Chung cư Tecco

1.3.4 Giải pháp kỹ thuật Hệ thống điện và chiếu sáng - Hệ thống điện sử dụng trực tiếp hệ thống điện thành phố, có bổ sung thêm hệ thống điện dự phòng nhằm đảm bảo cho tất cả các trang t

MỤC ĐÍCH CỦA ĐỒ ÁN

- Tổng hợp lại kiến thức 4 năm đại học tại Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh

- Rèn luyện tinh thần tự giác, làm việc độc lập và tinh thần nghiên cứu, tính toán một công trình xây dựng.

NHIỆM VỤ CỦA ĐỒ ÁN

- Tìm hiểu kiến trúc, thiết kế kết cấu và nền móng của chung cư Tecco

- Thuyết minh giới thiệu đề tài: vị trí, đặc điểm, quy mô, giải pháp kiến trúc, giải pháp kỹ thuật

- Phân tích kết cấu chịu tải trọng gió

- Xây dựng mô hình phân tích kết cấu

- Tính toán bố trí thép cho các cấu kiện như: dầm, sàn, vách,

- Thiết kế móng cho công trình.

PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

- Đồ án thực hiện dựa trên các lý thuyết và các kết quả thực nghiệm được căn cứ vào các tiêu chuẩn, tài liệu chuyên ngành như: sức bền vật liệu, cơ kết cấu, kết cấu bê tông cốt thép, cơ học đất, nền móng, kỹ thuật thi công,

- Các lý thuyết, giả thuyết, quan điểm thiết kế,…

- Các tiêu chuẩn, quy chuẩn, quy phạm hiện hành,…

- Ứng dụng các phần mềm: Etabs, Sap, Safe, Autocad, Word, Excel,…

KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC

- Báo cáo đồ án tốt nghiệp trong hai tập :

- Các bản vẽ thiết kế :

+ Bản vẽ kiến trúc: mặt bằng, mặt đứng, mặt cắt,

+ Bản vẽ bố trí thép sàn tầng điển hình

+ Bản vẽ bố trí thép khung

+ Bản vẽ các phương án móng.

KIẾN TRÚC (5%) CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN KIẾN TRÚC CÔNG TRÌNH

Mặt bằng

- Công trình có hình dạng gần như vuông, chiều rộng 37.2m và chiều dài 40m Diện tích tầng điển hình là 1488 m 2

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

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

Mặt bằng tầng điển hình

HÀ NH LANG HÀ NH LANG +6.800

SVTH : HUỲNH NHẬT TÂN - MSSV : 151491479 16

Mặt đứng

- Công trình gồm 1 tầng hầm, 15 tầng nổi

- Tầng hầm: -3.4m, tầng điển hình cao 3.4m và chiều cao tầng mái là 3.6m Tổng chiều cao tính từ mặt đất tự nhiên là 54.6 m

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

Hình 1-2 Mặt cắt công trình

Hệ thống giao thông

- Giao thông theo phương đứng: hệ thống thang bộ và thang máy, bao gồm 2 thang bộ, 2 thang máy chính và 2 thang máy chở hàng

- Giao thông theo phương ngang: hệ thông các hàng lang được bố trí giữa tòa nhà

- Thang máy bố trí đối xứng hai phương, dọc hành lang trung tâm, căn hộ bố trí xung quanh lõi phân cách bởi hành lang trung tâm nên khoảng di chuyển ngắn, rất tiện lợi, hợp ý và đảm bảo thông thoáng trong đi lại và thoát hiểm khẩn cấp.

KẾT CẤU (65%) CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ KẾT CẤU

Giải pháp kết cấu chịu lực theo phương đứng cho công trình

- Hệ kết cấu chịu lực theo phương đứng thì có nhiều loại như kết cấu cơ bản (khung, tường chịu lực, lõi cứng, ), kết cấu hỗn hợp (khung – giằng, vách – lõi, ống – lõi, ) và kết cấu đặc biệt (khung ghép, tầng cứng, dầm truyền, )

- Theo chỉ dẫn của TCVN 198-1997, yêu cầu khi thiết kế nhà cao tầng cùng với yêu cầu của công trình về công năng, thẩm mỹ, kinh tế Công trình lựa chọn hệ kết cấu chịu lực theo phương đứng là khung – lõi bê tông cốt thép

- Được tạo thành từ các cấu kiện dạng thanh như cột, dầm, liên kết cứng tại các nút tạo thành hệ khung không gian dọc theo các trục lưới cột trên mặt bằng nhà

- Nhiệm vụ chính của hệ khung là nhận tải trọng đứng từ các kết cấu ngang (dầm – sàn) sau đó truyền xuống móng Ngoài ra hệ khung còn tham gia chịu tải trọng ngang và tăng độ cứng tổng thể của công trình

- Hệ lõi gồm 04 lõi cứng bố trí trong mặt bằng nhà Nhiệm vụ chính của hệ lõi là tiếp nhận và chịu phần lớn tải trọng ngang tác dụng vào công trình

- Để phản ánh đúng sự làm việc của kết cấu, khi mô hình không gian cần kể đến sự giảm yếu của lõi do các lỗ cửa

Hình 1-1 Hệ khung và lõi trong kết cấu khung không gian của công trình

Giải pháp kết cấu chịu lực theo phương ngang cho công trình

- Việc lựa chọn giải pháp kết cấu sàn hợp lý là rất quan trọng quyết định tính kinh tế cho công trình Theo thống kê thì khối lượng bê tông sàn chiếm đến (30-40)% khối lượng bê tông công trình và trọng lượng bản thân bê tông dầm sàn là tải trọng tĩnh chính Công trình càng cao thì tải trọng tích lũy xuống các tầng dưới và móng càng lớn làm tăng chi phí móng, cột

- Ngày nay, các loại sàn dùng trong xây dựng rất đa dạng như: hệ sàn sườn truyền thống, sàn không dầm, sàn không dầm ứng lực trước, tấm panel lắp ghép, sàn bêtông Bubble Deck nhưng việc lựa chọn phương án sàn phải trên tiêu chí đáp ứng công năng sử dụng, tiết kiệm chi phí, thi công đơn giản, đảm bảo chất lượng kết cấu công trình,

- Đối với công trình trên, sinh viên lựa chọn tính toán sàn theo phương án sàn sườn truyền thống.

Giải pháp kết cấu cho phần ngầm

- Công trình có 1 tầng hầm, với chiều sâu của tầng hầm là -3.4 (m)

- Hệ móng tiếp nhận toàn bộ tải trọng từ bên trên công trình truyền xuống

- Với quy mô công trình như trên, sinh viên đề xuất tính toán móng: móng cọc khoan nhồi (móng đơn và móng lõi thang)

- Vật liệu xây dựng cần có cường độ cao, trọng lượng nhỏ, chống cháy tốt

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

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

- Vật liệu có giá thành hợp lý

- Trong lĩnh vực xây dựng công trình hiện nay chủ yếu sử dụng vật liệu thép hoặc bê tông cốt thép với các lợi thế như dễ chế tạo, nguồn cung cấp dồi dào Ngoài ra còn có các loại vật liệu khác được sử dụng như vật liệu liên hợp thép – bê tông (composite), hợp kim nhẹ… Tuy nhiên các loại vật liệu mới này chưa được sử dụng nhiều do công nghệ chế tạo còn mới, giá thành tương đối cao

 Từ các yếu tố trên sinh viên lựa chọn vật liệu xây dựng công trình là bê tông cốt thép cho cột, vách, dầm, sàn

Bê tông

Bảng 1-1 Thông số bê tông và cấu kiện sử dụng

Cấp độ bền Thông số vật liệu Kết cấu sử dụng

+ Rb : Cường độ chịu nén tính toán dọc trục của bê tông

+ Rbt : Cường độ chịu kéo tính toán dọc trục của bê tông

+ Eb : Mô đun đàn hồi ban đầu của bê tông khi nén và kéo

+ γ : Trọng lượng riêng của bê tông

Các thông số vật liệu bê tông được tra theo Bảng 13 và Bảng 17 trong tiêu chuẩn

Cốt thép

Bảng 1-2 Thông số cốt thép và cấu kiện sử dụng

Loại thép Thông số vật liệu Kết cấu sử dụng

Tất cả các cấu kiện

+ Rs : Cường độ chịu kéo tính toán của cốt thép

+ Rsc : Cường độ chịu nén tính toán của cốt thép

+ Es : Mô đun đàn hồi của cốt thép

Các thông số vật liệu thép được tra theo Bảng 21 và Bảng 28 trong tiêu chuẩn TCVN

CÁC YÊU CẦU VỀ CẤU TẠO ĐỐI VỚI KẾT CẤU THƯỜNG

Lớp bê tông bảo vệ

Đối với cốt thép dọc chịu lực (không ứng lực trước), chiều dày lớp bê tông bảo vệ cần được lấy không nhỏ hơn đường kính cốt thép và không nhỏ hơn (Mục 8.3 – TCVN

- Trong bản và tường có chiều dày trên 100mm : 15mm (20mm)

- Trong dầm và dầm sườn có chiều cao ≥ 250mm : 20mm (25mm)

+ Toàn khối khi có lớp bê tông lót : 35mm

+ Toàn khối khi không có lớp bê tông lót : 70mm

- Chiều dày lớp bê tông bảo vệ cho cốt thép đai, cốt thép phân bố và cốt thép cấu tạo cần được lấy không nhỏ hơn đường kính của các cốt thép này và không nhỏ hơn:

+ Khi chiều cao tiết diện cấu kiện nhỏ hơn 250mm: 10mm (15mm)

+ Khi chiều cao tiết diện cấu kiện từ 250mm trở lên: 15mm (20mm)

Các yêu cầu về cấu tạo cốt thép đai

 Cấu tạo cốt đai theo Mục 8.7.6 – TCVN 5574:2012, quy định: Ở vùng gần gối tựa một khoảng bằng ẳ nhịp khi cú tải trọng phõn bố đều, cũn khi cú lực tập trung – bằng khoảng cách từ gối tựa đến lực tập trung gần gối nhất, nhưng không nhỏ hơn ẳ nhịp, khi chiều cao tiết diện cấu kiện h, bước cốt thộp ngang lấy như sau :

Trên các phần còn lại của nhịp khi chiều cao tiết diện:

- Đường kính cốt thép đai: đai

, cốt đai cột phải được bố trí liên tục qua nút khung với mật độ như của vùng nút (Hình 1.2) (riêng đối với động đất mạnh ≥ 10mm)

- Trong phạm vi vùng nút khung từ điểm cách mép dưới của dầm một khoảng l 1 ( l 1 chiều cao tiết diện cột và ≥ 1/6 chiều cao thông thủy của tầng, đồng thời ≥

450 mm) phải bố trí cốt đai dày hơn Khoảng cách đai trong vùng này không lớn hơn 6 lần đường kính cốt thép dọc và cùng không lớn hơn 100 mm

- Nên sử dụng đai khép kín Tại các vùng nút khung nhất thiết phải sử dụng đai kín cho cả cột và dầm

Hình 1-2 Cấu tạo cột (a, b, c, d - một số loại cột có tiết diện khác nhau)

- Trong phạm vi 3hd (hd là chiều cao tiết diện bê tông của dầm) của dầm kể từ mép cột phải đặt các đai dầy hơn khu vực giữa dầm Khoảng cách giữa các đai không lớn hơn giá trị tính toán theo yêu cầu chịu lực cắt nhưng đồng thời phải ≤ 0.25hd và không lớn hơn 8 lần đường kính cốt thép dọc Trong mọi trường hợp khoảng cách này cũng không vượt quá 150 mm

- Tại khu vực giữa dầm (ngoài phạm vi nói trên), khoảng cách giữa các đai chọn ≤ 0.5hd và không lớn hơn 12 lần đường kính cốt thép dọc đồng thời không vượt quá

Hình 1-3 Cấu tạo dầm bê tông cốt thép L ≥ Lw/4

Yêu cầu về cấu tạo thép tại vị trí nút khung theo TCVN 198:1997

- Các nút khung, các nút liên kết giữa cột vách và dầm nối ở cách vách cứng hay lõi cứng là những vị trí tập trung nội lực lớn, nên ngoài việc bố trí các cốt thép chịu lực theo tính toán, cần đặt thêm cốt đai gia cường

Hình 1-4 Cấu tạo các nút khung

Neo và nối cốt thép

- Các thanh cốt thép dọc chịu kéo và chịu nén cần kéo dài thêm qua tiết diện vuông góc với trục dọc cấu kiện mà ở đó chúng được tính toán với toàn bộ cường độ tính toán, một khoảng không nhỏ hơn l an được xác định theo công thức : s an an an b l R d

  nhưng không nhỏ hơn l an  an d

- Các hệ số  an ,  an , an được tra trong Bảng 36 - TCVN 5574:2012 Đoạn neo và nối cốt thép có gờ (nhóm AIII, 10 , R s 365MPa ):

- Đoạn neo cốt thép không căng:

+ Chịu kéo trong vùng bê tông chịu kéo:

+ Chịu nén hoặc chịu kéo trong vùng bê tông chịu nén:

- Đoạn nối chồng cốt thép không căng:

+ Trong vùng bê tông chịu kéo:

+ Trong vùng bê tông chịu nén:

Bảng 1-3 Neo và nối cốt thép có gờ (Bảng 36 - TCVN 5574:2012) Điều kiện làm việc của cốt thép ωan Δλan λan lan

B30 lan (mm) lan chọn Đoạn neo cốt thép

Chịu kéo trong bê tông chịu kéo 0.7 11 20 250 26.03 40

Chịu nén hoặc kéo trong vùng chịu nén của bê tông 0.5 8 12 200 18.74 40

Trong bê tông chịu kéo 0.9 11 20 250 30.32 40 Trong bê tông chịu nén 0.65 8 15 200 21.96 40 Đoạn neo và nối cốt thép trơn (nhóm AI, 10, R s 225MPa ):

- Đoạn neo cốt thép không căng:

+ Chịu kéo trong vùng bê tông chịu kéo:

+ Chịu nén hoặc chịu kéo trong vùng bê tông chịu nén:

- Đoạn nối chồng cốt thép không căng:

+ Trong vùng bê tông chịu kéo:

+ Trong vùng bê tông chịu nén:

Bảng 1-4 Neo và nối cốt thép trơn (Bảng 36 - TCVN 5574:2012) Điều kiện làm việc của cốt thép ωan Δλan λan lan

B30 lan (mm) lan chọn Đoạn neo cốt thép

Chịu kéo trong bê tông chịu kéo 1.2 11 20 250 27 40

Chịu nén hoặc kéo trong vùng chịu nén của bê tông 0.8 8 15 200 18.6 40

Trong bê tông chịu kéo 1.55 11 20 250 31.5 40 Trong bê tông chịu nén 1 8 15 200 21.2 40

NGUYÊN TẮC TÍNH TOÁN TẢI TRỌNG

Khi thiết kế, tính toán kết cấu một công trình cần quan tâm đến 2 đặc trưng cơ bản của tải trọng là tải trọng tính toán và tải trọng tiêu chuẩn Tải trọng tính toán dùng để tính với trạng thái giới hạn thứ nhất (trạng thái giới hạn về cường độ), tải trọng tiêu chuẩn dùng để tính với trạng thái giới hạn thứ hai (trạng thái giới hạn sử dụng).

Hệ số vượt tải n

- Tải trọng tính toán và tải trọng tiêu chuẩn có mối quan hệ thông qua hệ số vượt tải (hệ số độ tin cậy)

- Khi tính toán theo 2 trạng thái giới hạn cường độ và ổn định, hệ số vượt tải được lấy theo các mục 3.2, 4.2.2, 4.3.3, 4.4.2, 5.8, 6.3 trong TCVN 2737:1995

- Khi độ bền mỏi lấy bằng 1 (2.2.1.2 – TCVN 2737:1995)

- Khi tính toán theo biến dạng và chuyển vị lấy bằng 1 nếu tiêu chuẩn thiết kế kết cấu và nền móng không đề ra các giá trị khác (2.2.1.3 – TCVN 2737:1995).

Phân loại tải trọng

Tải trọng được phân thành tải trọng thường xuyên và tải trọng tạm thời (dài hạn, ngắn hạn và đặc biệt) tùy theo thời gian tác dụng của chúng

- Là các tải trọng tác dụng không biến đổi trong quá trình xây dựng và sử dụng công trình

- Là khối lượng của các bộ phận công trình gồm khối lượng các kết cấu chịu lực và các kết cấu bao che

- Là tải trọng có thể không có trong một giai đoạn nào đó của quá trình xây dựng và sử dụng

- Bao gồm: tải trọng tạm thời dài hạn, tải trọng tạm thời ngắn hạn và tải trọng đặc biệt

+ Tải trọng tạm thời dài hạn: khối lượng vách ngăn tạm thời; khối lượng các thiết bị cố định; tác động của biến dạng nền kèm theo sự thay đổi cấu trúc của đất; tác động do thay đổi độ ẩm, co ngót và từ biến của vật liệu

+ Tải trọng tạm thời ngắn hạn: khối lượng người; vật liệu sửa chữa; tải trọng sinh ra khi chế tạo, vận chuyển, xây lắp và tải trọng gió

+ Tải trọng đặc biệt: tải trọng do động đất, sóng thần, nổ bom

Các giả thiết tính toán

- Sàn được xem là tuyệt đối cứng trong mặt phẳng của nó

- Biến dạng dọc trục của sàn dầm được bỏ qua

- Chuyển vị ngang của mọi điểm trên sàn là như nhau

- Công trình được xem là ngàm vào móng tại vị trí mặt trên của đài móng.

Phương pháp phân tích kết cấu

- Khi tính toán cả công trình, do khối lượng công việc cần giải quyết từ việc tính toán xác định nội lực, chuyển vị, đặc trưng động học công trình là rất lớn, không thể giải quyết bằng tính toán thủ công Do đó cần đến sự trợ giúp của các phần mềm, trong phạm vi đồ án sinh viên áp dụng các phần mềm viết theo phương pháp phần tử hữu hạn

- Phương pháp phần tử hữu hạn được sử dụng phổ biến hiện nay Phương pháp có các nội dung cơ bản nhất như sau :

+ Phân tích phần tử hữu hạn là giải quyết kết cấu phức tạp bất kỳ chịu tải bất kỳ bằng cách chia các hình dạng phức tạp thành những hình dạng đơn giản và nhỏ hơn

+ Hình dạng mỗi phần tử được định nghĩa bởi các nút của nó

+ Phản ứng của mỗi phần tử được xác định dựa vào bậc tự do thể hiện ở các nút

+ Ứng xử của toàn bộ hệ kết cấu được xác định bằng cách ghép toàn bộ các phần tử nhỏ vào một phương trình với bậc tự do của mỗi điểm là chưa xác định Những phương trình này được giải bằng kỹ thuật ma trận

Phần mềm sử dụng tính toán

Bảng 1-5 Tổng hợp các phần mềm dùng để tính toán

- Phân tích dao động cho hệ công trình

- Kiểm tra ổn định tổng thể cho công trình khi chịu tác động của tải trọng gió và động đất

- SAFE v.12 - Kiểm tra độ võng sàn

- Giải nội lực cho cấu kiện sàn và móng

- SAP v.14 - Tính toán cầu thang, bể nước.

Các yêu cầu cơ bản khi tính toán

- Kết cấu bê tông cốt thép phải thỏa mãn những yêu cầu về tính toán theo độ bền (các trạng thái giới hạn thứ nhất) và đáp ứng điều kiện sử dụng bình thường (các trạng thái giới hạn thứ hai)

TÍNH TOÁN VÀ KIỂM TRA ỔN ĐỊNH TỔNG THỂ CÔNG TRÌNH

Vật liệu sử dụng

Các thông số vật liệu được cho ở Chương 1

Mặt bằng kết cấu dầm sàn

Hình 2-1 Mặt bằng kết cấu dầm sàn tầng điển hình

2.1.3 Sơ bộ kích thước các cấu kiện

Sơ bộ tiết diện vách lõi

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

F  f F , trong đó: F st : diện tích sàn từng tầng (m 2 ) f v 1 0.015

- Chiều dày vách đổ toàn khối: (150 ; 1 ) v 20 t b  mm h , với ht : là chiều cao tầng (mm)

- Bề rộng dầm gác vào vách lõi là 300mm, nên chọn sơ bộ chiều dày vách lõi là: vl 300 b  mm

Hình 2-2 Mặt bằng cột vách tầng điển hình

Sơ bộ chiều dày sàn dầm h s = 𝐷

→ Chọn chiều dày sàn dầm: h s = 150(𝑚𝑚)

Sơ bộ kích thước dầm

- Vì chiều cao tầng bị hạn chế nên chiều cao dầm bị khống chế ở mức tối đa là 700mm

- Sơ bộ cho một dầm điển hình, các dầm khác được sơ bộ tương tự

→ Chọn b dc 300mm Ta có kích thướt dầm chính: b dc h dc 300 700 mm

+ Dầm phụ : chọn kích thước dầm phụ b dc h dc 300 500 mm

Bảng 2-1 Thống kê tiết diện dầm

Dầm chính b (mm) h (mm) Dầm phụ b( mm) h (mm)

Sơ bộ tiết diện cột

- Công trình có mặt bằng tương đối đối xứng, do đó chỉ xác định tiết diện sơ bộ dựa trên cột có diện truyền tải sàn là lớn nhất của hai cột là cột giữa và cột biên

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

 R (Theo sách “Tính toán tiết diện cột BTCT” – GS Nguyễn Đình

+ N : lực nén, được tính toán gần đúng như sau: N m qF s s

+ q 1 1.6 ( /T m 2 )tải trọng tương đương trên mỗi mét vuông mặt sàn trong đó bao gồm tải trọng thường xuyên và tạm thời trên bản sàn, trọng lượng dầm, tường, cột đem tính ra phân bố đều trên sàn

+ Fs : diện tích mặt sàn truyền tải trọng lên cột đang xét (m 2 )

+ ms : số sàn phía trên tiết diện đang xét (kể cả mái)

+ k = 1.2 ÷ 1.5: hệ số xét đến ảnh hưởng của mô men uốn, hàm lượng cốt thép, độ mảnh cột Cột giữa nhà chọn k = 1.1; cột biên chọn k = 1.3; cột góc chọn k 1.5

+ Rb : cường độ chịu nén tính toán của bê tông: Rb = 17MPa = 1700T/m 2

- Để cân bằng về khả năng chịu lực và thuận lợi về mặt thi công, tính từ dưới lên trên ta phân tiết diện cột thành 4 nhóm Việc thay đổi tiết diện cột cần tuân theo nguyên tắc sau (2.5.4 – TCVN 198:1997):

+ Độ cứng và cường độ của kết cấu nhà cao tầng theo phương đứng cần được thiết kế đều hoặc thay đổi giảm dần lên phía trên, tránh thay đổi đột ngột

+ Độ cứng của kết cấu ở tầng trên không nhỏ hơn 70% độ cứng của kết cấu ở tầng dưới kề nó Nếu 3 tầng giảm độ cứng liên tục thì tổng mức giảm không vượt quá 50%

Bảng 2-2 Bảng sơ bộ kích thước tiết diện cột biên C1

Tầng Fs (m 2 ) q (T/m 2 ) ms Ni (T) k Att (m 2 ) Tiết diện chọn b (mm) h (mm) Achọn (m 2 ) Mái 37.2 1.2 1 44.64 1.3 0.040

Bảng 2-3 Bảng sơ bộ kích thước tiết diện cột giữa C3

Tầng Fs (m 2 ) q (T/m 2 ) ms Ni (T) k Att (m 2 ) Tiết diện chọn b (mm) h (mm) Achọn (m 2 )

Bảng 2-4 Bảng sơ bộ kích thước tiết diện cột góc C2

Tầng Fs (m 2 ) q (T/m 2 ) ms Ni (T) k Att (m 2 ) Tiết diện chọn b (mm) h (mm) Achọn (m 2 )

Bảng 2-4 Tổng hợp tiết diện cột

Tầng Tiết diện bxh (mm 2 )

Cột biên C1 Cột giữa C3 Cột góc C2

TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN CÔNG TRÌNH

Bảng 2-5 Các trường hợp tải trọng tác dụng lên khung

DL Trọng lượng bản thân kết cấu

DLS Trọng lượng bản thân các lớp hoàn thiện

WL Trọng lượng tường xây

WX Tải trọng gió tĩnh và gió động theo phương X

WY Tải trọng gió tĩnh và gió động theo phương Y

EX Tải trọng động đất theo phương X

EY Tải trọng động đất theo phương Y

2.2.1 Tải trọng bản thân (DL) và tĩnh tải sàn, tường (DLS + WL)

Tải trọng bản thân (DL)

- Trọng lượng riêng bê tông nặng là 25 kN/m 3 , hệ số tin cậy n = 1.1;

- Trọng lượng kết cấu thép: 78.50 kN/m 3 , hệ số tin cậy n = 1.1;

- Trọng lượng của nước: 10 kN/m 3 , hệ số tin cậy n = 1.0;

- Tải trọng bản thân của công trình sẽ tùy thuộc vào kích thước hình học của từng cấu kiện và phần mềm kết cấu tự động tính toán phần tải trọng bản thân

Tĩnh tải các lớp cấu tạo sàn và tường (DLS + WL)

Chiều dày của các lớp cấu tạo sàn căn cứ vào bản vẽ kiến trúc; hệ thống kỹ thuật đường ống, thiết bị điện, hệ thống lạnh căn cứ vào bản vẽ M&E; hệ số tin cậy căn cứ theo TCVN 2737 – 1995 Tùy thuộc vào công năng sử dụng của từng ô sàn, tĩnh tải sàn được chia làm các loại tải trọng như sau: a) Sàn tầng hầm

Bảng 2-6 Tải trọng các lớp cấu tạo sàn hầm

Các lớp cấu tạo sàn Chiều dày

Cán vữa bê tông đá mi dày 50mm

Tải trọng với hệ số vượt tải trung bình n = 1.2 1.250 1.2 1.500 b) Sàn khu vực hành lang, sảnh tầng (các tầng)

Bảng 2-7 Tải trọng các lớp cấu tạo sàn hành lang

Các lớp cấu tạo sàn

Tải trọng với hệ số vượt tải trung bình n = 1.2 1.432 1.2 1.718 c) Sàn khu thương mại, dịch vụ

Bảng 2-8 Tải trọng các lớp cấu tạo sàn thương mại, dịch vụ

Tải trọng với hệ số vượt tải trung bình n = 1.2 1.482 1.2 1.778 d) Sàn căn hộ điển hình

Bảng 2-9 Tải trọng các lớp cấu tạo sàn căn hộ

Tải trọng với hệ số vượt tải trung bình n = 1.2 1.274 1.2 1.529 e) Ban công tầng điển hình

Bảng 2-10 Tải trọng các lớp cấu tạo sàn ban công

Lớp vữa lót tạo dốc và lát gạch 4.0 18 0.720 1.3 0.936

Tải trọng với hệ số vượt tải trung bình n = 1.2 1.774 1.2 2.129 f) Sàn tầng kỹ thuật (sàn sân thượng)

Bảng 2-11 Tải trọng các lớp cấu tạo sàn tầng kỹ thuật

Lớp vữa lót tạo dốc 8.0 18 1.440 1.3 1.872

Tải trọng với hệ số vượt tải trung bình n = 1.2 3.200 1.2 3.840

SVTH : HUỲNH NHẬT TÂN - MSSV : 15149179 39 g) Sàn khu vệ sinh (toàn bộ công trình)

Bảng 2-12 Tải trọng các lớp cấu tạo sàn khu vệ sinh

Tải trọng với hệ số vượt tải trung bình n = 1.2 1.627 1.2 1.952 h) Sàn mái

Bảng 2-13 Tải trọng các lớp cấu tạo sàn mái

Tải trọng với hệ số vượt tải trung bình n = 1.2 3.200 1.2 3.840 i) Cầu thang

Bảng 2-14 Tải trọng các lớp cấu tạo cầu thang

Chiều cao trung bình bậc thang Bê tông 10.0 25 2.500 1.2 3.000

SVTH : HUỲNH NHẬT TÂN - MSSV : 15149179 40 j) Tải trọng tường bao gồm các lớp vữa trác và vữa xây

Bảng 2-15 Tải trọng tường (lớp vữa trát và vữa xây)

Tường gạch đất nung và Gạch xi măng

180mm + 30mm (tường, vữa) 3.30 h ht = h - hb,s 1.1 3.30 x h t x 1.1

180mm + 30mm (tường, vữa, tường 15% lỗ trống)

Khung nhôm kính và lan can và louver 0.40 h ht = h - hb,s 1.1 0.4 x h t x 1.1

- Tường xây trực tiếp trên sàn được qui về tải phân bố đều trên dầm ảo gán trong Model Etabs, vị trí tường xây trên model Etabs khớp với vị trí tường trong bản vẽ kiến trúc

2.2.2 Hoạt tải – Live load (LL)

- Hoạt tải tác dụng lên công trình căn cứ theo TCVN 2737 – 1995 và công năng từng khu vực công trình, giá trị hoạt tải cho từng khu chức năng như sau:

Chức năng các phòng của công trình

Hoạt tải tiêu chuẩn (kN/m 2 )

Hoạt tải dài hạn (kN/m 2 )

Hoạt tải ngắn hạn (kN/m 2 )

Hoạt tải tính toán (kN/m 2 )

- Phòng kỹ thuật tòa nhà, kho 7.500 7.500 0 1.2 9.000

- Sàn tầng 1, phòng sinh hoạt cộng đồng 4.000 1.400 2.600 1.2 4.800

- Sảnh, hành lang, cầu thang tầng căn hộ 3.000 1.000 2.000 1.200 3.600

- Sàn sân thượng đặt bồn nước, cột nước 1.8m 18.000 18.000 0 1.2 21.600

2.2.3 Xây dựng mô hình và xác định tần số dao động riêng

Hình 2-3 Mô hình khung không gian

Bài toán động Điểm khác nhau giữa bài toán động với bài toán tĩnh:

- Tải trọng động thay đổi theo thời gian về độ lớn, phương, chiều và điểm đặt lên công trình dẫn đến sự thay đổi về ứng xử của công trình Vì vậy kết quả phân tích các giá trị cần biết của kết cấu về nội lực và chuyển vị là những giá trị có hàm theo biến thời gian

- Vì kết cấu có khối lượng nên khi chuyển động có gia tốc sẽ phát sinh lực quán tính

Do đó phải kể đến lực quán tính trong phương trình tính toán

Các giả thuyết khi tính toán bài toán động

- Sàn tuyệt đối cứng trong mặt phẳng của nó

- Khối lượng toàn bộ của một tầng được tập trung tại một điểm và đặt tại cao trình sàn

- Sơ đồ tính được chọn là hệ thanh công xôn có hữu hạn điểm tập trung khối lượng

Hình 2-4 Sơ đồ tính toán động học với n khối lượng tập trung

- Vì công trình nhà cao tầng có nhiều điểm tập trung khối lượng, việc tính toán trở nên phức tạp nên sử dụng phần mềm Etabs để xác định các dạng dao động riêng, chu kỳ và tần số dao động của công trình

Tính toán các dạng dao động riêng

2.2.3.4.2 Khai báo sàn tuyệt đối cứng trong mặt phẳng ngang

Hình 2-5 Khai báo sàn tuyệt đối cứng

2.2.3.4.3 Khai báo hệ số chiết giảm khối lượng

- Theo Mục 3.2.4 - TCXD 229:1999, khi kể đến các khối lượng chất tạm thời trên công trình trong việc tính toán động lực tải trọng gió, cần đưa vào hệ số chiết giảm khối lượng

- Theo Bảng 1 - TCXD 229:1999, đối với các công trình dân dụng, hệ số chiết giảm khối lượng chất tạm thời trên công trình lấy bằng 0.5

→ Khối lượng tham gia dao động: 100% (D+SD) + 50%L

Hình 2-6 Khai báo thành phần khối lượng tham gia dao động 2.2.3.4.4 Các dạng dao động thường xảy ra đối với công trình nhà cao tầng

Hình 2-7 Các dạng dao động cơ bản

Tải trọng ngang do gió

- Theo TCVN 2737-1995, tải trọng gió tác dụng lên công trình bao gồm hai thành phần chính như sau:

+ Thành phần tĩnh của tải trọng gió

+ Thành phần động của tải trọng gió

- Tải trọng gió tĩnh luôn luôn được tính toán cho mọi công trình Tải trọng gió động được xét đến khi công trình có độ cao H lớn hơn 40m;

- Theo tiêu chuẩn TCVN 2737-1995, công trình xây dựng trong thành phố nên dạng địa hình áp dụng thiết kế là địa hình dạng B;

- Chiều cao tối đa của công trình từ vĩa hè hoàn thiện là H = 54.6 m, vì vậy tải trọng gió tác dụng lên công trình bao gồm thành phần tĩnh và động của tải trọng gió

Trình tự tính toán thành phần tĩnh và động của tải trọng gió như sau:

SVTH : HUỲNH NHẬT TÂN - MSSV : 15149179 45 a) Xác định thành phần tĩnh của tải trọng gió:

- Công thức xác định tải trọng gió tĩnh: W W    0 k c

+ : áp lực gió tĩnh tại cao trình z

+ : áp lực gió theo khu vực

+ : hệ số tính đến sự thay đổi của áp lực gió theo độ cao

Theo TCVN 2737-1995, công trình xây dựng tại Quận 1, TP Hồ Chí Minh thuộc vùng áp lực gió II.A Theo Bảng 4 và mục 6.4.1 TCVN 2737-1995, xác định được giá trị W0

Công trình có chiều cao lên tới 54.6 m và cao hơn hẳn các công trình lân cận nên đơn vị tư vấn thiết kế chọn dạng địa hình B để tính toán tải trọng gió, hệ số thay đổi theo chiều cao k được tra theo bảng 5 (trang 22 TCVN 2737-1995);

 Xác định hệ số khí động c:

Theo TCVN 2737-1995, hệ số khí động c được xác định theo hình dạng của tòa nhà được qui định trong bảng 6 của tiêu chuẩn, mặt phẳng thẳng đứng:

Tải trọng bản thân (DL) và tĩnh tải sàn, tường (DLS + WL)

Tải trọng bản thân (DL)

- Trọng lượng riêng bê tông nặng là 25 kN/m 3 , hệ số tin cậy n = 1.1;

- Trọng lượng kết cấu thép: 78.50 kN/m 3 , hệ số tin cậy n = 1.1;

- Trọng lượng của nước: 10 kN/m 3 , hệ số tin cậy n = 1.0;

- Tải trọng bản thân của công trình sẽ tùy thuộc vào kích thước hình học của từng cấu kiện và phần mềm kết cấu tự động tính toán phần tải trọng bản thân

Tĩnh tải các lớp cấu tạo sàn và tường (DLS + WL)

Chiều dày của các lớp cấu tạo sàn căn cứ vào bản vẽ kiến trúc; hệ thống kỹ thuật đường ống, thiết bị điện, hệ thống lạnh căn cứ vào bản vẽ M&E; hệ số tin cậy căn cứ theo TCVN 2737 – 1995 Tùy thuộc vào công năng sử dụng của từng ô sàn, tĩnh tải sàn được chia làm các loại tải trọng như sau: a) Sàn tầng hầm

Bảng 2-6 Tải trọng các lớp cấu tạo sàn hầm

Cán vữa bê tông đá mi dày 50mm

Tải trọng với hệ số vượt tải trung bình n = 1.2 1.250 1.2 1.500 b) Sàn khu vực hành lang, sảnh tầng (các tầng)

Bảng 2-7 Tải trọng các lớp cấu tạo sàn hành lang

Tải trọng với hệ số vượt tải trung bình n = 1.2 1.432 1.2 1.718 c) Sàn khu thương mại, dịch vụ

Bảng 2-8 Tải trọng các lớp cấu tạo sàn thương mại, dịch vụ

Tải trọng với hệ số vượt tải trung bình n = 1.2 1.482 1.2 1.778 d) Sàn căn hộ điển hình

Bảng 2-9 Tải trọng các lớp cấu tạo sàn căn hộ

Tải trọng với hệ số vượt tải trung bình n = 1.2 1.274 1.2 1.529 e) Ban công tầng điển hình

Bảng 2-10 Tải trọng các lớp cấu tạo sàn ban công

Tải trọng với hệ số vượt tải trung bình n = 1.2 1.774 1.2 2.129 f) Sàn tầng kỹ thuật (sàn sân thượng)

Bảng 2-11 Tải trọng các lớp cấu tạo sàn tầng kỹ thuật

SVTH : HUỲNH NHẬT TÂN - MSSV : 15149179 39 g) Sàn khu vệ sinh (toàn bộ công trình)

Bảng 2-12 Tải trọng các lớp cấu tạo sàn khu vệ sinh

Tải trọng với hệ số vượt tải trung bình n = 1.2 1.627 1.2 1.952 h) Sàn mái

Bảng 2-13 Tải trọng các lớp cấu tạo sàn mái

Tải trọng với hệ số vượt tải trung bình n = 1.2 3.200 1.2 3.840 i) Cầu thang

Bảng 2-14 Tải trọng các lớp cấu tạo cầu thang

Chiều cao trung bình bậc thang Bê tông 10.0 25 2.500 1.2 3.000

SVTH : HUỲNH NHẬT TÂN - MSSV : 15149179 40 j) Tải trọng tường bao gồm các lớp vữa trác và vữa xây

Bảng 2-15 Tải trọng tường (lớp vữa trát và vữa xây)

Tường gạch đất nung và Gạch xi măng

Khung nhôm kính và lan can và louver 0.40 h ht = h - hb,s 1.1 0.4 x h t x 1.1

- Tường xây trực tiếp trên sàn được qui về tải phân bố đều trên dầm ảo gán trong Model Etabs, vị trí tường xây trên model Etabs khớp với vị trí tường trong bản vẽ kiến trúc.

Hoạt tải – Live load (LL)

- Hoạt tải tác dụng lên công trình căn cứ theo TCVN 2737 – 1995 và công năng từng khu vực công trình, giá trị hoạt tải cho từng khu chức năng như sau:

Chức năng các phòng của công trình

Hoạt tải tiêu chuẩn (kN/m 2 )

Hoạt tải dài hạn (kN/m 2 )

Hoạt tải ngắn hạn (kN/m 2 )

Hoạt tải tính toán (kN/m 2 )

- Phòng kỹ thuật tòa nhà, kho 7.500 7.500 0 1.2 9.000

- Sàn tầng 1, phòng sinh hoạt cộng đồng 4.000 1.400 2.600 1.2 4.800

- Sảnh, hành lang, cầu thang tầng căn hộ 3.000 1.000 2.000 1.200 3.600

- Sàn sân thượng đặt bồn nước, cột nước 1.8m 18.000 18.000 0 1.2 21.600

Xây dựng mô hình và xác định tần số dao động riêng

Hình 2-3 Mô hình khung không gian

Bài toán động Điểm khác nhau giữa bài toán động với bài toán tĩnh:

- Tải trọng động thay đổi theo thời gian về độ lớn, phương, chiều và điểm đặt lên công trình dẫn đến sự thay đổi về ứng xử của công trình Vì vậy kết quả phân tích các giá trị cần biết của kết cấu về nội lực và chuyển vị là những giá trị có hàm theo biến thời gian

- Vì kết cấu có khối lượng nên khi chuyển động có gia tốc sẽ phát sinh lực quán tính

Do đó phải kể đến lực quán tính trong phương trình tính toán

Các giả thuyết khi tính toán bài toán động

- Sàn tuyệt đối cứng trong mặt phẳng của nó

- Khối lượng toàn bộ của một tầng được tập trung tại một điểm và đặt tại cao trình sàn

- Sơ đồ tính được chọn là hệ thanh công xôn có hữu hạn điểm tập trung khối lượng

Hình 2-4 Sơ đồ tính toán động học với n khối lượng tập trung

- Vì công trình nhà cao tầng có nhiều điểm tập trung khối lượng, việc tính toán trở nên phức tạp nên sử dụng phần mềm Etabs để xác định các dạng dao động riêng, chu kỳ và tần số dao động của công trình

Tính toán các dạng dao động riêng

2.2.3.4.2 Khai báo sàn tuyệt đối cứng trong mặt phẳng ngang

Hình 2-5 Khai báo sàn tuyệt đối cứng

2.2.3.4.3 Khai báo hệ số chiết giảm khối lượng

- Theo Mục 3.2.4 - TCXD 229:1999, khi kể đến các khối lượng chất tạm thời trên công trình trong việc tính toán động lực tải trọng gió, cần đưa vào hệ số chiết giảm khối lượng

- Theo Bảng 1 - TCXD 229:1999, đối với các công trình dân dụng, hệ số chiết giảm khối lượng chất tạm thời trên công trình lấy bằng 0.5

→ Khối lượng tham gia dao động: 100% (D+SD) + 50%L

Hình 2-6 Khai báo thành phần khối lượng tham gia dao động 2.2.3.4.4 Các dạng dao động thường xảy ra đối với công trình nhà cao tầng

Hình 2-7 Các dạng dao động cơ bản

Tải trọng ngang

Tải trọng ngang do gió

- Theo TCVN 2737-1995, tải trọng gió tác dụng lên công trình bao gồm hai thành phần chính như sau:

+ Thành phần tĩnh của tải trọng gió

+ Thành phần động của tải trọng gió

- Tải trọng gió tĩnh luôn luôn được tính toán cho mọi công trình Tải trọng gió động được xét đến khi công trình có độ cao H lớn hơn 40m;

- Theo tiêu chuẩn TCVN 2737-1995, công trình xây dựng trong thành phố nên dạng địa hình áp dụng thiết kế là địa hình dạng B;

- Chiều cao tối đa của công trình từ vĩa hè hoàn thiện là H = 54.6 m, vì vậy tải trọng gió tác dụng lên công trình bao gồm thành phần tĩnh và động của tải trọng gió

Trình tự tính toán thành phần tĩnh và động của tải trọng gió như sau:

SVTH : HUỲNH NHẬT TÂN - MSSV : 15149179 45 a) Xác định thành phần tĩnh của tải trọng gió:

- Công thức xác định tải trọng gió tĩnh: W W    0 k c

+ : áp lực gió tĩnh tại cao trình z

+ : áp lực gió theo khu vực

+ : hệ số tính đến sự thay đổi của áp lực gió theo độ cao

Theo TCVN 2737-1995, công trình xây dựng tại Quận 1, TP Hồ Chí Minh thuộc vùng áp lực gió II.A Theo Bảng 4 và mục 6.4.1 TCVN 2737-1995, xác định được giá trị W0

Công trình có chiều cao lên tới 54.6 m và cao hơn hẳn các công trình lân cận nên đơn vị tư vấn thiết kế chọn dạng địa hình B để tính toán tải trọng gió, hệ số thay đổi theo chiều cao k được tra theo bảng 5 (trang 22 TCVN 2737-1995);

 Xác định hệ số khí động c:

Theo TCVN 2737-1995, hệ số khí động c được xác định theo hình dạng của tòa nhà được qui định trong bảng 6 của tiêu chuẩn, mặt phẳng thẳng đứng:

- Tải trọng gió tác dụng phân bố đều lên bề mặt đón gió của công trình, ta quy các lực phân bố đều này thành lực tập trung đặt tại trọng tâm sàn (tâm hình học)

+ hi và hj : chiều cao của 2 tầng liền kề nhau

+ B: bề rộng mặt đón gió tương ứng với phương tác dụng

Chú thích: ở đây trong giá trị Wj, lấy hệ số khí động c = 0.8 + 0.6 = 1.4 để tính toán ứng với một phương gió tác dụng

Bảng 2-18 Thành phần tĩnh của tải trọng gió

MAI 54.60 1.357 0.169 22.20 24.00 13.62 12.60 TANG 16 51.00 1.340 0.158 37.20 40.00 21.18 19.70 TANG 15 47.60 1.324 0.156 37.20 40.00 20.92 19.46 TANG 14 44.20 1.306 0.154 37.20 40.00 20.64 19.20 TANG 13 40.80 1.288 0.152 37.20 40.00 20.35 18.92 TANG 12 37.40 1.268 0.150 37.20 40.00 20.03 18.63 TANG 11 34.00 1.246 0.147 37.20 40.00 19.69 18.31 TANG 10 30.60 1.223 0.144 37.20 40.00 19.32 17.97 TANG 9 27.20 1.197 0.142 37.20 40.00 18.92 17.59 TANG 8 23.80 1.169 0.138 37.20 40.00 18.47 17.17 TANG 7 20.40 1.137 0.135 37.20 40.00 17.96 16.70 TANG 6 17.00 1.100 0.131 37.20 40.00 17.38 16.17 TANG 5 13.60 1.057 0.126 37.20 40.00 16.70 15.53 TANG 4 10.20 1.003 0.120 37.20 40.00 15.86 14.75 TANG 3 6.80 0.933 0.113 37.20 40.00 14.74 13.71 TANG 2 3.40 0.823 0.099 37.20 40.00 13.01 12.10

STORY z j (m) k(z j ) W j (T/m 2 ) B x (m) B y (m) F x (T) F y (T) b) Xác định thành phần động của tải trọng gió:

- Theo TCXD 229 – 1999, thành phần động của tải trọng gió phải được kể đến, khi tính toán công trình nhà nhiều tầng cao hơn 40m Công trình Chung cư TECCO có cao độ đỉnh mái H = 54.6 (m), vì vậy cần phải xét đến thành phần động của tải trọng gió khi thiết kế công trình

- Tùy vào mức độ nhạy cảm của công trình đối với tác dụng động lực của tải trọng gió mà thành phần động của tải trọng gió chỉ cần kể tác động do thành phần xung của vận tốc gió hoặc cả với lực quán tính của công trình

- Mức độ nhạy cảm được đánh giá qua tương quan giữa giá trị các tần số dao động riêng cơ bản của công trình, đặc biệt là tần số dao động riêng thứ nhất, với tần số giới hạn fL cho trong Bảng 2 – TCXD 229:1999 dựa vào hệ số 

- Với công trình bê tông cốt thép 0.3, công trình thuộc vùng áp lực gió IIA nên

1.3( ) f L  Hz cho trong Bảng 2 – TCXD 229:1999

- So sánh tần số dao động riêng thứ nhất của công trình với tần số giới hạn:

→ Theo Mục 4.3 – TCXD 229:1999, thành phần động của tải trọng gió phải kể đến cả tác dụng của xung vận tốc gió và lực quán tính

→ Theo Mục 4.4 – TCXD 229:1999, 𝑓 3 = 0.876 < 𝑓 𝐿 = 1.3 < 𝑓 4 = 2.433 nên chỉ tính toán thành phần động ứng với 3 dạng dao động đầu tiên Tuy nhiên ta chỉ xét các dao động theo phương X và phương Y, bỏ qua dao động xoắn của công trình

 Các công thức xác định gió động theo TCXD 229:1999

- Giá trị tiêu chuẩn thành phần động của tải trọng gió tác dụng lên phần thứ j (có cao độ z) đối với dạng dao động thứ i được xác định theo công thức (4.3) TCXD 229:1999

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

+  i : hệ số động lực đối với dạng dao động thứ i, không thứ nguyên phụ thuộc vào thông số  và độ giảm lôga của dao động:

+  : hệ số độ tin cậy của tải trọng gió Theo Bảng 4.3 QCVN 02:2009/BXD, công trình có niên hạn sử dụng trên 100 năm thì  1.37 W : giá trị của áp 0 lực gió ( N/m 2 )

+ f i : tần số dao động riêng thứ i (Hz)

Phân cấp công trình dựa theo Phụ lục I của thông tư 10/2013/TT-BXD, công trình tính toán thuộc công trình cấp II và theo Bảng 2 - QCVN 03:2012/BXD, công trình cấp II có niên hạn sử dụng từ 50 đến 100 năm

- Dựa vào Hình 2, TCXD 229:1999 để xác định hệ số động lực:

+ y ji : dịch chuyển ngang tỷ đối của trọng tâm phần công trình thứ j ứng với dạng dao động riêng thứ i (không thứ nguyên)

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

+ W Fj : giá trị tiêu chuẩn thành phần động của tải trọng gió tác dụng lên phần thứ j của công trình, ứng với các dạng dao động khác nhau khi chỉ kể đến ảnh hưởng của xung vận tốc gió, được xác định theo công thức:

+ W j : giá trị tiêu chuẩn thành phần tĩnh của áp lực gió

+  : hệ số áp lực động của tải trọng gió ở độ cao ứng với thành phần thứ j của công trình, tra theo Bảng 3 TCXD 229:1999

+ S j : diện tích đón gió của phần j của cồn trình (m 2 )

+  : hệ số tương quan không gian áp lực động của tải trọng gió ứng với các dạng dao động khác nhau của công trình, không thứ nguyên Phụ thuộc vào và , xác định thông qua Bảng 4, Bảng 5 và Hình 1 - TCXD 229:1999 Khi tính toán, đối với dạng giao động thứ nhất υ lấy bằng giá trị υ1, các dao động còn lại lấy bằng 1

Hệ tọa độ khi xác định hệ số tương quan không gian

+ H : là chiều cao của công trình (m)

+ B : là bề rộng bề mặt đón gió của công trình (m)

- Nội lực và chuyển vị gây ra do thành phần tĩnh và động của tải trọng gió được xác định như sau:

+ X : là mô men uốn, lực cắt, lực dọc hoặc chuyển vị

+ X t : là mô men uốn, lực cắt, lực dọc hoặc chuyển vị do thành phần tĩnh của tải trọng gió gây ra

+ X d : là mô men uốn, lực cắt, lực dọc hoặc chuyển vị do thành phần động của tải trọng gió gây ra khi dao động ở dạng thứ i

+ s : số dạng dao động tính toán

Bảng 2-19 Chu kỳ và tần số dao động cần tính

Mode Chu kỳ fi(Hz)

UZ (%) RX RY RZ Ghi chú

Bảng 2-20 Dịch chuyển ngang tỷ đối

TẦNG Zj (m) Phương X Phương Y yj2 yj1

Bảng 2-21 Hệ số tương quan không gian áp lực động

Bảng 2-22 Giá trị tiêu chuẩn thành phần động tác dụng lên phần thứ j của công trình

TẦNG Zj (m) Wj (T/m 2 ) ζj Mj (T) WFj (T/m2) Phương X Phương Y

X Y yj1WFj y 2 j1Mj yj1WFj y 2 j1Mj

Bảng 2-24 Thành phần gió động

TẦNG Zj (m) Bx (m) By (m) WPj (T/m 2 ) WP(ij) (T)

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

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

- Tính toán tải trọng động đất

- Theo TCVN 9368-2012, có hai phương pháp tính toán tải trọng động đất:

- Phương pháp lực ngang tương đương;

- Phương pháp phân tích phổ phản ứng dao động

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

- Hệ số Mass Source = 100% Tĩnh tải + 24% Hoạt tải

Bảng 2-25 chu kì và tần số dao động trong thiết kế động đất của công trình

Circular Frequency Eigenvalue sec cyc/sec rad/sec rad²/sec²

Chu kì cơ bản T1 không thỏa mãn yêu cầu phương pháp lực ngang tương đương vì

   (điều 4.3.3.2 TCXD 9368-2012) nên ta sử dụng phương pháp phân tích phổ dao động

Bảng 2-26 Phần trăm khối lượng tham gia dao động theo phương X, Y và Z

Case Mode Period UX UY RZ sec

Theo mục 4.3.3.3, TCVN 9386-2012, Phân tích phổ phản ứng dạng dao động, phải xét tới phản ứng của tất cả các dạng dao động góp phần đáng kề vào phản ứng tổng thể của tòa nhà Điều này có thể được thỏa mãn một trong hai điều kiện sau:

- Tổng các trọng lượng hữu hiệu của các dạng dao động (Mode) được xét chiếm ít nhất 90% tổng trọng lượng của kết cấu

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

Với kết quả phân tích, ta tính toán cho các Mode với phương dao động sau:

Bảng các phương dao động ứng với các Modes

Phương Y Phương X a Tính toán tải trọng động đất

- Sử dụng tiêu chuẩn 9386-2012 có trong phần mềm ETABS , sinh viên có được kết quả thành phần động đất theo phổ phản ứng đàn hồi

- Đánh giá mức độ động đất : Động đất mạnh (Ag > 0.08)

- Hệ số tổ hợp dùng để tính toán hệ quả của tác động động đất: 0.24 ( Khu vực nhà ở , các tầng được sử dụng đồng thời)

- Địa điểm xây dựng: Quận 1 TP HCM

Bảng phân vùng gia tốc gia tốc nền theo địa danh hành chính Bảng 2-27: Giá trị đại lượng tính động đất Đại lượng Giá trị Đỉnh gia tốc nền tham chiếu Agr*g 0.0848*g

Hệ số tầm quan trọng γ1 1.25

Hệ số ứng xử theo phương ngang q 2.88

Hệ số ứng xử theo phương đứng q 0.8

Giới hạn dưới của chu kỳ TB 0.2

Giới hạn trên của chu kỳ TC 0.6

Bảng 2-28: Giá trị tham số mô tả phổ phản ứng đàn hồi

Các trường hợp tải trọng

- DL :Tải trọng bản thân công trình;

- DLS : Tĩnh tải các lớp cấu tạo sàn và hệ thống kỹ thuật…;

- LL1 : Hoạt tải tác dụng lên công trình có giá trị  2.0 kN/m 2 ;

- LL2 : Hoạt tải tác dụng lên công trình có giá trị < 2.0 kN/m 2 , trong đó hệ số giảm hoạt tải căn hộ là A1 = 0.729, căn hộ có diện tích nhỏ nhất đại diện cho toàn bộ công trình 30 m 2 ;

- LL3 : Hoạt tải chất lỏng tác dụng lên công trình;

- WS x : Tải trọng gió tĩnh theo phương X;

- WD x : Tải trọng gió động theo phương X;

  : Tổ hợp hệ quả tác động của tải trọng gió theo phương X;

- WS y : Tải trọng gió tĩnh theo phương Y;

- WD y : Tải trọng gió động theo phương Y;

  : Tổ hợp hệ quả tác động của tải trọng gió theo phương Y;

- EX : Tải trọng động đất theo phương X

- EY : tải trọng động đất theo phương Y

Tổ hợp tải trọng Error! Bookmark not defined KIỂM TRA CÁC ĐIỀU KIỆN ỔN ĐỊNH CỦA CÔNG TRÌNH

- Kiểm tra chuyển vị ngang tại đỉnh công trình theo Bảng C.4 - TCVN 5574:2012

- Kiểm tra chuyển vị tương đối giữa các tầng theo Bảng C.4 - TCVN 5574:2012

- Tính toán nội lực và cốt thép cho kết cấu

 Theo trạng thái giới hạn thứ hai

Bảng 2-33: Tổ hợp tải trọng tiêu chuẩn

Tổ hợp DL DLS WL LL1 LL2 LL3 WX WY

SDRIFTW ENVELOPE (WX, -WX, WY, -WY)

 Theo trạng thái giới hạn thứ nhất ( tổ hợp cơ bản ) theo TCVN 2737 – 1995

Bảng 2-34: Tổ hợp tải trọng tính toán

Tổ hợp D DLS WL LL1 LL2 LL3 WX WY

 Theo trạng thái giới hạn thứ nhất ( tổ hợp đặc biệt ) theo TCVN 9386 - 2012

Bảng 2-35: Tổ hợp tải trọng tính toán

Các trường hợp tải trọng tác dụng thứ tự DL DLS WL LL1 LL2 LL3 EX EY

- U: Ultimate Limit State (TTGH1 – trạng thái giới hạn về độ bền)

- S: Serviceability Limit State (TTGH2 – trạng thái giới hạn về điều kiện sử dụng bình thường)

- SDRIFTW: là tổ hợp kiểm tra chuyển vị tương đối giữa các tầng do tải trọng gió

- ES: là tổ hợp kiểm tra chuyển vị đỉnh của công trình

2.4 KIỂM TRA CÁC ĐIỀU KIỆN ỔN ĐỊNH CỦA CÔNG TRÌNH

Kiểm tra chuyển vị ngang tại đỉnh công trình

- Theo bảng C.4, TCVN 5574:2012, chuyển vị giới hạn theo phương ngang f u , theo yêu cầu cấu tạo đối với nhà nhiều tầng: u 500 f  h

- Với h là chiều cao nhà nhiều tầng lấy từ trên mặt móng đến trục của xà đỡ sàn mái

- Với 1 tầng hầm và 15 tầng nổi, ta xác định được h = 54600 (m)

Từ mô hình ETABS, ta xác định được chuyển vị đỉnh lớn nhất của công trình như sau:

Bảng 2-36: Bảng kiểm tra chuyển vị đỉnh công trình

Tầng Tổ hợp Chuyển vị đỉnh lớn nhất

→ Công trình đảm bảo về điều kiện chuyển vị đỉnh.

Kiểm tra chuyển vị ngang tương đối giữa các tầng

- Tra bảng C.4 TCVN 5574 - 2012– chuyển vị giới hạn theo phương ngang f u theo yêu cầu cấu tạo

Với một tầng của nhà nhiều tầng thì chuyển vị giới hạn f u = h/500

 Theo đó giá trị chuyển vị ngang tương đối lớn nhất cho phép giữa các tầng là:

- Kết quả kiểm tra (Story drift) được trình bày chi tiết trong bảng sau:

Bảng 2-37: Kết quả kiểm tra chi tiết chuyển vị ngang tương đối giữa các tầng

Tầng Tổ hợp Drift X Drift Y Tổ hợp Drift X Drift Y Mái SDRIFTW Max 0.000204 0.000176 SDRIFTW Min 0.000204 0.000176

1 SDRIFTW Max 0.000016 0.000017 SDRIFTW Min 0.000016 0.000017 Hầm SDRIFTW Max 0.000007 0.000011 SDRIFTW Min 0.000007 0.000011

 Nhận xét: Từ Bảng kết quả cho thấy chuyển vị ngang tương đối giữa các tầng lớn nhất là 0.000283 < 0.002

→ Công trình đảm bảo về điều kiện chuyển vị ngang tương đối giữa các tầng.

Kiểm tra khả năng chống lật của công trình

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

- Với công trình CHUNG CƯ TECCO, ta có tỉ lệ: 𝐻

37.2 = 1.48 < 5, do đó không cần kiểm tra khả năng chống lật cho công trình

KẾT LUẬN: Công trình thỏa các điều kiện về ổn định.

THIẾT KẾ SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH (SÀN DẦM)

Kích thước sơ bộ

- Chiều dày sàn được chọn sơ bộ là 15cm ở Chương 2

- Mặt bằng kết cấu dầm sàn :

Hình 3-1 Mặt bằng kết cấu dầm sàn tầng điển hình

+ ỉ < 10 : cốt thộp AI Đặc trưng vật liệu được cho ở Chương 1

Tải trọng tác dụng

- Tải trọng được tính toán ở Chương 2

3.2 XÁC ĐỊNH NỘI LỰC BẢN SÀN

Hiện nay việc xác định nội lực cho bản sàn có rất nhiều phương pháp tính Dưới đây sinh viên đưa ra 2 phương pháp xác định nội lực sàn, sau đó sẽ đánh giá và chọn phương pháp tính toán cho toàn bộ sàn tầng điển hình

- Phương pháp rời rạc hóa kết cấu (tính ô bản đơn, tra bảng)

- Phương pháp phần tử hữu hạn thông qua phần mềm SAFE v.12 (mô hình tổng thể).

Mô hình sàn tầng điển hình

Hình 3-2 Mô hình không gian kết cấu sàn tầng điển hình

Tải trọng tác dụng lên sàn

3.2.2.1.1 Tải trọng các lớp hoàn thiện

Hình 3-3 Tĩnh tải hoàn thiện tiêu chuẩn tác dụng lên sàn (kN/m 2 )

3.2.2.1.2 Tải trọng tường tác dụng lên dầm

Hình 3-4 Tĩnh tải tiêu chuẩn do tải tường và kính bao tác dụng lên dầm (kN/m)

Hình 3-5 Hoạt tải tiêu chuẩn (LL1) tác dụng lên sàn (kN/m 2 )

Hình 3-6 Hoạt tải tiêu chuẩn (LL2) tác dụng lên sàn (kN/m 2 )

Tính toán ô bản bằng phần mềm SAFE v12

Hình 3-7 Vị trí ô bản S1 trong mô hình SAFE

Tên trường hợp tải Định nghĩa

DL (Dead) Trọng lượng bản thân của kết cấu (phần mềm tự động tính toán) DLS (Super Dead) Tải trọng tiêu chuẩn của các lớp hoàn thiện

WL (Wall Load) Tải trọng tiêu chuẩn của tường

L (Live) Tải trọng tiêu chuẩn của hoạt tải

 Tổ hợp tải trọng trong phần mềm SAFE như sau:

+ U: Ultimate Limit State (TTGH 1 – trạng thái giới hạn về độ bền)

+ Hệ số 1.1, 1.2 và 0.948 : là các hệ số vượt tải của tĩnh tải và hoạt tải

Kết quả giá trị nội lực của ô bản

Hình 3-8 Biểu đồ mô men được xuất ra từ phần mềm (kN.m)

Lưu ý: Một vài giá trị mô men có giá trị số trên Hình 3.8 chưa phải là giá trị lớn nhất tại gối hay nhịp đối với ô bản đang xét Để lấy được giá trị chính xác của mô men, ta nên xem trực tiếp trên phần mềm Bảng dưới đây là kết quả mô men tại gối và nhịp của ô bản được xem trực tiếp trên phần mềm

Bảng 3-1 Kết quả nội lực của ô bản được lấy từ phần mềm

Phương cạnh ngắn Bề rộng dải

Phương cạnh dài Bề rộng dải

Chia dải Strip theo từng phương

- Mục đích của việc chia dải là lấy trung bình ứng suất các điểm nằm trong dải để đi tính mô men theo phương được chia Việc này sẽ hạn chế tính hao phí so với cách tìm các điểm có ứng suất lớn nhất trong ô bản để tính mô men

Hình 3-9 Chia dải Strip theo phương X

Hình 3-10 Chia dải Strip theo phương Y

 Tổ hợp tải trọng dùng để tính toán nội lực của ô bản:

- Tổ hợp tải trọng trong phần mềm SAFE như sau:

Bảng 3-2 Tổ hợp tải trọng tính toán

Tổ hợp DL DLS WL LL1 LL2 LL3 WX WY

Biểu đồ nội lực

Hình 3-11 Biểu đồ mô men M max theo phương X (kN.m)

Hình 3-12 Biểu đồ mô men M min theo phương X (kN.m)

Hình 3-13 Biểu đồ mô men M max theo phương Y (kN.m)

Hình 3-14 Biểu đồ mô men M min theo phương Y (kN.m)

- Dạng biểu đồ mô men theo từng phương thể hiện được quy luật phân bố nội lực của sàn

- Dạng mô men theo phương X giống như dạng mô men của dầm liên tục 5 nhịp

- Dạng mô men theo phương Y giống như dạng mô men của dầm liên tục 5 nhịp

- Tại vị trí có dầm phụ giao nhau, mô men gối không phải là mô men âm mà là mô men dương Điều này cho thấy, sàn làm việc theo ô bản lớn không phải ô bản nhỏ Các dầm phụ có nhiệm vụ chính là làm giảm độ võng cho sàn

3.3 TÍNH TOÁN VÀ BỐ TRÍ CỐT THÉP SÀN

Tính toán cốt thép sàn

- Tính toán cốt thép cho tiết diện chữ nhật b h  s 1000 150( mm 2 )

- Giả thiết khoảng cách từ mép cấu kiện đến trọng tâm cốt thép a = 25(mm)

- Công thức tính toán cốt thép sàn (theo TCVN 5574:2012)

+ Hệ số điều kiện làm việc của bê tông:  b 0.9 (Bảng 15 - TCVN 5574:2012)

+ Thép: AIII có R s 365MPa; AI có R s 225MPa

- Hàm lượng cốt thép yêu cầu : min m ax

Tính toán cốt thép cho một ô bản đại diện

Ta tiến hành tính thép cho ô bản S3 (7500x8000mm)

- Chiều cao vùng làm việc của tiết diện : h o   h a 150 25 125(  mm)

- Momen gối được lấy từ phần mềm: Mgối = -53.51 (kN.m)

- Momen nhịp được lấy từ phần mềm: Mnhịp = 26.72 (kN.m)

3.3.2.1 Tính cốt thép lớp trên với Mg ối = -53.51 (kN.m)

- Diện tích cốt thép với bề rộng b = 400cm:

- Diện tích cốt thép trên 1(m) bề rộng dãy:

3.3.2.2 Tính cốt thép lớp dưới với M nhịp = 26.72 (kN.m)

- Diện tích cốt thép với bề rộng b = 400cm:

- Diện tích cốt thép trên 1(m) bề rộng dãy:

Hình 3-15 Mặt bằng bố trí thép cho ô bản S3

Ghi chú 1: Ta tiến hành tính toán cốt thép cho toàn bộ các dải trong các bản sàn còn lại bằng cách tương tự ở mục 3.2.2, ta được kết quả tổng hợp diện tích cốt thép tính toán cũng như diện tích cốt thép bố trí trong bản tính dưới đây (Bảng 3.6)

Chú thích 2:  1 và  2 trong Bảng 3.6 và 3.7 là đường kínnh của thép bố trí trong sàn, trong trường hợp một dải sàn có cả giá trị của   1 , 2 thì dải sàn đó có thép  1 và  2 được bố trí xen kẻ nhau hoặc là dải sàn đó được bố trí thép 2 lớp

SVTH : NGUYỄN ĐẶNG THANH TÂM - MSSV : 1451160312 78

Bảng 3-3 Bảng giá trị moment theo phương X và Y

Moment theo phương X Moment theo phương Y

Bảng 3-4 Tính toán cốt thép theo phương X và Y Ô SÀN M Giá trị

R  As Chọn thép As chọn  (mm) (mm) (mm) (mm) (mm 2 )  (%)

Bố trí cốt thép sàn

- Chiều dài các thanh thép mũ được đặt theo phổ phân bố mô men như sau:

Hình 3-16 Phân bố moment theo phương X (M 11 )

Hình 3-17 Phân bố moment theo phương Y (M 22 )

3.4 KIỂM TRA ĐIỀU KIỆN CHỊU CẮT CHO BÊ TÔNG SÀN

 Điều kiện bê tông đảm bảo đồ bền ứng suất nén chính:

- Điều kiện bê tông cốt thép chịu tác dụng của lực cắt cần được tính toán để đảm bảo độ bền trên dải nghiêng giữa các vết nứt xiên theo điều kiện (Mục 6.2.3.2 – TCVN

Q STRIP  kN Q   kN m : giá trị lực cắt lớn nhất của sàn

+  w1 : hệ số xét đến ảnh hưởng của cốt đai vuông góc với trục dọc của cấu kiện, được xác định théo công thức: w1 1 5 w 1 0.0615 1.0615 1.3

+ Hệ số  b 1 được xác định theo công thức:

   , với bê tông nặng lấy 0.01, Rb = 17 MPa (B30)

Vậy sàn thỏa điều kiện độ bền ứng suất nén chính

 Kiểm tra khả năng chịu cắt của bê tông:

- Lực cắt Qb do riêng bê tông chịu, được xác định (6.2.3.3 – TCVN 5574:2012):

+  b 2 : hệ số xét đến ảnh hưởng của loại bê tông, đối với bê tông nặng  b 2  2.0

+  f : hệ số xét đến ảnh hưởng của cánh chịu nén trong tiết diện chữ T

+  n : hệ số xét đến ảnh hưởng của lực dọc (tính với sàn thì  f 0 ;  n 0)

- Mặc khác ta có : Q b ,min  b 3 (1 f  n )R bh bt 0 với:  b 3 là hệ số xét đến ảnh hưởng của loại bê tông, đối với bê tông nặng  b 3 0.6

Theo Mục 6.2.3.3 – TCVN5574:2012, giá trị Q b lấy không nhỏ hơn giá trị Q b ,min

Vậy ta có giá trị dùng để kiểm tra và tính toán là Q b 90 (kN)

Kiểm tra: Q b 90 (kN)Q max 74.2 (kN) Vậy bê tông sàn đủ khả năng chịu cắt

3.5 KIỂM TRA VẾT NỨT SÀN THEO TCVN 5574 – 2012

- Theo Bảng 2 – Mục 4.2.8 – TCVN 5574:2012, cấp chống nứt được chia làm 3 cấp:

1, 2, 3 Trong trường hợp tính toán ta sử dụng cấp chống nứt là cấp 3, cho phép có sự mở rộng ngắn hạn của vết nứt nhưng với bề rộng hạn chế a crc 1 và có sự mở rộng dài hạn của vết nứt nhưng với bề rộng hạn chế a crc 2

- Bề rộng vết nứt dài hạn được hiểu là sự mở rộng vết nứt khi kết cấu chỉ chịu tác dụng của tải trọng thường xuyên và tải trọng tạm thời dài hạn

Bảng 3-5 Giá trị mô men gối và nhịp lớn nhất của ô sàn S3

(ngắn hạn) (kN.m) Tiêu chuẩn

Lưu ý: lấy hoạt tải dài hạn bằng 50% hoạt tải toàn phần, còn hoạt tải ngắn hạn lấy bằng 50% hoạt tải toàn phần.

Kiểm tra điều kiện hình thành vết nứt cho bản sàn

Xét tại vị trí nhịp I của bán đáy với tiết diệnb h 150 1000( mm 2 ), với giá trị mô men lấy theo tải tiêu chuẩn

- Điều kiện khống chế không bị nứt là : M r M crc (Mục 7.1.2.4 – TCVN5574:2012) Trong đó:

+ M r : là mô men do các ngoại lực nằm ở một phía tiết diện đang xét đối với trục song song với trục trung hòa và đi qua điểm lõi cách xa vùng chịu kéo của tiết diện này hơn cả (mô men do tải trọng ngắn hạn tác dụng lên tiết diện đang xét)

+ M crc : là mô men chống nứt của tiết diện M crc R bt s , er W pl M rp

+ R bt s , er 1.8(MPa): cường độ chịu kéo tính toán của bê tông tính theo TTGH 2 của B30 (Bảng 12 – TCVN 5574:2012)

+ M rp : mô men do ứng lực P đối với trục (với kết cấu BTCT thườngM rp 0)

+ W pl : mô men kháng uốn của tiết diện quy đổi đối với thớ chịu kéo ngoài cùng có kể đến biến dạng không đàn hồi của bê tông vùng chịu kéo được xác định theo công thức:

W pl I bo I so I so bo h x S

+ A red bh(A s A' ) s : diện tích tiết diện qui đổi khi coi vật liệu làm việc đàn hồi (Mục 4.3.6 - TCVN 5574:2012)

+ I bo ,I so , 'I so : lần lượt là mô men quán tính đối với trục trung hòa của tiết diênh vùng bê tông chịu nén, của diện tích cốt thép chịu kéo và của diện tích cốt thép chịu nén

 Với tiết diện chữ nhật:

+ S bo : mô men tĩnh đối với trục trung hòa của diện tích vùng bê tông chịu kéo

Bảng 3-6 Kiểm tra điều kiện hình thành vết nứt cho ô sàn S3

Các đặc trưng Giá trị tính toán Đơn vị

 6.15 6.15 - b 1000 1000 mm h 150 150 mm a 20 20 mm a' 20 20 mm h0 130 130 mm

Mcrc > Mr Không thỏa Không thoả

Kiểm tra điều kiện mở rộng vết nứt

- Đáy ô sàn chỉ chịu vết nứt thẳng góc Bề rộng vết nứt thẳng góc với trục dọc cấu kiện acrc mm, được xác định theo công thức (Mục 7.2.2.1 – TCVN 5574:2012):

 : là hệ số, lấy đối với:

+ Cấu kiện chịu uốn và nén lệch tâm  = 1

+ Cấu kiện chịu kéo uốn  = 1.2

 l : hệ số tác dụng của tải trọng:

+ Tải trọng tạm thời ngắn hạn và tác dụng ngắn hạn của tải trọng thường xuyên và tải trọng tạm thời dài hạn  l 1

+ Tải trọng thường xuyên và tải trọng tạm thời dài hạn đối với bê tông kết cấu làm từ bê tông nặng  l 1.6 15 

: hệ số lấy như sau:

+ Đối với cốt thép có gờ  1

+ Đối với cốt thép tròn trơn  1.3

 s : ứng suất trong các thanh cốt thép chịu kéo ở lớp ngoài cùng (Cấu kiện chịu uốn

+ Chiều cao vùng bê tông chịu nén tương đối của bê tông được tính theo công thức thực nghiệm sau:

, với  1.8 đối với bê tông nặng

+  : hệ số đàn hồi dẻo của vùng nén Lấy bằng 0.15 với tác dụng dài hạn khi độ ẩm không khí xung quanh 40 - 75% ( Bảng 34 – TCVN5574:2012 )

+ z : là khoảng cách từ trọng tâm cốt thép chịu kéo ngoài cùng đến điểm đặt của hợp lực trong vùng nén của tiết diện bê tông phía trên vết nứt :

Căn cứ vào Bảng 2 - TCVN 5574:2012 , bề rộng vết nứt cấp 3 đối với cấu kiện ngoài trời như sau: mở rộng ngắn hạn của vết nứt với bề rộng hạn chế

1 0.4( ) a crc  mm và mở rộng dài hạn của vết nứt với điều kiện hạn chế

Bảng 3-7 Kiểm tra bề rộng vết nứt theo tải trọng dài hạn cho ô sàn S3

Các đặc trưng Giá trị tính toán Đơn vị

 6.15 6.15 - b 1000 1000 mm h 150 150 mm a 20 20 mm a' 20 20 mm h0 130 130 mm

[acrc2] ≥ acrc2 Thỏa điều kiện Thỏa điều kiện

→ Thoả điều kiện mở rộng vết nứt theo TCVN 5574:2012

3.6 KIỂM TRA ĐỘ VÕNG SÀN BẰNG PHẦN MỀM SAFE

Bảng 3-8 Tổ hợp tải trọng kiểm tra độ võng sàn

Các trường hợp tải trọng tác dụng

DL DLS WL LL1 LL2 LL3

4 f = f1 - f2 + f3 (chuyển vị dài hạn thẳng đứng dầm sàn)

+ f1 là chuyển vị do tác dụng ngắn hạn của toàn bộ tải trọng dùng để tính toán biến dạng theo chỉ dẫn ở 4.2.11 của TCVN 5574 – 2012;

+ f2 là chuyển vị do tác dụng ngắn hạn của tải trọng thường xuyên và tải trọng tạm thời dài hạn;

+ f3 là chuyển vị do tác dụng dài hạn của tải trọng thường xuyên và tải trọng tạm thời dài hạn

 Việc tính võng liên quan chặt chẽ với bài toán nứt, việc nứt cấu kiện làm độ võng sàn tăng lên do độ cứng cấu kiện bị giảm đi đáng kể

- Độ cứng cấu kiện khi chưa nứt được tính theo công thức: b red

- Đối với tác dụng ngắn hạn của tải trọng (HT) thì độ cứng nhân thêm hệ số  b 1 :

- Đối với tác dụng dài hạn (TT + HTDH) của tải thì độ cứng của cấu kiện tính bằng công thức:

+  b 1 lấy bằng 0.85 đối với bê tông nặng

+  b 2 lấy bằng 2 đối với môi trường có độ ẩm 40 – 75 % ; bằng 3 đối với môi trường có độ ẩm 40%

- Đối với cấu kiện bị nứt được tính theo công thức:

+ Z là cánh tay đòn nội lực, xác định theo công thức của bề rộng vết nứt

+  b 0.9 đối với bê tông nặng có cấp độ bền không nhỏ hơn B7.5

+ Hệ số  là hệ số đàn dẻo của vùng nén, lấy bằng 0.45 đối với tải trọng ngắn hạn; đối với tải trọng tác dụng dài hạn lấy bằng 0.15 khi độ ẩm môi trường từ 40 – 75%

1.25 0.8 : bt ser pl s l m bt ser pl

+ As; Ab ; lần lượt là diện tích cốt thép chịu kéo và vùng bê tông chịu nén (m2)

+ Es; Eb ; lần lượt là moduls đàn hồi của thép và bê tông (kN/m 2 )

- Độ võng toàn phần được xác định như sau:

TT HT TT HTDH HTDH r r  r  r

Việc xác định độ cong 1 r xác định theo công thức: 1 M M r  EI  B với độ cứng B được xác định theo các công thức trên

Việc tính toán độ võng được sinh viên lập bảng Excel tính toán theo toàn bộ công thức trên

Các đặc trưng Độ võng ngắn hạn của toàn bộ tải trọng Độ võng ngắn hạn của tải trọng dài hạn Độ võng dài hạn của tải trọng dài hạn Đơn vị

Eb 32500 32500 32500 MPa b 1000 1000 1000 mm h 150 150 150 mm a 20 20 20 mm a' 20 20 20 mm

SVTH : HUỲNH NHẬT TÂN - MSSV : 15149179 90 z 118.757 118.525 120.816 mm

 Kiểm tra độ võng cho sàn:

- Dựa vào Bảng 4 - TCVN 5574:2012, khi L có giá trị trong khoảng:

5 ( )m  L 10 ( )m thì giá trị độ võng giới hạn cho phép là   f  25 mm

- So sánh: f max 24.73 (mm) <   f 25 (mm) Thỏa điều kiện về độ võng cho sàn.

THIẾT KẾ CẦU THANG BỘ TẦNG ĐIỂN HÌNH

THIẾT KẾ KHUNG TRỤC B

Lý thuyết tính toán cốt thép cột

5.1.1.1 Chọn nội lực nguy hiểm để tính toán cốt thép

- Tính toán cốt thép cột với tất cả các tổ hợp, sau đó lựa chọn tổ hợp có kết quả diện tích thép lớn nhất để bố trí cho cột

5.1.1.2 Tính toán cốt dọc trong cột

- Sử dụng phương pháp tính toán cột nén lệch tâm xiên theo GS.TS Nguyễn Đình Cống Biến đổi trường hợp nén lệch tâm xiên thành nén lệch tâm phẳng tương đương để tính với trình tự như sau:

Hình 5-1 Biến đổi nén lệch tâm xiên sang lệch tâm phẳng

5.1.1.2.1 Tính độ lệch tâm theo từng phương

- Cần xét đến độ lệch tâm ngẫu nhiên e a theo mỗi phương: ax ;

- Lúc này độ lệch tâm ban đầu: e ax max(e 1 x ,e ax ) ; e 0 y max(e 1 y ,e ay )

+ h : chiều cao tiết diện cột

+ 1 x M x ; e 1 y M y e  N  N : được gọi là độ lệch tâm tĩnh học

+ M x ; M y : lần lượt là mô men theo phương X và phương Y

Quy ước: mô men xoay quanh trục Y là Mx, xoay quanh trục X là My Trong lúc thể hiện mặt cắt bố trí thép đã thực hiện xoay trục phù hợp với lý thuyết tính toán

Hình 5-2 Quy ước chiều mô men trong cột 5.1.1.2.2 Tính hệ số uốn dọc theo từng phương

- Tìm độ mảnh từng phương: x 0 x ; y 0 y x y l l l l

- Xét ảnh hưởng của uốn dọc theo từng phương khi độ mảnh theo từng phương lớn hơn 14 và bỏ qua khi độ mảnh nhỏ hơn 14 Hệ số ảnh hưởng của uốn dọc:

- Lực tới hạn quy ước, được xác định theo công thức sau (Công thức 58) :

+ l 0 0.7H: (H là chiều cao tầng) được lấy theo Mục 6.2.2.16 – TCVN 5574:2012

+ I I b , s : lần lượt là mô men quán tính của tiết diện bê tông và của toàn bộ cốt thép dọc đối với trục qua trọng tâm tiết diện và vuông góc với mặt phẳng uốn

+  e : hệ số, lấy bằng e o /h nhưng không nhỏ hơn  e ,min (Công thức 22)

+  l : hệ số kể đến tác động dài hạn của tải trọng đến độ cong cấu kiện (Công thức

Lưu ý : Nếu mô men uốn do toàn bộ tải trọng M và do tổng tải trọng thường xuyên và dài hạn M l có dấu khác nhau thì  l được lấy như sau:

 l 1 : được xác định như  l nhưng lấy M   N a a : khoảng cách từ trọng tâm tiết diện đến thớ chịu kéo – nén ít do M 1 ; N 1 gây ra

 Lúc này giá trị mô men uốn tăng lên thành: M x 1  N x e 0 x ; M y 1  N y e 0 y sau khi đã kể đến độ lệch tâm ngẫu nhiên e a và ảnh hưởng của uốn dọc 

5.1.1.2.3 Tính toán cột tiết diện chữ nhật theo phương pháp gần đúng

- Xét tiết diện cạnh C C x , y Điều kiện áp dụng phương pháp gần đúng là: 0.5  C x / C y  2, cốt thép được đặt theo chu vi, phân bố đều hoặc mật độ cốt thép trên cạnh chịu lực chính có thể lớn hơn

- Tiết diện chịu lực nén N; mô men uốn M x , M y ; độ lệch tâm ngẫu nhiên e ax ,e y Sau khi xét uốn dọc theo hai phương, ta có:

- Tùy theo tương quan giữa giá trị M x 1 , M y 1 với kích thước các cạnh mà ta đưa về một trong hai mô hình tính toán (theo phương X hoặc Y)

Bảng 5-1 Phân loại điều kiện làm việc của cột

Mô hình Theo phương X Theo phương Y Điều kiện x 1 y 1 x y

- Giả thiết chiều dày a, tính h 0  h a ; Z  h 2a

- Tiến hành tính toán theo trường hợp đặt cốt thép đối xứng : 1 b b x N

- Tính mô men tương đương (đổi nén lệch tâm xiên ra nén lệch tâm phẳng) :

- Độ lệch tâm 1 M e  N , với kết cấu siêu tĩnh ta có : 0 ax( ; 1 ) 0 a 2 e m e e    e e h a

- Tìm giá trị độ mảnh : max(  x ; y )

Dựa vào độ lệch tâm e 0 và giá trị x 1 ta phân biệt các trường hợp tính toán như sau:

 Trường hợp 1: Nén lệch tâm rất bé, khi 0

  h  , tính gần đúng như nén đúng tâm

- Hệ số ảnh hưởng độ lệch tâm: 1

- Hệ số uốn dọc phụ thêm khi xét đến nén đúng tâm: (1 ) e 0.3

+ Khi 14  104 thì lấy  theo công thức sau:

- Diện tích toàn bộ cốt thép dọc : e b e st sc b

- Cốt thép được chọn đặt đều theo chu vi (mật độ cốt thép trên cạnh b có thể lớn hơn)

 Trường hợp 2: Nén lệch tâm bé, khi 0

- Xác định chiều cao vùng nén x :

- Diện tích toàn bộ cốt thép dọc : b ( 0 / 2) st sc

 Trường hợp 3: Nén lệch tâm lớn, khi 0

- Diện tích toàn bộ cốt thép dọc :

Cốt thép được đặt theo chu vi, trong đó cốt thép đặt theo cạnh b có mật độ lớn hơn hoặc bằng mật độ theo cạnh h

Sau khi đã tính được cốt thép theo phương pháp gần đúng như trên Tiến hành đánh giá hợp lý của lượng thép tính được bằng kiểm tra hàm lượng cốt thép hợp lý Đối với cấu kiện cột, hàm lượng cốt thép hợp lý rơi vào khoảng : 1%  3%

Lý thuyết tính toán cốt thép trong dầm

5.1.2.1 Tính toán cốt thép dọc trong dầm

- Dầm chịu uốn bởi mô men uốn M33, sử dụng nội lực xuất từ phần mềm Etabs

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

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

- Chiều cao làm việc hữu hiệu của tiết diện là: h 0  h a gt

- Công thức tính diện tích cốt thép: s b b 0 s

+ R b : cường độ chịu nén của bê tông

+ R s : cường độ chịu kéo của cốt thép

- Hàm lượng cốt thép yêu cầu: min ax

Tính toán cốt đai theo TCVN 5574:2012

- Đối với cấu kiện bê tông cốt thép không có cốt đai chịu lực cắt, để đảm bảo độ bền trên vết nứt xiên cần tính toán đối với vết nứt nguy hiểm nhất

 Điều kiện cho cấu kiện bê tông không có cốt đai chịu cắt:QQ b 0 , với Q b 0 là khả năng chịu cắt của bê tông (Mục 6.2.3.4 – TCVN 5574:2012) Ta có công thức:

- Điều kiện: Q b ,min  b 3 (1 n )R bh bt 0 Q b 0 2.5R bh bt 0

- Do đó, nếu QQ b 0 thì phải tính cốt đai chịu cắt

, có số nhánh đai n Xác định bước cốt đai:

+ S ct c : đối với cột được lấy theo TCXD 198:1997

- Chọn S min S S tt , m ax,S ct  Và 3 ct 4

S  h để bố trí đoạn giữa dầm

5.1.3.2 Điều kiện bê tông bê tông đảm bảo độ bền ứng suất nén chính

- Lý thuyết tính toán được lấy dựa theo Mục 6.2.3.2 – TCVN 5574:2012

- Cấu kiện bê tông cốt thép chịu tác dụng của lực cắt cần được tính toán để đảm bảo độ bền trên dải nghiêng giữa các vết nứt xiên theo điều kiện:

+  w1 : hệ số xét đến ảnh hưởng của cốt thép đai vuông góc với trục dọc cấu kiện, xác định theo công thức sau:  w1  1 5 w nhưng không được lớn hơn 1.3

+ Hệ số  b 1 được xác định theo công thức:  b 1  1 R b

+ Với:  0.01 đối với bê tông nặng; R b tính bằng MPa

5.1.3.3 Điều kiện độ bền trên tiết diện nghiêng

- Đối với cấu kiện bê tông cốt thép có cốt thép ngang chịu lực cắt, để đảm bảo độ bền theo vết nứt xiên cần tính toán với tiết diện nghiêng nguy hiểm nhất theo điều kiện: w , b s s inc

- Lực cắt Q được xác định từ ngoại lực đặt ở một phía của tiết diện nghiêng đang xét

- Lực cắt Qb do riêng bê tông chịu, được xác định :

+ c : chiều dài hình chiếu cảu tiết diện nghiêng nguy hiểm nhất lên trục dọc cấu kiện

Giá trị c thay bằng c0 (chiều dài hình chiếu vết nứt xiên xác định từ điều kiện cực tiểu của biểu thức (Q b Q s w Q s inc , ) Giá trị c0 lấy không lớn hơn 2h0 và không lớn hơn giá trị c, đồng thời c0 không nhỏ hơn 2h0 nếu c > h0 Đối với cấu kiện chỉ đặt cốt thép đai thẳng góc với trục dọc cấu kiện, có bước không đổi trong khoảng tiết diện nghiêng đang xét, giá trị c0 xác định theo công thức:

Với qsw là nội lực trong cốt thép đai trên một đơn vị chiều dài cấu kiện, được xác định: w w w s s s q R A

+  b 2 : hệ số xét đến ảnh hưởng của loại bê tông, đối với bê tông nặng  b 2 2

+  f : hệ số xét đến ảnh hưởng của cánh chịu nén trong tiết diện chữ T

+  n : hệ số xét đến ảnh hưởng của lực dọc

- Qsw : khả năng chống cắt của cốt đai, Q s w q c s w 0

- Qs,inc : khả năng chống cắt của cốt xiên

- Từ những điều kiện trên, khả năng chống cắt nhỏ nhất của bê tông và cốt đai là :

Chọn trước đường kính cốt đai và số nhánh, tính được khả năng chịu cắt nhỏ nhất của cốt đai và kiểm tra lại với lực cắt lớn nhất

5.1.3.4 Tính toán cốt treo cho dầm

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

Hình 5-3 Bố trí cốt treo cho dầm

- Đường kính cốt treo thường dùng (6 10) ; khoảng cách giữa các cốt treo s50mm

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

+ h 0 : chiều cao làm việc của tiết diện

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

+ n : số nhánh cốt đai treo

- Khoảng cách cho phép bố trí cốt treo dạng đai: S tr b dp 2h s

Trường hợp sử dụng cả hai loại cốt treo: w w , ,

+ A s inc , : diện tích cốt treo vai bò

+ R s inc , : cường độ chịu kéo tính toán cốt thép ngang

5.2 TÍNH TOÁN CỐT THÉP CHO CỘT KHUNG TRỤC B

- Tiết diện cột được sơ bộ ở Chương 2.

+ ỉ < 10 : cốt thộp AI Đặc trưng vật liệu được cho ở Chương 1.

- Tải trọng tác dụng lên khung được tính toán ở Chương 2.

Tính toán cốt thép cho cột cụ thể ( cột trục B1 tầng mái )

5.2.4.2 Tính toán cốt thép dọc cho cột

- Được tính toán dựa theo công thức ở Mục 5.1.1.2 được nêu trong thuyết minh

- Tính toán chi tiết cho cặp nội lực N tu ; M x max ; M ytu tương ứng của cột trục B1 ở Tầng Mái và tương tự cho tất cả các cặp nội lực còn lại Các cột còn lại được tính toán tương tự và lập thành dạng bảng

 Cặp nội lực nguy hiểm của cột:

Bảng 5-2 Nội lực tính cốt thép cho cột B1 tầng mái

- Tiết diện cột: 600 600 ( mm 2 )C x C y 600 (mm)0.5C x /C y  1 2

(thỏa), ta sử dụng phương pháp tính gần đúng, cốt thép được đặt theo chu vi, phân bố đều hoặc mật độ cốt thép trên cạnh chịu lực chính có thể lớn hơn

- Chiều dài tính toán của cột: l ox l oy 0.7 l c 0.7 3.4 2.38 ( )m

- Độ lệch tâm ngẫu nhiên: ax 3.4 0.6 ax ; ax ; 0.02

- Độ lệch tâm ban đầu: e ox max(e 1 x ;e ax )0.732 ; e oy max(e 1 y ;e ay )0.372

- Độ lệch tâm ngẫu nhiên: e a e ax 0.2e ay 0.020.2 0.02 24(mm)

- Giả thuyết chiều dày a50 (mm); h 0 550 (mm); Z  h 2a500 (mm)

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

- Mô men tương đương (đổi từ nén lệch tâm xiên thành nén lệch tâm phẳng):

- Với kết cấu siêu tĩnh:

- Điều kiện kiểm tra các trường hợp tính toán:

→ Vậy tính theo trường hợp nén lệch tâm lớn

- Diện tích cốt thép dọc:

 Ta tính toán thép dọc cho các cột khác tương tự như trên, kết quả số liệu tính toán được trình bày trong Phụ lục A Số liệu tính toán trong các bảng dưới đã được lọc ra và tổng kết lại, với kết quả cuối cùng là dựa trên sự lựa chọn diện tích cốt thép tính toán lớn nhất của từng cột

5.2.4.3 Tính toán cốt đai cho cột

Dựa theo lý thuyết tính toán trong thuyết minh trên

Lấy các hệ số như sau (Mục 6.2.3 – TCVN 5574:2012):

      - được lấy theo loại bê tông nặng

  R bh  : hệ số xét đến ảnh hưởng của uốn dọc khi chịu lực nén dọc

Kiểm tra khả năng chịu cắt của bê tông cột

Q0, BT Kiểm tra (mm) (mm) (mm) (mm) (kN) (kN) (kN)

- So sánh điều kiện: Q b ,min  b 3(1 n )R bh bt 0 Q b 0 2.5R bh bt 0

- Từ Bảng 5.3 trên ta thấy rằng khả năng chịu cắt của bê tông cột thỏa mãn, vì vậy chỉ cần bố trí cốt đai theo cấu tạo

Bảng 5-4 Cốt thép cột trục B1

Tầng Tên cột Tổ hợp N Mx My Cx Cy l

Ast s Chọn thép Asc Bố trí sc

T Tm Tm mm mm m cm 2 % n  cm 2 X Y %

RF C5 U9 39.03 27.83 20.00 600 600 3.4 X Lớn 49.33 1.37 16 22 60.82 5 5 1.69 15F C5 U8 80.26 22.30 12.11 600 600 3.4 X Lớn 17.57 0.49 12 22 45.62 4 4 1.27 14F C5 U8 119.97 24.50 12.38 600 600 3.4 X Lớn 10.02 0.28 12 22 45.62 4 4 1.27 13F C5 U8 159.95 19.76 9.79 600 600 3.4 X Lớn -7.73 -0.21 12 22 45.62 4 4 1.27 12F C5 U8 201.87 26.08 12.78 700 700 3.4 X Rất bé -88.00 -1.80 16 22 60.82 5 5 1.24 11F C5 U8 244.28 24.40 11.39 700 700 3.4 X Rất bé -93.45 -1.91 16 22 60.82 5 5 1.24 10F C5 U8 286.94 25.25 10.97 700 700 3.4 X Rất bé -85.02 -1.74 16 22 60.82 5 5 1.24 9F C5 U8 329.88 20.87 8.42 700 700 3.4 X Rất bé -83.94 -1.71 16 22 60.82 5 5 1.24 8F C5 U8 374.72 25.79 9.92 800 800 3.4 X Rất bé -131.72 -2.06 20 22 76.03 6 6 1.19 7F C5 U8 419.81 24.17 8.65 800 800 3.4 X Rất bé -122.32 -1.91 20 22 76.03 6 6 1.19 6F C5 U8 464.97 24.63 8.04 800 800 3.4 X Rất bé -110.15 -1.72 20 22 76.03 6 6 1.19 5F C5 U8 510.20 20.77 5.95 800 800 3.4 X Rất bé -101.98 -1.59 20 22 76.03 6 6 1.19 4F C5 U8 557.13 25.03 6.53 900 900 3.4 X Rất bé -157.77 -1.95 24 22 91.23 7 7 1.13 3F C5 U8 603.90 21.62 5.20 900 900 3.4 X Rất bé -147.49 -1.82 24 22 91.23 7 7 1.13 2F C5 U4 590.62 14.30 6.70 900 900 3.4 X Rất bé -153.63 -1.90 24 22 91.23 7 7 1.13 1F C5 U2 594.54 4.74 4.11 900 900 3.4 X Rất bé -152.43 -1.88 24 22 91.23 7 7 1.13

RF C6 U8 82.35 8.59 9.39 700 700 3.4 Y Lớn -9.28 -0.19 16 22 60.82 5 5 1.24 15F C6 U8 153.72 8.21 7.43 700 700 3.4 X Rất bé -144.25 -2.94 16 22 60.82 5 5 1.24 14F C6 U8 226.00 8.05 8.00 700 700 3.4 X Rất bé -125.55 -2.56 16 22 60.82 5 5 1.24 13F C6 U8 298.89 6.95 6.19 700 700 3.4 X Rất bé -108.09 -2.21 16 22 60.82 5 5 1.24 12F C6 U8 373.02 8.88 7.24 800 800 3.4 X Rất bé -148.27 -2.32 20 22 76.03 6 6 1.19 11F C6 U8 447.37 8.38 6.61 800 800 3.4 X Rất bé -127.20 -1.99 20 22 76.03 6 6 1.19 10F C6 U8 522.75 8.38 6.62 800 800 3.4 X Rất bé -104.18 -1.63 20 22 76.03 6 6 1.19 9F C6 U8 599.29 7.23 5.22 800 800 3.4 X Rất bé -80.81 -1.26 20 22 76.03 6 6 1.19 8F C6 U8 678.12 8.65 5.90 900 900 3.4 X Rất bé -126.93 -1.57 24 22 91.23 7 7 1.13 7F C6 U8 757.76 8.06 5.43 900 900 3.4 X Rất bé -102.62 -1.27 24 22 91.23 7 7 1.13 6F C6 U4 745.06 7.77 4.93 900 900 3.4 X Rất bé -106.50 -1.31 24 22 91.23 7 7 1.13 5F C6 U4 820.07 7.10 3.91 900 900 3.4 X Rất bé -83.60 -1.03 24 22 91.23 7 7 1.13 4F C6 U4 897.90 8.46 5.07 1000 1000 3.4 X Rất bé -138.28 -1.38 28 22 106.44 8 8 1.06 3F C6 U2 963.47 7.54 3.37 1000 1000 3.4 X Rất bé -118.28 -1.18 28 22 106.44 8 8 1.06 2F C6 U4 1034.57 12.00 0.78 1000 1000 3.4 X Rất bé -96.59 -0.97 28 22 106.44 8 8 1.06 1F C6 U2 1069.57 7.51 0.05 1000 1000 3.4 X Rất bé -85.91 -0.86 28 22 106.44 8 8 1.06

RF C7 U8 126.21 22.67 36.07 700 700 3.4 Y Lớn 22.64 0.46 16 22 60.82 5 5 1.24 15F C7 U6 189.37 15.00 3.35 700 700 3.4 X Rất bé -131.14 -2.68 16 22 60.82 5 5 1.24 14F C7 U2 160.95 15.15 0.43 700 700 3.4 X Rất bé -141.21 -2.88 16 22 60.82 5 5 1.24 13F C7 U2 217.56 12.68 0.19 700 700 3.4 X Rất bé -129.45 -2.64 16 22 60.82 5 5 1.24 12F C7 U2 275.42 16.11 1.00 800 800 3.4 X Rất bé -173.55 -2.71 20 22 76.03 6 6 1.19 11F C7 U2 333.36 15.42 1.33 800 800 3.4 X Rất bé -157.80 -2.47 20 22 76.03 6 6 1.19 10F C7 U2 391.63 15.98 1.77 800 800 3.4 X Rất bé -140.82 -2.20 20 22 76.03 6 6 1.19 9F C7 U2 450.28 13.71 2.07 800 800 3.4 X Rất bé -125.81 -1.97 20 22 76.03 6 6 1.19 8F C7 U2 510.66 16.57 3.11 900 900 3.4 X Rất bé -177.77 -2.19 24 22 91.23 7 7 1.13 7F C7 U2 571.27 15.79 3.31 900 900 3.4 X Rất bé -159.54 -1.97 24 22 91.23 7 7 1.13 6F C7 U2 632.25 16.05 3.85 900 900 3.4 X Rất bé -140.93 -1.74 24 22 91.23 7 7 1.13 5F C7 U2 693.61 13.83 3.51 900 900 3.4 X Rất bé -122.20 -1.51 24 22 91.23 7 7 1.13 4F C7 U2 756.99 18.52 5.95 1000 1000 3.4 X Rất bé -181.27 -1.81 28 22 106.44 8 8 1.06 3F C7 U8 944.97 9.22 3.81 1000 1000 3.4 X Rất bé -123.92 -1.24 28 22 106.44 8 8 1.06 2F C7 U8 1025.74 17.96 3.33 1000 1000 3.4 X Rất bé -99.28 -0.99 28 22 106.44 8 8 1.06 1F C7 U6 1111.44 9.56 0.81 1000 1000 3.4 X Rất bé -73.14 -0.73 28 22 106.44 8 8 1.06

RF C8 U6 127.06 21.35 38.15 700 700 3.4 Y Lớn 23.44 0.48 16 22 60.82 5 5 1.24 15F C8 U8 190.74 16.11 1.98 700 700 3.4 X Rất bé -130.84 -2.67 16 22 60.82 5 5 1.24 14F C8 U4 162.38 16.03 0.69 700 700 3.4 X Rất bé -139.30 -2.84 16 22 60.82 5 5 1.24 13F C8 U4 219.37 13.42 1.11 700 700 3.4 X Rất bé -127.43 -2.60 16 22 60.82 5 5 1.24 12F C8 U4 277.61 17.00 2.12 800 800 3.4 X Rất bé -171.42 -2.68 20 22 76.03 6 6 1.19 11F C8 U4 335.91 16.22 2.35 800 800 3.4 X Rất bé -155.85 -2.44 20 22 76.03 6 6 1.19 10F C8 U4 394.51 16.74 2.76 800 800 3.4 X Rất bé -138.90 -2.17 20 22 76.03 6 6 1.19 9F C8 U4 453.46 14.34 2.86 800 800 3.4 X Rất bé -124.09 -1.94 20 22 76.03 6 6 1.19 8F C8 U4 514.11 17.26 4.00 900 900 3.4 X Rất bé -175.98 -2.17 24 22 91.23 7 7 1.13 7F C8 U4 574.95 16.39 4.06 900 900 3.4 X Rất bé -158.41 -1.96 24 22 91.23 7 7 1.13 6F C8 U8 759.32 16.63 5.41 900 900 3.4 X Rất bé -102.14 -1.26 24 22 91.23 7 7 1.13 5F C8 U4 697.59 14.23 3.97 900 900 3.4 X Rất bé -120.98 -1.49 24 22 91.23 7 7 1.13 4F C8 U8 894.87 19.33 7.86 1000 1000 3.4 X Rất bé -139.21 -1.39 28 22 106.44 8 8 1.06 3F C8 U6 951.04 8.66 3.37 1000 1000 3.4 X Rất bé -122.07 -1.22 28 22 106.44 8 8 1.06 2F C8 U6 1031.36 17.58 3.10 1000 1000 3.4 X Rất bé -97.57 -0.98 28 22 106.44 8 8 1.06 1F C8 U8 1116.14 9.32 0.71 1000 1000 3.4 X Rất bé -71.70 -0.72 28 22 106.44 8 8 1.06

RF C9 U6 83.29 8.07 6.85 700 700 3.4 X Rất bé -157.15 -3.21 16 22 60.82 5 5 1.24 15F C9 U6 155.43 7.81 5.44 700 700 3.4 X Rất bé -146.53 -2.99 16 22 60.82 5 5 1.24 14F C9 U6 228.50 7.61 5.87 700 700 3.4 X Rất bé -127.01 -2.59 16 22 60.82 5 5 1.24 13F C9 U6 302.17 6.56 4.44 700 700 3.4 X Rất bé -108.58 -2.22 16 22 60.82 5 5 1.24 12F C9 U6 377.04 8.42 5.10 800 800 3.4 X Rất bé -148.60 -2.32 20 22 76.03 6 6 1.19 11F C9 U6 452.10 7.95 4.66 800 800 3.4 X Rất bé -125.76 -1.96 20 22 76.03 6 6 1.19 10F C9 U6 528.16 7.98 4.72 800 800 3.4 X Rất bé -102.53 -1.60 20 22 76.03 6 6 1.19 9F C9 U6 605.35 6.86 3.65 800 800 3.4 X Rất bé -78.96 -1.23 20 22 76.03 6 6 1.19 8F C9 U6 684.79 8.24 4.15 900 900 3.4 X Rất bé -124.89 -1.54 24 22 91.23 7 7 1.13 7F C9 U2 677.05 7.71 3.72 900 900 3.4 X Rất bé -127.25 -1.57 24 22 91.23 7 7 1.13 6F C9 U2 751.19 7.57 3.86 900 900 3.4 X Rất bé -104.62 -1.29 24 22 91.23 7 7 1.13 5F C9 U2 826.56 6.93 3.08 900 900 3.4 X Rất bé -81.62 -1.01 24 22 91.23 7 7 1.13 4F C9 U2 904.68 8.30 4.28 1000 1000 3.4 X Rất bé -136.21 -1.36 28 22 106.44 8 8 1.06 3F C9 U4 970.18 7.62 2.97 1000 1000 3.4 X Rất bé -116.23 -1.16 28 22 106.44 8 8 1.06 2F C9 U2 1041.71 12.08 1.02 1000 1000 3.4 X Rất bé -94.41 -0.94 28 22 106.44 8 8 1.06 1F C9 U4 1076.44 7.42 0.21 1000 1000 3.4 X Rất bé -83.81 -0.84 28 22 106.44 8 8 1.06

Tầng Tên cột Tổ hợp N Mx My Cx Cy l

RF C10 U9 38.75 27.94 21.78 600 600 3.4 X Lớn 51.92 1.44 16 22 53.22 5 5 1.69 15F C10 U6 79.69 22.35 13.55 600 600 3.4 X Lớn 19.59 0.54 12 22 45.62 4 4 1.27 14F C10 U6 119.13 24.54 13.88 600 600 3.4 X Lớn 12.04 0.33 12 22 45.62 4 4 1.27 13F C10 U6 158.84 19.78 11.03 600 600 3.4 X Lớn -6.17 -0.17 12 22 45.62 4 4 1.27 12F C10 U6 200.48 26.10 14.38 700 700 3.4 X Rất bé -82.84 -1.69 16 22 60.82 5 5 1.24 11F C10 U6 242.65 24.41 12.80 700 700 3.4 X Rất bé -91.33 -1.86 16 22 60.82 5 5 1.24 10F C10 U6 285.08 25.27 12.31 700 700 3.4 X Rất bé -83.66 -1.71 16 22 60.82 5 5 1.24 9F C10 U6 327.82 20.85 9.50 700 700 3.4 X Rất bé -83.56 -1.71 16 22 60.82 5 5 1.24 8F C10 U6 372.49 25.76 11.14 800 800 3.4 X Rất bé -131.40 -2.05 20 22 76.03 6 6 1.19 7F C10 U6 417.44 24.14 9.66 800 800 3.4 X Rất bé -122.32 -1.91 20 22 76.03 6 6 1.19 6F C10 U6 462.50 24.61 8.90 800 800 3.4 X Rất bé -110.33 -1.72 20 22 76.03 6 6 1.19 5F C10 U6 507.68 20.73 6.60 800 800 3.4 X Rất bé -102.39 -1.60 20 22 76.03 6 6 1.19 4F C10 U6 554.59 24.97 7.14 900 900 3.4 X Rất bé -158.22 -1.95 24 22 91.23 7 7 1.13 3F C10 U6 601.38 21.62 5.59 900 900 3.4 X Rất bé -148.03 -1.83 24 22 91.23 7 7 1.13 2F C10 U2 589.01 14.38 6.89 900 900 3.4 X Rất bé -154.12 -1.90 24 22 91.23 7 7 1.13 1F C10 U4 593.01 4.71 4.27 900 900 3.4 X Rất bé -152.90 -1.89 24 22 91.23 7 7 1.13

SVTH : HUỲNH NHẬT TÂN - MSSV :15149179 117

5.3 TÍNH TOÁN CỐT THÉP CHO CỘT KHUNG TRỤC B

- Tiết diện dầm được sơ bộ ở Chương 2

+ ỉ < 10 : cốt thộp AI Đặc trưng vật liệu được cho ở Chương 1.

- Tải trọng tác dụng lên khung được tính toán ở Chương 2.

Biểu đồ nội lực dầm khung trục B

Hình 5-4 Biểu đồ nội lực dầm khung trục B

SVTH : HUỲNH NHẬT TÂN - MSSV :15149179 118

NỀN MÓNG (30%) CHƯƠNG 1: KẾT QUẢ KHẢO SÁT ĐỊA CHẤT

Mặt cắt địa chất công trình

Hình 1-1 Hình trụ địa chất ĐẤ T SAN LẤ P

LỚ P 1 SÉ T PHA CÁ T, TRẠNG THÁ I RẮ N VỪ A

LỚ P 2 SÉ T PHA CÁ T, TRẠNG THÁ I RẮ N

SÉ T PHA CÁ T, TRẠNG THÁ I RẮ N VỪ A

LỚ P 4 CÁ T, TRẠNG THÁ I RỜ I ĐẾ N CHẶ T VỪ A

LỚ P 5 SÉ T, TRẠNG THÁ I RẤ T RẮ N ĐẾ N RẤ T CỨ NG

CÁ T, TRẠNG THÁ I CHẶ T ĐẾ N RẤ T CHẶ T

1.4 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ PHƯƠNG ÁN MÓNG

Kết quả công tác khảo sát địa chất tại khu vực xây dựng công trình “CHUNG CƯ TECCO” với 01 hố khoan ký hiệu BH1 cho thấy các lớp đất tại khu vực xây dựng có những đặc điểm như sau:

- Lớp đất (1): Đất sét pha cát, mềm đến rắn vừa là lớp đất có đặc trưng cơ lý yếu Không thuận lợi đối với xây dựng

- Lớp đất (2): Đất sét pha cát lẫn sỏi sạn laterite, rắn là lớp đất có đặc trưng cơ lý trung bình Thuận lợi đối với xây dựng

- Lớp đất (3): Đất sét pha cát, rắn vừa là lớp đất có đặc trưng cơ lý yếu Không thuận lợi đối với xây dựng

- Lớp đất (4): Cát mịn đến thô, rời đến chặt vừa là lớp đất có đặc trưng cơ lý trung bình Thuận lợi đối với xây dựng

- Lớp đất (5): Đất sét, đất sét pha cát, rất rắn đến rất cứng là lớp đất có đặc trưng cơ lý tốt Thuận lợi đối với xây dựng

- Lớp đất (6): Cát mịn đến trung, chặt đến rất chặt là lớp đất có đặc trưng cơ lý tốt Thuận lợi đối với xây dựng

- Lớp đất (7): Đất sét, rất cứng là lớp đất có đặc trưng cơ lý tốt Thuận lợi đối với xây dựng

- Đối với quy mô công trình trên, tầng tựa mũi cọc ổn định đặt trong các lớp đất (6),

(7) Trong phạm vi đồ án, lựa chọn đặt mũi cọc vào lớp đất (6) với phương án cọc khoan nhồi

PHƯƠNG ÁN MÓNG CỌC KHOAN NHỒI

Bê tông

Bảng 2-1 Thông số bê tông và cấu kiên sử dụng

Cấp độ bền Thông số vật liệu Kết cấu sử dụng

+ Rb : Cường độ chịu nén tính toán dọc trục của bê tông

+ Rbt : Cường độ chịu kéo tính toán dọc trục của bê tông

+ Eb : Mô đun đàn hồi ban đầu của bê tông khi nén và kéo

+ γ : Trọng lượng riêng của bê tông

Các thông số vật liệu bê tông được tra theo Bảng 13 và Bảng 17 trong tiêu chuẩn

Cốt thép

Bảng 2-2 Thông số cốt thép và cấu kiện sử dụng

Loại thép Thông số vật liệu Kết cấu sử dụng

+ Rs : Cường độ chịu kéo tính toán của cốt thép

+ Rsc : Cường độ chịu nén tính toán của cốt thép

+ Es : Mô đun đàn hồi của cốt thép

Các thông số vật liệu thép được tra theo Bảng 21 và Bảng 28 trong tiêu chuẩn TCVN 5574:2012

Tải trọng tính toán

- Xác định tải trọng tính toán để thiết kế cho móng, ta xuấ kết quả từ phần mềm ETABS với các tổ hợp tính toán từ tổ hợp U1 đến U9 cho trường hợp tính tải đứng và tải gió

- Dùng tải trọng tính toán để kiểm tra sức chịu tải của cọc, kiểm tra xuyên thủng, lực cắt cho đài móng, tính cốt thép cho đài cọc, cọc …

- Theo đúng nguyên tắc tính toán và thiết kế móng cọc, phải chọn tất cả các cặp nội lực để tính toán và kiểm tra Tuy nhiên, trong phạm vi đồ án, sinh viên chỉ dùng các cặp nội lực sau đây để tính toán :

Bảng 2-3 Tổ hợp nội lực tính toán

Tổ hợp 1 (Tổ hợp có lực dọc lớn nhất) N max ,M tu x ,M tu y ,Q tu x ,Q y tu

Tổ hợp 2 (Tổ hợp có mô men lớn nhất) max, tu , tu , tu , tu x y x y

M N M Q Q max, tu , tu , tu , tu y x x y

Tổ hợp 3 (Tổ hợp có lực ngang lớn nhất) max, , , , tu tu tu tu tu x x y y

Q N M M Q max, , , , tu tu tu tu tu y x y x

Tải trọng tiêu chuẩn

- Xác định tải trọng tiêu chuẩn để thiết kế móng, ta xuất kết quả từ phần mềm ETABS với các tổ hợp tiêu chuẩn từ tổ hợp S1 đến S8 cho trường hợp tính tải đứng và tải gió

- Dùng tải trọng tiêu chuẩn để kiểm tra lún của móng cọc, kiểm tra ổn định nền dưới khối móng quy ước …

2.4 TÍNH TOÁN SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC

Lựa chọn thông số cọc

- Chọn cọc tròn có đường kính d = 1000 (mm)

- Cao trình mặt đất tự nhiên là -0.540 (m), lấy theo cao trình kiến trúc làm chuẩn Mực nước ngầm ở cao độ -9.550 (m)

- Sàn tầng hầm có bề dày là 200 (mm), và có cao độ là -3.400 (m) Chọn độ cao mặt móng trùng với cao độ sàn tầng hầm

- Chọn sơ bộ chiều cao đài là 1.5 (m), cao độ đáy đài là -4.900 (m)

- Chọn cao độ hạ mũi cọc là -60.65m, cọc ngàm vào lớp đất thứ 6 một đoạn là 2.5m

 Chiều dài cọc trong đất:

 Chiều dài thực tế phải thi công cọc:

+ l 1 : là chiều dài đoạn đập đầu cọc, lấy l 1 1 ( )m

+ l 2 : là chiều dài đoạn cọc neo trong đài, lấy l 2 0.15 ( )m

Lựa chọn phương pháp thi công cọc

- Cọc bê tông cốt thép đổ tại chỗ trong dung dịch bentonite

Hình 2-1 Mặt cắt trụ địa chất móng trục B2 ĐẤ T SAN LẤ P

LỚ P 2 SÉ T PHA CÁ T, TRẠNG THÁ I RẮ N

N 60 = 14 - 15 LỚ P 3 SÉ T PHA CÁ T, TRẠNG THÁ I RẮ N VỪ A

LỚ P 4 CÁ T, TRẠNG THÁ I RỜ I ĐẾ N CHẶ T VỪ A

LỚ P 5 SÉ T, TRẠNG THÁ I RẤ T RẮ N ĐẾ N RẤ T CỨ NG

LỚ P 6 CÁ T, TRẠNG THÁ I CHẶ T ĐẾ N RẤ T CHẶ T

N 60 = 26 - 49 LỚ P 7 SÉ T PHA CÁ T, TRẠNG THÁ I RẮ N VỪ A

Sức chịu tải cho phép của cọc theo vật liệu

 Hệ số uốn dọc φ của cọc:

- Chiều dài tính toán của cọc (Mục 7.1.8 - TCVN 10304:2014): 1 0 2 l l

- l 0 0 : là chiều dài đoạn cọc kể từ đáy đài cao đến độ cao san nền (ta đang tính với đài thấp)

- Hệ số biến dạng theo Mục A.4 - Phụ lục A - TCVN 10304:2014:

+ Hệ số tỷ lệ: i i 18382 ( / 4 ) i k k h kN m h

Bảng 2-4 Tổng hợp hệ số k

Ghi chú: Hệ số tỷ lệ ki được lấy phụ thuộc vào loại đất bao quanh cọc theo Bảng

+ E 3.25 10 7 (kN m/ 2 ): mô đun đàn hồi của vật liệu làm cọc

   : mô men quán tính tiết diện ngang của cọc

+ Xác định giá trị bp: p 1 b  d : đối với cọc có đường kính thân cọc d  0.8 (m)

1.5 0.5 b p  d : đối với cọc có đường kính thân cọc d  0.8 (m)

+  c 3: hệ số điều kiện làm việc theo Mục A.2 - Phục lục A - TCVN 10304:2014 Vậy chiều dài tính toán của cọc: 1 2

  r   , với r là bán kính quán tính của cọc: 0.25 0.25 ( ) r  d m

  cb : là hệ số điều kiện làm việc, theo Mục 7.1.9 - TCVN 10304:2014 kể đến việc đổ bê tông trong khoảng không gian chật hẹp của hố và ống vách, lấy  cb 0.85

  cb  : là hệ số kể đến phương pháp thi công cọc, theo Mục 7.1.9 khoản d) việc khoan và đổ bê tông vào lòng hố khoan dưới dung dịch khoan hoặc dưới nước chịu áp lực (không dùng ống vách), lấy  cb  0.7

 Cốt thép trong cọc: chọn

 Diện tích bê tông trong cùng tiết diện:

Vậy sức chịu cho phép theo vật liệu:

Sức chịu tải cho phép theo đất nền

2.4.4.1 Sức chịu tải cực hạn theo chỉ tiêu cơ lý đất nền

+  c 1 : là hệ số điều kiện làm việc của cọc

+  cq : là hệ số điều kiện làm việc của đất dưới mũi cọc, lấy  cq 0.9 cho trường hợp dùng phương pháp đổ bê tông dưới nước

+ q b : là cường độ sức kháng của đất dưới mũi cọc, lấy theo Mục 7.2.3.2

+ A b : là diện tích tiết diện ngang mũi cọc, đối với cọc khoan nhồi lấy bằng diện tích tiết diện ngang của hố khoan

+ u : là chu vi tiết diện ngang thân cọc, đối với cọc khoan nhồi lấy bằng chu vi hố khoan

+  cf : là hệ số điều kiện làm việc của đất trên thân cọc, phụ thuộc vào phương pháp tạo lỗ và điều kiện đổ bê tông Tra Bảng 5, ta lấy  cf 0.6

+ f i : là cường độ sức kháng trung bình của lớp đất thứ “i” trên thân cọc, lấy theo

+ l i : là chiều dài đoạn cọc nằm trong lớp đất thứ “i”

2.4.4.1.1 Cường độ sức kháng của đất dưới mũi cọc

- Theo Mục 7.2.3.2 - Điều a) đối với đất hòn vụn thô lẫn cát và đất cát ở nền cọc khoan nhồi, qb được tính theo công thức: q b 0.75   4 ( 1 1 ' d   2 3 1 h)

+     1 , 2 , 3 , 4 : là các hệ số không thứ nguyên phụ thuộc vào trị số góc ma sát trong tính toán  l của nền đất và được lấy theo Bảng 6, nhân với hệ số chiết giảm 0.9

+ d 1 ( )m : là đường kính cọc khoan nhồi

+ h l h d 55.75 1.5 3  60.25 ( )m : là chiều sâu hạ cọc, tính từ cao độ quy ước nằm cao hơn mặt đất thiết kế (sàn tầng hầm) 3 (m) đến mũi cọc (Chú thích

+  1 ' : là dung trọng tính toán của nền đất dưới mũi cọc (có xét đến tác dụng đẩy nổi trong đất bão hòa nước),  1 ' 10.49 (kN m/ 3 )

+  1 : là dung trọng tính toán trung bình (tính theo các lớp) của đất nằm trên mũi cọc (có xét đến tác động đẩy nổi trong đất bão hòa nước)

Sức kháng mũi: R b  cq q A b b 0.9 9645.25 0.786  6823.05 (kN)

2.4.4.1.2 Cường độ sức kháng trung bình của lớp đất thứ “i” bên thân cọc

- Theo Chú thích 1 – Bảng 3, khi xác định cường độ f i trên thân cọc phải chia từng lớp đất thành các lớp phân tố đất đồng nhất dày tối đa 2m

- Giá trị chiều sâu trung bình của các lớp phân tố tính theo Chú thích 2 – Bảng 2, nếu đào xén đất từ 3  10 (m), phải tính từ cao độ quy ước nằm cao hơn 3 (m) so với mức đào xén

- Cường độ sức kháng f i đối với cát chặt (lớp 6) lấy tăng thêm 30%, sét pha (lớp 5) có hệ số rỗng = 0.58

Tiêu đề	Chung Cư Tecco
Tác giả	Huỳnh Nhật Tân
Người hướng dẫn	TS. Lê Trung Kiên
Trường học	Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh
Chuyên ngành	Công Nghệ Kỹ Thuật Công Trình Xây Dựng
Thể loại	Đồ Án Tốt Nghiệp
Năm xuất bản	2020
Thành phố	Tp. Hồ Chí Minh

Định dạng
Số trang	214
Dung lượng	14,63 MB