Thiết kế kỹ thuật chung cư cao tầng diamond thịnh vượng

Nội dung thực hiện đề tài: • Kiến trúc: Thể hiện các bản vẽ kiến trúc công trình • Kết cấu: Tính tốn thiết kế cầu thang bộ Tính toán thiết kế bể nước mái Tính toán thiết kế sàn tầng điển

TỔNG QUAN KIẾN TRÚC

GIỚI THIỆU CÔNG TRÌNH

1.1.1 Mục đích xây dựng công trình

Trước thực trạng dân số phát triển nhanh, mật độ dân số ở khu vực thành phố

Hồ Chí Minh ngày càng tăng, nhu cầu mua đất xây dựng nhà càng nhiều trong khi quỹ đất của Thành phố thì có hạn, giá đất leo thang khiến cho nhiều người dân không đủ khả năng mua đất xây nhà Để giải quyết vấn đề này giải pháp xây dựng các chung cư cao tầng và phát triển quy hoạch khu dân cư ra các quận, khu vực ngoại thành là giải pháp hợp lý hiện nay Ngoài ra sự đầu tư xây dựng các công trình nhà ở cao tầng thay thế cho các công trình thấp tầng, các khu dân cư đã xuống cấp cũng giúp thay đổi bộ mặt cảnh quan đô thị nhằm tương xứng với tầm vóc của nước ta, đồng thời cũng giúp tạo cơ hội việc làm cho nhiều người dân

Với vị trí là cửa ngõ phía Tây vào nội thành thành phố Hồ Chí Minh, nối liền với các trục đường giao thông quan trọng như Quốc lộ 1A, đây là huyết mạch giao thông chính từ các tỉnh đồng bằng Sông Cửu Long đến các tỉnh vùng trọng điểm kinh tế phía Nam và các tỉnh miền Đông Nam Bộ Với các tuyến đường liên Tỉnh lộ 10 nối liền với khu công nghiệp Đức Hòa (Long An); đường Nguyễn Văn Linh nối từ Quốc lộ 1A đến khu công nghiệp Nhà Bè và khu chế xuất Tân Thuận quận 7, vượt sông Sài Gòn đến quận 2 và đi Đồng Nai, Quốc lộ 50 nối huyện Bình Chánh với các huyện Cần Giuộc, Cần Đước (Long An) Bình Chánh trở thành cầu nối giao lưu kinh tế, giao thương đường bộ giữa vùng đồng bằng Sông Cửu Long với vùng kinh tế miền Đông Nam Bộ và các khu công nghiệp trọng điểm

Với xu thế đó công trình chung cư Đại Phúc Town huyện Bình Chánh được xây dựng nhằm phục vụ cho nhu cầu nhà ở của người dân với đầy đủ tiện nghi, cảnh quan đẹp, không khí thoáng mát tách biệt với sự tấp nập, ồn ào và ô nhiễm của trung tâm thành phố

1.1.2 Vị trí và dặc điểm công trình 1

1 Trích dẫn nguồn tham khảo [43]

Tọa lạc tại mặt tiền đường Thạnh Xuân 13, phường Thạnh Xuân, Quận 12, Thành phố Hồ Chí Minh, chung cư nằm ngay trung tâm hành chính của Quận, gần Quốc Lộ 1A Đây là vị trí huyết mạch, rất thuận tiện để di chuyển về Tân Bình, Gò Vấp, Thủ Đức và Bình Dương Xung quanh Căn hộ là hàng loạt các tiện ích chất lượng như Mega Market Hiệp Phú, bệnh viện Hạnh Phúc, Vincom…

Hình 1.1.Vị trí khu đất trên google maps

Hình 1.2 Bản đồ quy hoạch tổng thể khu chung cư

Nội khu: nhà trẻ mẫu giáo, trường cấp I, II, trung tâm thương mại, trung tâm y tế, hồ bơi và công viên cây xanh, thể dục thể thao

Ngoại khu: siêu thị Lotte Mart, Co.op Mart, hệ thống các trung tâm thương mại hiện đại, các dịch vụ tài chính ngân hàng, Mega Market Hiệp Phú, bệnh viện Hạnh Phúc, Vincom …

1.1.2.3 Điều kiện tự nhiên a) Vị trí địa lý

Quận 12 là quận nằm phía Bắc của Thành phố Hồ Chí Minh, nằm dọc theo quốc lộ 1, nối liền các tỉnh miền Đông Nam Bộ

Có tổng diện tích tự nhiên là 52,74 km 2 Dân số năm 2019 là 620.146 người, mật độ dân số trung bình là 11.759 người/km 2 Với 11 phường, phường có diện tích lớn nhất là phường Thạnh Xuân với 9.58 km 2 , phường nhỏ nhất là Tân Hưng Thuận với 1.81 km 2 Địa giới hành chính của quận như sau:

- Phía Bắc và Tây Bắc giáp huyện Hóc Môn

- Phía Đông giáp Tp Thuận An, tỉnh Bình Dương và Tp Thủ Đức

- Phía Nam giáp quận Gò Vấp, Tân Bình, Bình Thạnh và Tân Phú

- Phía Tây giáp quận Bình Tân b) Khí hậu, thuỷ văn

- Thành phố Hồ Chí Minh nằm trong vùng nhiệt đới gió mùa cận xích đạo Cũng như các tỉnh ở Nam bộ, đặc điểm chung của khí hậu-thời tiết TPHCM là nhiệt độ cao đều trong năm và có hai mùa mưa - khô rõ ràng làm tác động chi phối môi trường cảnh quan sâu sắc Mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 11, mùa khô từ tháng 12 đến tháng 4 năm sau

- Số giờ nắng trung bình/tháng 160-270 giờ Nhiệt độ không khí trung bình 27 0 C Nhiệt độ cao tuyệt đối 40 0 C, nhiệt độ thấp tuyệt đối 13,8 0 C Tháng có nhiệt độ trung bình cao nhất là tháng 4 (28,8 0 C), tháng có nhiệt độ trung bình thấp nhất là khoảng giữa tháng 12 và tháng 1 (25,7 0 C) Hàng năm có tới trên 330 ngày có nhiệt độ trung bình 25-28 0 C

- Lượng mưa cao, bình quân/năm 1.949 mm Năm cao nhất 2.718 mm (1908) và năm nhỏ nhất 1.392 mm (1958) Số ngày mưa trung bình/năm là 159 ngày Khoảng 90% lượng mưa hàng năm tập trung vào các tháng mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 11; trong đó hai tháng 6 và 9 thường có lượng mưa cao nhất Các tháng 1,2,3 mưa rất ít, lượng mưa không đáng kể

- Ðộ ẩm tương đối của không khí bình quân/năm 79,5%; bình quân mùa mưa 80% và trị số cao tuyệt đối tới 100%; bình quân mùa khô 74,5% và mức thấp tuyệt đối xuống tới 20%

Công trình dân dụng - cấp 2 (10.000 m 2 ∑ 𝑆 𝑠à𝑛 ≤ 30.000 m 2 hoặc 8÷24 tầng)

Hình 1.3 Mặt đứng công trình (trục 1 - 6)

2 Theo Phụ lục 2 - Thông tư số 06/2021/TT-BXD ngày 30/06/2021 của Bộ Xây dựng [42]

Công trình có 01 tầng hầm

Hình 1.4 Mặt bằng tầng hầm

Công trình có 01 tầng trệt, 17 tầng điển hình, 01 tầng mái

Hình 1.5 Mặt bằng tầng 1

Hình 1.6 Mặt bằng tầng 2-14

Hình 1.7 Mặt bằng tầng mái (sân thượng)

Bảng 1.1 Cao độ mỗi tầng

Tên tầng Cao độ Tên tầng Cao độ

Tầng 12 Tầng 13 Tầng 14 Tầng 15 Tầng 16 Tầng 17 Tầng kỹ thuật Tầng mái

- Tầng 1 cao 6.4m: Căn hộ cho thuê shophouse

- Tầng 2-17: cao 3.3 m gồm các căn hộ cho thuê Mỗi căn hộ có 2- 3 phòng ngủ tùy vào diện tích, 1 phòng khách, 1 nhà bếp, 1-2 nhà vệ sinh

- Tầng kĩ thuật (tầng thượng) là khu vực đặt thiết bị phục vụ trong toàn chung cư.

GIẢI PHÁP KIẾN TRÚC

Chung cư ở quận 12, TP.HCM nằm trong khu dân cư đông đúc, nằm gần trường học bệnh viện, bưu điện và các trung tâm thương mại lớn của thành phố và địa điểm lý tưởng cho việc ăn ở và sinh hoạt

Hệ thống giao thông trong khu vực hiện tại có thể đi đến các địa điểm trong thành phố cách nhanh chóng và thuận lợi

Tuy hệ thống cây xanh chưa thật hoàn hảo nhưng cũng phù hợp với TP.HCM hiện nay

1.2.2 Giải pháp bố trí mặt bằng

Mặt bằng bố trí mạch lạc rõ ràng thuận tiện cho việc bố trí giao thông trong công trình đơn giản hơn cho các giải pháp kết cấu và các giải pháp về kiến trúc khác Các loại căn hộ với diện tích khác nhau đảm bảo đáp ứng đầy đủ về nhu cầu không gian của người sử dụng với mức thu nhập bình quân

Tận dụng triệt để đất đai, sử dụng một cách hợp lí

Các hệ thống kỹ thuật như bể nước, trạm bơm, trạm xử lý nước thải được bố trí hợp lý nhằm giảm chiều dài đường ống dẫn, ngoài ra còn bố trí các hệ thống kỹ thuật về điện như máy phát điện dự phòng

Khu chung cư được xây dựng theo kiến trúc hiện đại, phối hợp hài hòa giữa mảng xanh và các tiện ích, chính là một dự án tinh tế Chung cư Diamind Thịnh Vượng không chạy theo xu hướng đất chật người đông mà luôn đặt ưu tiên về không gian sống của cư dân lên hàng đầu, quan tâm đến sự phát triển của thế hệ tương lai Bên cạnh đó, chủ đầu tư xây dựng cầu đường kết nối từ dự án đến đường Lê Thị Riêng, kết nối với trung tâm hành chính quận 12 Giao thông đồng bộ giúp cư dân dự án thuận tiện di chuyển đến các tiện ích ngoại khu như Mega Market Hiệp Phú, Đại học Nguyễn Tất Thành, Bệnh viện Gò Vấp, ngã tư An Sương, sân bay Tân Sơn Nhất

Cầu thang được bố trí ở giữa công trình Giao thông tầng 1 linh hoạt và thông thoáng, cho phép người ra vào trung tâm bằng nhiều hướng khác nhau, đồng thời rất phù hợp cho các khu vực kinh doanh, buôn bán và triển lãm Giao thông xuống tầng hầm với ram dốc lớn nằm sát bên công trình

Công trình có hệ thống hành lang nối liền các căn hộ với nhau đảm bảo thông thoáng tốt, giao thông hợp lí đảm bảo cuộc sống ổn định cho người dân sống trong chung cư

Tóm lại: các căn hộ được thiết kế hợp lí, đầy đủ tiện nghi, các phòng chính được tiếp xúc với tự nhiên, có ban công ở phòng khách, phòng ăn kết hợp với giếng trời tạo thông thoáng, khu vệ sinh có gắn trang thiết bị hiện đại có găn nước.

CÁC HỆ THỐNG KỸ THUẬT CHÍNH TRONG CÔNG TRÌNH

Các căn hộ, phòng làm việc, các hệ thống giao thông chính trên các tầng đều được chiếu sáng tự nhiên thông qua các cửa kính bố trí bên ngoài bố trí bên trong công trình

Ngoài ra, hệ thống chiếu sáng nhân tạo cũng được bố trí sao cho có thể phủ được những chỗ cần chiếu sáng

Tuyến điện cao thế 750 KVA qua trạm biến áp hiện hữu trở thành điện hạ thế vào trạm biến thế của công trình.Điện dự phòng cho toà nhà do 02 máy phát điện Diezel có công suất 588KVA cung cấp, máy phát điện này đặt tại tầng hầm Khi nguồn điện bị mất, máy phát điện cung cấp cho những hệ thống sau:

- Hệ thống phòng cháy chữa cháy

- Hệ thống chiếu sáng và bảo vệ

- Biến áp điện và hệ thống cáp

- Điện năng phục vụ cho các khu vực của toà nhà được cung cấp từ máy biến áp đặt tại tầng hầm theo các ống riêng.

HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC

1.4.1 Hệ thống cấp nước sinh hoạt

Nước từ hệ thống cấp nước chính của thành phố được đưa vào bể đặt tại tầng kỹ thuật (dưới tầng hầm)

Nước được bơm thẳng lên các khu vực trong công trình, việc điều khiển quá trình bơm được thực hiện hoàn toàn tự động thông qua hệ thống van phao tự động Ống nước được đi trong các hốc hoặc âm tường

1.4.2 Hệ thống nước mưa và khí gas

Nước mưa trên mái, ban công,… thu vào phễu và chảy riêng theo một ống Nước mưa được dẫn thẳng thoát ra hệ thống thoát nước chung của thành phố Nước thải từ các buồng vệ sinh có riêng hệ thống ống dẫn để đưa về bể xử lí nước thải rồi mới thải ra hệ thống thoát nước chung

Hệ thống xử lí nước thải có dung tích.

HỆ THỐNG PHÒNG CHÁY CHỮA CHÁY

Thiết bị phát hiện báo cháy được bố trí ở mỗi tầng và mỗi phòng Ở nơi công cộng và mỗi tầng mạng lưới báo cháy có gắn đồng hồ và đèn báo cháy khi phát hiện được, phòng quản lí khi nhận tín hiệu báo cháy thì kiểm soát và khống chế hoả hoạn cho công trình

1.5.2 Hệ thống cứu hỏa bằng nước và hóa chất

Nước: trang bị từ bể nước tầng hầm, sử dụng máy bơm xăng lưu động

Trang bị các bộ súng cứu hoả (ống và gai 20 dài 25m, lăng phun 13) đặt tại phòng trực, có 01 hoặc 02 vòi cứu hoả ở mỗi tầng tuỳ thuộc khoảng không ở mỗi tầng và ống nối được cài từ tầng 01 đến vòi chữa cháy và các bảng thông báo cháy Các vòi phun nước tự động được đặt ở tất cả các tầng theo khoảng cách 3m một cái và được nối với các hệ thống chữa cháy và các thiết bị khác bao gồm bình chữa cháy khô ở tất cả các tầng Đèn báo cháy ở các cửa thoát hiểm, đèn báo khẩn cấp ở tất cả các tầng

Hoá chất: sử dụng một số lớn các bình cứu hoả hoá chất đặt tại các nơi quan yếu (cửa ra vào kho, chân cầu thang mỗi tầng).

KHÁI QUÁT VỀ KẾT CẤU CÔNG TRÌNH

GIẢI PHÁP KẾT CẤU

2.1.1 Lựa chọn giải pháp kết cấu phần thân

Hệ chịu lực của nhà nhiều tầng là bộ phận chủ yếu của công trình nhận các loại tải trọng truyền nó xuống nền đất Theo TCXD 198:1997 [14], các hệ kết cấu bê tông cốt thép toàn khối được sử dụng phổ biến trong các nhà cao tầng bao gồm: hệ kết cấu khung, hệ kết cấu tường chịu lực, hệ khung-vách hỗn hợp, hệ kết cấu hình ống và hệ kết cấu hình hộp Việc lựa chọn hệ kết cấu dạng nào phụ thuộc vào điều kiện làm việc cụ thể của công trình, công năng sử dụng, chiều cao của nhà và độ lớn của tải trọng ngang như gió và động đất a) Hệ khung

Hệ kết cấu khung có khả năng tạo ra các không gian lớn, thích hợp với các công trình công cộng Hệ kết cấu khung có sơ đồ làm việc rõ ràng nhưng lại có nhược điểm kém hiệu quả khi chiều cao công trình lớn Trong thực tế, hệ kết cấu khung được sử dụng cho các ngôi nhà dưới 20 tầng với cấp chống động đất 7;15 tầng đối với nhà trong vùng có chấn động động đất cấp 8;10 tầng đối với cấp 9 b) Hệ kết cấu vách cứng và lõi cứng

Hệ kết cấu vách cứng có thể được bố trí thành hệ thống theo 1 phương, 2 phương hoặc liên kết lại thành các hệ không gian gọi là lõi cứng Đặc điểm quan trọng của loại kết cấu này là khả năng chịu lực ngang tốt nên thường được sử dụng cho các công trình cao trên 20 tầng Tuy nhiên, độ cứng theo phương ngang của các vách cứng tỏ ra là hiệu quả rõ rệt ở những độ cao nhất định, khi chiều cao công trình lớn thì bản thân vách cứng phải có kích thước đủ lớn, mà điều đó thì khó có thể thực hiện được Trong thực tế, hệ kết cấu vách cứng được sử dụng có hiệu quả cho các ngôi nhà dưới 40 tầng với cấp phòng chống động đất cấp 7; độ cao giới hạn bị giảm đi nếu cấp phòng chống động đất cao hơn c) Hệ kết cấu khung – giằng (khung và vách cứng)

Hệ kết cấu khung – giằng (khung và vách cứng) được tạo ra bằng sự kết hợp hệ thống khung và hệ thống vách cứng Hệ thống vách cứng thường được tạo ra tại khu vực cầu thang bộ, cầu thang máy, khu vực vệ sinh chung hoặc ở các tường biên, là các khu vực có tường nhiều tầng liên tục Hệ thống khung được bố trí tại các khu vực còn lại của ngôi nhà Trong hệ thống kết cấu này, hệ thống vách chủ yếu chịu tải trọng ngang còn hệ thống khung chịu tải trọng thẳng đứng Hệ kết cấu khung - giằng tỏ ra là hệ kết cấu tối ưu cho nhiều loại công trình cao tầng Loại kết cấu này được sử dụng cho các ngôi nhà dưới 40 tầng với cấp phòng chống động đất 7; 30 tầng đối với nhà trong vùng có chấn động động đất cấp 8; 20 tầng đối với cấp 9 d) Hệ kết cấu đặc biệt

Bao gồm hệ thống khung không gian ở các tầng dưới, phía trên là hệ khung giằng Đây là loại kết cấu đặc biệt, được ứng dụng cho các công trình mà ở các tầng dưới đòi hỏi các không gian lớn; khi thiết kế cần đặc biệt quan tâm đến tầng chuyển tiếp từ hệ thống khung sang hệ thống khung giằng Nhìn chung, phương pháp thiết kế cho hệ kết cấu này khá phức tạp, đặc biệt là vấn đề thiết kế kháng chấn

Việc lựa chọn giải pháp kết cấu sàn hợp lý là việc làm rất quan trọng, quyết định tính kinh tế của công trình Theo thống kê thì khối lượng bêtông sàn có thể chiếm 30 – 40% khối lƣợng bêtông của công trình và trọng lượng bêtông sàn trở thành một loại tải trọng tĩnh chính Công trình càng cao tải trọng này tích lũy xuống các cột (vách) tầng dưới và móng càng lớn, làm tăng chi phí móng, cột (vách), tăng tải trọng ngang do thành phần động của gió, động đất Vì vậy cần ưu tiên giải pháp sàn nhẹ để giảm tải trọng thẳng đứng

Các loại kết cấu đang được sử dụng rộng rãi hiện nay gồm: a) Hệ sàn sườn

Bao gồm hệ dầm và bản sàn Ưu điểm: tính toán đơn giản, được sử dụng phổ biến ở nước ta Công nghệ thi công phong phú nên dễ dàng lựa chọn

Nhược điểm: khi nhịp lớn chiều cao dầm và độ võng của sàn rất lớn dẫn đến chiều cao tầng lớn, không tiết kiệm không gian sử dụng b) Sàn không dầm

Gồm các bản kê trực tiếp lên cột (vách) Ưu điểm: chiều cao kết cấu nhỏ, giảm được chiều cao công trình, tiết kiệm và dễ phân chia không gian sử dụng Thi công nhanh hơn so với sàn có dầm vì không mất công gia công cốp pha và cốt thép dầm, cốt thép sàn tương đối định hình và đơn giản Việc lắp dựng cốp pha cũng thuận tiện hơn

Nhược điểm: các cột (vách) không có dầm liên kết với nhau vì vậy độ cứng sẽ nhỏ hơn so với sàn dầm, khả năng chịu lực theo phương ngang cũng kém hơn Thường tải trọng ngang sẽ để cho hệ vách chịu Ngoài ra sàn phải có chiều dày lớn để tăng khả năng chống chọc thủng và đảm bảo khả năng chịu uốn c) Sàn không dầm dự ứng lực

Gồm các bản kê trực tiếp lên cột (có hoặc không có nấm), bản sàn được đặt cáp dự ứng lực Ưu điểm: giảm chiều dày bản sàn, giảm độ võng, giảm chiều cao công trình

Phân chia không gian các khu chứa năng dễ dàng

Nhược điểm: Tính toán phức tạp, thi công đòi hỏi thiết bị chuyên dụng d) Sàn panel lắp ghép

Gồm những tấm panel được sàn xuất trong nhà máy, vận chuyển ra công trường lắp dựng rồi rải cốt thép và đổ bêtông bù Ưu điểm: khả năng vượt nhịp lớn, thời gian thi công nhanh

Nhược điểm: Kích thước cấu kiện lớn, quy trình tính toán phức tạp e) Sàn U-boot beton và bubble deck

Là hệ sàn phẳng gối lên các cột và hệ vách chịu lực Sử dụng các hộp rỗng hoặc quả bóng nhựa tái chế để thay thế phần bêtông không hoặc ít tham gia chịu lực ở bản sàn Ưu điểm: tăng khoảng cách lưới cột và khả năng vượt nhịp có thể lên tới 15m mà không cần dự ứng lực, giảm hệ tường, vách chịu lực

Nhược điểm: lý thuyết tính toán chưa phổ biến, khả năng chịu cắt, chịu uốn giảm so với sàn bêtông cốt thép có cùng độ dày

2.1.2 Kết luận cho giải pháp kết cấu

Các hệ kết cấu theo phương đứng bao gồm: tường, vách cứng, lõi cứng

Các hệ kết cấu theo phương ngang bao gồm: sàn, dầm, dầm trực giao

Chúng liên kết với nhau tạo thành các hệ kết cấu chủ yếu làm xương sống chịu lực cho công trình Chúng liên kết với nhau và tạo thành kết cấu khung và có sơ đồ truyền tải trọng như sau:

Sàn với dầm là phần tử chịu tải trọng trực tiếp sau đó truyền xuống cột và cuối cùng là truyền xuống móng Công trình càng cao sẽ có ảnh hưởng rất lớn đến phần móng sau này

GIẢI PHÁP VẬT LIỆU

2.2.1 Yêu cầu về vật liệu

Vật liệu có cường độ cao, trọng lượng nhỏ, chống cháy tốt, có giá thành hợp lý Vật liệu có tính biến dạng cao: khả năng biến dạng cao có thể bổ sung cho tính năng chịu lực thấp

Vật liệu có tính thoái biến thấp: có tác dụng tốt khi chịu tác động của tải trọng lặp 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

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

Kết luận: đồ án này chọn phương án vật liệu xây dựng là bê tông cốt thép

Bảng 2.1 Thông số vật liệu sử dụng cho thiết kế

STT Cấu kiện Loại Thông số vật liệu

1 Bê tông dầm sàn, cầu thang, bể nước, đài móng B30

3 Cốt thép đai, cột CB240-T Rs= Rsc= 210Mpa

4 Cốt thép chịu lực cho dầm, vách, sàn CB400-V Rs= Rsc= 350Mpa

5 Cốt thép chịu lực cho sàn và lõi thang CB500-V

YÊU CẦU CẤU TẠO

2.3.1 Lớp bê tông bảo vệ

Theo TCVN 5574:2018, chiều dày lớp bê tông bảo vệ cần phải đảm bảo được Chiều dày lớp bê tông bảo vệ được xác định dựa theo các yêu cầu trong điều này có kể đến vai trò của cốt thép trong kết cấu (là cốt thép dọc chịu lực hoặc cốt thép cấu tạo), loại kết cấu (cột, bản sàn, dầm, các cấu kiện của móng, tường và các kết cấu tương tự), đường kính và loại cốt thép Giá trị tối thiểu của chiều dày lớp bê tông bảo vệ của cốt thép chịu lực (kể cả cốt thép nằm ở mép trong của các cấu kiện rỗng tiết diện vành khuyên hoặc tiết diện hộp) Đối với các cấu kiện lắp ghép thì giá trị tối thiểu của chiều dày lớp bê tông bảo vệ cốt thép chịu lực nêu trong Bảng 19 được lấy giảm 5 mm Đối với cốt thép cấu tạo thì giá trị tối thiểu của chiều dày lớp bê tông bảo vệ được lấy giảm 5 mm so với giá trị yêu cầu đối với cốt thép chịu lực Trong mọi trường hợp, chiều dày lớp bê tông bảo vệ cũng cần được lấy không nhỏ hơn đường kính thanh cốt thép và không nhỏ hơn 10 mm Trong các kết cấu một lớp làm từ bê tông nhẹ và bê tông rỗng có cấp độ bền chịu nén từ B7,5 trở xuống thì chiều dày lớp bê tông bảo vệ cần được lấy không nhỏ hơn 20 mm, còn đối với các tấm tường ngoài (không có lớp trang trí) – không nhỏ hơn 25 mm Trong các kết cấu một lớp làm từ bê tông tổ ong thì chiều dày lớp bê tông bảo vệ trong mọi trường hợp cần được lấy không nhỏ hơn 25mm

Sự làm việc đồng thời của cốt thép với bê tông, khả năng chịu lửa của kết cấu

Sự neo cốt thép trong bê tông và khả năng bố trí các mối nối của các chi tiết cốt thép

Tính toàn vẹn của cốt thép dưới tác động của môi trường xung quanh (kể cả khi có môi trường xâm thực)

Bảng 2.2 Lớp bê tông bảo vệ

STT Cấu kiện Lớp bê tông bảo vệ

2 Kết cấu tiếp xúc với đất có bê tông lót 35mm

2.3.2 Khoản cách thông thủy giữa các thanh thép

Khoảng cách thông thủy tối thiểu giữa các thanh thép cần được lấy sao cho đảm bảo sự làm việc đồng thời giữa cốt thép với bê tông và có kể đến sự thuận tiện khi đổ và đầm hỗn hợp bê tông, không nhỏ hơn đường kính lớn nhất của thanh cốt thép, đồng thời không nhỏ hơn:

• 25 mm – đối với các thanh cốt thép dưới được bố trí thành một hoặc hai lớp và nằm ngang hoặc nghiêng trong lúc đổ bê tông

• 30 mm – đối với các thanh cốt thép trên được bố trí thành một hoặc hai lớp và nằm ngang hoặc nghiêng trong lúc đổ bê tông

• 50 mm – đối với các thanh cốt thép dưới được bố trí thành ba lớp trở lên (trừ các thanh của hai lớp dưới cùng) và nằm ngang hoặc nghiêng trong lúc đổ bê tông, cũng như đối với các thanh nằm theo phương đứng trong lúc đổ bê tông.

BỐ TRÍ KẾT CẤU CHỊU LỰC

2.4.1 Nguyên tắc bố trí hệ kết cấu

Khi thiết kế cần tạo sơ đồ kết cấu, kích thước tiết diện và bố trí cốt thép đảm bảo được độ bền, độ ổn định và độ cứng không gian xét trong tổng thể cũng như riêng từng bộ phận kết cấu Việc đảm bảo đủ khả năng chịu lực phải trong cả giai đoạn xây dựng và sử dụng

Khi tính toán thiết kế kết cấu bê tông cốt thép cần phải thỏa mãn những yêu cầu về tính toán theo hai nhóm trạng thái giới hạn

- Nhóm trạng thái giới hạn thứ nhất (TTGH I)

• Đảm bảo khả năng chịu lực của kết cấu, cụ thể đảm bảo cho kết cấu

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

• Không bị mất ổn định về hình dáng hoặc vị trí

• Không bị phá hoại vì kết cấu bị mỏi

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

- Nhóm trạng thái giới hạn thứ hai (TTGH II)

• Bảo đảm 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

2.4.2 Sơ bộ kích thước tiết diện các cấu kiện

2.4.2.1 Giải pháp kết cấu ngang (sàn, dầm)

❖ Sơ bộ chiều dày sàn

Trong đó: m = 30 ÷ 35 sàn 1 phương (𝑙 2 ≥ 2𝑙 1 ) m = 40 ÷ 50 sàn 2 phương (𝑙 2 ≤ 2𝑙 1 ) m = 10 ÷ 15 bản công sôn

𝑙 1 : Nhịp theo phương cạnh ngắn

D = 0.8 ÷ 1.4 phụ thuộc vào tải trọng

Ghi chú: m chọn lớn hay nhỏ phụ thuộc vào ô bản liên tục hay ô bản đơn

ℎ 𝑠𝑚𝑖𝑛 ≥ 60𝑚𝑚 đối với nhà dân dụng

ℎ 𝑠𝑚𝑖𝑛 ≥ 70𝑚𝑚 đối với sàn nhà công nghiệp

Kích thước ô sàn lớn nhất trong công trình 𝑙 1 × 𝑙 2 = 9.5 × 9.5𝑚

Chiều dày sơ bộ sàn:

Kết luận: chọn ha = 180 (mm)

Bảng 2.3 Chọn sơ bộ chiều dày sàn các tầng công trình

Tên tầng Chiều dày sàn sơ bộ

❖ Sơ bộ kích thước dầm khung

Kích thước tiết diện dầm sơ bộ theo 2 điều kiện độ võng và điều kiện độ bền:

Kích thước tiết diện dầm xác định sơ bộ thông qua nhịp dầm sao cho đảm bảo thông thuỷ cần thiết trong chiều cao tầng, đủ khả năng chịu lực o Dầm chính: sử dụng hệ dầm bẹp với kích thước tiết diện

Trong đó: L là nhịp của dầm chính, L= 9.5

Chọn kích thước dầm chính là (300×700)mm o Dầm phụ: chia nhỏ nhịp ô sàn

Trong đó: l là nhịp của dầm phụ, l= 9.5m

Chọn kích thước dầm phụ là (200×500)mm

Bảng 2.4 Chọn sơ bộ tiết diện dầm

2.4.2.2 Sơ bộ kích thước vách

Theo mục 3.4.1 TCVN 198-1995, bề dày vách cứng thỏa điều kiện:

Kết luận: Chọn vách dày 300mm

Bảng 2.5 Tổng hợp sơ bộ tiết diện vách

Loại vách Kí hiệu vách Kích thước vách

Vách lõi thang máy CW-1 L – (4850x2500x300) 1

TIÊU CHUẨN DÙNG THIẾT KẾ

2.5.1 Các tiêu chuẩn và quy chuẩn viện dẫn

• TCVN 2737:1995: Tải trọng và tác động - Tiêu chuẩn thiết kế

• TCXD 229:1999: Chỉ dẫn tính toán thành phần động của tải gió

• TCVN 9386:2012: Thiết kế công trình chịu tải trọng động đất

• TCVN 5574: 2018: Thiết kế kết cấu bê tông và bê tông cốt thép

• TCVN 198:1997: Nhà cao tầng - Thiết kế Bê Tông Cốt Thép toàn khối

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

• TCVN 10304:2014: Móng cọc - Tiêu chuẩn thiết kế

Bên cạnh các tài liệu trong nước, để giúp cho quá trình tính toán được thuận lợi, đa dạng về nội dung tính toán, đặc biệt những cấu kiện (phạm vi tính toán) chưa được tiêu chuẩn thiết kế trong nước qui định như : Thiết kế các vách cứng, lõi cứng nên trong quá trình tính toán có tham khảo các tiêu chuẩn nước ngoài

Cùng với đó là các sách, tài liệu chuyên ngành và các bài báo khoa học được đăng tải chính thống của nhiều tác giả khác nhau

2.5.2 Lựa chọn phần mềm tính toán

Dùng để phân tích động cho hệ công trình bao gồm các dạng và giá trị dao động, kiểm tra các dạng ứng xử của công trình khi chịu tải trọng động đất

ETABS là phần mềm phân tích, thiết kế kết cấu chuyên cho nhà cao tầng nên việc nhập và xử lý số liệu đơn giản và nhanh hơn so với các phần mềm khác

Dùng để phân tích nội lực theo dải

Do SAFE là phần mềm phân tích, thiết kế kết cấu chuyên cho phần bản sàn và còn được sử dụng tính toán cho kết cấu phần móng

Dùng để xử lý số liệu nội lực từ các phần mềm ETABS, SAFE xuất sang, tổ hợp nội lực và tính toán tải trọng, tính toán cốt thép và trình bày các thuyết minh tính toán

Dùng để thể hiện tất cả các bản vẽ liên quan đến kiến trúc, sàn, dầm, cột, vách và móng.

TẢI TRỌNG VÀ TÁC ĐỘNG

TỔNG QUAN

Trong thiết kế công trình, tải trọng và tác động (loads and actions) là các tác động vào công trình xây dựng, dưới dạng lực (tải trọng) và các tác động khác không phải là lực (chênh lệch nhiệt độ, biến dạng cưỡng bức).

CƠ SỞ TÍNH TOÁN TẢI TRỌNG

- Căn cứ theo tiêu chuẩn TCVN 2737:1995

- Căn cứ theo tiêu chuẩn TCVN 9386:2012

- Cataloge vật liệu sử dụng trong công trình

- Theo yêu cầu và công năng sử dụng mà chủ đầu tư đưa ra (nếu có)

Theo tiêu chuẩn TCVN 2737:1995, phân loại theo thời hạn tác dụng của tải trọng, tải trọng được chia thành tải trọng thường xuyên và tải trọng tạm thời (dài hạn, ngắn hạn và đặc biệt)

Trọng lượng bản thân các phần công trình, bao gồm các khối lượng kết cấu chịu lực và bao che Khối lượng và áp lực đất

Tải trọng tạm thời dài hạn được định nghĩa và mô tả trong điều 2.3.4 của TCVN

2737:1995 Ví dụ bao gồm trọng lượng và tác động của thiết bị và máy móc trong suốt quá trình sử dụng, tác động do thay đổi nhiệt độ, độ ẩm… Các thành phần dài hạn của hoạt tải sử dụng là một loại tải trọng tạm thời dài hạn

Tải trọng tạm thời ngắn hạn được định nghĩa và mô tả trong điều 2.3.5 của

TCVN 2737:1995 Ví dụ bao gồm khối lượng người, vật liệu sửa chữa, phụ kiện, dụng cụ và đồ lắp ráp trong phạm vi phục vụ và sửa chữa thiết bị, tải trọng gió Tải trọng sinh ra khi chế tạo, vận chuyển và xây lắp các kết cấu xây dựng

Các tải trọng đặc biệt được định nghĩa và mô tả trong điều 2.3.6 của TCVN 2737-

1995 Bao gồm tải trọng do nổ, tải trọng do vi phạm nghiêm trọng quá trình công nghệ, do thiết bị trục trặc, hư hỏng tạm thời Tác động của biến dạng nền gây ra do thay đổi cấu trúc đất (sụt lở hoặc lún ướt)…

Tải trọng động đất sẽ được xem xét và tính toán theo TCVN 9386:2012

Tĩnh tải bao gồm trọng lượng bản thân các kết cấu sàn, dầm, cột….trọng lượng tường xây trên dầm, tường xây trên sàn, trọng lượng các lớp hoàn thiện sàn…

Chiều dày của các lớp cấu tạo sàn căn cứ vào bản vẽ kiến trúc, hệ số tin cậy căn cứ theo TCVN 2737-1995 Tùy thuộc vào công năng sử dụng của từng ô sàn

3.2.2.2 Tĩnh tải các lớp cấu tạo sàn:

Hình 3.1.Cấu tạo các lớp sàn Bảng 3.1 Tĩnh tải tác dụng lên sàn tầng 1, 2, điển hình, kĩ thuật

STT Các lớp cấu tạo

Giá trị tính toán i ( ) δ m  i ( kN/m 3 ) g s tt ( kN/m 2 )

Tổng tĩnh tải chưa kể trọng lượng bản thân sàn 1.76

Bảng 3.2 Tĩnh tải tác dụng lên sàn tầng mái

STT Các lớp cấu tạo Chiều dày lớp

Bảng 3.3 Tĩnh tải tác dụng lên sàn nhà vệ sinh

STT Các lớp cấu tạo

Hệ số vượt tải n Giá trị tính toán i ( ) δ m  i ( kN/m 3 ) g s tt ( kN/m 2 )

Bảng 3.4 Tĩnh tải các lớp cấu tạo sàn tầng hầm

Vật liệu Trọng lượng riêng

3.2.2.3 Tải tường xây trên dầm, sàn

Tải tường được chia ra làm hai loại: tải được gán lên dầm và tải được gán lên các sàn: t t t q =   h c (kN/m) (3.1)

Trong đó: qt: Tổng trọng lượng tường xây trên 1m (kN/m)

t: Tải trọng tường xây trên 1m2 (kN/m 2 ) ht: Chiều cao tường xây đang xét (m) c: Hệ số trừ cửa

Bảng 3.5 Tải trọng tường 200mm tác dụng lên dầm sàn

STT Vật liệu cấu tạo

Trọng lượng riêng h tầng -h dầm Hệ số vượt tải n

Giá trị tính toán i ( ) δ m  i ( kN/m 3 ) (m) g s tt ( kN/m 2 )

Với các căn hộ có tường nằm trên sàn, chọn tải tường quy đổi lớn nhất trong các căn hộ cộng thêm vào tĩnh tải sàn

Vậy tĩnh tải tầng 2, điển hình: g tt s = 1.76 2.34 + = 4.1 kN/m ( 2 )

Phụ thuộc vào công năng sử dụng, có thể tra bảng TCVN

Hệ số tin cậy của hoạt tải:

+ Hoạt tải phụ thuộc vào công năng sử dụng

+ Hệ số độ tin cậy của hoạt tải: o Hoạt tải > 2: n = 1,2 o Hoạt tải < 2: n = 1,3 (Điều 4.3.3 TCVN 2737:1995) o Hoạt tải sử dụng được xác định theo TCVN 2737:1995 Kết quả trong bảng sau:

Bảng 3.6 Hoạt tải phân bố trên sàn

STT Tên sàn Phần dài hạn

Hoạt tải tính toán (kN/m 2 )

9 Sảnh, cầu thang, hành lang

13 Mái bằng có sử dụng

14 Mái bằng không sử dụng

Lưu ý: Sinh hoạt là gồm có: phòng ngủ, phòng ăn, phòng khách

3.2.3 Tải trọng ngang (tải trọng gió)

3.2.3.1 Tính toán tải trọng gió theo TCVN 2737:1995

Tải trọng gió lên công trình gồm có hai thành phần: tĩnh và động Thành phần động của tải trọng gió được kể đến với công trình nhà nhiều tầng cao trên 40m Tải trọng gió được quy về lực tập trung đặt tại từng mức sàn

Giá trị và phương tính toán thành phần tĩnh tải trong gió được xác định theo các điều khoản ghi trong tiêu chuẩn tải trọng và tác động TCVN 2737:1995 [2]

Thành phần động của tải trọng gió được xác định theo các phương tương ứng với phương tính toán thành phần tĩnh của tải trọng gió

Thành phần động tải trọng gió tác động lên công trình là lực do xung của vận tốc gió và lực quán tính của công trình gây ra Giá trị của lực này được xác định trên cơ sở thành phần tĩnh của tải trọng gió nhân với các hệ số có kể đến ảnh hưởng của xung vận tốc gió và lực quán tính của công trình

Việc tính toán công trình chịu tác dụng động lực của tải trọng gió bao gồm: Xác định thành phần động của tải trọng gió và phản ứng của công trình do thành phần động của tải trọng gió gây ra ứng với từng dạng dao động

3.2.3.2 Thành phần tĩnh tải trọng gió

Tải trọng gió tĩnh được tính toán theo TCVN 2737:1995 như sau: tc o

• W 0 là giá trị của áp lực gió lấy theo bản đồ phân vùng phụ lục D và điều

6.4 TCVN 2737:1995 Công trình đang xây dựng ở Tp.Hồ Chí Minh thuộc vùng gió II-A, địa hình D, ảnh hưởng của gió bão được đánh giá là yếu, lấy W 0 = 0.83 kN/m ( 2 )

• k: là hệ số tính đến sự thay đổi của áp lực gió theo độ cao và dạng địa hình, lấy theo bảng 5, TCVN 2737:1995

• c: là hệ số khí động, đối với mặt đón gió c d = +0.8, mặt hút gió c h = −0.6

• Hệ số độ tin cậy của tải trọng gió là 𝑛 = 1.2.

Bảng 3.7 Giá trị áp lực gió theo bản đồ phân vùng áp lực gió

Vùng áp lực gió trên bản đồ

I-A I-B II-A II-B III-A III-B IV V

• Wj: áp lực gió tĩnh (kN/m 2 )

=  : Diện tích đón gió của từng tầng

• Hj, Hj-1 và L lần lượt là chiều cao tầng của tầng thứ j, j-1 và bề rộng đón gió

Bảng 3.8 Bảng tính gió tĩnh theo phương X

S đón gió Lực gió tiêu chuẩn

Gió đẩy Gió hút Tổng

Tầng mái 4.8 64 1.4 14 33.6 31.23 23.43 54.66 Tầng kĩ thuật 3.3 59.2 1.38 30 121.5 111.33 83.5 194.83

Tầng 13 3.3 42.7 1.3 30 99 85.46 64.09 149.55 Tầng 12 3.3 39.4 1.28 30 99 84.14 63.11 147.25 Tầng 11 3.3 36.1 1.26 30 99 82.83 62.12 144.95 Tầng 10 3.3 32.8 1.24 30 99 81.51 61.13 142.64 Tầng 9 3.3 29.5 1.21 30 99 79.54 59.66 139.2 Tầng 8 3.3 26.2 1.19 30 99 78.23 58.67 136.9 Tầng 7 3.3 22.9 1.16 30 99 76.25 57.19 133.44 Tầng 6 3.3 19.6 1.13 30 99 74.28 55.71 129.99 Tầng 5 3.3 16.3 1.09 30 99 71.65 53.74 125.39

S đón gió Lực gió tiêu chuẩn

Gió đẩy Gió hút Tổng

Tầng 4 3.3 13 1.05 30 99 69.02 51.77 120.79 Tầng 3 3.3 9.7 0.99 30 99 65.08 48.81 113.89 Tầng 2 6.4 6.4 0.92 30 145.5 88.88 66.66 155.54 Bảng 3.9 Bảng tính gió tĩnh theo phương Y

Cao độ sàn Hệ số độ cao

Lực gió tiêu chuẩn Gió đẩy Gió hút Tổng

Tầng 17 3.3 55.9 1.36 78 257.4 232.44 174.33 406.77 Tầng 16 3.3 52.6 1.35 78 257.4 230.73 173.05 403.78 Tầng 15 3.3 49.3 1.33 78 257.4 227.32 170.49 397.81 Tầng 14 3.3 46 1.32 78 257.4 225.61 169.2 394.81 Tầng 13 3.3 42.7 1.3 78 257.4 222.19 166.64 388.83 Tầng 12 3.3 39.4 1.28 78 257.4 218.77 164.08 382.85 Tầng 11 3.3 36.1 1.26 78 257.4 215.35 161.51 376.86 Tầng 10 3.3 32.8 1.24 78 257.4 211.93 158.95 370.88 Tầng 9 3.3 29.5 1.21 78 257.4 206.81 155.1 361.91 Tầng 8 3.3 26.2 1.19 78 257.4 203.39 152.54 355.93 Tầng 7 3.3 22.9 1.16 78 257.4 198.26 148.69 346.95 Tầng 6 3.3 19.6 1.13 78 257.4 193.13 144.85 337.98

Lực gió tiêu chuẩn Gió đẩy Gió hút Tổng

3.2.3.3 Thành phần động của tải trọng gió

Công trình có độ cao 64m > 40m nên cần phải tính thành phần động của tải trọng gió Để xác định được thành phần động của tải trọng gió thì cần xác định tần số dao dộng riêng của công trình Sơ đồ tính toán là hệ thanh công xôn có hữu hạn điểm tập trung khối lượng Chia công trình thành n phần sao cho mỗi phần có độ cứng và áp lực gió lên bề mặt công trình có thể coi như không đổi

Vị trí của các điểm tập trung khối lượng đặt tương ứng với cao trình sàn

Giá trị khối lượng tập trung bằng tổng của trọng lượng bản thân kết cấu, tải trọng các lớp cấu tạo sàn (phân bố đều trên sàn), hoạt tải (phân bố đều trên sàn) TCVN 2737:1995 và TCXD 229:1999 cho phép sử dụng hệ số chiết giảm đối với hoạt tải, tra bảng 1 (TCXD 229:1999), lấy hệ số chiết giảm là 0.5

Thành phần động của tải trọng gió được xác định theo các phương tương ứng với phương tính toán thành phần tĩnh của tải trọng gió

Việc tính toán tần số dao động riêng của 1 công trình nhiều tầng là rất phức tạp, do đó, cần phải có sự hỗ trợ của các chương trình máy tính Trong luận văn này phần mềm Etabs được dùng để tính toán các tần số dao động riêng của công trình

Việc mô hình trong chương trình Etabs được thực hiện như sau:

- Dầm được mô hình bằng phần tử Frame

- Vách và sàn được mô hình bằng phần tử Shell

- Trọng lượng bản thân của kết cấu do Etabs tự tính toán

- Trọng lượng các lớp cấu tạo sàn được phân bố đều trên sàn

- Trọng lượng bản thân tường được gán thành từng dãy trên sàn

- Hoạt tải gán phân bố đều trên sàn, sử dụng hệ số chiết giảm khối lượng là 0.5 Trong TCXD 229:1999, qui định chỉ cần tính toán thành phần động của tải trọng gió ứng với 3 dạng dao động đầu tiên, với tần số dao động riêng cơ bản thứ nhất thỏa mãn bất đẳng thức:

Trong đó, f L được tra trong bảng 2, TCXD 229:1999, đối với kết cấu sử dụng bê tông cốt thép, lấy  =0.3, ta được fL=1.3 Hz( ) Vách được ngàm với móng

Bảng 3.10 Giá trị giới hạn của tần số giao động riêng

là độ giảm Loga dao động của kết cấu, phụ thuộc vào dạng kết cấu và vật liệu chịu lực của công trình

Gió động của công trình được tính theo 2 phương X và Y, mỗi dạng dao động chỉ xét theo phương có chuyển vị lớn hơn Tính toán thành phần động của gió, gồm các bước sau:

- Bước 1: Xác định tần số dao động riêng của công trình

Bảng 3.11 Kết quả 12 MODE dao động

UX UY RZ Phương dao động

Từ kết quả dao động vì (1.326 >1.3) vậy ta sử dụng 4 mode đầu tiên để tính toán gió động cho công trình

- Bước 2: Công trình này được tính với 4 mode dao động

Tính toán thành phần động của tải trọng theo Điều 4.3 đến Điều 4.9 TCXD

Tính giá trị tiêu chuẩn thành phần động của tải trọng gió khi chỉ kể đến ảnh hưởng của xung vận tốc gió, có thứ nguyên là lực, xác định theo công thức:

Wj là giá trị tiêu chuẩn thành phần tĩnh của áp lực gió, tác dụng lên phần thứ j của công trình

TỔ HỢP TẢI TRỌNG

Theo mục 2.4 TCVN 2737:1995, tùy thành phần các tải trọng tính đến, tổ hợp tải trọng gồm có tổ hợp có bản và tổ hợp đặc biệt

Tổ hợp tải trọng cơ bản gồm tải trọng thường xuyên, tải trọng tạm thời dài hạn và tạm thời ngắn hạn

Tổ hợp tải trọng đặc biệt gồm các tải trọng thường xuyên, tải trọng tạm thời dài hạn, tải trọng tạm thời ngắn hạn có thể xảy ra và một trong các tải trọng đặc biệt Tổ hợp tải trọng do tác động nổ hoặc do va chạm của các phương tiện giao thông với các bộ phận công trình cho phép không tính đến các tải trọng tạm thời ngắn hạn trong mục 2.3.5 TCVN 2737:1995

Tổ hợp trọng cơ bản có một tải trọng tạm thời thì lấy giá trị của tải trọng tạm thời được lấy toàn bộ, có từ hai tải trọng trở lên thì lấy giá trị tính toán của tải trọng tạm thời hoặc các nội lực tương ứng của chúng phải được nhân với hệ số tổ hợp như sau:

Tổ hợp tải trọng tạm thời dài hạn và ngắn hạn nhân với hệ số  = 0.9

Khi có thể phân tích ảnh hưởng riêng biệt của từng tải trọng tạm thời ngắn hạn lên nội lực, chuyển vị trong các kết cấu và nền móng thì tải trọng có ảnh hưởng lớn nhất không giảm, tải trọng thứ hai nhân với hệ số 0.8; còn lại nhân với hệ số 0.6

Tổ hợp tải trọng đặc biệt có hai tải trọng tạm thời thì giá trị của tải trọng tạm thời được lấy toàn bộ, có hai tải trọng tạm thời trở lên, giá trị tải trọng đặc biệt được lấy không giảm, giá trị khi tính toán của tải trọng tạm thời hoặc nội lực tương ứng của chúng được nhân với hệ số tổ hợp như sau: tải trọng tạm thời dài hạn nhân với hệ số  1 = 0.95, tải trọng tạm thời ngắn hạn nhân với hệ số  2 = 0.8, trừ những trường hợp đã được nói trong tiêu chuẩn thiết kế các công trình trong vùng động đất hoặc các tiêu chuẩn thiết kế kết cấu và nền móng khác

3.3.2 Các loại tải trọng (Load Patterns)

Bảng 3.23 Các loại tải trọng thiết lập trong mô hình Etabs

Tải trọng Loại tải trọng Hệ số Ghi chú

SW SUPER DEAD 1 Tải trọng bản thân (Self weight)

SDL SUPER DEAD 0 Tải trọng lớp hoàn thiện (Imposed dead load)

WAL SUPER DEAD 0 Tải trọng tường xây (Brick wall load)

LL1.3 LIVE 0 Hoạt tải nhỏ hơn 2 KN/m 2 (Live load)

LL1.2 LIVE 0 Hoạt tải lớn hơn 2 KN/m 2 (Live load)

WTX WIND 0 Tải gió tĩnh theo phương X (Wind load)

WTXX WIND 0 Tải gió tĩnh theo phương - X (Wind load)

WTY WIND 0 Tải gió tĩnh theo phương Y (Wind load)

WTYY WIND 0 Tải gió tĩnh theo phương - Y (Wind load)

WDX WIND 0 Tải gió động phương X (Wind load)

WDY WIND 0 Tải gió động phương Y (Wind load)

EX SEISMIC 0 Tải trọng động đất phương X (Earthquake load)

EY SEISMIC 0 Tải trọng động đất phương Y (Earthquake load)

3.3.3 Các trường hợp tải trọng trung gian

Bảng 3.24 Các loại tải trọng trung gian thiết lập trong mô hình Etabs

Ký hiệu Loại Thành phần Ý nghĩa

TINH TAI - TC Linear Add SW, SDL, WAL Tĩnh tải tiêu chuẩn

TINH TAI - TT Linear Add 1.1(SW), 1.2(SDL),

HOAT TAI - TC Linear Add LL1.3, LL1.2 Hoạt tải tiêu chuẩn

HOAT TAI - TT Linear Add 1.3(LL1.3), 1.2(LL1.2) Hoạt tải tính toán

WX - TC Linear Add WTX, WDX Tải trọng gió theo phương X tiêu chuẩn

WX - TT Linear Add 1.2(WTX), 1.2(WDX) Tải trọng gió theo phương X tính toán

WXX - TC Linear Add WTXX, WDX Tải trọng gió theo phương - X tiêu chuẩn

WXX - TT Linear Add 1.2(WTXX), 1.2(WDX) Tải trọng gió theo phương - X tính toán

WY - TC Linear Add WTY, WDY Tải trọng gió theo phương Y tiêu chuẩn

WY - TT Linear Add 1.2(WTY), 1.2(WDY) Tải trọng gió theo phương Y tính toán

WYY - TC Linear Add WTYY, WDY Tải trọng gió theo phương - Y tiêu chuẩn

WYY - TT Linear Add 1.2(WTYY), 1.2(WDY) Tải trọng gió theo phương - Y tính toán DDX Linear Add EX, 0.3(EY) Tải trọng động đất phương X DDY Linear Add 0.3(EX), EY Tải trọng động đất phương Y

3.3.4 Các tổ hợp tải trọng

Bảng 3.25 Các tổ hợp tải trọng thiết lập trong mô hình Etabs

Tên Loại Thành phần Ghi chú

COMBO 1 Linear Add TINH TAI – TT, HOAT TAI – TT

COMBO 2 Linear Add TINH TAI – TT, WX – TT

COMBO 3 Linear Add TINH TAI – TT, WXX – TT

Các tổ hợp cơ bản

COMBO 4 Linear Add TINH TAI – TT, WY – TT

COMBO 5 Linear Add TINH TAI – TT, WYY - TT

TINH TAI – TT, 0.9(HOAT TAI – TT), 0.9(WX – TT)

TINH TAI – TT, 9(HOAT TAI – TT), 0.9(WXX – TT)

TINH TAI – TT, 9(HOAT TAI – TT), 0.9(WY – TT)

TINH TAI – TT, 9(HOAT TAI – TT), 0.9(WYY – TT)

TINH TAI – TT, 0.3(HOAT TAI –

TT), EX Các tổ hợp đặc biệt COMBO 11 Linear Add

TINH TAI – TT, 0.3(HOAT TAI – TT), EY

S1 Linear Add TINH TAI – TC, HOAT TAI – TC

Các tổ hợp cơ bản

S2 Linear Add TINH TAI – TC, WX – TC

S3 Linear Add TINH TAI – TC, WXX – TC S4 Linear Add TINH TAI – TC, WY – TC S5 Linear Add TINH TAI – TC, WYY – TC S6 Linear Add

TINH TAI – TC, 0.9(HOAT TAI – TC), 0.9(WX – TC)

TINH TAI – TC, 0.9(HOAT TAI – TC), 0.9(WXX – TC)

TINH TAI – TC, 0.9(HOAT TAI – TC), 0.9(WY – TC)

TINH TAI – TC, 0.9(HOAT TAI – TC), 0.9(WYY – TC)

KIỂM TRA ỔN ĐỊNH CÔNG TRÌNH

3.4.1 Kiểm tra chuyển vị đỉnh công trình

Theo chỉ dẫn tại bảng M.4,TCVN 5574:2018, chuyển vị ngang tại đỉnh kết cấu của tòa nhà cao tầng đối với kết cấu khung – vách khi phân tích theo phương pháp đàn hồi phải thỏa mãn điều kiện  

   = H và chỉ kiểm tra đối với tải trọng gió

Bảng 3.26 Chuyển vị ngang tại đỉnh của tòa chung cư dựa trên kết quả tính toán từ mô hình Etabs

Tổng chiều cao công trình H = 79.6m

Giới hạn chuyển vị đỉnh công trình    = 132.7 mm

Chuyển vị do tải gió theo phương X  = X 25.525mm

Chuyển vị do tải gió theo phương Y  = Y 27.138mm

Kết luận: Vậy     , thỏa điều kiện chuyển vị đỉnh

3.4.2 Kiểm tra chuyển vị ngang tương đối

3.4.2.1 Kiểm tra đối với tải trọng gió

Theo TCVN 9386:2012 quy định việc hạn chế chuyển vị ngang tương đối giữa các tầng (Chuyển vị lệch tầng) như sau:

Bảng 3.27 Kiểm tra chuyển vị tương đối do gió theo phương X

Tầng Chiều cao tầng Chiều cao tường

Chuyển vị ngang từ mô hình

Chuyển vị ngang tương đối

Trị số giới hạn Kiểm tra h h t h t /500

Bảng 3.28 Kiểm tra chuyển vị tương đối do gió theo phương Y

Tầng Chiều cao tầng Chiều cao tường

Trị số giới hạn Kiểm tra

3.4.3 Kiểm tra đối với tải trọng động đất

Theo chỉ dẫn tại điều 4.4.3.2 TCVN 9386:2012, hạn chế chuyển vị ngang tương đối giữa các tầng (chuyển vị lệch tầng) như sau: Đối với các nhà có bộ phận phi kết cấu bằng vật liệu giòn:

0.050 d r   v h ( 3.20) Đối với các nhà có bộ phận phi kết cấu bằng vật liệu dẻo:

0.075 d r   v h ( 3.21) Đối với các bộ phận phi kết cấu được cố định sao cho không ảnh hưởng đến biến dạng kết cấu hoặc các nhà không có bộ phận phi kết cấu:

Phân tích tuyến tính thì các chuyển vị gây ra bởi tác động động đất thiết kế phải được tính toán trên cơ sở các biến dạng đàn hồi của hệ kết cấu bằng biểu thức: s d c d =  q d ( 3.23)

Trong đó: d r : Chuyển vị lệch tầng (chuyển vị ngang tương đối giữa các tầng), là hiệu các chuyển vị ngang trung bình d s tại trần và sàn của tầng đang xét d s : chuyển vị một điểm của hệ kết cấu gây ra bởi tác động động đất thiết kế q d : Chuyển vị cùng điểm đó của hệ kết cấu được xác định bằng phân tích tuyến tính dựa trên phổ phản ứng d c : Chuyển vị cùng điểm đó của hệ kết cấu được xác định bằng phân tích tuyến tính dựa trên phổ phản ứng h t : Chiều cao tường

: Hệ số chiết giảm xét đến chu kỳ lặp thấp hơn của tác động đất liên quan đến yêu cầu hạn chế hư hỏng Các giá trị khác nhau của  phụ thuộc vào các nguy cơ động đất và mức độ tầm quan trọng công trình, theo khuyến nghị thì lấy  = 0.4 cho các công trình quan trọng cấp I, II;  = 0.5 cho các công trình quan trọng cấp III và IV

Bảng 3.29 Kiểm tra chuyển vị tương đối do động đất theo phương X

Tầng Chiều cao tầng Chuyển vị ngang từ mô hình

Chuyển vị ngang tương đối r d c d =  q d v d  r Trị số giới hạn Kiểm tra h d c 0.005h

(m) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm)

Chuyển vị ngang tương đối r d c d =  q d v d  r Trị số giới hạn Kiểm tra

Bảng 3.30 Kiểm tra chuyển vị tương đối do động đất theo phương Y

Chuyển vị ngang tương đối r d c d =  q d v d  r Trị số giới hạn

(m) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm)

Chuyển vị ngang tương đối r d c d =  q d v d  r Trị số giới hạn Kiểm tra

3.4.4 Kiểm tra gia tốc đỉnh

Theo chỉ dẫn tại mục 2.6.3 TCVN 198:1997, theo yêu cầu sử dụng, gia tốc cực đại của chuyển động tại đỉnh công trình dưới tác động của gió có giá trị nằm trong giới hạn cho phép:

Trong đó: y : Giá trị tính toán của gia tốc cực đại

  y : Giá trị cho phép của gia tốc, lấy bằng 150mm/s 2 Để xác định giá trị tính toán của gia tốc cực đại, gần đúng ta có thể dựa vào lý thuyết dao động điều hòa, trong đó căn cứ vào chu kỳ dao động riêng thứ nhất của công trình và chuyển vị đỉnh lớn nhất của công trình dưới tác dụng của tải trọng gió

Trong đó: f : Tầng số dao động dạng 1

A w : Chuyển vị của gió động

Bảng 3.31 Kiểm tra gia tốc đỉnh công trình

Kiểm tra gia tốc đỉnh theo phương X

Kiểm tra gia tốc đỉnh theo phương Y f 0.378 0.466

Kết luận: y 150m s/ 2 , thỏa điều kiện

3.3.4.1 Kiểm tra ổn định 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 lệ moment gây lật do tải trọng ngang phải thỏa điều kiện:

M CL : Moment chống lật công trình

M GL : Moment gây lật công trình Đối với công trình DIAMOND Thịnh Vượng có chiều cao H= 79.6m, bề rộng B 33m:

Kết luận: Không cần kiểm tra ổn định chống lật.

THIẾT KẾ SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH

SƠ BỘ KÍCH THƯỚC TIẾT DIỆN

Sơ bộ chiều dày sàn, kích thước tiết diện dầm được sinh viên trình bày chi tiết trong mục 2.3.2 sơ bộ kích thước tiết diện các cấu kiện

Kết quả sơ bộ chiều dày sàn được thể hiện trong bảng 2.3

Kết quả sơ bộ tiết diện dầm được thể hiện trong bảng 2.4.

TẢI TRỌNG TÁC ĐỘNG

Tĩnh tải các lơp cấu tạo sàn, tường xây (trên dầm, trên sàn) được sinh viên tính toán chi tiết trong mục 3.1.2.1 Tĩnh tải

Tĩnh tải các lớp cấu tạo sàn tầng điển hình thể hiện trong bảng 3.1

Tĩnh tải các lớp cấu tạo sàn vệ sinh, lô gia thể hiện trong bảng 3.3

Tải tường xây tác dụng lên dầm, sàn tầng điển hình thể hiện trong bảng 3.5

Hoạt tải tác dụng lên sàn được sinh viên trình bày trong mục 3.1.2.2 Hoạt tải.

TÍNH TOÁN THÉP SÀN BẰNG PHẦN MỀM SAFE

4.3.1 Các trường hợp tải trọng

Bảng 4.1 Các trường hợp tải trọng (Load Pattern)

STT Tải trọng Ký hiệu Loại tải trọng

2 Tải trọng lớp hoàn thiện

(Imposed dead load) SDL SUPER DEAD 0.00

(Brick wall load) WAL SUPER DEAD 0.00

STT Tải trọng Ký hiệu Loại tải trọng

4 Hoạt tải nhỏ hơn 2 kN/m 2

5 Hoạt tải lớn hơn 2 kN/m 2

4.3.2.1 Mô hình bằng phần mềm safe

Hình 4.1 Mô hình sàn tầng điển hình

4.3.2.2 Tĩnh tải hoạt tải tác dụng lên sàn

Hình 4.2 Tải trọng hoàn thiện

Hình 4.4 Hoạt tải tạm thời HT1

Hình 4.5 Hoạt tải tạm thời HT2

Hình 4.6 Biểu đồ moment các strip theo phương X

Hình 4.7 Biểu đồ moment các strip theo phương Y

4.3.2.4 Kết quả phân tích độ võng

Hình 4.8.Kết quả phân tích độ võng đàn hồi của tải trọng thường xuyên và tạm thời dài hạn (Acrc 1) Độ võng dài hạn: f max !.69(mm) Độ võng giới hạn: Lấy theo bảng M.1, phụ lục M, TCVN 5574:2018 dành cho mái và sàn tầng:

Vậy f max !.69(mm)  f 6(mm)→ Thỏa điều kiện

Hình 4.9 Kết quả phân tích độ võng đàn hồi của tải trọng thường xuyên và tạm thời ngắn hạn (Acrc 2) Độ võng ngắn hạn: f max 19(mm) Độ võng giới hạn:   9000 36( )

250 250 f = L = = mm Vậy f max 19(mm)  f 6(mm)→ Thỏa điều kiện

4.3.3 Tính toán, bố tri thép sàn tầng điển hình (sàn tầng 3)

Bảng 4.2 Tính toán thép sàn Ô bản Kí hiệu M

Mgx Z7.28 0.0495 0.0508 444.3 12 200a 565 0.247 OK Ô bản Kí hiệu M

KIỂM TRA THEO TRẠNG THÁI GIỚI HẠN II

Theo TCVN 5574:2018, trạng thái giới hạn thứ 2 nhằm đảm bảo điều kiện sử dụng bình thường của kết cấu: không cho hình thành cũng như mở rộng vết nứt quá mức, không có những biến dạng vượt quá giới hạn cho phép (độ võng, góc xoay, góc trượt và dao động) Trong công trình này, sẽ thực hiện việc kiểm tra nứt và độ võng cho nứt trong sàn

Về nguyên tắc cần kiểm tra cho tất cả các ô sàn, tuy nhiên nếu ô bản cho nội lực nhịp lớn nhất thỏa trạng thái giới hạn hai thì tất cả các ô sàn cùng loại đều thỏa Sinh viên tiến hành kiểm tra với ô sàn 1-2; B-C (9.5mx9.5m)

4.4.1 Kiểm tra ô sàn về sự hình thành vết nứt theo TCVN 5574:2018

Cơ sở lý thuyết kiểm tra các điều kiện biến dạng kết cấu được áp dụng theo

M r : Moment ngoại lực tại tiết diện đang xét tính với tải tiêu chuẩn

M crc Moment kháng nứt của tiết diện

, crc bt ser pl rp

W pl : Moment kháng uốn của tiết diện quy đổi đối với thớ chịu kéo ngoài cùng, có xét đến biến dạng không đàn hồi của bê tông vùng kéo

I I I : lần lượt là moment quán tính đối với trục trung hòa của tiết diện vùng bê tông chịu nén, diện tích thép chịu kéo và diện tích thép chịu nén

S b : Moment tĩnh đối với trục trung hòa của diện tích vùng bê tông chịu kéo. Áp dụng tính toán vào công trình:

Bảng 4.3 Thông số đầu vào tính toán bề rộng vết nứt

Giá trị tính toán Đơn vị Ghi chú

Bê tông B30 B30 B30 - Cấp độ bền của bê tông

Thép CB500−V CB500−V CB500−V - Cấp độ bền của thép Độ ẩm tương đối 80% 80% 80% % Độ ẩm tương đối của không khí môi trường xung quanh

Cường độ kéo tính toán của bê tông tính theo trạng thái giới hạn II

R b n 22.00 22.00 22.00 MPa Cường độ nén tiêu chuẩn của bê tông, tính theo trạng thái giới hạn II

E b 32500 32500 32500 MPa Mô đun đàn hồi bê tông sau 28 ngày

R 500 500 500 MPa Cường độ chịu kéo tiêu chuẩn của thép

E s 200,000 200,000 200,000 MPa Mô đun đàn hồi thép vùng chịu kéo b 1000 1000 1000 mm Bề rộng tiết diện tính toán

,1 a arc a arc ,2 a arc ,3 h 170 170 170 mm Chiều cao tiết diện tính toán a 26.0 26.0 26.0 mm Khoảng cách từ tâm thép chịu kéo đến mép ngoài bê tông a 25.0 25.0 25.0 mm Khoảng cách từ tâm thép chịu nén đến mép ngoài bê tông

Thép chịu kéo 12 100a 12 100a 12 100a - là đường kính thép, a là khoảng cách thép

A s 1131.0 1131.0 1131.0 mm 2 Diện tích thép bố trí trong vùng chịu kéo, tại vị trí đang xét m s 0.79% 0.79% 0.79% % Hàm lượng cốt thép chịu kéo, m s = A s /bh 0

Thép chịu nén 10 200a 10 200a 10 200a - là đường kính thép, a là khoảng cách thép

A s  392.7 392.7 392.7 mm 2 Diện tích thép bố trí trong vùng chịu nén, tại vị trí đang xét m s  0.27% 0.27% 0.27% % Hàm lượng cốt thép chịu kéo, m s = A s /bh 0 h 0 144.0 144.0 144.0 mm

Khoảng cách từ tâm thép chịu kéo đến mép ngoài bê tông chịu nén, h 0 = −h a

Khoảng cách từ tâm thép chịu kéo đến mép ngoài bê tông chịu nén, h 0  = −h a

,1 a arc : chiều rộng vết nứt do tác dụng dài hạn của tải trọng thường xuyên và tạm thời dài hạn

,2 a arc : chiều rộng vết nứt do tác dụng ngắn hạn của tải trọng thường xuyên va tạm thời (dài hạn và ngắn hạn)

,3 a arc : chiều rộng vết nứt do tác dụng ngắn hạn của tải trọng thường xuyên và tạm thời dài hạn

Bảng 4.4 Kiểm tra sự hình thành vết nứt (mục 8.2.2 TCVN 5574:2018)

E 14.667 14.667 14.667 MPa Mô đun biến dạng quy đổi của bê tông chịu nén, E b red , =R b n , / bl red ,

 6.15 6.15 6.15 - Tỷ số mô đun đàn hồi thép/ mô đun đàn hồi bê tông,  =E s / E b

A red 179376 179376 179376 mm 2 Diện tích tiết diện ngang quy đổi khi coi vật liệu đàn hồi, A red =bh+ A s + A s 

S 14981364 14981364 14981364 mm 2 Moment tĩnh tiết diện quy đổi của cấu kiện đối với thớ bê tông chịu kéo nhiều nhất,

Khoảng cách từ thớ bê tông chịu kéo nhiều nhất đến trọng tâm (bê tông không nứt, có kể đến bê tông vùng kéo), y t =S t red , / A red x= y c 86 86 86 mm Chiều cao vùng chịu nén, x= y c = −h y t

I b 409668415 409668415 409668415 mm 4 Moment quán tính đối với trục trung hòa của tiết diện bê tông,

I s 3741769 3741769 3741769 mm 4 Moment quán tính đối với trục trung hòa của diện tích cốt thép chịu kéo,

I s  1484362 1484362 1484362 mm 4 Moment quán tính đối với trục trung hòa của diện tích cốt thép chịu nén,

Moment quán tính của tiết diện ngang quy đổi đối với trọng tâm của nó, red b s s

W red 5290156 5290156 5290156 mm 3 Moment kháng uốn của tiết diện ngang quy đổi theo vùng chịu kéo, W red =I red / y

Moment kháng uốn đàn dẻo của tiết diện đối với thớ bê tông chịu kéo ngoài cùng, pl red

M crc 12.04 12.04 12.04 kN.m Moment chống nứt của tiết diện đang xét, M crc =R bt ser , W pl

M tt 20.24 21.84 20.24 kN.m M là moment do ngoại lực trên tiết diện đang xét (tính với tải tính toán)

M 0.59 0.55 0.59 kN.m Kiểm tra điều kiện M crc /M 1.0

M crc M Không thỏa Không thỏa Không thỏa kN.m Kiểm tra điều kiện hình thành vết nứt M crc M

Kết luận Bản sàn xuất hiện vết nứt, cần tính toán hạn chế bề rộng vết nứt theo TCVN 5574:2018

4.4.2 Kiểm tra ô sàn về sự mở rộng vết nứt theo TCVN 5574:2018

Trong các trường hợp, khi mà điều kiện vết nứt xảy ra, thì cần tính toán chiều rộng vết nứt Cần tính toán các cấu kiện bê tông cốt thép theo csc vết nứt ngắn hạn và dài hạn

Chiều rộng vết nứt ngắn hạn được xác định do tác dụng đồng thời của tải trọng thường xuyên và tạm thời (dài hạn và ngắn hạn), còn chiều rộng vết nứt dài hạn được xác định chỉ do tải trọng thường xuyên và tạm thời dài hạn( xem mục 4.6, TCVN 5574:2018)

Bảng 4.5 Kiểm tra bề rộng vết nứt (mục 8.2.3 TCVN 5574-2018)

M tc 18.27 19.48 18.27 kN.m M là moment do ngoại lực trên tiết diện đang xét (với tải tiêu chuẩn)

 s 13.64 13.64 13.64 - Tỷ số mô đun đàn hồi thép/ mô đun đàn hồi bê tồn,  s 1 =E s /E b red , cm cm y =x 51 51 51 mm

Chiều cao vùng chịu nén (bê tông nứt, không kể đến bê tông vùng kéo), công thức 196 TCVN 5574:2018

I b c 4.40E+07 4.40E+07 4.40E+07 mm 4 Moment quán tính đối với trục trung hòa của tiết diện vùng bê tông chịu nén, I b c , =bx 3 / 3

I s 9.80E+06 9.80E+06 9.80E+06 mm 4 Moment quán tính đối với trục trung hòa của diện tích cốt thép chịu kéo, I s = A h s ( − −x a) 2

I s  2.64E+05 2.64E+05 2.64E+05 mm 4 Moment quán tính đối với trục trung hòa của diện tích cốt thép chịu nén, I s  = A x s ( −a) 2

I red 1.81E+08 1.81E+08 1.81E+08 mm 4 Moment quán tính quy đổi đối với trọng tâm của nó (không kể vùng bê tông chịu kéo), I red ,1 =I b 0 + s 1 I s + s 1 I s  0

 s 127.96 136.43 127.96 mm 3 Ứng suất trong cốt thép chịu kéo của cấu kiện chịu uốn,

 1 1.40 1.00 1.00 - Hệ số kể đến thời hạn tác dụng của tải trọng, tác dụng dài hạn -1.4, tác dụng ngắn hạn -1.0

 2 0.50 0.50 0.50 - Hệ số kể đến loại hình dạng bề mặt của cốt thép dọc, =0.5: thép có gân,

 3 1.00 1.00 1.00 - Hệ số kể đến đặc điểm chịu lực, 1.0 đối với cấu kiện chịu uốn và chịu nén uốn, 1.2 đối với cấu kiện chịu kéo

 s 0.47 0.51 0.47 - Hệ số kể đến sự phân bố không đều biến dạng tương đối của cốt thép chịu kéo giữa các vết nứt d 12 12 12 mm

Là đường kính cốt thép dọc chịu kéo, nếu có nhiều thanh đường kính khác nhau thì lấy d =( n d 1 2 1+n d 2 2 2 )/ ( n d 1 1+n d 2 2 )

A bt 83519 83519 83519 mm 2 “Diện tích bê tông chịu kéo, không nhỏ hơn 2ab và không lớn hơn

0.5bh, A bt =x b t (x t : chiều cao vùng nén xác định khi kết cấu chưa nứt)”

Là khoảng cách cơ sở (không kể đến ảnh hưởng của loại bề mặt cốt thép) giữa các vết nứt thẳng góc kề nhau

Chiều rộng vết nứt thẳng góc tính theo công thức sau:

Chiều rộng vết nứt ngắn hạn tính theo công thức sau:

1 1 0.3 crc crc a  a = Thỏa - Kiểm tra chiều rộng vết nứt dài hạn, bề rộng vết nứt cho phép tra bảng

  0.4 crc crc a  a = Thỏa - Kiểm tra chiều rộng vết nứt ngắn hạn, bề rộng vết nứt cho phép tra bảng 17

4.4.3 Kiểm tra độ võng ô sàn theo TCVN 5574:2018

Cần tính toán theo biến dạng dưới tác dụng của:

Tải trọng thường xuyên, tạm thời dài hạn và tạm thời ngắn hạn khi biến dạng cần được hạn chế do các yêu cầu công nghệ hoặc chế tạo

Tải trọng thường xuyên và tạm thời dài hạn khi biến dạng cần được hạn chế do các yêu cầu thẩm mỹ

4.4.3.1 Cơ sở tính toán độ võng sàn không kể đến nứt Độ võng toàn phần:

Trong đó: f 1: Độ võng đàn hồi của tải trọng ngắn hạn (hoạt tải ngắn hạn) f 2: Độ võng đàn hồi của tải trọng thường xuyên và tải trọng tạm thời dài hạn (hoạt tải dài hạn)

Cơ sở tính toán độ võng sàn có kể đến nứt

Trong đó: f 1: Độ võng ngắn hạn của toàn bộ tải trọng f 2: Độ võng ngắn hạn của tải trọng dài hạn f 3: Độ võng dài hạn của tải trọng dài hạn Áp dụng tính toán vào công trình:

Bảng 4.6 Thông số đầu vào tính toán độ võng sàn

Bê tông B30 B30 B30 B30 - Cấp độ bền của bê tông

Thép CB500−V CB500−V CB500−V CB500−V - Cấp độ bền của thép Độ ẩm tương đối 80% 80% 80% 80% % Độ ẩm tương đối của không khí môi trường xung quanh

R 1.75 1.75 1.75 1.75 MPa Cường độ kéo tính toán của bê tông tính theo trạng thái giới hạn II

R b n 22.00 22.00 22.00 22.00 MPa Cường độ nén tính toán của bê tông tính theo trạng thái giới hạn II

E b 32500 32500 32500 32500 MPa Mô đun đàn hồi bê tông sau 28 ngày

R 500 500 500 500 MPa Cường độ chịu kéo tiêu chuẩn của thép

E s 200,000 200,000 200,000 200,000 MPa Mô đun đàn hồi của thép vùng chịu kéo b 1000 1000 1000 1000 mm Bề rộng tiết diện tính toán h 170 170 170 170 mm Chiều cao tiết diện tính toán

( 1 / r ) 1 ( 1 / r ) 2 ( 1 / r ) 3 ( 1 / r ) 0 a 26.0 26.0 26.0 26.0 mm Khoảng cách từ tâm thép vùng chịu kéo đến mép ngoài bê tông

A 25.0 25.0 25.0 25.0 mm Khoảng cách từ tâm thép vùng chịu nén đến mép ngoài bê tông

Thanh chịu kéo 12 100a 12 100a 12 100a 12 100a - là đường kính thép, a là khoảng cách thép

A s 1131.0 1131.0 1131.0 1131.0 mm 2 Diện tích thép bố trí trong vùng chịu kéo, tại vị trí đang xét m s 0.79% 0.79% 0.79% 0.79% % Hàm lượng cốt thép chịu kéo, m s = A s /bh 0

Thanh chịu nén 10 200a 10 200a 10 200a 10 200a - là đường kính thép, a là khoảng cách thép

A s  392.7 392.7 392.7 392.7 mm 2 Diện tích thép bố trí trong vùng chịu nén, tại vị trí đang xét m s  0.27% 0.27% 0.27% 0.27% % Hàm lượng cốt thép chịu nén, m s = A s /bh 0 h 0 144.0 144.0 144.0 144.0 mm Khoảng cách từ tâm thép chịu kéo đến mép ngoài của bê tông chịu nén, h 0 = −h a

( 1 / r ) 1 ( 1 / r ) 2 ( 1 / r ) 3 ( 1 / r ) 0 h0 145 145 145 145 mm Khoảng cách từ tâm thép chịu kéo đến mép ngoài của bê tông chịu nén, h 0  = −h a

Bảng 4.7.Tính độ võng có kể đến vết nứt trong vùng chịu kéo (mục 8.2.3.3.5 TCVN 5574:2018)

M là moment nhịp do ngoại lực trên tiết diện đang xét (tính với tải tiêu chuẩn)

Biến dạng tương đối của bê tông, tác dụng ngắn hạn: 0.0015, tác dụng dài hạn: tra bảng 9 y s 0.53 0.53 0.53 0.53 -

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

E =E 14.667 14.667 9.167 14.667 MPa Mô đun biến dạng quy đổi của bê tông chịu nén có xét nứt, E b red , =R b n , / b red 1,

E 377,358 377,358 377,358 377,358 MPa Mô đun biến dạng quy đổi của bê tông chịu nén,

 s 13.64 13.64 21.82 13.64 - Tỷ số mô đun đàn hồi thép/ mô đun đàn hồi bê tông,  s 1 =E s / E b red ,

 s 25.73 25.73 41.17 25.73 - Tỷ số mô đun đàn hồi thép/ mô đun đàn hồi bê tông,  s 2 =E s red , /E b red , x m 65 65 75 65 mm

Chiều cao vùng chịu nén (bê tông nứt, không kể đến bê tông vùng kéo), Công thức 196 TCVN 5574:2018

I b c 9.04E+07 9.04E+07 1.39E+08 9.04E+07 mm 4 Moment quán tính đối với trục trung hòa của tiết diện vùng bê tông chịu nén, I b c , = b m 3 / 3

I s 7.11E+06 7.11E+06 5.42E+06 7.11E+06 mm 4 Moment quán tính đối với trục trung hòa của diện tích cốt thép chịu kéo, I s = A h s ( − −x a ) 2

I s 6.02E+05 6.02E+05 9.73E+05 6.02E+05 mm 4 Moment quán tính đối với trục trung hòa của tiết diện vùng bê tông chịu nén, I s  = A x s ( −a) 2

Moment quán tính quy đổi đối với trọng tâm của nó (không kể vùng bê tông chịu kéo),

D 4.13 E + 12 4.13 E + 12 3.52 E + 12 4.13 E + 12 N.mm 2 Độ cứng của cấu kiện bê tông cốt thép chịu uốn,

( 1 / r ) I = M i / D 4.71 E − 06 4.42 E − 06 5.19 E − 06 2.00 E − 06 1/mm Độ cong cấu kiện bê tông cốt thép k 0.054 0.054 0.054 0.054 - Hệ số phụ thuộc vào sơ đồ tính toán cấu kiện và loại tải trọng

L 9,500 9,500 9,500 9,500 mm Nhịp tính toán của sàn, xét phương bất lợi nhất f i 22.81 21.39 25.13 9.69 mm Độ võng do tác dụng của tổ hợp tải thứ I,

( 1 / ) 2 f i = k r L total f 26.54 mm Độ võng tổng cộng

0 net total f = f − f 16.85 mm Độ võng sau khi xây tường hoặc vách ngăn

  f 3 38.00 mm Độ võng cho phép theo yêu cầu thẩm mỹ, tâm lý nếu nhịp L=6m thì L/ 200, nhịp L$m thì / 250

L , L nằm giữa thì nội suy

  f net 20.00 mm Độ võng theo yêu cầu cấu tạo mục M3.6 TCVN

OK - Kiểm tra điều kiện độ võng dài hạn theo yêu cầu thẩm mỹ và tâm lý

OK - Kiểm tra điều kiện độ võng theo yêu cầu tạo tường xây trên sàn

Kết luận: Sàn thỏa độ võng cho phép theo TCVN 5574:2018

CHIỀU DÀY LỚP BÊ TÔNG BẢO VỆ

Theo mục 10.3.2 TCVN 5574:2018, trong mọi trường hợp, chiều dày lớp bê tông bảo vệ cần được lấy không nhỏ hơn đường kính thanh cốt thép và không nhỏ hơn 10mm.

KHOẢNG CÁCH THÔNG THỦY GIỮA CÁC THANH CỐT THÉP 78 4.7 KHOẢNG CÁCH TỐI ĐA GIỮA CÁC THANH TRỤC CỐT THÉP

Theo mục 10.3.2 TCVN 5574:2018, khoảng cách thông thủy tối thiểu giữa các thanh cốt thép cần được lấy sao cho đảm bảo sự làm việc đồng thời giữa cốt thép và bê tông, có kể đến sự thuận tiện khi đổ và đầm hỗn hợp bê tông nhưng không nhỏ hơn đường kính lớn nhất của thanh cốt thép và không nhỏ hơn 50mm

4.7 KHOẢNG CÁCH TỐI ĐA GIỮA CÁC THANH TRỤC CỐT THÉP

Theo mục 10.3.3.3 TCVN 5574:2018, để đảm bảo cốt thép làm việc cùng bê tông, đảm bảo cho ứng suất biến dạng được phân bố đều cũng như hạn chế chiều rộng vết nứt giữa các thanh cốt thép, khoảng cách tối đa giữa trục các thanh cốt thép trong các cột bê tông cốt thép không được lớn hơn:

+ Theo phương vuông góc với mặt phẳng uốn:

Bê tông có cấp cường độ dưới B70: 400mm

Bê tông có cấp cường độ từ B70 đến B100: 300mm

+ Theo phương mặt phẳng uốn:

Bê tông có cấp cường độ dưới B70: 500mm

Bê tông có cấp cường độ từ B70 đến B100: 400mm.

NEO, NỐI CỐT THÉP

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

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

 1: Hệ số kể đến ảnh hưởng của bề mặt cốt thép, có giá trị bằng 2

 2: Hệ số kể đến ảnh hưởng của cỡ đường kính cốt thép:

• Khi đường kính cốt thép nhỏ hơn hoặc bằng 32mm: 1

• Khi đường kính cốt thép lớn hơn 32mm: 0.9

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

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

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

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

, s cal an neo an s ef

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

A  neo : Hệ số kể đến ảnh hưởng của trạng thái áp suất của bê tông, của cốt thép và ảnh hưởng giải pháp cấu tạo vùng neo của cấu kiện đến chiều dài neo Đối với cốt thép không ứng suất trước, khi neo các thanh thép có gân với các đầu để thẳng (neo thẳng) hoặc neo cốt thép trơn có móc hoặc uốn chữ U mà không có các chi tiết bổ sung thì lấy  =1đối với các thanh thép chịu kéo và lấy  =0.75đối với các thanh thép chịu nén

Trong mọi trường hợp, chiều dài neo thực tế không nhỏ hơn 15d s và 200mm, còn đối với cốt thép không ứng suất trước thì còn phải không nhỏ hơn 0.3L 0, an

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

Các mối nối cốt thép thanh chịu kéo hoặc chịu nén phải có chiều dài nối chồng không nhỏ hơn giá trị chiều dài L 1ap xác định theo công thức:

, s cal ap noi an s ef

 noi : Hệ số kể đến ảnh hưởng của trạng thái ứng suất của cốt thép, giải pháp cấu tạo của cấu kiện trong vùng nối các thanh thép trong tiết diện này, khoảng cách giữa các thanh thép được nối

Khi nối cốt thép có gân với các đầu để thẳng, cũng như nối các thanh thép trơn có móc hoặc uốn chữ U mà không có chi tiết neo bổ sung thì hệ số  noi đối với cốt thép chịu kéo là 1.2, còn đối với cốt thép chịu nén lấy bằng 0.9 Khi đó, phải tuân thủ các điều kiện sau:

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

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

• Khoảng cách các thanh cốt thép chịu lực được nhắc đến không vượt quá 4d s

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

Theo mục 10.3.6.2 TCVN 5574:2018, cho phép tăng số lượng cốt thép chịu lực kéo được nối trong một tiết diện tính toán đến 100% khi lấy giá trị hệ số  noi bằng 2 Khi số lượng thanh thép được nối trong một tiết diện tính toán lớn hơn 25% đối với cốt thép trơn thì hệ số  noi lấy theo nội suy tuyến tính

Trong mọi trường hợp, chiều dài đoạn nối chồng thực tế không được nhỏ hơn 0.4 noi L 0, an 20d s và 250mm

1 ap ,min max 0.4 noi 0, an ;20 s ;250

Theo mục 3.4.2 TCVN 198:1997, chiều dài nối buộc của cốt thép lấy bằng 1.5L 1 ap

(đối với động đất yếu) và 2L 1 ap (đối với động đất trung bình và mạnh) Các điểm nối thép phải đặt so le

4.8.3 Tính toán chiều dài neo cốt thép

4.8.3.1 Tính toán đoạn neo cốt thép

Bảng 4.8 Thông số vật liệu sử dụng

Ghi chú Thông số vật liệu

Cấp độ bền của bê tông B30

Cường độ chịu nén tính toán của bê tông TTGH thứ 1

Cường độ chịu kéo tính toán của bê tông TTGH thứ 1

Modul đàn hồi của bê tông khi kéo và nén

Cường độ chịu kéo tính toán của cốt thép đối với TTGH thứ 1

Cường độ chịu cắt tính toán của cốt thép đối với TTGH thứ 1

Modul đàn hồi của cốt thép

Xác định chiều dài neo cơ sở:

Trong đó: R bond =     1 2 R bt = 2.5 1 1.15 2.875   = (MPa)

Xác định chiều dài neo tính toán yêu cầu Đối với cốt thép chịu kéo: 0, ,

1 37.826 1 37.826 s cal an neo an s s s ef

=   =   = Đối với cốt thép chịu nén: 0, ,

0.75 37.826 1 28.370 s cal an neo an s s s ef

Trong đó: Đối với cốt thép chịu kéo lấy  neo = 1 Đối với cốt thép chịu nén lấy  neo = 0.75

Kết luận: Chiều dài neo cốt thép bằng 38 lần đường kính cốt thép ( 38 d s )

4.8.3.2.Tính toán đoạn nối cốt thép

Xác định chiều dài nối cơ sở

Trong đó: R bond =     1 2 R bt = 2.5 1 1.15 2.875   = (MPa)

Xác định chiều dài nối tính toán yêu cầu Đối với cốt thép chịu kéo: 0, ,

1.2 37.826 1 45.40 s cal an noi an s s s ef

=   =   = Đối với cốt thép chịu nén: 0, ,

0.9 37.826 1 40.86 s cal an noi an s s s ef

Trong đó: Đối với cốt thép chịu kéo lấy  noi = 1.2 Đối với cốt thép chịu nén lấy  noi = 0.9

Kết luận: Chiều dài neo cốt thép bằng 46 lần đường kính cốt thép ( 46 d s )

Bảng 4.9 Kết quả tính toán đoạn neo và đoạn nối cốt thép Đường kính Đoạn neo Đoạn nối mm mm mm

THIẾT KẾ KHUNG TRỤC 2

THIẾT KẾ DẦM TẦNG ĐIỂN HÌNH

5.1.1 Cơ sở tính toán dầm khung trục 2

Cốt thép dầm được tính toán theo cấu kiện chịu uốn Tuy nhiên, để thuận tiện ta tiến hành viết một chương trình tính toán cốt thép chp dầm với số liệu xuất ra từ Etabs Dữ liệu được xuất ra từ Etabs là biểu đồ moment của tất cả các tổ hợp Việc tính toán được thực hiện tại 3 tiết diện nguy hiểm tuân theo biểu đồ bao nội lực

Hình 5.1 Mô hình khung bằng phần mềm Etabs 5.1.2 Tính toán thép dọc chịu moment

Hình 5.2 Biểu đồ bao moment dầm trục 2

5.1.2.1 Các bước tính toán thép dọc chịu moment

Bước 1: Sinh viên chọn dầm B65 – SAN THUONG để tính toán

Hình 5.3 Lực cắt đầu dầm B65 – SAN THUONG

Hình 5.4 Lực cắt cuối dầm B65 – SAN THUONG

Hình 5.5 Biểu đồ moment ở gối dầm B65 – SAN THUONG (gối trái)

Hình 5.6 Biểu đồ moment ở gối dầm B65 – SAN THUONG (gối phải)

Hình 5.7 Biểu đồ moment ở nhịp dầm B65 – SAN THUONG

Bước 2: Xác định vật liệu thiết kế dầm B65 – SAN THUONG

Bước 3: Áp dụng sơ đồ tính thép:

Tính toán cho gối trái dầm B65 – SAN THUONG có M= -346.40kNm

Giả thuyết: a gt p(mm)→ = −h 0 h a gt p0 70− c0(mm)

5.1.2.2 Áp dụng tính toán thép dọc dầm

Bảng 5.1 Kết quả tính thép dầm khung trục 2

Tên dầm Vị trí Vị trí M max b h a=a ’ h 0

(m) (kNm) (mm) (mm) (mm) (mm) (cm 2 ) (cm 2 ) %

Tên dầm Vị trí Vị trí M max b h a=a ’ h 0

5.1.3 Tính toán cốt thép đai cho dầm

5.1.3.1 Các bước tính toán thép đai chịu cắt

Bước 1: Kiểm tra điều kiện bê tông đã đủ khả năng chịu cắt

Lúc này chỉ cần đặt cốt thép ngang cấu tạo

 n : Hệ số xét đến ảnh hưởng của lực dọc N, trong dầm  n = 0,  b 3 = 0.6đối với bê tông nặng

Nếu Q b 3 (1+ n ) R bh bt 0 thì cần tính cốt ngang (cốt đai, cốt xiên) để thỏa điều kiện cường độ trên tiết diện nghiêng

Bước 2: Tính cốt đai bố trí chịu lực cắt

Xác định bước đai tính toán

Trong đó:  b 2 = 2đối với bê tông nặng

Xác định bước đai tối đa Để tránh trường hợp phá hoại theo tiết diện nghiêng nằm giữa 2 cốt đai, khi đó chỉ có bê tông chịu cắt, cần điều kiện:

Trong đó:  b 4 = 1.5đối với bê tông nặng

Khoảng cách cấu tạo của cốt đai

Trong đoạn dầm có lực cắt lớn 1 / 4L:

Trong đoạn dầm có lực cắt lớn 1/2L:

- Khi h300 nếu tính toán không cần đến cốt đai thì có thể không đặt

Khoảng cách thiết kế của cốt đai

Chọn h450 và lấy chẵn đến cm cho dễ thi công Đường kính cốt đai tối thiểu bằng:

- Khi chiều cao h800, đường kính đai tối thiểu 6mm

- Khi chiều cao h800, đường kính đai tối thiểu 8mm

Bước 3: Kiểm tra điều kiện khống chế khi tính toán chịu cắt

Kiểm tra điều kiện đảm bảo bê tông không bị phá hoại theo ứng suất nén chính

Q    R bh , trường hợp không thỏa thì cần tăng kích thước tiết diện hoặc cấp độ bền bê tông

 = +   , nhưng không lớn hơn 1.3 s ; sw s w b

Giải thích các kí hiệu: s , b

E E : Mô đun đàn hồi của cốt thép đai và bê tông

A sw : Diện tích tiết diện ngang của một lớp cốt thép đai

S: Khoảng cách giữa các cốt thép đai theo phương trục dầm

: Hệ số phụ thuộc loại bê tông, bê tông nặng  = 0.01

R b : Cường độ tính toán về nén của bê tông, đơn vị MPa

5.1.3.2 Áp dụng tính toán thép đai dầm

Bảng 5.2 Kết quả tính thép đai dầm khung trục 2

Q max b h a h 0 Kiểm tra khả năng chịu cắt của bê tông

Bước cốt đai Chọn thép

 w  b 1 Kiểm tra ĐK phá hoại Ứ.S nén chính

(m) (kN) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm)

0.00 -236.18 300 700 70 630 Bố trí đai cấu tạo 302 783 233 100  8 100 a 1.10 0.83 Thỏa 5.95 111.77 300 700 70 630 Bố trí đai cấu tạo 1349 1654 233 100  8 100 a 1.10 0.83 Thỏa

0.00 -137.26 300 700 70 630 Bố trí đai cấu tạo 894 1347 233 100  8 100 a 1.10 0.83 Thỏa 8.60 131.80 300 700 70 630 Tính đai chịu cắt 970 1403 233 100  8 100 a 1.10 0.83 Thỏa

0.00 -352.99 300 700 70 630 Bố trí đai cấu tạo 135 524 233 100  8 100 a 1.10 0.83 Thỏa 5.95 157.75 300 700 70 630 Tính đai chịu cắt 677 1172 233 100  8 100 a 1.10 0.83 Thỏa 0.00 -204.33 300 700 70 630 Bố trí đai cấu tạo 404 905 233 100  8 100 a 1.10 0.83 Thỏa

8.60 202.13 300 700 70 630 Tính đai chịu cắt 412 915 233 100  8 100 a 1.10 0.83 Thỏa

0.00 12.20 300 700 70 630 Bố trí đai cấu tạo 113 151 233 100  8 100 a 1.10 0.83 Thỏa 4.00 250.95 300 700 70 630 Tính đai chịu cắt 268 737 233 100  8 100 a 1.10 0.83 Thỏa

5.1.4 Tính toán đoạn neo cốt thép

5.1.4.2 Tính toán đoạn neo cốt thép

Bảng 5.3 Thông số vật liệu sử dụng

Ghi chú Thông số vật liệu

Cấp độ bền của bê tông B30

Cường độ chịu nén tính toán của bê tông TTGH thứ 1 Rb 17 Mpa Cường độ chịu kéo tính toán của bê tông TTGH thứ 1 Rbt 1.15 Mpa Modul đàn hồi của bê tông khi kéo và nén Eb 32500 Mpa

Cường độ chịu kéo tính toán của cốt thép đối với TTGH 1 Rs 350 Mpa Cường độ chịu cắt tính toán của cốt thép đối với TTGH 1 Rsw 280 Mpa

Modul đàn hồi của cốt thép Es 200000 Mpa

Xác định chiều dài neo cơ sở

Xác định chiều dài neo tính toán yêu cầu Đối với cốt thép chịu kéo:

 Đối với cốt thép chịu nén: 0, an ( s s s s ) 0.25 bond s s 30.435 s

Trong đó: Đối với cốt thép chịu kéo lấy  neo = 1 Đối với cốt thép chịu nén lấy  neo = 0.75

Kết luận: chọn chiều dài neo cốt thép bằng 31 lần đường kính cốt thép ( 31 d s )

5.1.4.3 Tính toán đoạn nối cốt thép

Xác định chiều dài nối cơ sở

Xác định chiều dài nối tính toán yêu cầu Đối với cốt thép chịu kéo: 0, ,

=   =   Đối với cốt thép chịu nén: 0, ,

=   =   Trong đó: Đối với cốt thép chịu kéo lấy  neo = 1.2 Đối với cốt thép chịu nén lấy  neo = 0.9

Kết luận: chọn chiều dài nối cốt thép bằng 37 lần đường kính cốt thép ( 37 d s )

Bảng 5.4 Kết quả tính toán đoạn neo và đoạn nối cốt thép Đường kính Đoạn neo Đoạn nối mm mm mm

TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ HỆ VÁCH-LÕI

5.2.1 Cơ sở tính toán hệ vách – lõi

Cốt thép trong vách được tính toán theo cấu kiện chịu nén Tuy nhiên, để thuận tiện ta tiến hành viết 1 chương trình tính toán cốt thép cho vách với số liệu xuất ra từ Etabs Dữ liệu được xuất ra từ Etabs là biểu đồ moment của tất cả các tổ hợp Việc tính toán cốt thép dọc cho vách phẳng có thể sử dụng một số phương pháp tính vách thông dụng sau:

Phương pháp phân bố ứng suất đàn hồi

Phương pháp giải thuyết vùng biên chịu moment

Phương pháp xây dựng biểu đồ tương tác

5.2.1.1 Phương pháp phân bổ ứng suất đàn hồi a) Mô hình tính toán

Phương pháp này chia vách, lõi thành những phần tử nhỏ chịu lực kéo hoặc nén đúng tâm, ứng suất coi như phân bố đều trên mặt cắt ngang của phần tử Tính toán cốt thép cho từng phần tử sau đó kết hợp lại bố trí cho cả vách, lõi

Các giả thuyết cơ bản khi tính toán:

- Ứng suất kéo do cốt thép chịu, ứng suất nén do bê tông và cốt thép chịu b) Các bước tính toán

Bước 1: Xác định trục chính moment quán tính chính trung tâm của vách

Hình 5.8 Xác định trục chính moment quán tính chính

Bước 2: Chia vách thành từng phần tử nhỏ

Hình 5.9 Chia vùng theo quy ước

Bước 3: Xác định ứng suất trên mỗi phần tử

Do giả thuyết vật liệu đàn hồi nên ta dùng các công thức tính toán trong “Sức bền vật liệu”

Bước 4: Tính ứng suất trong từng phần tử

Bước 5: Xác định nội lực trong từng phần tử

Trong đó: t w : Chiều dày của vách

A: Diện tích mặt cắt ngang của vách

I x : Moment quán tính chính trung tâm

Bước 6: Tính toán cốt thép theo TCVN 5574: 2018

Tính toán cốt thép cấu kiện chịu kéo nén đúng tâm

Nếu N i  0 (vùng chỉ chịu kéo) i s s

Nếu N i  0 (vùng chỉ chịu nén) i b b b s sc

Bước 7: Kiểm tra hàm lượng cốt thép TCVN 9386:2012 Để tính toán vách lõi, trước hết phải hiểu rõ cấu tạo và chức năng làm việc của thép trong vách lõi

Hình 5.10 Cấu tạo vách theo TCXD 375:2006

Thông số Thép dọc Thép ngang Điều

Hàm lượng thép min 0.4%Ac 0.2%Ac 5354 (13)

Hàm lượng thép max 4%Ac 4%Ac 5354 (13) Đường kính thép min 8mm 1/4 dọc 5354 (15) Đường kính thép min 1/8bw 1/8bw 5345 (15) Đường kính thép min 75mm 75mm 5345 (15)

Khoảng cách thép max min(3bw, 400) min(3bw, 400) 5345 (15)

Ngoài ra, còn có thép đai phân bố được rải theo cấu tạo Theo TCXDVN 375:2006 thì có thể dùng đai chữ C hoặc chữ S, trong trường hợp có kháng chấn khoảng cách lớn nhất theo phương đứng là min (16 dọc, 2 b w ), theo phương ngang là 2 b w

Bước 8: Kiểm tra khả năng chống uốn của vách đối với moment còn lại c) Nhận xét Ưu điểm:

Phương pháp này đơn giản, có thể tính toán các vách cho các hình dạng phức tạp L, T, U hay tính lõi

Coi ứng suất là đường tuyến tính trên mặt cắt tiết diện Đưa moment về trọng tâm tiết diện phân phối lại moment tuyết tính trên tiết diện

5.2.1.2 Phương pháp giả thuyết vùng biên chịu nén a) Mô hình tính toán

Phương pháp này cho rằng cốt thép đặt tại vùng biên của hai đầu vách để thiết kế chịu toàn bộ moment Lực dọc giả thuyết phân bố đều trên toàn bộ tiết diện vách

Giả thuyết cơ bản: o Ứng suất kéo do cốt thép chịu o Ứng suất nén do bê tông và cốt thép chịu

Hình 5.11 Sơ đồ tính vách b) Các bước tính toán

Bước 1: Giả thuyết chiều dài B của vùng dự định thiết kế chịu toàn bộ moment Xét vách chịu lực dọc N và moment M z , moment M x tương đương với cặp ngẫu lực đặt ở hai vùng biên của vách

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

A b : Diện tích của vùng biên

A: Diện tích mặt cắt vách

Bước 3: Tính toán cốt thép theo TCVN 5574: 2018

Tính toán cốt thép cấu kiện chịu kéo nén đúng tâm

Nếu N i  0 (vùng chỉ chịu kéo) i s s

Nếu N i  0 (vùng chỉ chịu nén) i b b b s sc

Bước 4: Kiểm tra hàm lượng cốt thép Nếu không thỏa mản thì tăng kích thước B của vùng biên Chiều dài vùng biên có giá trị có giá trị lớn nhất 0.5 L w , nếu vượt quá giá trị này cần tăng bề dày tường

Bước 5: Kiểm tra phần tường còn lại giữa hai vùng biên như cấu kiện chịu nén đúng tâm, trường hợp bê tông đã đủ khả năng chịu lực thì cốt thép trong vùng này đặt cấu tạo theo hàm lượng  min

Bước 6: Kiểm tra khả năng chống uốn của vách đối với moment còn lại c) Nhận xét

Phương pháp này tương tự phương pháp phân bổ ứng suất đàn hồi, chỉ khác ở chỗ tập trung toàn bộ lượng cốt thép chịu moment ở đầu vách

Phương pháp này thích hợp với trường hợp vách có tiết diện tăng cường ở hai đầu (bố trị cột ở hai đầu vách)

Phương pháp này thiên về an toàn vì chỉ kể đến khả năng chịu moment của một phần diện tích vách vùng biên Ưu điểm, khuyết điểm tương tự phương pháp phân bố ứng suất đàn hồi

Thép trong vách được tính theo cấu kiện nén lệch tâm phẳng với tiết diện hình chữ nhật dài (b h ), sau đó tăng diện tích cốt thép lên 1.1 ÷ 1.2 tổng diện tích cốt thép đã tính và kiểm tra lại theo sơ đồ bên dưới Nội lực để tính thép trong vách cứng được tính bằng cách qui đổi các nội lực đứng (F11) tại các nút về trọng tâm tiết diện vách, nội lực cuối cùng được tính bằng tổng các lực đứng và moment gây ra độ lệch tâm giữa nút và trọng tâm tiết diện vách

Có thép trong vách được bố trí 70% diện tích cốt thép tính được ở vị trí hai đầu tiết diện nằm trong khoảng 0.1h Cốt thép còn lại bố trí trong phạm vi 0.8h

Hình 5.12 Vùng bố trí cốt thép

5.2.1.4 Phương pháp biểu đồ tương tác

Phương pháp này dựa trên một số giải thuyết về sự làm việc của bê tông và cốt thép để thiết lập trạng thái chịu lực giới hạn ( N M u , u ) của vách Tập hợp các trạng thái này sẽ tạo thành một đường cong liên hệ giữa lực dọc N và moment M của trạng thái giới hạn

Là phương pháp chính xác nhất, phản ánh đúng nhất sự làm việc của lõi vách Phương pháp này thực chất coi vách là cấu kiện chịu nén lệch tâm và cốt thép phân bố trên toàn tiết diện vách được kể đến trong khả năng chịu lực của vách

Kết luận: Sinh viên tính vách theo Phương pháp giả thuyết vùng biên chịu moment

5.2.2 Kết quả tính toán vách đơn công trình (Phần tử PIER)

Hình 5.13 Gán pier vách đơn

5.2.2.1 Các thông số tính toán đơn

Bảng 5.5 Thông số tính toán vách đơn

Chiều dài vùng biên chịu nén Ln mm 500

Chiều dài vùng biên chịu kéo Lk mm 500

Chiều cao vách H mm 3500 Độ mảnh cùng vùng biên chịu nén  28.4

Hệ số uốn dọc cho vùng biên chịu nén  0.959

Cấp độ bền bê tông B40

Cường độ chịu nén của bê tông Rb MPa 22

Cường độ của cốt thép Rs MPa 435

5.2.2.2 Tính toán và kiểm tra cốt thép vách đơn

Bảng 5.6.Cốt thép cho vùng biển chịu nén

Lực nén lớn nhất Pn kN 3996.7 Bố trí thép

Diện tích cốt thép yêu cầu As_rq cm 2 31.3 10  20

Diện tích cốt thép bố trí As_prov cm 2 31.4  = 2.09% OK

Bảng 5.7.Cốt thép cho vùng biển chịu kéo

Lực kéo lớn nhất Pk kN -393.2 Bố trí thép

Bảng 5.8 Cốt thép cho vùng trung gian

Lực nén lớn nhất Pb kN 7159.9 Bố trí thép

Diện tích cốt thép bố trí As_prov cm 2 44.0  = 1.47% OK Các giá trị Pn; Pk; Pb lấy theo bảng tổng hợp giá trị nội lực dưới đây:

Bảng 5.9 Tổng hợp giá trị nội lực

(kN) (kNm) (kN/m 2 ) (kN) (kN) (kN) (kN)

- N, M: lực dọc và moment tác dụng lên tiết diện trong các trường hợp tổ hợp

- s n : ứng suất nén trên toán tiết diện do lực dọc N gây ra

- P M : giá trị ngẫu lực lên biên chịu kéo và biên chịu nén do moment M gây ra

- P n : lực nén tác dụng lên biên chịu nén

- P k : lực kéo tác dụng lên biên chịu kéo (= 0 khi không xuất hiện lực kéo)

5.2.3 Kết quả tính toán vách lõi công trình (Phần tử PIER)

Hình 5.14 Gán Pier vách lõi

5.2.3.1 Các thông số tính toán vách lõi

Bảng 5.10 Thông số tính toán vách đơn

Chiều dài vùng biên chịu nén Ln mm 500

Chiều dài vùng biên chịu kéo Lk mm 500

Chiều cao vách H mm 3500 Độ mảnh cùng vùng biên chịu nén  28.4

Hệ số uốn dọc cho vùng biên chịu nén  0.959

Cấp độ bền bê tông B40

Cường độ chịu nén của bê tông Rb MPa 22

Cường độ của cốt thép Rs MPa 435

5.2.3.2 Tính toán và kiểm tra cốt thép vách lõi

Bảng 5.11 Cốt thép cho vùng biển chịu nén

Lực nén lớn nhất Pn kN 3353.0 Bố trí thép

Diện tích cốt thép yêu cầu As_rq cm 2 Cấu tạo 18  16 Diện tích cốt thép bố trí As_prov cm 2 36.2  = 1.34% OK

Bảng 5.12 Cốt thép cho vùng biển chịu kéo

Lực kéo lớn nhất Pk kN -62.0 Bố trí thép

Bảng 5.13 Cốt thép cho vùng trung gian

Lực nén lớn nhất Pb kN 10174.6 Bố trí thép

Diện tích cốt thép yêu cầu As_rq cm 2 Cấu tạo 34  16 Diện tích cốt thép bố trí As_prov cm 2 68.4  = 0.69% OK

Bảng 5.14 Tổng hợp giá trị nội lực

(kN) (kNm) (kN/m 2 ) (kN) (kN) (kN) (kN)

THIẾT KẾ CẦU THANG

KÍCH THƯỚC SƠ BỘ HÌNH HỌC

Hình 6.1 Mặt bằng kiến trúc cầu thang bộ

Cầu thang tầng điển hình của công trình Diamond Thịnh Vượng thuộc loại cầu thang 2 vế dạng bản Chiều cao tầng điển hình: h = 3.3m

Chọn chiều cao mỗi bậc thang: hb = 185mm (thường dùng từ 160200)

Số bậc thang cho tầng điển hình: 18 bậc (9 bậc vế 1, 9 bậc vế 2, 1 bậc chiếu nghỉ)

Góc nghiêng của bản thang với mặt phẳng nằm ngang:

 = l = →  →  Chọn chiều dày bản thang: h s 0mm

Dầm chiếu tới kích thước b dct h dct sơ bộ theo công thức:

Trong đó l 0 là nhịp tính toán tính từ mép vách đến mép vách

Vậy chọn b dct h dct =300 400 ( ) mm

Bảng 6.1 Tổng hợp thông số kích thước cầu thang

Kích thước Giá trị Đơn vị

Chiều cao bậc thang 185 (mm)

Chiều dài bậc thang 250 (mm)

Chiều dày bản thang 150 (mm) Độ dốc 35.37 ( 0 )

Dầm chiếu tới b dct h dct 300  400 (mm)

TẢI TRỌNG

Hình 6.2 Cấu tạo bản thang nghiêng

 i : Trọng lượng riêng lớp thứ I

 tdi : Chiều dày tương đương lớp thứ i theo bản thang nghiêng n i : Hệ sô tin cậy lớp thứ i

Chiều dày tương đương của bậc thang xác định theo công thức sau: cos 2 b td h 

Trong đó: h b : Chiều cao bậc thang

Chiều dày tương đương của đá hoa cương, vữa xi măng:

Trong đó: l b : Chiều dài bậc thang h b : Chiều cao bậc thang

 i : Chiều dày tương đương của lớp thứ I

Theo TCVN 2737:1995, hoạt tải tiêu chuẩn tác dụng lên bản thang: p= p tc n (6.6)

3 / 2 p tc = kN m , hệ số vượt tải n=1.2 đối với hoạt tải có giá trị  2 kN m / 2

Bảng 6.2 Tĩnh tải chiếu nghỉ

Trọng lượng bản thân bản ngang

Tổng tĩnh tải hoàn thiện 5.670 6.489

Bảng 6.3 Tĩnh tải bản nghiêng

Trọng lượng bản thân bản nghiêng

Tổng tĩnh tải hoàn thiện 6.18 7.242 Đối với bậc thang gạch, chiều dày tương đương được xác định như sau: bac td h x cos( ) 185 cos(35.37)

Hoạt tải sử dụng được xác định theo TCVN 2737:1995 Kết quả trong bảng sau:

Bảng 6.4 Hoạt tải cầu thang

Khu vực Tải trọng tiêu chuẩn

Hệ số độ tin cậy

Tải trọng tính toán (kN/m 2 )

XÁC ĐỊNH NỘI LỰC, TÍNH TOÁN VÀ BỐ TRÍ THÉP

Tính toán cho 2 vế thang sau đó chọn kết quả lớn nhất để bố trí thép Cắt 1 dãy theo phương chịu lực có bề rộng b = 1( ) m để tính Xem bản thang và chiếu nghỉ là dầm gãy khúc liên kết với vách và dầm chiếu tới Vì trong công trình, hai vế cầu thang giống nhau nên chỉ tính cho một vế, rồi lấy kết quả tương tự cho vế còn lại Liên kết bản thang vào dầm chiếu tới nên chọn là liên kết ngàm (theo quan niệm

Liên kết bản chiếu nghỉ vào vách trục B3 là liên kết ngàm

Tuy nhiên trong thực tế không có liên kết khớp hoàn toàn cũng không có liên kết ngàm tuyệt đối Liên kết giữa bản thang với dầm chiếu tới là liên kết trung gian giữa ngàm và khớp

- Nếu quan niệm là liên kết ngàm mà thi công không đảm bảo tính toàn khối và chiều dài neo thép sẽ dẫn đến sai sơ đồ tính moment nhịp tăng thiếu thép bụng, dư thép gối → kết cấu bị phá hoại

- Nếu quan niệm là liên kết khớp sẽ thiếu thép gối, dư thép bụng → kết cấu sẽ bị nứt tại gối (hình thành khớp dẻo) và tiến gần về sơ đồ khớp

Trong kết cấu nhà nhiều tầng thì cột, dầm được thi công từng tầng, bản thang là kết cấu độc lập được thi công sau Vì thế, rất khó đảm bảo độ ngàm cứng của bản thang vào dầm thang, vách cũng như việc neo thép đúng theo sơ đồ tính đã thiết kế Trên thực tế cầu thang bị nứt tại gối sẽ làm các lớp gạch lót bị bong, không đảm bảo tính thẩm mĩ của cầu thang trong giai đoạn sử dụng vì vậy không cho phép nứt cầu thang Mặt khác cầu thang bộ là một trong những hệ thống giao thông đứng trong công trình, khi xảy ra sự cố bất thường như cháy nổ, động đất,… thì cầu thang chính là lối thoát hiểm duy nhất, khi đó tải trọng có thể tăng hơn lúc bình thường rất nhiều, vì vậy tính an toàn của cầu thang cần được đảm bảo tối đa

Trong phạm vi đồ án sinh viên chọn phân tích bằng sơ đồ hóa 2D và mô hình 3D, sau đó so sánh kết quả và chọn kết quả thép an toàn để bố trí

6.3.1.1 Tĩnh tải bản nghiêng tc tc 2 qbt = b q cos = 1 6.18 0.815 =7.58 (kN / m ) tt tt 2 qbt = b q cos = 1 7.242 0.815 =8.89 (kN / m )

6.3.1.2 Tĩnh tải bản ngang tc tc 2 pbn = b p =  =1 3 3 (kN / m ) tt tt 2 pbn = b p =  1 3 1.2=3.6 (kN / m )

Hình 6.3 Sơ đồ tính bản thang – hoạt tải cầu thang

Hình 6.4 Sơ đồ tính bản thang – tĩnh tải cầu thang 6.3.2 Biểu đồ nội lực

Hình 6.5 Giá trị moment cầu thang

Hình 6.6 Giá trị lực cắt cầu thang 6.3.3 Tính toán kích thước bản thang

Chọn bê tông cấp độ bền B30: Rb MPa( )

Chọn cốt thép dọc CB400-V: Rs 50 MPa( )

     Áp dụng công thức sau để tính toán cốt thép:

Bảng 6.5 Kết quả tính toán bố trí cốt thép cho bản ngang cầu thang

TÍNH TOÁN DẦM THANG

Tải trọng tính toán dầm cầu thang bao gồm tải trọng do bản thang truyền vào và trọng lượng bản thân dầm thang

Tải trọng do bản thang truyền vào : R A 3.45 (kN) => q 1 3.45(kN/m)

Tải trọng do bản thân dầm thang : q 2 =0.2 (0.35 0.15) 25 1.1 1.1(kN/m) −   = Tải trọng tác dụng vào dầm thang : q= +q 1 q 2 3.45 1.1 34.55 (kN/m)+ =

Hình 6.7 Phản lực cầu thang

Giá trị moment được tính như sau:

= =  Hình 6.8 Moment dầm chiếu nghỉ cầu thang 6.4.3 Tính toán cốt thép

6.4.3.1 Tính toán cốt thép dọc

Thép CB400-V: R = R = 350 (MPa), E s sc s = 2 10 (MPa) 5

Thép đai CB240-T: R = R = 210 (MPa), E s sc s = 2 10 (MPa) 5

Với điều kiện đổ bê tông tại công trường, hệ số làm việc bê tông  = b 0.9, = s 1 Tính toán thép dầm như sau : h0 = −h a ; m 2 b b 0

Chiều cao dầm: h = 350 (mm) a = 35 (mm)

Xác định hệ số  R ( mục 8.1.2.2.3 TCVN 5574:2018):

R được xác định theo công thức: R R

 là biến dạng tương đối của cốt thép chịu ứng suất bằng Rs

b2 = 0.0042 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:

Hàm lượng cốt thép thỏa điều kiện sau:

Bảng 6.6 Kết quả tính toán cốt thép dầm cầu thang

Vị trí M h h 0 b  m  A s  Chọn A sc kN.m mm mm mm mm 2 % mm 2

6.4.3.2 Tính toán cốt thép ngang

Lực cắt lớn nhất trong dầm: max ql 34.55 2.6

= =  Hình 6.9 Lực cắt dầm cầu thang

Theo mục 8.1.3.2 TCVN 5574 :2018, tính toán cấu kiện bê tông cốt thép chịu uốn theo dải bê tông giữa các tiết diện nghiêng theo điều kiện: Q max   b1 R bh b 0

Q là lực cắt trong tiết diện thẳng góc của cấu kiện b1 0.3

 = là hệ số kể đến ảnh hưởng của đặc điểm trạng thái ứng suất của bê tông trong dải nghiêng

Do đó bê tông không bị phá hoại bởi các vết xiên

Kết luận: Không cần tính cốt thép đai, bố trí cấu tạo như sau: Đoạn gối L/4 bố trí d8a150 ; Đoạn nhịp L/2 bố trí d8a200.

THIẾT KẾ BỂ CHỨA NƯỚC MÁI

TÍNH DUNG TÍCH BỂ CHỨA NƯỚC

Bể nước mái: cung cấp nước cho sinh hoạt cho các bộ phận trong công trình

Vị trí bể đặt trên các vách cứng, ở 2 vị trí giới hạn bởi khung trục 1-2; B-C và 5-6; B-C

Sơ bộ tính nhu cầu sử dụng nước: Đối với công trình văn phòng mức trung bình- vừa đủ: 5 – 6m 2 /người Đối với công trình thương mại theo TCXDVN 361:2006 quy định: số người ở diện tích kinh doanh trong nhà tại một thời điểm là 2.4 - 2.8m 2 /người Trong phạm vi đồ án diện tích sinh hoạt đối với khu thương mại, siêu thị mini chọn 2.5 m 2 /người Diện tích sinh hoạt đối với khu quản lý chọn 5 m 2 /người Diện tích một khu vực xấp xỉ 90.25m 2

Từ tầng 2-17 là tầng căn hộ, mỗi tầng có 19 căn hộ, mỗi căn hộ có 4 nhân khẩu, công trình có tổng 17 tầng sử dụng làm căn hộ cho thuê, trong đó tầng 1 cho thuê chung, mỗi tầng có 19 căn hộ, trung bình số người cho mỗi căn hộ là 4 người

Tổng số người sử dụng nước: N=   19 4 1216 người

Dung tích bể nước mái cho công trình dân dụng dựa trên số người sử dụng và công năng công trình: max / 1000 sh sd ngd

V : Dung tích bể nước (m 3 ) q sh : Lưu lượng nước sinh hoạt trong 24h: q sh 0 200 l/người.ngày.đêm cho chung cư

N sd : Số người sử dụng nước trong công trình max

K ngd − : Hệ số sử dụng nước không điều hòa Đối với các thành phố có quy mô lớn, nằm trong vùng có khí hậu khô nóng quanh năm: K ngd − max =1.1 1.2

7.1.2 Nước chữa cháy cc cc q n 3 3600 k

Trong đó: cc ( ) q l/s là tiêu chuẩn nước chữa cháy cho trung cư có một đám cháy và dưới

5000 người n: là số đám cháy, n = 1 k: là hệ số xác định theo thời gian phục hồi nước dự trữ chữa cháy đối với khu dân dụng, k = 1 cc

Vậy tổng lưu lượng nước:Q Q= SH ngay _ max +Q cc )1.84 108 399.74+ = (m 3 /ngày.đêm)

Bể nước được đặt trên sân thượng, diện tích bể 5.7x8(m), bơm 4 lần trong ngày

Thể tích cần thiết cho hồ nước: V Q 399.74 99.935 m ( ) 3

Vậy bể có kích thước 8 5.7 2.3 m  ( ), đáy bể đặt lên sàn bê tông tầng mái Bể nước đổ toán khối có nắp đậy, lỗ thăm nước nằm ở góc có kích thước 0.5 0.5 m  ( )

Vậy bể nước thuộc loại bể thấp

TÍNH TOÁN BỂ NƯỚC

Chiều dày bản nắp đổ toán khối hbn 60 mm( ), làm việc như bản sàn có kích thước 8 5.7 m ( ) Chọn h bn mm( )

Bê tông có cấp độ bền chịu nén B30 có Rb MPa( )

Cốt thép bản sàn sử dụng loại: CB400-V có Rs 50 MPa( ), Rsw (0 MPa( )

7.2.1.2 Tải trọng tác dụng a) Tĩnh tải:

Bảng 7.1 Tĩnh tải bản nắp bể nước

STT Các lớp cấu tạo sàn Chiều dày lớp

Tổng tải trọng tác dụng lên bản nắp 2.56 b) Hoạt tải: p tt = n p tc =1.2 0.75 0.9 kN/m = ( 2 ) c) Tổng tải trọng tác dụng lên bản nắp: q g= tt +p tt =2.56 0.9 3.46 kN/m+ = ( 2 )

Bản kê 4 cạnh, ngàm theo chu vi

Hình 7.1 Sơ đồ tính bản nắp

Tính tải trọng tác dụng: q = ( g tt + p tt ) ; P=(g tt +p L L tt ) 1 2

Bảng 7.2 Bảng tính thép bản nắp

Kiểm tra nứt bản thành tương tự như bản đáy

Bản thành đặt thép đối xứng nên chỉ cần kiểm tra tại vị trí có moment lớn nhất

Chọn bề dày bản thành: hbt 0 mm( )

Tải trọng tác dụng lên bản thành: Áp lực nước: p n =    =  n n h 1.1 10 2.3 25.3 kN/m= ( 2 ) Áp lực gió hút: W=wc   =n k c ' 0.83 1.3 1.108 0.6 0.72 kN/m   = ( 2 )

Bỏ qua trọng lượng bản thân của bản thành Xem bản thành như cấu kiện chịu uốn chỉ chịu tải tác dụng theo phương ngang

Tải trọng gió tác dụng lên bản thành xét trường hợp nguy hiểm là gió hút (có phương cùng chiều với áp lực nước)

Các bản thành có L/h > 2 → bản thuộc loại bản dầm làm việc một phương, cắt dãy có bề rộng 1(m) theo phương h để tính toán

Tính toán nội lực bản thành theo phương pháp cộng tác dụng:

Hình 7.2 Sơ đồ tính bản thành

Bảng 7.3 Bảng tính thép bản thành

Chọn bề dày bản đáy: hbd 0 mm( )

Chọn kích thước dầm đáy:

Vậy kích thước dầm: b h  = 300 600 mm  ( )

Hình 7.3 Mặt bằng bản đáy

7.2.3.1 Tải trọng tác dụng a) Tĩnh tải

Bảng 7.4 Tĩnh tải bản đáy bể nước

STT Các lớp cấu tạo sàn

Tổng tải trọng tác dụng lên bản nắp 4.67 b) Hoạt tải do áp lực nước gây ra: p n =    =  n n h 1.1 10 2.3 25.3 kN/m= ( 2 ) c) Tổng tải trọng tác dụng lên bản đáy: q g= tt +p tt =4.67 25.3 29.97 kN/m+ = ( 2 )

Bản kê 4 cạnh, ngàm theo chu vi

Hình 7.4 Sơ đồ tính bản đáy

Tính tải trọng tác dụng: q = ( g tt + p tt ) ;P=(g tt +p L L tt ) 1 2

Bảng 7.5 Bảng tính thép bản đáy

7.2.4.1 Tính toán dầm giữa DD1

Trọng lượng bản thân dầm:

1 bd g = h h−    =b 0.6 0.15− 0.3 25 3.375 kN/m Trọng lượng bản đáy truyền vào dầm có dạng hình thang, quy về tải phân bố đều tương đương:

Tổng tải trọng tác dụng lên dầm: q g= + =1 g2 3.375 72.19 75.565 kN/m+ = ( )

Hình 7.5 Sơ đồ tính dầm DD1

Bê tông B30: Rb MPa( ), Rbt =1.15 MPa( )

= = Kiểm tra khả năng chịu cắt của bê tông:

Kết luận: Dầm đủ khả năng chịu cắt, chọn 6a200 để bố trí thép đai

7.2.4.2 Tính toán dầm biên DD2, DD3 a) Dầm DD2

1 bd g = h h−    =b 0.6 0.15− 0.3 25 3.375 kN/m Trọng lượng bản đáy truyền vào dầm, diện truyền tải tam giác, quy về tải phân bố đều tương đương:

=   =   Trọng lượng bản thân bản thành truyền xuống:

( ) g3 =2.3 0.12 25 6.9 kN/m  Tổng tải trọng phân bố tác dụng lên dầm:

1 2 q g= + =g 3.375 27.5 6.9 37.775 kN/m+ + Tải trọng tập trung do dầm DD1 tác dụng lên dầm:

P= 75.565 5.34 / 2 201.76 kN/m Hình 7.6 Sơ đồ truyền tải dầm DD2

= + = + Hình 7.7 Nội lực dầm DD2 Bảng 7.6 Bảng thép dọc dầm

Nhịp 284.55 560 0.178 0.198 1615.68  1885 1.122 Tính thép đai dầm:

Kiểm tra khả năng chịu cắt của bê tông:

Vậy dầm không đủ khả năng chịu cắt, cần tính cốt đai

Khả năng chịu cắt cốt đai: Q sw =  sw q C sw

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

Vậy chọn 6a200 để bố trí thép đai b) Dầm DD3

1 bd g = h h−    =b 0.6 0.15− 0.3 25 3.375 kN/m Trọng lượng bản đáy truyền vào dầm, diện truyền tải hình thang, quy về tải phân bố đều tương đương:

=    + =    + Trọng lượng bản thân bản thành truyền xuống: g3 =2.3 0.12 25  =6.9 kN/m( )

Tổng tải trọng tác dụng lên dầm: q g= + =1 g2 3.375 36.1 6.9 46.375 kN/m+ + = ( )

Hình 7.8 Sơ đồ tính dầm DD3

= = Bảng 7.7 Bảng tính thép dọc dầm

Nhịp 55.1 560 0.034 0.035 285.6  1257 0.748 Tính thép đai dầm:

= = Kiểm tra khả năng chịu cắt của bê tông:

Kết luận: Dầm đủ khả năng chịu cắt, chọn 6a200 để bố trí thép đai

7.2.5 Tính toán cột đỡ bể Để đơn giản cho tính toán, một cách gần đúng xem cột như chịu nén đúng tâm, bỏ qua momen do tải trọng gió

Trọng lượng bản thân cột: P1 =     =b h H 0.3 0.3 1 25   =2.25 kN( )

Tải truyền xuống cột: P2$5.18 123.82+ 69 kN( )

Bố trớ 4ỉ18 cú As = 1018(mm 2 )

Kiểm tra khả năng chịu lực nén của cột:

THỐNG KÊ ĐỊA CHẤT

MỤC ĐÍCH THỐNG KÊ

Thống kê địa chất là quá trình thu thập, phân tích và đánh giá các thông tin liên quan đến địa chất của một khu vực cụ thể

Mục đích của việc thống kê địa chất trong xây dựng là để cung cấp thông tin cần thiết cho các quyết định về thiết kế, xây dựng và bảo trì công trình:

- Mục đích khoan khảo sát địa chất trong xây dựng bao gồm xác định các đặc điểm cơ lý của đất đá cấu tạo nên mặt cắt kỹ thuật, sự phân bố của lớp đất đá theo chiều rộng, chiều sâu trong khu vực xây dựng để xác định mặt cắt địa kỹ thuật

- Thống kê địa chất cũng được sử dụng để tính toán nền móng Hồ sơ khảo sát địa chất phục vụ thiết kế nền móng có số lượng hố khoan nhiều và số lượng mẫu đất trong một lớp đất lớn Vì thế ta phải chọn được chỉ tiêu đại diện cho nền

Tóm lại, mục đích thống kê địa chất bao gồm xác định các đặc điểm cơ lý của lớp đất đá cấu tạo nên mặt cắt kỹ thuật, tính toán nền móng và hỗ trợ thống kê.

LÝ THUYẾT THỐNG KÊ

8.2.1 Xử lý và thống kê địa chất để tính toán nền móng

Hồ sơ khảo sát địa chất phục vụ thiết kế nền móng có số lượng hố khoan nhiều và số lượng mẫu đất trong một lớp đất lớn Vấn đề đặt ra là những lớp đất này ta phải chọn được chỉ tiêu đại diện cho nền

Ban đầu khi khoan lấy mẫu dựa vào sự quan sát thay đổi màu, hạt độ mà ta phân chia thành từng lớp đất

Theo TCVN 9362-2012 được gọi là một lớp địa chất công trình khi tập hợp các giá trị có đặc trưng cơ lý của nó phải có hệ số biến động  đủ nhỏ

Vì vậy ta phải loại trừ những mẫ

Phân chia đơn nguyên địa chất

Chúng ta dựa vào hệ số biến động  phân chia đơn nguyên

Hệ số biến động  xác định theo công thức:

Trong đó giá trị trung bình của một đặc trưng: n i i 1

= = Độ lệch bình phương trung bình: n ( i ) 2 i 1

Trong đó: Ai : là giá trị riêng của đặc trưng từ một thí nghiệm riêng; n: là số lần thí nghiệm

Khi kiểm tra để loại trừ sai số thô đối với các chỉ tiêu kép như lực dính (c) và góc ma sát trong () thì độ lệch bình phương trung bình được xác định như sau:

8.2.1.2 Qui tắc loại trừ các sai số thô

Trong tập hợp mẫu của một lớp đất có hệ số biến động      thì đạt còn ngược lại thì ta phải loại trừ các số liệu có sai số lớn hoặc bé

Trong đó    : hệ số biến động lớn nhất, tra bảng bên dưới tùy thuộc vào từng loại đặc trưng

Bảng 8.1 Hệ số biến động lớn nhất theo TCVN 9362-2012

Bảng 8.2 Đặc trưng của đất Hệ số biến động   

Trọng lượng riêng 0.05 Độ ẩm tự nhiên 0.15

Chỉ tiêu sức chống cắt 0.30

Cường độ nén một trục 0.40

Kiểm tra thống kê, loại trừ các giá trị quá lớn hoặc quá bé của Ai theo công thức sau: i cm

Trong đó ước lượng độ lệch: cm n ( i ) 2 i 1

Lưu ý: Khi n  25 thì lấy  cm =

Bảng 8.3 Bảng tra các giá trị của V

8.2.2 Giá trị tiêu chuẩn các đặc trưng của đất

8.2.2.1 Giá trị tiêu chuẩn các chỉ tiêu đơn

Giá trị tiêu chuẩn của tất cả các chỉ tiêu đơn (vật lý như độ ẩm, khối lượng thể tích, chỉ số dẻo, độ sệt, và các chỉ tiêu cơ học như môdun tổng biến dạng, cường độ kháng nén, ) là giá trị trung bình cộng của các kết quả thí nghiệm riêng lẻ A sau khi đã loại trừ sai số thô

Lưu ý: Đối với các chỉ tiêu vật lý gián tiếp (hệ số rỗng, chỉ số dẻo…) và modun tổng biến dạng thì giá trị tiêu chuẩn của chúng được xác định từ giá trị tiêu chuẩn của chỉ tiêu thí nghiệm mà tính giá trị tiêu chuẩn của chỉ tiêu gián tiếp theo công thức cơ học đất

8.2.2.2 Giá trị tiêu chuẩn các chỉ tiêu kép

Các giá trị tiêu chuẩn của các chỉ tiêu kép lực dính đơn vị (c) và góc ma sát trong () được thực hiện theo phương pháp bình phương cực tiểu của quan hệ tuyến tính của ứng suất pháp i và ứng suất tiếp cực hạn i của các thí nghiệm cắt tương đương  = tan+c

Lực dính đơn vị tiêu chuẩn c tc và góc ma sát trong tiêu chuẩn  tc được xác định theo công thức sau: n n n n tc 2 i i i i i i 1 i 1 i 1 i 1 c 1     

Lưu ý: Nếu tính được c tc 0, chọn c tc =0 và tính lại theo công thức: n i i tc i 1 n 2 i i 1 tan

8.2.3 Đặc trưng tính toán các đặc trưng của đất

8.2.3.1 Giá trị tính toán các chỉ tiêu đơn

Nhằm mục đích nâng cao độ an toàn cho ổn định của nền chịu tải, một số tính toán ổn định của nền được tiến hành với các đặc trưng tính toán

Giá trị tính toán các chỉ tiêu đơn được xác định theo công thức sau: tc tt d

= k Trong đó: A tc là giá trị tiêu chuẩn của các đặc trưng đang xét

Hệ số an toàn về đất được xác định theo công thức: k d 1

Chỉ số độ chính xác  được xác định theo công thức: t n

Trong đó: t  là hệ số phụ thuộc vào xác suất tin cậy 

Hệ số động  được xác định theo Mục 1.2.1

Khi tính nền theo biến dạng (TTGH II) thì = 0.85

Khi tính nền theo cường độ (TTGH I) thì = 0.95

Số lượng tối thiểu của một thí nghiệm chỉ tiêu nào đó với mỗi đơn nguyên địa chất công trình cần phải đảm bảo là 6

Nếu trong phạm vi đơn nguyên địa chất công trình có số lượng mẫu ít hơn 6 thì giá trị tính toán các chỉ tiêu của chúng được tính toán theo phương pháp trung bình cực tiểu và trung bình cực đại: tc tt A A max

Việc chọn tính theo một trong hai công thức là tùy thuộc vào chỉ tiêu làm tăng độ an toàn cho công trình

8.2.3.2 Giá trị tính toán các chỉ tiêu kép

Giá trị tính toán của các chỉ tiêu kép được xác định theo công thức sau: tc tt d

= k Trong đó: A tc là giá trị tiêu chuẩn của các đặc trưng đang xét

Hệ số an toàn về đất được xác định theo công thức: k d 1

=  Đối với các chỉ tiêu kép như: lực dính c và hệ số ma sát tan

Hệ số biến động  được xác định theo các công thức sau: c c tc c

 = và tan tan tc tan

=  Độ lệch bình phương trung bình được xác định theo các công thức sau: n 2 c i i

 và  tan  =   n  và n ( i tc tc i ) 2 i 1

Khi tính nền theo biến dạng (TTGH II) thì = 0.85

Khi tính nền theo cường độ (TTGH I) thì = 0.95

Lưu ý: Để tìm trị tiêu chuẩn và trị tính toán c và  cần phải xác định không nhỏ hơn 6 giá trị  đối với mỗi trị số áp lực pháp tuyến 

Khi tìm giá trị tính toán c,  dùng tổng số lần thí nghiệm  làm n

Bảng 8.4 Bảng tra các giá trị của hệ số t 

Hệ số t ứng với xác suất tin cậy 

Các đặc trưng tính toán theo TTGH I và TTGH II có giá trị nằm trong một khoảng: A tt =A tc  A

Tùy trường hợp cụ thể mà ta lấy dấu (+) hoặc dấu (-) để đảm bảo an toàn hơn

Khi tính toán nền theo cường độ và ổn đinh thì ta lấy các đặc trưng tính toán TTGH I (nằm trong khoảng lớn hơn  = 0.95)

Khi tính toán nền theo biến dạng thì ta lấy các đặc trưng tính toán theo TTGH

II (nằm trong khoảng nhỏ hơn  = 0.85)

THỐNG KÊ ĐỊA CHẤT MÓNG CỌC

8.3.1 Thông tin địa chất móng cọc

Hình 8.1 Địa chất công trình

* Tiêu chuẩn tính toán thống kê: TCVN 9362:2012 và TCVN 9153:2012

* Phân chia đơn nguyên địa chất : Chiều sâu khoan khảo sát HK1 là -71m mỗi hố khoan, có các trạng thái của đất nền như sau

Bảng 8.5 Bảng tổng hợp thống kê địa chất

Hệ số rỗng e Ứng với cấp tải trọng P (kN/m 2 )

Bảng 8.6 Bảng phân chia đơn nguyên địa chất móng cọc

1 -5.2 4.2 Sét pha màu xám nâu, dẻo cứng

2 -9 3.8 Sét pha màu nâu đỏ - xám trắng, nửa cứng

3 -32.8 23.8 Sét pha màu xám trắng - nâu vàng, dẻo cứng

4 -46 13.2 Cát pha, màu nâu vàng-nâu hồng, chặt

5 -71 25 Sét màu xám xanh-xám nâu, cứng

Bảng 8.7 Bảng phân loại đất

Thành phần cỡ hạt Nhóm hạt

1 Chiếm dưới 50% tổng thành phần cỡ hạt

4 Trọng lượng các hạt lớn hơn 0.25mm chiếm trên 50%

8.3.2 Lựa chọn phương án móng

Công trình có nhịp khá lớn và và quy mô công trình là 20 tầng nên tải trọng truyền xuống móng là khá lớn nên sinh viên tiến hành sơ bộ để xem xét những phương án nào là khả thi nhất và các giải pháp móng có thể xét đến là: Móng sâu gồm móng cọc ép và cọc khoan nhồi và móng cọc barrette Địa chất công trình có lớp đất thứ 4 có khả năng chịu tải tốt, độ sâu khoảng từ - 32.800 đến -46.000m Bên cạnh đó nhịp của công trình lớn, nên tải truyền xuống chân cột cũng đáng kể, nên dự kiến đặt mũi cọc tại lớp đất thứ 4 là lớp đất cát pha màu nâu vàng-nâu hồng, chặt khá tốt cho việc tiếp thu tải trọng công trình

Trong đồ án sinh viên tính toán với hai phương án móng:

Phương án 1: Móng cọc ép ly tâm ứng suất trước

Phương án 2: Móng cọc khoan nhồi

Phần 1: Phương án thiết kế móng cọc ép ly tâm ứng suất trước

Muốn làm giải pháp móng cọc ép thì đất nền mà cọc đâm xuyên qua phải có độ cứng không quá lớn, dựa vào chỉ số SPT, và lực dọc truyền xuống của phần thân công trình là phù hợp, sinh viên nhận thấy phương án móng cọc ép là khả thi Ép cọc đến cao độ -35.6m

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

Bảng 8.8 Bảng thông số cọc

Thông số Đơn vị Giá trị Đường kính cọc m 0.6

Chu vi tiết diện cọc u m 1.88

Diện tích tiết diện ngang A b m 2 0.144

Sức chịu tải Dài hạn kN 6280

XÁC ĐỊNH SỨC CHỊU TẢI CỌC

8.4.1 Sức chịu tải theo vật liệu

Công trình sử dụng cọc ly tâm được mua từ nhà sản xuất nên sức chịu tải được lấy theo số liệu nhà sản xuất cung cấp: R vt b80(kN)

8.4.2 Sức chịu tải theo chỉ tiêu vật lí đất nền

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

+  c =1: Hệ số điều kiện làm việc của cọc trong đất

+  cq =1.1: Hệ số điều kiện làm việc của đất dưới mũi có xét đến ảnh hưởng của phương pháp hạ cọc đến sức kháng của đất

+  cf =1: Hệ số điều kiện làm việc của đất trên thân cọc có xét đến ảnh hưởng của phương pháp hạ cọc đến sức kháng của đất

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

+ l i : Chiều dày lớp đất cọc đi qua

+ Cường độ sức kháng của đất dưới mũi cọc (tra bảng 2 theo TCVN 10304:2014 và nội suy): q b `00kN m/ 2 ; Cường độ sức kháng của đất dưới mũi cọc, tra bảng 2

TCVN 10304:2014; mũi cọc cắm vào lớp cát pha độ sâu mũi cọc là 30m

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

+A p =0.144m 2 : Tiết diện ngang của cọc

Kết quả tính toán sức kháng thành được trình bày ở bảng sau: Đối với đất dính:

Chiều sâu trung bình của lớp đất (m) Độ sệt B γ cf l (m) i f i (kN/m 2 ) γ f l cf i i

Lớp Tên đất l (m) i γ cf Z tbi

4 Cát pha mùa nâu hồng–nâu vàng

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

8.4.3 Sức chịu tải theo chỉ tiêu cường độ đất nền

Công thức xác định sức chịu tải cực hạn theo TCVN 10304:2014:

Bảng 8.9 Bảng giá trị k, Z L , N ’ q của cọc trong đất cát

Trạng thái đất Độ chặt tương đối

Cọc khoan nhồi và Barrette

Với lớp đất số 4 là đất chặt, ta tính được Z L =9( )m Z m =2.8m

Vậy ta tính ứng với chiều sâu cọc là 35.6m

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

' q  p là áp lực hiệu quả tại cao trình mũi cọc:

A = − = m Đất rời dưới mũi cọc nên c u =0

Sức kháng thành cọc: u  f l i i Đối với đất dính: f i = c u i ,

+ c u i , là sức kháng cắt không thoát nước được xác định theo công thức c u i , =6.25N với N là chỉ số SPT trung bình tại chiều sâu lớp đất

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

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

Hình 8.2 Sức kháng không thoát nước

Bảng 8.10 Bảng thống kê sức chống thân cọc đối với đất dính

31.95 13 81.25 0.6 48.75 1.7 82.88 cf i i u f l 1424.58 Đối với đất rời: f i =k i  v zi ' , tan i

+ k i là hệ số áp lực ngang của đất lên cọc

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

Bảng 8.11 Bảng thống kê sức chống thân cọc đối với đất rời

Lớp Chiều sâu trung bình (m) l i (m) σ v,zi (Kpa) δ i k i f i f i l i

BIỆN PHÁP THI CÔNG CỌC KHOAN NHỒI

Tiêu đề	Thiết Kế Kỹ Thuật Chung Cư Cao Tầng Diamond Thịnh Vượng
Tác giả	Vương Huy Hiếu
Người hướng dẫn	PGS. TS. Lê Anh Thắng
Trường học	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	2023
Thành phố	Tp. Hồ Chí Minh

Định dạng
Số trang	299
Dung lượng	11,81 MB