên quyết định sử dụng phương án sàn dầm cho thiết kế của họ.
Bảng 2 5: Bảng phân tích kết cấu chịu tải ngang Đặc điểm công trình Phương án kết cấu
Hệ khung Hệ vách, lõi Hệ khung giằng
Công trình chung cư các không gian sử dụng vừa phải ✓
Bề mặt truyền lực có tính liên tục ✓ ✓ ✓
Sự phân bố lưới cột có độ phức tạp cao ✓
Khả năng xoắn của công trình lớn ✓ ✓
Công trình có 23 tầng có chiều cao là 90.6m ✓ ✓
Công trình là nhà cao tầng chịu tải trọng ngang lớn ✓ ✓ Công trình ở TP Quy Nhơn có vùng gió và động đất tương đối lớn ✓ ✓ do an
Dựa trên kết quả phân tích, sinh viên đã lựa chọn hệ vách và lõi làm phương án kết cấu chịu tải ngang cho công trình Đồng thời, có thể thiết kế thêm hệ khung ở dưới khối đế để tạo không gian cho các phòng vui chơi, mua sắm bên dưới và thuận tiện cho khu vực để xe.
2.2.1.3 Phương án kết cấu móng
Hệ móng của công trình chịu tải trực tiếp từ toàn bộ trọng lượng của công trình Khi lựa chọn phương án móng, cần chú ý đến các đặc điểm quan trọng như loại đất, tải trọng công trình, và điều kiện môi trường xung quanh.
Địa chất công trình tại khu vực này có mức độ phức tạp không cao, chủ yếu bao gồm các lớp đất cát và sét xen kẽ Các lớp đất sét có độ cứng nhất định, trong khi đất cát có độ chặt vừa phải, tạo ra điều kiện địa chất công trình thuận lợi.
• Tải trọng truyền xuống: vì công trình là nhà cao tầng nên tải trọng truyền xuống móng lớn
• Sơ đồ cột, vách lõi: công trình có sự phân bố cột vách phức tạp và có 3 lõi thang máy nằm gần nhau
Hình 2 1: Mặt bằng vách lõi
Công trình có hai tầng hầm với độ sâu -8.1m, vì vậy sinh viên đã chọn phương án móng cọc khoan nhồi để đảm bảo khả năng chịu tải trọng hiệu quả.
2.2.2 Sơ bộ kích thước các cấu kiện của công trình 2.2.2.1 Chiều dày vách và lõi thang máy
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 thỏa t
• F Vach – Tổng diện tích vách chịu lực trên một sàn;
• F San – Tổng diện tích một sàn
→ Do đó sinh viên chọn chiều dày vách – lõi t = 300 mm.
Phương Anh Green Park lựa chọn phương án kết cấu dầm sàn theo phương ngang, vì thế chiều dày sàn được chọn dựa vào công thức kinh nghiệm:
Chọn tiết diện dầm sơ bộ theo công thức: d d d d
Chọn kích thước dầm tầng điển hình: ( b h ) ( = 300 600 mm ) do an
Hình 2 2: Mặt bằng dầm sàn vách tầng điển hình do an
TẢI TRỌNG VÀ TÁC ĐỘNG
TĨNH TẢI
Bảng 3 1: Tải các lớp cấu tạo sàn tầng điển hình
Vật liệu Trọng lượng riêng Chiều dày Tải trọng tiêu chuẩn
Sàn bê tông cốt thép 25 180 4.5 1.1 4.95
Tổng tĩnh tải hoàn thiện (không kể đến sàn BTCT) 1.22 - 1.586
Bảng 3 2: Tải các lớp cấu tạo sàn vệ sinh
Vật liệu Trọng lượng riêng Chiều dày Tải trọng tiêu chuẩn
Sàn bê tông cốt thép 25 180 4.5 1.1 4.95
Tổng tĩnh tải hoàn thiện (không kể đến sàn BTCT) 1.76 - 2.28
Tổng tĩnh tải 6.356 - 7.23 do an
3.1.2 Tải tường xây tác dụng lên dầm và sàn
Tải tường tác dụng lên sàn xác dịnh theo công thức: tuong t ( 2 ) q Q kN / m
• S – Diện tích ô sàn tầng điển hình ( m 2 );
• Q t = V t t – Trọng lượng tường tác dụng lên từng ô sàn (kN);
• V t = L t h t t – Thể tích tường đang xét, L t – Chiều dài tường xây (m); h t – Chiều cao tường xây; t – Chiều dày tường xây;
• t – Trọng lượng riêng gạch tường xây (kN/m 3 ).
Chú ý: Tải tưởng xây tác dụng lên dầm khi có tường đè lên dầm, tải tường xây không đè lên dầm thì được tính phân bố đều lên ô sàn
Bảng 3 3: Tải tường xây tác dụng lên dầm tầng điển hình
❖ Tải tường xây tác dụng lên sàn (ở đây tính cho sàn tầng điển hình kể cả kính ngăn):
HOẠT TẢI
Hoạt tải tiêu chuẩn tác dụng lên tòa nhà được xác định dựa theo TCVN 2737 – 1995
Tải trọng tạm thời là các tải trọng có thể không có trong 1 giai đoạn nào đó của quá trình xây dựng và sử dụng
Tải trọng tạm thời được chia làm 2 loại: tạm thời dài hạn, tạm thời ngắn hạn và được trình bày ở bảng dưới đây:
Bảng 3 4 : Giá trị hoạt tải theo TCVN 2737 – 1995
Giá trị tiêu chuẩn (kN/m 2 )
Hoạt tải tính toán (kN/m 2 )
7 Mái bằng có sử dụng 0.50 1.00 1.50 1.30 1.95 do an
8 Mái bằng không sử dụng 0.00 0.75 0.75 1.30 0.98
10 Sàn chịu tải trọng cây xanh, sân vườn 0.00 5.00 5.00 1.20 6.00
TẢI TRỌNG GIÓ
Theo TCVN 2737 – 1995 và TCXD 229 – 1999: Gió nguy hiểm nhất là gió tác động vuông góc với mặt đón gió
Tải trọng gió gồm 2 thành phần: Thành phần tĩnh và thành phần động
Tải trọng gió tĩnh được tính toán theo TCVN 2737 – 1995
Giá trị tiêu chuẩn thành phần tĩnh tại cao độ z j được tính theo công thức sau:
• W 0 – Giá trị tiêu chuẩn của áp lực gió tiêu chuẩn lấy theo bản đồ phân vùng trên lãnh thổ Việt Nam, lấy theo bảng 4 và mục 6.4.1 trong TCVN 2737 – 1995
• k zj – Hệ số tính đến sự thay đổi của áp lực gió theo độ cao lấy theo bảng 7 TCVN 2737 –
1995 hoặc lấy theo công thức A.23 trang 18, TCXD 229 – 1999 như sau:
• 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 c tổng cho cả mặt hút gió và đón gió: c = 0.8 0.6 1.4 + =
• Hệ số tin cậy của tải trọng gió: n 1.2 =
Công trình xây dựng ở thành phố Quy Nhơn, tỉnh Bình Định thuộc:
• Địa hình B – Địa hình tương đối trống trải, có một số vật cản cao không quá 10m
Gió tĩnh được tính toán theo công thức: W = W S kN j j ( ) Trong đó:
• W j – Áp lực gió tĩnh được tính toán bằng công thức trên ( kN / m 2 )
= – Diện tích mặt đón gió của từng tầng
• H j , H j-1 và L lần lượt là chiều cao tầng thứ j, j – 1 và bề rộng đón gió do an
Bảng 3 5: Kết quả tính toán thành phần tĩnh của tải trọng gió
STT Tầng H Z j Hệ số k zj L Xj L yj W Xj W Yj
3.3.2 Tải trọng gió động 3.3.2.1 Mô hình phân tích dao động
Theo TCXD 229 -1999, cần phải tính toán thành phần động của tải trọng gió tương ứng với dạng dao động đầu tiên, với tần số dao động riêng cơ bản thứ s phải tuân thủ bất đẳng thức quy định.
Giá trị f L phụ thuộc vào vùng áp lực gió và độ giảm lô ga Đối với vùng áp lực gió III.B và độ giảm lô ga = 0.3 trong công trình bê tông cốt thép, giá trị f L được xác định là 1.6 Hz.
Hình 3 1 : các dạng dao động riêng cơ bản của công trình
Hệ số Mass Source: 100% Tĩnh tải +50% Hoạt tải
Sử dụng phần mềm ETABS khảo sát dao động của công trình
3.3.2.2 Kết quả phân tích dao động
Bảng 3 6: Chu kỳ và % khối lượng tham gia dao động
TABLE: Modal Participating Mass Ratios
Case Mode Period Frequency UX UY RZ Sum
Modal 1 4.015 0.249 0.007400 0.3131 0.4357 0.0074 0.3131 0.5641 Modal 2 3.716 0.269 0.003200 0.3913 0.2997 0.0106 0.7044 0.7221 Modal 3 2.927 0.342 0.697600 0.0002 0.0108 0.7082 0.7046 0.7327 Modal 4 1.134 0.882 0.001500 0.0132 0.077 0.7097 0.7178 0.7333 Modal 5 0.945 1.058 0.000024 0.1244 0.0131 0.7097 0.8422 0.7333 Modal 6 0.718 1.393 0.137200 0.0001 0.0012 0.8469 0.8423 0.7613 Modal 7 0.55 1.818 0.000400 0.0022 0.0318 0.8473 0.8445 0.8180 Modal 8 0.414 2.415 0.000017 0.0433 0.0057 0.8473 0.8878 0.8291 Modal 9 0.337 2.967 0.002100 0.0019 0.0259 0.8494 0.8897 0.8303 Modal 10 0.324 3.086 0.020000 0.0001 0.0005 0.8694 0.8898 0.8634 Modal 11 0.306 3.268 0.000004 0.0023 0.0015 0.8694 0.8921 0.8696 Modal 12 0.291 3.436 0.025500 0.0001 0.0008 0.8949 0.8922 0.8949
Bảng 3 7: Các dạng dao động
Case Mode Period Frequency f N Đánh giá
→ Sử dụng Mode 1, 2, 3, 6 để tính toán gió động do an
Bảng 3 8: Khối lượng, tâm cứng, tâm khối lượng
Story Diaphragm Mass X Mass Y XCM YCM Cumulative X Cumulative Y XCCM YCCM
3.3.2.3 Tính toán thành phần động của tải trọng gió
Lưu đồ 3 2: Tính toán thành phần động của tải trọng gió
Ghi chú: Các bước tính toán cụ thể sẽ được trình bày ở phần phụ lục Kết quả tính toán
Bảng 3 9: Thông số tính toán khác cho các mode
Thông số Phương DD Dạng DD f i i i i
Bảng 3 10: Bảng tính gió động Mode 1
STT Tầng M j i 1X 1X W Fj y ji y ji W Fj y ji 2 M j W rjiX
- (Ton) - - - (kN) (m) (kN.m) (kN.m 2 ) (kN)
Bảng 3 11: Bảng tính gió động Mode 2
STT Tầng M j i 1X 1X W Fj y ji y ji W Fj y ji 2 M j W rjiX
- (Ton) - - - (kN) (m) (kN.m) (kN.m 2 ) (kN)
Bảng 3 12: Bảng tính gió động Mode 5
STT Tầng M j i 1X 1X W Fj y ji y ji W Fj y ji 2 M j W rjiX
- (Ton) - - - (kN) (m) (kN.m) (kN.m 2 ) (kN)
Bảng 3 13: Bảng tính gió động Mode 3
STT Tầng M j i 1X 1X W Fj y ji y ji W Fj y ji 2 M j W rjiX
- (Ton) - - - (kN) (m) (kN.m) (kN.m 2 ) (kN)
Bảng 3 14: Bảng tính gió động Mode 6
STT Tầng M j i 1X 1X W Fj y ji y ji W Fj y ji 2 M j W rjiX
- (Ton) - - - (kN) (m) (kN.m) (kN.m 2 ) (kN)
3.3.3 Kết quả tổng hợp tải trọng gió
Tải trọng gió được áp dụng tại tâm hình học của bề mặt đón gió, trong khi gió tĩnh và gió động được gán vào tâm khối lượng của các tầng công trình trong mô hình ETABS.
Gió động X(GDX) được tổ hợp như sau: GDX = GDX 1 2 + GDX 2 2 + + GDX 2 n
Gió động Y(GDY) được tổ hợp như sau: GDY = GDY 1 2 + GDY 2 2 + + GDY n 2
Tải trọng gió được tổ hợp theo TCVN 229 – 1999: 1 n ( ) d i 2 i 1
Bảng 3 15: Bảng tổng hợp tải trọng gió
GIÁ TRỊ TÍNH TOÁN CỦA TẢI TRỌNG GIÓ
BẢNG TỔNG HỢP GIÓ TĨNH BẢNG TỔNG HỢP GIÓ ĐỘNG TÂM HÌNH HỌC TÂM KHỐI LƯỢNG
WD Xj WD Yj X Y XCM YCM
- (kN) (kN) (kN) (kN) (kN) (kN) (kN) (kN) (kN) (m) (m) (m) (m)
ROOF 75.785 27.97 0.019 -0.0129 0.0194 0.022 -0.0143 0.02 0.03 32.15 30.15 32.22 30.70 TUM 224.25 82.77 36.1122 -17.486 36.1114 40.6097 40.6097 40.12 58.13 32.15 30.15 32.38 31.16 FLOOR 21 390.17 316.2 315.609 -133.72 368.202 414.068 414.068 342.77 582.69 30.7 30.15 33.18 30.18 FLOOR 20 459.79 496.58 301.65 -106.51 351.917 395.755 395.755 319.90 548.72 30.7 30.15 32.33 30.14 FLOOR 19 432.43 467.03 299.263 -84.531 349.132 314.098 314.098 310.97 483.26 30.7 30.15 32.34 30.14 FLOOR 18 429.40 463.76 299.263 -63.398 349.132 314.098 314.098 305.90 477.34 30.7 30.15 32.34 30.14 FLOOR 17 426.38 460.49 249.348 -42.259 349.079 314.05 314.05 252.90 473.00 30.7 30.15 32.34 30.14 FLOOR 16 423.36 457.23 249.309 -21.126 261.769 314.002 314.002 250.20 409.79 30.7 30.15 32.34 30.14 FLOOR 15 417.31 450.7 249.309 8.56672 261.769 314.002 314.002 249.46 408.99 30.7 30.15 32.34 30.14 do an
FLOOR 14 414.28 447.43 249.309 21.1263 261.769 235.502 235.502 250.20 353.26 30.7 30.15 32.34 30.14 FLOOR 13 408.24 440.9 199.442 42.2514 261.761 235.495 235.495 203.87 356.68 30.7 30.15 32.34 30.14 FLOOR 12 402.19 434.37 199.416 63.3691 261.728 235.465 235.465 209.24 362.28 30.7 30.15 32.34 30.14 FLOOR 11 399.16 431.1 199.41 84.4895 261.72 235.458 235.458 216.57 370.02 30.7 30.15 32.34 30.14 FLOOR 10 393.12 424.57 149.558 84.4895 174.48 156.972 156.972 171.77 260.88 30.7 30.15 32.34 30.14 FLOOR 9 387.07 418.04 149.558 105.612 174.48 156.972 156.972 183.09 274.52 30.7 30.15 32.34 30.14 FLOOR 8 381.02 411.51 149.558 105.612 174.48 156.972 156.972 183.09 274.52 30.7 30.15 32.34 30.14 FLOOR 7 371.95 401.71 99.7052 105.612 174.48 156.972 156.972 145.24 274.52 30.7 30.15 32.34 30.14 FLOOR 6 365.90 395.18 99.693 105.599 174.459 156.953 156.953 145.22 274.48 30.7 30.15 32.34 30.14 FLOOR 5 356.83 385.38 101.3 107.301 88.6354 79.7412 79.7412 147.56 187.47 30.7 30.15 32.37 30.07 FLOOR 4 454.02 490.34 102.824 108.916 89.9693 80.9412 80.9412 149.78 168.66 30.7 30.15 32.25 30.21 FLOOR 3 462.67 499.69 44.7182 75.7879 78.2552 70.4025 70.4025 88.00 146.70 30.7 30.15 30.60 29.74 FLOOR 2 342.72 370.14 51.4441 65.39 90.0252 80.9914 80.9914 83.20 149.79 30.7 30.15 30.60 30.11 FLOOR MID 290.30 313.53 47.7552 40.4674 30.7787 31.6749 31.6749 62.60 70.20 30.7 30.15 29.45 24.06 FLOOR 1 292.57 315.98 11.8998 27.7027 12.3572 15.0957 15.0957 30.15 27.01 30.7 24.75 28.00 29.70 do an
TẢI TRỌNG ĐỘNG ĐẤT
Các bước tính toán tải động đất:
• Xác định các đặc trưng;
• Xác định phổ thiết kế;
• Tổ hợp giá trị tải trọng động đất
Theo TCVN 9386-2012, mục 4.3.3.3, việc phân tích phổ phản ứng dạng dao động yêu cầu xem xét phản ứng của tất cả các dạng dao động có ảnh hưởng đáng kể đến phản ứng tổng thể của tòa nhà Để đảm bảo tính chính xác, cần thỏa mãn ít nhất một trong hai điều kiện đã được quy định.
➢ 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.
Phương pháp phân tích phổ phản ứng dao động là một kỹ thuật động lực học kết cấu, cho phép đánh giá phản ứng tổng thể của các công trình trước các dạng dao động khác nhau Phương pháp này có thể áp dụng cho mọi loại nhà, mang lại hiệu quả trong việc phân tích và thiết kế kết cấu chịu lực.
Phổ thiết kế S (T) d theo phương ngang
Phổ thiết kế S (T) d theo phương ngang được xác định bằng các biểu thức sau (mục 3.2.2.5 TCVN 9386 -2012) :
• S (T) : Phổ thiết kế theo chu kì T của dao động; d
• T : chu kì dao động của công trình;
• a g : gia tốc nền thiết kế ( a g = i a gR );
• T B : giới hạn dưới của chu kì, ứng với đoạn nằm ngang của phổ phản ứng gia tốc;
• T : giới hạn trên của chu kì, ứng với đoạn nằm ngang của phổ phản ứng gia tốc;
• T D : giá trị xác định điểm bắt đầu của phần phản ứng dịch chuyển không đổi trong phản ứng;
• : hệ số ứng với cận dưới của phổ thiết kế theo phương nằm ngang, = 0.2
Xác định lực cắt đáy ứng với từng Mode cơ bản i : F i = S (T ) M d i i,effx( y) Trong đó :
• M i,effx(y) : Khối lượng tham gia dao động của mode i theo phương X : i,effx j
Phân bố lực cắt đáy của mỗi mode theo phương ngang lên các tầng : ik bi ij j ij j y W
*Hệ số ứng xử q của kết cấu theo phương ngang
Theo TCVN 9386-2012, mục 5.2.2.2, giá trị giới hạn trên của hệ số ứng xử q để tính khả năng tiêu tán năng lượng cần được xác định cho từng phương thiết kế cụ thể.
• q : là giá trị cơ bản của hệ số ứng xử, phụ thuộc vào loại kết cấu và tính đều đặn của 0 nó theo mặt đứng;
• k : là hệ số phản ánh dạng phá hoại phổ biến trong hệ kết cấu có tường w
Hệ số k w được tính như sau :
• với hệ khung và hệ kết cấu hỗn hợp tương đương khung;
Hệ tường và hệ kết cấu hỗn hợp tương đương với tường và kết cấu dễ xoắn phải đảm bảo tỷ lệ (1 + α0) / 31 ≤ 1, nhưng không được nhỏ hơn 0.5 Trong đó, α = 0 và tỷ lệ này được tính bằng tổng chiều cao các tường (hwi) chia cho tổng độ dài các tường (lwi).
3.4.2 Phân tích dao động trong tính toán tải trọng động đất
Các điều kiện để áp dụng tính toán tải trọng động đất bằng phương pháp phân tích tĩnh lực ngang tương đương (Điều 4.3.3.2 TCVN 9386 – 2012):
• Có các chu kỳ dao động cơ bản T 1 theo hai hướng chính nhỏ hơn các giá trị sau:
(Với T C = 0.6 s ứng với loại đất nền C)
• Thỏa mãn những tiêu chí tính đều đặn theo mặt đứng (Mục 4.2.3.3 TCVN 9386 –
Với chu kỳ dao động T1 = 3.936 giây, công trình thiết kế không đáp ứng yêu cầu của phương pháp phân tích tĩnh lực ngang tương đương Vì vậy, việc áp dụng phương pháp phân tích phổ phản ứng dao động là một lựa chọn hợp lý.
Phần trăm khối lượng tham gia dao động theo các phương X, Y
Bảng 3 16: Phần trăm khối lượng tham gia dao động theo hai phương X, Y
Case Mode Period Frequency UX UY
Modal 20 0.118 8.47 0.02 0.0001 Điều kiện xác định số lượng mode được đưa vào tính toán theo mỗi phương (Mục 4.3.3.3.1 TCVN 9386 – 2012) (Chỉ cần thỏa mãn 1 trong 2 điều kiện bên dưới):
• Tổng khối lượng hữu hiệu của các 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
Với kết quả phân tích từ bảng trên, ta tính toán cho các mode với phương dao động sau:
Bảng 3 17: Bảng tính toán phương X, Y theo mode
Mode Mode 1 Mode 2 Mode 3 Mode 5 Mode 6
3.4.3 Tính toán động đất theo phương pháp phổ phản ứng dao động
Phương pháp phân tích phổ phản ứng dao động là một kỹ thuật động lực học kết cấu, áp dụng phổ phản ứng động lực để đánh giá ảnh hưởng của các dạng dao động đến phản ứng tổng thể của kết cấu.
Phương pháp phân tích phổ phản ứng là phương pháp có thể áp dụng cho tất cả các loại nhà
3.4.3.1 Gia tốc nền thiết kế
Theo TCVN 9386 – 2012, công trình được phân loại là công trình cấp I theo phụ lục F “Phân cấp, phân loại công trình xây dựng” Hệ số tầm quan trọng tương ứng với công trình cấp I được xác định là = I 1.25 theo phụ lục E “Mức độ và hệ số tầm quan trọng” Độ cản nhớt của công trình là = 5%.
Gia tốc nền thiết kế: a g = a gR = I 0.0941 1.25 = 0.11763g = 1.152 m / s ( 2 ) Động đất mạnh, a g = 0.11763g 0.08g
→ Cần phải tính toán và cấu tạo kháng chấn theo quy định TCVN 9386 – 2012
3.4.3.2 Cấp động đất (Phụ lục I, TCVN 9386 – 2012)
Theo phụ lục H TCVN 9386 – 2012, có gia tốc đỉnh a = 0.0941g.
Cấp động đất theo thang MSK – 64, phụ lục I của TCVN 9386 – 2012 công trình có cấp động đất là cấp VII
Căn cứ vào Bảng 3.1 “Các loại nền đất” TCVN 9386 – 2012, đất nền của công trình là nền đất loại C
Căn cứ Bảng 3.2 “Giá trị của các tham số mô tả các phổ phản ứng đàn hồi” TCVN 9386 –
2012, ta được các tham số: S = 1.15; T B = 0.2s; T C = 0.6s; T D = 2.0s.
3.4.3.4 Hệ số ứng xử các tác động của động đất theo phương ngang (Mục 5.2.2.2)
Theo TCVN 9386 – 2012, mục 5.2.2.2, giá trị giới hạn trên của hệ số ứng xử q để tính khả năng tiêu tán năng lượng cần được xác định riêng cho từng phương thiết kế.
Hệ kết cấu chịu lực của công trình là: Hệ kết cấu tường (không phải tường kép) & kết cấu không đều đặn trên mặt bằng Do đó:
• Hệ số k w đối với hệ tường, tường tương đương và hệ dễ xoắn:
Hệ số ứng xử q với tác động theo phương ngang của công trình: q = q k 0 w = = 3 2.22
3.4.3.5 Hệ số Mass Source (Mục 3.2.4, TCVN 9386 – 2012)
Công trình đang xét gồm các tác động chính là loại A (Bảng 3.4 TCVN 9386 – 2012) và các tầng được sử dụng đồng thời nên = 0.8 (Bảng 4.2 TCVN 9386 – 2012)
→ Hệ số Mass Source: 1TT + 0.8 0.3HT A
Tổng hợp các hệ số tính động đất
Bảng 3 18: Bảng tổng hợp các hệ số tính động đất Đại lượng Giá trị Đơn vị
Gia tốc nền thiết kế a g 0.9222 m / s 2
Hệ số tầm quan trọng I 1.15
Hệ số ứng xử theo phương ngang q 2.22
Giới hạn dưới của chu kỳ T B 0.2 s
Giới hạn trên của chu kỳ T C 0.6 s
Giá trị xác định điểm bắt đầu của phần phản ứng T D 2.0 s
3.4.3.6 Phổ thiết kế S d (T) theo phương ngang (Mục 3.2.2.2 – TCVN 9386 – 2012) 3.4.3.7 Lực cắt đáy
Kết quả tính toán lực cắt đáy
Bảng 3 19: kết quả lực cắt đáy với Mode1 (phương Y)
Giá trị phổ thiết kế, S d
% TGDD Lực cắt đáy Fb
Tầng Diaphragm W j y ij W T (Ton) y ij W j F i
Bảng 3 20: Kết quả lực cắt đáy với Mode 2 (Phương Y)
Giá trị phổ thiết kế, S d
% TGDD Lực cắt đáy Fb
Bảng 3 21: Kết quả lực cắt đáy với Mode 3 (phương X)
Giá trị phổ thiết kế, Sd (m/s 2 )
% TGDD Lực cắt đáy Fb (KN)
Tầng Diaphragm W j (Ton) y ij W T y ij W j F i
Bảng 3 22: Kết quả lực cắt đáy với Mode 5 (Phương Y)
Giá trị phổ thiết kế, Sd (m/s 2 )
% TGDD Lực cắt đáy Fb (KN)
Bảng 3 23: Kết quả lực cắt đáy với Mode 6 (Phương X)
Mode Chu kỳ dao động, T(s)
Giá trị phổ thiết kế, Sd (m/s 2 )
Lực cắt đáy Fb (KN)
F3 (kN) F6 (kN) F1 (kN) F2 (kN) F5 (kN)
TỔ HỢP TẢI TRỌNG
Bảng 3 25: Các loại tải trọng
Load Type Self Weight Multipler Note
TLBT DEAD 1 Trọng lượng bản thân
TTCT SUPER DEAD 0 Tĩnh tải các lớp cấu tạo sàn
TTTX1 SUPER DEAD 0 Tĩnh tải tường xây lên dầm
TTTX2 SUPER DEAD 0 Tĩnh tải tường xây lên sàn
HT1.2 LIVE 0 Hoạt tải ≥ 2kN/m 2
HT1.3 LIVE 0 Hoạt tải < 2kN/m 2
HTNH LIVE 0 Hoạt tải ngắn hạn
HTDH LIVE 0 Hoạt tải dài hạn
WX WIND 0 Tải trọng gió theo phương X
WY WIND 0 Tải trọng gió theo phương Y
DX SEISMIC 0 Tải trọng động đất theo phương X
DY SEISMIC 0 Tải trọng động đất theo phương Y
3.5.2 Các trường hợp tải trọng (Load Cases)
Bảng 3 26: Các trường hợp tải trọng
Name Load Case Type Scale Factor
TTTT 1.1(TLBT) + 1.3(TTCT) + 1.1(TTTX1) + 1.1(TTTX2)
HTNH - TC 1(HTNH) (Áp dụng cho sàn)
HTDH - TC 1(HTDH) (Áp dụng cho sàn)
Chú ý rằng trong bài viết này, giá trị tiêu chuẩn và giá trị tính toán của tải trọng gió được sinh viên sử dụng thông qua hai mô hình ETABS Sinh viên đã nhập trực tiếp các giá trị tiêu chuẩn và tính toán của tải gió vào hai mô hình, do đó hệ số tải gió được xác định là 1.
3.5.3 Các tổ hợp tải trọng (Load Combinations) 3.5.3.1 Tổ hợp tải trọng sàn
Bảng 3 27: Tổ hợp tải trọng sàn
CV-NH 1(TTTC)+1(HTNH - TC) thực hiện kiểm tra chuyển vị ngắn hạn, trong khi CV-DH 1(TTTC)+1(HTDH - TC) đảm nhiệm việc kiểm tra chuyển vị dài hạn Đối với kiểm tra chuyển vị toàn phần, CV-TP 1(TTTC)+1(HT-TC) là giải pháp tối ưu.
TINHTHEP 1(TTTT)+1(HT-TT) Tính toán cốt thép
3.5.3.2 Tổ hợp tải trọng cầu thang
Bảng 3 28: Tổ hợp tải trọng cầu thang
CV 1TTTC + 1HTTC Combo kiểm tra chuyển vị
TINHTOAN 1TTTT + 1HTTT Combo tính toán cốt thép
Chú ý: Đối với cầu thang TTTC và TTTT chỉ gồm tải trọng lượng bản thân và tĩnh tải các lớp hoàn thiện
3.5.3.3 Tổ hợp tải trọng khung – vách – lõi – dầm – móng
Bảng 3 29: Tổ hợp tải trọng khung – vách – lõi - móng
Name Type Load Name Note
TH1 ADD (TTTC) + (HT - TC)
Các tổ hợp cơ bản
TH2 ADD (TTTC) + (WX - TC)
TH3 ADD (TTTC) + (WY - TC)
TH4 ADD (TTTC) - (WX - TC)
TH5 ADD (TTTC) - (WY - TC)
The calculations for TH6 through TH10 involve the addition of TTTC and adjustments based on the values of HT, TC, WX, WY, and DX Specifically, TH6 and TH8 incorporate positive adjustments from WX and WY, respectively, while TH7 and TH9 include negative adjustments from the same variables TH10 features a different weighting for HT, using a coefficient of 0.3, while also adding the full value of DX These formulas highlight the relationships between the variables and their impact on the overall calculations.
Các tổ hợp đặc biệt
TH11 ADD (TTTC) + 0.3(HT - TC) - 1(DX) TH12 ADD (TTTC) + 0.3(HT - TC) + 1(DY) TH13 ADD (TTTC) + 0.3(HT - TC) - 1(DY)
CVD ADD TH2; TH3; TH4; TH5 Kiểm tra chuyển vị đỉnh, gia tốc đỉnh
CVLT ADD TH10; TH11; TH12; TH13 Kiểm tra chuyển vị lệch tầng
THBAO ENVE TH1,…,TH13 Tổ hợp bao
KIỂM TRA TRẠNG THÁI GIỚI HẠN II (TTGH II)
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 chống lật của công trình
Tỷ lê moment gây lật do tải trọng ngang phải thỏa điều kiện:
• M CL – Là moment chống lật công trình
• M GL – Là moment gây lật công trình
Công trình có chiều cao 90.6 (m), bề rộng 51 (m) Vì H 90.6 1.77 5
B = 51 = nên không cần kiểm tra điều kiện ổn định chống lật cho công trình.
KIỂM TRA GIA TỐC ĐỈNH
Chuyển động của công trình dưới tác động của gió được mô tả qua các đại lượng vật lý như vận tốc, gia tốc và tốc độ thay đổi của gia tốc Gió tạo ra chuyển động cho tòa nhà theo quy luật hình sin với tần số f gần như không đổi Khi thay đổi pha, các đại lượng này liên quan đến hằng số 2 f, với công thức v = π2fD và a = π(2f)².
Phản ứng của con người đối với tòa nhà là một quá trình tâm sinh lý phức tạp Khi vật chuyển động với vận tốc không đổi (v = const), con người không cảm nhận được chuyển động Tuy nhiên, khi có gia tốc (v const), con người bắt đầu nhận biết sự chuyển động Do đó, việc kiểm tra gia tốc đỉnh là cần thiết để đánh giá sự thoải mái của con người khi ở trong các tòa nhà cao tầng.
Tính gần đúng (bỏ qua cản), giá trị tính toán của gia tốc đỉnh cực đại sẽ được tính như sau:
• = 2 / T 1 – Với T 1 là chu kỳ dao động của mode đầu tiên, T 1 = 4.015 1/ s ; ( )
Gia tốc đỉnh cực đại f d max do mode dao động đầu tiên gây ra là 4 mm, với điều kiện kiểm tra gia tốc a = 39.18 mm/s², nằm trong giới hạn cho phép là a = 150 mm/s² Kết luận cho thấy gia tốc đỉnh đạt yêu cầu an toàn.
KIỂM TRA CHUYỂN VỊ ĐỈNH
Theo TCVN 5574 – 2018, khi phân tích kết cấu khung – vách của tòa nhà cao tầng bằng phương pháp đàn hồi, cần đảm bảo rằng chuyển vị ngang tại đỉnh kết cấu phải đáp ứng các điều kiện quy định.
= 500 Chỉ kiểm tra đối với những combo có tác dụng của tải trọng gió
Bảng 4 1: Kiểm tra chuyển vị đỉnh của công trình
Story Load Case Combo Direction Max Displacement
Với chiều cao công trình: H = 88.2 m ( ) tính từ tầng TUM xuống, chuyển vị đỉnh cho phép của công trình theo 2 phương X, Y đối với nhà nhiều tầng:
Kết luận: Chuyển vị đỉnh của công trình theo 2 phương X, Y nằm trong giới hạn cho phép.
KIỂM TRA CHUYỂN VỊ LỆCH TẦNG
Theo TCVN 9386 – 2012, để hạn chế chuyển vị ngang tương đối giữa các tầng của nhà có bộ phận bao che bằng vật liệu giòn gắn với kết cấu, yêu cầu d_r/h phải nhỏ hơn hoặc bằng 0.005.
Trong đó: là hệ số chiết giảm phụ thuộc vào tầm quan trọng của công trình, hệ số này được tra ở bảng sau:
Bảng 4 2: Hệ số chiết giảm
Phương Anh Green Park là công trình có tầm quan trọng là công trình cấp I, nên hệ số chiết giảm lấy bằng 0.5
Ta có thể xuất từ ETABS với tải trọng động đất theo phương X và Y tương ứng: Displace
→ Show Tables → Chọn Displacement → Displacement Data → Point Drift → Lấy dữ liệu từ cột Drift X và Y với giá trị lớn nhất tương ứng với từng tầng Với Drift X = d x /h và Drift Y = d y /h
Bảng 4 3: Bảng tính kiểm tra chuyển vị lệch tầng
STT Story Dr - X Dr - Y [ Check
→ Chuyển vị lệch tầng cho phép của công trình theo 2 phương X, Y: 0.01.
Kết luận: Chuyển vị lệch tầng công trình theo hai phương X, Y nằm trong giới hạn cho phép.
KIỂM TRA HIỆU ỨNG P - DELTA
Mục 4.4.2.2 TCVN 9386 – 2012 quy định, không cần xét tới các hiệu ứng bậc 2 ( P - ) nếu tại tất cả các tầng thỏa mãn điều kiện: = ( P TOT d / V r ) ( TOT h ) 0.1
• - Hệ số nhạy của chuyển vị ngang tương đối giữa các tầng;
• P TOT – Tải trọng đứng ở tại các tầng trên và kể cả tầng đang xét ứng với tải đóng góp vào khối lượng tham gia dao động;
• V TOT – Tổng lực cắt tầng do động đất gây ra;
• d r – Chuyển vị ngang thiết kế tương đối giữa các tầng;
Các điều kiện kiểm tra:
• 0.1: Không cần xét tới hiệu ứng bậc 2;
• 0.1 0.2 : Có thể lấy gần đúng các hiệu ứng bậc 2 bằng cách nhân với hế số
• Giá trị của hệ số không được vượt quá 0.3
Bảng 4 4: Bảng kiểm tra hiệu ứng P - Delta
STT Story P TOT V X V Y Dr-X Dr-Y q x q y [q] Check
THIẾT KẾ CẦU THANG BỘ ĐIỂN HÌNH
PHƯƠNG ÁN KẾT CẤU CẦU THANG
5.1.1 Lựa chọn phương án kết cấu
Quy trình thiết kế và thi công cầu thang hiện nay thường đơn giản, với bước nhịp thang và góc nghiêng tối ưu, giúp giảm thiểu diện truyền tải lên các cấu kiện khác Do đó, việc lựa chọn cầu thang dạng bản là hợp lý cho công tác tính toán thiết kế.
Hình 5 1: Mặt bằng kết cấu cầu thang
Với chiều cao tầng điển hình h = 3.6m , bước nhịp L 6m = chọn cầu thang 2 vế dạng bản để tính toán thiết kế
Cầu thang có 20 bậc, mỗi vế cao 1.8m gồm 10 bậc với kích thước bac bac h 180mm; b = 280mm Còn lại là bản chiếu nghỉ 1.2m và chiếu tới 2.28m
Chiều dày bản thang được chọn sơ bộ theo công thức:
→ Chọn chiều dày bản thang: h bt = 180 mm ( )
Bảng 5 1: Tổng hợp thông số kích thước cầu thang
Kích thước Giá trị Đơn vị
Chiều cao bậc thang 180 mm
Bề rộng bậc thang 280 mm
Chiều dày bản thang 180 mm Độ dốc 33 ( 0 )
5.1.2 Sơ đồ tính bản thang Nhận xét: Độ cứng tương đối giữa cấu kiện vách lớn hơn nhiều so với bản chiếu nghỉ và chiếu tới: h / h v th 3 Nhằm đảm bảo giữa bản chiếu nghỉ và cấu kiện vách thang làm việc ổn định, không bị nứt, không bị võng về sau, do đó chọn liên kết giữa bản chiếu nghỉ, bản chiếu tới và vách là liên kết ngàm
Hình 5 2: Sơ đồ tính cầu thang
TẢI TRỌNG VÀ TỔ HỢP TẢI TRỌNG
Bảng 5 2: Tải trọng các lớp cấu tạo bản chiếu nghỉ, chiếu tới
STT Các lớp cấu tạo cầu thang
g tc Hệ số vượt tải g tt
Tải trọng chưa tính đến bản BTCT 1.2 - 1.46
5.2.2 Tĩnh tải tác dụng lên bản nghiêng
• i - Khối lượng của lớp thứ i;
• n i - Hệ số tinh cậy của lớp thứ i;
Chiều dày tương đương của lớp thứ i theo phương bản nghiêng được ký hiệu là tdi Đối với các lớp vật liệu như gạch, đá hoa cương, đá mài và lớp vữa xi măng có chiều dày i, chiều dày tương đương được xác định theo công thức: b b td b.
= + Đối với bậc thang (xây bằng gạch hoặc đổ toàn khối bằng BTCT) có kích thước ( l , h b b )
, chiều dày tương đương xác định như sau: b td h cos
Bảng 5 3: Tải trọng các lớp cấu tạo thang bản nghiêng
STT Các lớp cấu tạo cầu thang
td g tc Hệ số vượt tải g tt
Tải trọng chưa tính đến bản BTCT 3.32 4.32
Theo TCVN 2737 – 1995, hoạt tải tác dụng lên bản thang: 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 )
• Bảng thang nghiêng: p = p tc cos = 3 0.8387 = 2.52 kN / m ( 2 )
(Mục 3.5 – Tổ hợp tải trọng - Chương 3)
TÍNH TOÁN CẦU THANG
Hình 5 3: Tĩnh tải và hoạt tải tác dụng lên cầu thang
Hình 5 4: Chuyển vị cầu thang Độ võng lớn nhất từ phần mềm là 1.267 (mm) < 25 (mm) → Bản thang thỏa điều kiện độ võng.
Hình 5 5: Moment và lực cắt cầu thang
Chọn lớp bê tông bảo vệ cầu thang a = 20mm; kích thước b = 1000mm; h = 180mm Tính toán giống như thép sàn: b 0
Hàm lượng cốt thép tính toán và bố trí thỏa điều kiện sau: s b min R
Bảng 5 4: Kết quả tính thép cầu thang
CẤU KIỆN VỊ TRÍ M (kN.m) h 0 (mm) m R A s (mm 2 )
THIẾT KẾ SÀN ĐIỂN HÌNH
TẢI TRỌNG TÁC DỤNG
Tải trọng tác dụng lên ô sàn được trình bày cụ thể trong Chương 3 (Tải trọng và tác động).
TỔ HỢP TẢI TRỌNG
(Mục 3.5 – Tổ hợp tải trọng – Chương 3)
6.3 MÔ HÌNH PHÂN TÍCH VÀ TÍNH TOÁN
Sử dụng phần mềm SAFE v12.3.1 để mô hình sàn và phân tích nội lực đối với mặt bằng tầng sàn điển hình
Hình 6 1: Kết quả sàn tầng điển hình
Kích thước sơ bộ dầm, sàn, vách:
• Kích thước dầm biên: 300x600mm.
6.3.1 Phân tích nội lực sàn
Hình 6 2: Biểu đồ màu moment M11
Hình 6 3: Biểu đồ màu moment M22
Hình 6 4: Dãy Strip sàn theo Layer A
Hình 6 5: Dãy Strip sàn theo Layer B
Hình 6 6: Moment Strip sàn theo Layer A
Hình 6 7: Moment Strip sàn theo Layer B
Hình 6 8: Biểu đồ màu ứng suất M max
Hình 6 9: Biểu đồ màu ứng suất M min
6.3.2 Kiểm tra chuyển vị ngắn hạn
Hình 6 10: Chuyển vị sàn do tải trọng
Theo TCVN 5574 – 2018, độ võng ngắn hạn của sàn kiểm tra phải tuân theo điều kiện f ≤ f_gh Với nhịp lớn nhất trong ô bản khoảng từ 6m đến 24m, độ võng giới hạn được quy định trong bảng M.1, Phụ lục M, có giá trị gh L f là 33.6mm.
Nhận xét: f max = 15.08 mm f gh = 33.6mm → Sàn thỏa điều kiện độ võng
Sử dụng bê tông B25: R b = 14.5(MPa) , thép CB400-V: R s = 350(MPa) Chiều cao làm việc của sàn: h 0 = − = h a 180 25 155mm − = Áp dụng công thức tính toán cốt thép đối với cấu kiện chịu uốn: b 0 m 2 m s b 0 s
Hàm lượng cốt thép tính toán và hàm lượng cốt thép bố trí phải thỏa điều kiện sau: s R b min max
Hàm lượng cốt thép từ yêu cầu chịu uốn, cắt theo TCVN 5574 – 2018
Với min = 0.1% , giá trị R được xác định theo công thức:
Trong đó: x R – Chiều cao giới hạn của vùng bê tông chịu nén;
= = = – Biến dạng tương đối cốt thép chịu kéo khi ứng suất bằng
= – Biến dạng tương đối của bê tông chịu nén khi ứng suất bằng R b , lấy theo các chỉ dẫn trong Mục 6.1.4.2 khi có tác dụng dài hạn của tải trọng
Kết quả tính toán cốt thép sàn
Kết quả tính được trình bày cụ thể ở phụ lục mục 3.1
Bảng 6 1: Kết quả tính toán thép sàn theo phương X
STRIP VỊ TRÍ M (kN.m) m A s (mm 2 ) Thép chọn
CSA1 ĐẦU -13.60 0.01 0.013 113.23 10 200 392.70 0.25 GIỮA 3.37 0.00 0.003 27.92 8 200 251.33 0.16 CUỐI -48.89 0.05 0.048 414.35 10 150 523.86 0.34 ĐẦU -71.11 0.07 0.071 609.65 10 100 785.40 0.51 GIỮA 24.07 0.02 0.023 201.41 8 200 251.33 0.16 CUỐI -80.39 0.08 0.080 692.69 10 100 785.40 0.51 ĐẦU -77.44 0.07 0.077 666.20 10 100 785.40 0.51 GIỮA 22.08 0.02 0.021 184.62 8 200 251.33 0.16 CUỐI -76.01 0.07 0.076 653.37 10 100 785.40 0.51 ĐẦU -77.04 0.07 0.077 662.58 10 100 785.40 0.51 GIỮA 21.23 0.02 0.021 177.38 8 200 251.33 0.16 CUỐI -81.85 0.08 0.082 705.80 10 100 785.40 0.51 ĐẦU -85.72 0.08 0.086 740.73 10 100 785.40 0.51 GIỮA 28.79 0.03 0.028 241.52 8 200 251.33 0.16 CUỐI -76.37 0.07 0.076 656.58 10 100 785.40 0.51
Bảng 6 2: Kết quả tính toán thép sàn theo phương Y
STRIP VỊ TRÍ M (kN.m) m As (mm 2 ) Thép chọn
KIỂM TRA CHUYỂN VỊ DÀI HẠN CHO SÀN
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 trong vùng chịu kéo khi có tải trọng tác động Vì vậy, khi tính toán độ võng của sàn, cần phải xem xét ảnh hưởng của sự hình thành vết nứt.
Bảng 6 3: Thông số vật liệu
Cấp bền Mác Cường độ tính toán Mô đun đàn hồi Cường độ chịu kéo
(KG/cm 2 ) R b (MPa) R bt (MPa) E b x10 -3 (MPa) R bt,ser (MPa)
Bảng 6 4: Thông số cốt thép
Loại cốt thép Cường độ tính toán Module
R s (MPa) R sc (MPa) R sw (MPa) E s (MPa)
Bảng 6 5: Dữ kiện cho việc kiểm tra hình thành vết nứt và độ võng dài hạn
Ký hiệu Giá trị Ý nghĩa b (mm) 4100 Bề rộng phần tử sàn h (mm) 180 Chiều cao sàn
D (mm) 10 Đường kính cốt thép n 42 Số thanh thép
Diện tích một thanh thép là 79 mm², với chiều rộng a là 25 mm Khoảng cách từ trọng tâm cốt thép đến bề mặt bê tông là 65 mm, trong khi khoảng cách từ trọng tâm cốt thép đến trọng tâm tiết diện h₀ là 155 mm Chiều cao làm việc của bê tông cần được xác định chính xác để đảm bảo hiệu quả trong thiết kế kết cấu.
s 0.0051 Hàm lượng cốt thép chịu kéo
6.4.1 Kiểm tra điều kiện hình thành vết nứt
Theo mục 8.2.2.1.1 TCVN 5574:2018 ta có điều kiện hình thành vết nứt là như sau:
M: là mô men uốn do ngoại lực đối với trục vuông góc với mặt phẳng tác dụng của mô men uốn và đi qua trọng tâm tiết diện ngang quy đổi của cấu kiện
M crc : là mô men uốn do tiết diện thẳng góc của cấu kiện chịu khi hình thành vết nứt, được xác định theo công thức (158), TCVN 5574:2018
Bảng 6 6: Bảng kiểm tra điều kiện hình thành vết nứt cho sàn
Ký hiệu/Công thức Giá trị Ý nghĩa
M (kNm) 120.6312 Moment uốn cần kiểm tra nứt
M = W R 47.7 Moment để hình thành vết nứt pl red
W = W 30768096 Môment kháng uốn của tiết diện đối với thớ bê tông chịu kéo ngoài cùng
1.3 Hệ số tính toán lấy bằng 1.3 red red / t
W = I 23667766 Moment kháng uốn đàn hồi của tiết diện quy đổi theo vùng chịu kéo của tiết diện
I = + I I + I 2085605500 Moment quán tính của tiết diện quy đổi của cấu kiện đối với trọng tâm của nó
I = bh mm 1992600000 Moment quán trình của bê tông
I s = n D + F d mm 13950825 Moment quán trính của tiết diện cốt thép chịu kéo s / b
= 6.7 Hệ số quy đổi cốt thép về bê tông
= A 88 Khoảng cách từ thớ bê tông chịu kéo nhiều nhất đến trọng tâm tiết diện quy đổi
S = S + S 66969500 Moment tĩnh của diện tích tiết diện quy đổi của cấu kiện đối với thớ bê tông chịu kéo nhiều hơn
S = A h mm 66420000 Moment tĩnh của diện tích tiết diện bê tông chịu kéo
S = n A a mm 82425 Moment tĩnh của cốt thép chịu kéo
A = A + A + A 759980 Diện tích của tiết diện ngang quy đổi của cấu kiện
A b = b h mm 738000 Diện tích tiết diện ngang của bê tông
A s = n F mm 3297 Diện tích tiết diện ngang của cốt thép chịu kéo
Với kết quả ta có: M = 120.6312( kNm ) M crc = 47.7( kNm ) → Vậy sàn có hình thành vết nứt
6.4.2 Xác định độ cong toàn phần của cấu kiện chịu uốn
Theo TCVN 5574:2018, mục 8.2.3.3.2, độ cong toàn phần của cấu kiện chịu uốn, chịu nén lệch tâm và chịu kéo lệch tâm đối với các cấu kiện có vết nứt trong vùng chịu kéo được xác định thông qua các công thức cụ thể.
Độ cong (1/r) 1 là kết quả của tác dụng ngắn hạn từ toàn bộ tải trọng, được sử dụng để tính toán biến dạng Trong khi đó, độ cong (1/r) 2 phản ánh tác động ngắn hạn của tải trọng thường xuyên và tạm thời kéo dài.
(1/r) 3 : là độ cong của tác dụng dài hạn của tải trọng thường xuyên và tạm thời dài hạn
Bảng 6 7: Bảng tính độ cong toàn phần của cấu kiện chịu uốn (vị trí số 1)
M (kNm) -132.2 -113.65 -113.65 Moment lấy tại vị trí tiết diện đang xét
D = E I 9157 8874 8315 Độ cứng chống uốn của tiết diện ngang quy đổi của cấu kiện
= 12333 12333 7708 Mô đun biến dạng quy đổi của bê tông
I = I + I + I 7.4E+08 7.2E+08 1.1E+09 Mô men quán tính của thiết diện ngang quy đổi
I = bx 3.4E+0.7 3.3E+07 5.8E+07 Moment quán tính của bê tông chịu nén
46 46 55 Chiều cao vùng bê tông chịu nén
= E 12.59 12.14 19.43 Hệ số quy đổi cốt thép về bê tông s, s red s
= 155216 149736 149736 Module biến dạng quy đổi của cốt thép chịu kéo
I = bh h − x 5.6E+07 5.7E+07 5.3E+07 Moment quán tính của cốt thép chịu kéo Vậy độ cong toàn phần tại vị trí thứ nhất là:
Để tính toán độ võng toàn phần của cấu kiện, sinh viên cần chia cấu kiện thành 6 phần bằng nhau theo chiều dài, từ đó xác định độ cong tại từng vị trí.
Bảng 6.8 tổng hợp kết quả độ cong của các vị trí còn lại, với các giá trị cụ thể như sau: Độ cong đoạn dầm số 1 (1/r) sup,L là -0.01530, đoạn dầm số 2 (1/r) sup,1L là 0.00795, đoạn dầm số 3 (1/r) sup,2L là 0.00822, đoạn dầm số 4 (1/r) sup,2r là 0.00691, đoạn dầm số 5 (1/r) sup,1r là -0.00948, đoạn dầm số 6 (1/r) sup,r là -0.01676, và độ cong đoạn dầm giữa nhịp (1/r) sup,c là 0.00822.
6.4.3 Kiểm tra độ vọng dài hạn cho sàn
Theo mục 8.2.3.2.2 TCVN 5574:2018, độ võng do biến dạng uốn gây ra được xác định theo công thức:
+ (1/r) sup,L và (1/r) sup,r : là độ cong của cấu kiện lần lượt ở gối trái và gối phải
Độ cong của cấu kiện tại các tiết diện đối xứng nhau i và i’ (i=i’) ở phía trái và phải của trục đối xứng (giữa nhịp) được biểu diễn bằng (1/r) sup,iL và (1/r) sup,ir.
+ (1/r) c : độ cong cấu kiện tại giữa nhịp
+ n là số chẵn các đoạn bằng nhau được chia từ nhịp, lấy không nhỏ hơn 6
Với chiều dài nhịp sàn là 8.8 (m), n=6 kết hợp với kết quả tính được ta có:
Độ võng giới hạn là: f u = l / 150 = 60( mm ) (xác định theo mục M.1.3 TCVN 5574:2018)
Độ võng dài hạn của sàn được xác định là f m = 50.97 mm, nhỏ hơn f u = 60 mm, cho thấy nó nằm trong giới hạn cho phép Kết quả tính toán chi tiết cho từng vị trí được trình bày trong phụ lục mục 3.2.
THIẾT KẾ KHUNG
THIẾT KẾ DẦM TẦNG ĐIỂN HÌNH (TCVN 5574 – 2018)
Chọn dầm tầng điển hình 20 để tính toán
Hình 7 1: Mặt bằng dầm tầng điển hình mo hình Etabs
Hình 7 2: Giá trị moment dầm tầng điển hình
7.1.2 Tính toán cốt thép dầm
Sinh viên chọn dầm B53 để tính toán chi tiết, các dầm còn lại sẽ trình bày ở phụ lục thuyết minh
Hình 7 3: Biểu đồ nội lực moment và lực cắt dầm B53
• Cốt thép nhịp moment dương M = 248.67 kN.m
Sử dụng bê tông B25: R b = 14.5(MPa) , thép CB400 – V: R s = 350(MPa) Chiều cao làm việc của dầm h 0 = − = h a 600 40 − = 560 mm ( ) Áp dụng công thức tính toán:
• Cốt thép gối moment âm M = -473.3 kN.m
• Hàm lượng cốt thép từ yêu cầu chịu uốn, cắt theo TCVN 5574 – 2018
Với min = 0.1% , giá trị R được xác định theo công thức:
Trong đó: x R – Chiều cao giới hạn của vùng bê tông chịu nén;
= = = – Biến dạng tương đối cốt thép chịu kéo khi ứng suất bằng
= – Biến dạng tương đối của bê tông chịu nén khi ứng suất bằng R b , lấy theo các chỉ dẫn trong Mục 6.1.4.2 khi có tác dụng dài hạn của tải trọng
❖ Tính toán cốt đai (Mục 8.1.3 TCVN 5574 – 2018)
Lực cắt lớn nhất trong dầm Q max = 85.4 kN ( )
• Kiểm tra ứng suất nén chính bụng dầm:
Q = kN Q = R bh = 0.3 14.5 = 730.8 kN (Thỏa) Trong đó:
Q max – Lực cắt trong tiết diện thẳng góc của cấu kiện; b1 0.3
= – Hệ số kể đến ảnh hưởng của đặc điểm trạng thái ứng suất của bê tông trong dải nghiêng
→ Không cần tăng tiết diện
• Khả năng chịu cắt của tiết diện
= – Hệ số kể đến ảnh hưởng của cốt thép dọc, lực bám dính và đặc điểm trạng thái ứng suất của bê tông nằm phía vết nứt xiên
C = 1000 mm – Hình chiếu vết nứt lớn nhất, giá trị C chọn với điều kiện h 0 C 2h 0
→ Nhận xét: Q max = 292.6 kN ( ) Q b = 148.2 kN ( ) , bê tông không đủ khả năng chịu lực cắt, cần phải tính toán cốt đai cho tiết diện
• Chọn thép đai 2 nhánh 8a100 có:
• Kiểm tra khả năng chịu cắt của bê tông và cốt đai
→ Nhận xét: Q max = 292.6 kN ( ) Q b + Q sw = 306.45 kN ( ) , cốt đai chọn thỏa
7.1.3 Cấu tạo kháng chấn đối với cốt đai
Theo mục 5.4.3.1.2 (TCVN 9386 – 2012), trong các dầm kháng chấn chính, phải bố trí cốt đai thỏa các yêu cầu:
• Đường kính d bw của các thanh cốt đai (tính bằng mm) không được nhỏ hơn 6
• Khoảng cách s của các vòng cốt đai (tính bằng mm) không được vượt quá:
Trong đó: h w – Chiều cao dầm;
( ) d bL = 18 mm – Đường kính thanh cốt dọc nhỏ nhất
• Cốt đai đầu tiên được đăt cách mút dầm không quá 50 (mm)
Hình 7 4 : Cốt thép ngang và cốt đai trong vùng tới hạn của dầm
Từ các yêu cầu tính toán và cấu tạo:
• Chọn bố trí 8a100 ở vùng kháng chấn chính lên hai đầu mút dầm
• Chọn bố trí 8a200 ở vùng giữa nhịp dầm
7.1.4 Tính toán đoạn neo, nối cốt thép 7.1.4.1 Neo cốt thép
Theo Mục 10.3.5.5 TCVN 5574 – 2018, chiều dài neo tính toán yêu cầu của cốt thép phải xem xét giải pháp cấu tạo vùng neo của cấu kiện, được xác định thông qua công thức: s,cal an 0,an s,ef.
• Neo cốt thép trong vùng chịu kéo:
• Neo cốt thép trong vùng chịu nén:
Theo TCVN 5574 – 2018, Mục 10.3.6.2 quy định rằng các mối nối cốt thép thanh chịu kéo hoặc chịu nén cần có chiều dài nối chồng tối thiểu không được nhỏ hơn giá trị chiều dài L lap, được xác định theo công thức: s,cal lap 0,an s,ef.
• Neo cốt thép trong vùng chịu kéo:
• Neo cốt thép trong vùng chịu nén:
7.1.5 Kết quả tính toán dầm tầng điển hình
Bảng 7.1: Bảng quy đổi tên dầm trong ETABS tương ứng với tên trong bản vẽ
X Label dầm etabs Dầm phương
DX3/1→DX5 DY11 DY6/3→DY6//3→
DX16 DX1→DX3/2→DX3/2→DX3/2→DX4 DY12 DY1→DY2
Bảng 7 1: Kết quả tính toán thép dầm tầng điển hình
B21 ĐẦU -18.0 0.01 0.01 0.92 322 - 11.40 0.68 GIỮA 15.0 0.01 0.01 0.77 318 - 7.63 0.45 CUỐI -31.5 0.02 0.02 1.63 322 - 11.40 0.68 B22 ĐẦU -147.3 0.11 0.11 7.97 322 - 11.40 0.68 GIỮA 103.3 0.08 0.08 5.49 318 - 7.63 0.45 CUỐI -116.7 0.09 0.09 6.23 322 - 11.40 0.68 B23 ĐẦU -118.7 0.09 0.09 6.35 322 - 11.40 0.68 GIỮA 70.1 0.05 0.05 3.67 318 - 7.63 0.45 CUỐI -150.9 0.11 0.12 8.18 322 - 11.40 0.68 B24 ĐẦU -154.1 0.11 0.12 8.36 322 - 11.40 0.68
CUỐI -107.4 0.08 0.08 5.71 322 - 11.40 0.68 B25 ĐẦU -76.7 0.06 0.06 4.03 322 - 11.40 0.68 GIỮA 79.6 0.06 0.06 4.19 318 - 7.63 0.45 CUỐI -15.7 0.01 0.01 0.81 322 - 11.40 0.68 B31 ĐẦU -286.2 0.21 0.24 16.58 325 218 19.82 1.18 GIỮA 62.1 0.05 0.05 3.24 318 - 7.63 0.45 CUỐI 4.1 0.00 0.00 0.21 325 - 14.73 0.88 B32 ĐẦU -224.8 0.16 0.18 12.61 325 - 14.73 0.88 GIỮA 139.6 0.10 0.11 7.53 318 - 7.63 0.45 CUỐI -205.8 0.15 0.16 11.44 325 - 14.73 0.88 B33 ĐẦU -215.5 0.16 0.17 12.04 325 - 14.73 0.88 GIỮA 117.6 0.09 0.09 6.28 318 - 7.63 0.45 CUỐI -241.4 0.18 0.20 13.66 325 - 14.73 0.88 Kết quả tính toán đầy đủ các dầm được trình bày ở phụ lục 4.4.
THIẾT KẾ VÁCH ĐƠN
Tính toán cốt thép cấu kiện vách trục A.Vật liệu sử dụng (Mục 2.1.4)
Hình 7 5: Mặt bằng vách P1, P2, P3, P4, P5, P6 và lõi thang P35, P36, P37 được chọn để tính toán
Hình 7 6: Mặt bằng vách và lõi thang được chọn tính toán từ Etabs
7.2.2 Lý thuyết tính toán (Phương pháp vùng biên chịu moment)
Sử dụng phương pháp vùng biên chịu momen để tính toán cho vách đơn
Phương pháp này tập trung vào ứng suất phân bố tại hai vùng biên đầu vách, trong đó cốt thép được bố trí tại các vùng biên nhằm chịu toàn bộ momen Lực dọc trục được giả định phân bố đều trên toàn bộ chiều dài của vách.
Hình 7 7: Sơ đồ nội lực tác dụng lên vách phẵng Bước 1 : Giả thuyết chiều dài B của vùng biên chịu momen
Xét vách chịu lực dọc trục N và momen uống trong mặt phẳng M y , momen này tương đương với 1 cặp ngẫu lực đặt ở hai vùng biên của vách
Bước 2 : Xác định lực kéo nén trong vùng biên l,r l,r w l r
− A : diện tích mặt cắt vách;
− A l,r : diện tích mặt cắt của vùng biên vách;
− B , l B r : chiều dài trái, phải của vùng biên
Bước 3 : Tính diện tích cốt thép chịu kéo, nén theo TCVN 5574-2018
Tính thép vùng biên như cột chịu nén đúng tâm
− Đối với vùng biên chịu nén (N>0): l,r b st sc
− Đối với vùng biên chịu kéo (N