Tổ hợp dịch vụ thương mại 2 nhà ở cao tầng

1. Về vị trí địa lý, địa hình 1 3. Về địa chất thuỷ văn 1 5. Về nguồn điện cung cấp 1 7. Về nguồn nước 1 9. Về tổ chức giao thông 1 GIẢI PHÁP KIẾN TRÚC VÀ KỸ THUẬT . 1 CƠ SỞ TÍNH TOÁN KẾT CẤU 1 Cơ sở thực hiện 1 I. CÁC HỆ THỐNG KỸ THUẬT CHÍNH TRONG CÔNG TRÌNH 4 1. Hệ thống chiếu sáng 4 3. Hệ thống điện 4 6. Hệ thống thông gió 5 8. Hệ thống cấp thoát nước 5 10. Hệ thống phòng cháy, chữa cháy 5 12. Hệ thống thông tin tín hiệu 6 III. ĐIỀU KIỆN KHÍ HẬU THỦY VĂN 6 1. Điều kiện khí hậu 6 3. Địa chất, thủy văn 6 PHẦN 2 7 PHẦN KẾT CẤU (45%) 7 CHƯƠNG 1. LỰA CHỌN GIẢI PHÁP KẾT CẤU VÀ 8 LẬP MẶT BẰNG KẾT CẤU 8 1.1. Lựa chọn vật liệu 8 1.3 Lựa chọn giải pháp kết cấu 8 1.3.1 Chọn kích thước sàn 9 CHƯƠNG 2. XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG LÊN CÔNG TRÌNH 12 2.1 Tĩnh tải tác dụng lên công trình 12 2.1.1 Tĩnh tải sàn 12 2.1.1 Tĩnh tải dầm, cột, lõi BTCT 13 2.1.2 Tĩnh tải tường trên sàn tầng điển hình 13 2.5 Tính toán và tổ hợp nội lực 28 CHƯƠNG 3. THIẾT KẾ SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH 33 3.1. Chọn vật liệu 33 3.2 Xác định sơ đồ tính 34 3.2.1 Chiều dày sàn 34 3.2.6 Sơ đồ tính 34 3.3 Trên mặt bằng kết cấu tầng điển hình với những ô sàn có kích thước và sơ đồ liên kết giống nhau ta đặt ra một ký hiệu . 35 3.4 Nội lực của bản được xuất ra từ etab ( và kiểm tra bằng phần mềm Safe) 35 3.5 Tính toán cốt thép cho các ô sàn 35 3.5.2 Tính toán các ô bản làm việc 2 phương (bản kê bốn cạnh) 35 3.5.4 Tính toán các ô bản làm việc 2 phương khác 37 CHƯƠNG 4. TÍNH TOÁN CỐT THÉP CHO CÁC CẤU 39 4.2.3 Cấu tạo của nút ở góc trên cùng 40 4.2.5 Tính toán neo cốt thép 41 4.3 Tính toán dầm khung 41 4.2.1 Cơ sở tính toán 41 4.2.2 Hồ sơ kiến trúc công trình . 41 4.2.3 Lựa chọn vật liệu 41 4.2.5 Tính toán cốt thép dầm B33 khung trục 3 tầng 5 42 4.2.5.1 Mặt cắt 11 của dầm B7 42 4.2.6 Tính toán các tiết diện khác 44 4.2.7 Tính toán cốt đai 47 4.2.8 Xác định vùng tới hạn ở dầm 48 4.2.9 Tính toán neo, nối cốt thép 49 KIỂM TRA ỔN ĐỊNH TỔNG THỂ CÔNG TRÌNH 49 CHƯƠNG 5. TÍNH TOÁN VÁCH 49 5.1 Cơ sở tính toán 50 5.2 Các phương pháp tính toán 50 CHƯƠNG 6. TÍNH TOÁN CẦU THANG BỘ 66 6.1 Cơ sở tính toán: 66 6.2 Mặt bằng kết cấu cầu thang: 66 6.2.1 Sơ bộ chọn tiết diện 66 6.2.1.1 Chọn kích thước bậc thang 66 6.2.1.2. Chọn chiều dày bản thang 67 6.3 Tính toán các bộ phận cầu thang: 68 6.3.1 Vật liệu sử dụng 68 6.3.2 Tính toán bản thang: 68 6.3.3 Tính toán bản chiếu nghỉ 70 PHẦN 3 74 NỀN MÓNG (15%) 74 1. ĐÁNH GIÁ ĐẶC ĐIỂM CÔNG TRÌNH 75 1.1. Đặc điểm công trình 75 2.3. Đánh giá tính chất xây dựng của các lớp đất 78 3. LỰA CHỌN GIẢI PHÁP NỀN MÓNG 79 3.1. Lựa chọn loại nền móng 79 2. Giải pháp mặt bằng móng 79 4. THIẾT KẾ MÓNG KHUNG 3 79 4.4. Tính toán sức chịu tải của cọc 80 4.4.1. Tính toán sức chịu tải của cọc theo vật liệu 80 6.1.3.Tính toán sức chịu tải cọc theo TN xuyên tiêu chuẩn SPT( theo TCVN 10304 2014) 84 PHẦN IV 102 THI CÔNG(30%) 102 CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CÔNG TRÌNH 103 1. GIỚI THIỆU CÔNG TRÌNH VÀ CÁC ĐIỀU KIỆN LIÊN QUAN 103 2. Lập biện pháp thi công tường tầng hầm 129 • Thiết kế cốt thép dọc chịu lực 149 • Thiết kế cốt đai 150 3.2 Yêu cầu kĩ thuật khi thi công đào đất 152 3.5. Lựa chọn thiết bị thi công đào đất 154 4. Lập biện pháp thi công bê tông móng và giằng móng 160 4.1 Công tác chuẩn bị trước khi thi công đài móng 160

Trang 1

TRƯỜNG ĐH KIẾN TRÚC HN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2016-2021 KHOA XÂY DỰNG TH DỊCH VỤ THƯƠNG MẠI 2 NHÀ Ở CAO TẦNG

LỜI CẢM ƠN

Đồ án tốt nghiệp kỹ sư xây dựng là một công trình đầu tiên mà người sinh viên được tham gia thiết kế Mặc dù chỉ ở mức độ sơ bộ thiết kế một số cấu kiện, chi tiết điển hình Nhưng với những kiến thức cơ bản đã được học ở những năm học qua, đồ án tốt nghiệp này đã giúp em tổng kết, hệ thống lại kiến thức của mình

Để hoàn thành được đồ án này, em đã nhận được sự giúp đỡ nhiệt tình của các Thầy, Cô hướng dẫn chỉ bảo những kiến thức cần thiết, những tài liệu tham khảo phục vụ cho đồ án cũng như cho thực tế sau này Em xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc của mình đối với sự giúp đỡ quý báu của các thầy cô giáo hướng dẫn:

Thầy giáo: PGS.TS NGUYỄN NGỌC PHƯƠNG, hướng dẫn em phần Kiến trúc,

Kết cấu

Thầy giáo: NGUT.PGS.TS VƯƠNG VĂN THÀNH, hướng dẫn em phần Nền móngThầy giáo: ThS NGUYỄN QUANG VINH, hướng dẫn em phần Thi công

Cũng qua đây em xin được tỏ lòng biết ơn đến các thầy cô giáo nói riêng cũng như tất cả các cán bộ nhân viên trong trường Đại học Kiến Trúc Hà Nội nói chung vì những kiến thức em đã được tiếp thu dưới mái trường Đại Học Kiến Trúc Hà Nội

Quá trình thực hiện đồ án tuy đã cố gắng học hỏi, xong em không thể tránh khỏi những thiếu sót do chưa có kinh nghiệm thực tế, em mong muốn nhận được sự chỉ bảo của các thầy cô trong khi chấm đồ án và bảo vệ đồ án của em

Em xin chân thành cảm ơn!

Trang 2

TRƯỜNG ĐH KIẾN TRÚC HN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2016-2021 KHOA XÂY DỰNG TH DỊCH VỤ THƯƠNG MẠI 2 NHÀ Ở CAO TẦNGTÀI LIỆU THAM KHẢO

I TIẾNG VIỆT

1 Bộ Xây dựng (2012), TCXDVN 5574 : 2012 Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép –Tiêu chuẩn thiết kế, NXB Xây dựng, Hà Nội

2 Bộ Xây dựng (2007), TCVN 2737 : 1995 Tải trọng và tác động – Tiêu chuẩn thiếtkế, NXB Xây dựng, Hà Nội

3 Bộ Xây dựng (2007), TCXD 198 : 1997 Nhà cao tầng – Thiết kế bê tông cốt théptoàn khối

4 Bộ Xây dựng (1998), TCXD 205 : 1998 Móng cọc – Tiêu chuẩn thiết kế

5 Bộ Xây dựng (1998), TCXD 7778 : 2012 Cọc ly tâm ứng suất trươc – Yêu cầu chấtlượng thi công

6 Bộ Xây dựng (2006), TCXD 375 : 2006 Thiết kế công trình chịu động đất

7 Bộ Xây dựng, Hướng dẫn thiết kế kết cấu nhà cao tầng bê tông cốt thép chịu độngđất theo TCXDVN 375 : 2006, NXB Xây dựng

8 Bộ Xây dựng (2008), Cấu tạo bê tông cốt thép, NXB Xây dựng

9 Nguyễn Trung Hòa (2008), Kết Cấu Bê Tông Cốt Thép theo Quy phạm Hoa Kỳ,

NXB Xây dựng

10 TG Sullơ W (1997), Kết cấu nhà cao tầng, NXB Xây dựng

11 Ngố Thế Phong, Nguyễn Đình Cống (2008), Kết cấu bê tông cốt thép 1 (Phần cấukiện cơ bản), NXB Khoa học Kỹ thuật

12 Ngố Thế Phong, Trịnh Kim Đạm (2008), Kết cấu bê tông cốt thép 2 (Phần kết cấunhà cửa), NXB Khoa học Kỹ thuật

13 Nguyễn Đình Cống (2008), Tính toán thực hành cấu kiện bê tông cốt thép theoTCXDVN 356 -2005 (tập 1 và tập 2), NXB Xây dựng Hà Nội

14 Vũ Mạnh Hùng (2008), Sổ tay thực hành Kết cấu Công trình, NXB Xây dựng 15 Nguyễn Văn Quảng (2007), Nền móng Nhà cao tầng, NXB Khoa học Kỹ thuật 16 Vũ Công Ngữ (1998), Thiết kế và tính toán móng nông, NXB Trường Đại học Xây

dựng Hà Nội

17 Đặng Tỉnh (2002), Phương pháp phần tử hữu hạn tính toán khung và móng công trình làm việc đồng thời với nền, NXB Khoa học Kỹ thuật

18 Châu Ngọc Ẩn (2005), Cơ học đất, NXB Đại học Quốc gia TP Hồ Chí Minh 19 Châu Ngọc Ẩn (2005), Nền móng, NXB Đại học Quốc gia TP Hồ Chí Minh

GVHD: PGS.TS.NGUYỄN NGỌC PHƯƠNGSVTH :LÊ MINH QUANG

Trang 3

20 Trần Quang Hộ (2008), Ứng xử của đất và cơ học đất tới hạn, NXB Đại học Quốc

gia TP Hồ Chí Minh

21 Lê Văn Kiểm (2010), Thi công đất và nền móng, NXB Đại học Quốc gia TP Hồ

Chí Minh

22 Lê Văn Kiểm (2009), Thiết kế thi công, NXB Đại học Quốc gia TP Hồ Chí Minh 23 Lê Văn Kiểm (2009), Album thi công xây dựng, NXB Đại học Quốc gia TP Hồ

Chí Minh

24 Đỗ Đình Đức (2004), Kỹ thuật thi công (tập 1), NXB Xây Dựng

25 Viện khoa học công nghệ (2008), Thi công cọc Khoan Nhồi, NXB Xây dựng

II TIẾNG ANH

26 American Concrete Institute (2008), Building Code Requirements for Structural Concrete (ACI 318M-08) and Commentary

27 Post-Tensioning Institute (2006), Post-Tensioning Manual 6th Ed

28 Biịan O Aalami (1999), Design Fundamentals of Post – tensioned Concrete Floors , Post-Tensioning Institute

29 Bungale S Taranath, Mc Graw Hill (1988), Structural Analysis and Design of Tall Buildings

30 The Institution of Structural Enginners (2006), Manual for the design of concrete building structures to Eurocode 2

31 VSL Prestressing (Aust) Pty Ltd (2002), VSL Construction Systems

Trang 4

PHẦN KIẾN TRÚC (10%)20

1 Về vị trí địa lý, địa hình 13 Về địa chất thuỷ văn 1

5 Về nguồn điện cung cấp 17 Về nguồn nước 1

9 Về tổ chức giao thông 1

GIẢI PHÁP KIẾN TRÚC VÀ KỸ THUẬT 1CƠ SỞ TÍNH TOÁN KẾT CẤU 1

10 Hệ thống phòng cháy, chữa cháy 5

12 Hệ thống thông tin tín hiệu 6

III ĐIỀU KIỆN KHÍ HẬU THỦY VĂN 61 Điều kiện khí hậu 6

3 Địa chất, thủy văn 6

CHƯƠNG 2 XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG LÊN CÔNG TRÌNH12

2.1 Tĩnh tải tác dụng lên công trình 122.1.1 Tĩnh tải sàn 12

Trang 5

3.3 Trên mặt bằng kết cấu tầng điển hình với những ô sàn có kích thước và sơđồ liên kết giống nhau ta đặt ra một ký hiệu 35

3.4 Nội lực của bản được xuất ra từ etab ( và kiểm tra bằng phần mềm Safe)353.5 Tính toán cốt thép cho các ô sàn 35

3.5.2 Tính toán các ô bản làm việc 2 phương (bản kê bốn cạnh) 35

3.5.4 Tính toán các ô bản làm việc 2 phương khác 37

CHƯƠNG 4 TÍNH TOÁN CỐT THÉP CHO CÁC CẤU39 4.2.3 Cấu tạo của nút ở góc trên cùng 40

4.2.9 Tính toán neo, nối cốt thép 49

KIỂM TRA ỔN ĐỊNH TỔNG THỂ CÔNG TRÌNH 49

CHƯƠNG 5 TÍNH TOÁN VÁCH 49

Trang 6

6.1 Cơ sở tính toán: 66

6.2 Mặt bằng kết cấu cầu thang: 66

6.2.1 Sơ bộ chọn tiết diện 66

6.2.1.1 Chọn kích thước bậc thang 66 6.2.1.2 Chọn chiều dày bản thang 67 6.3 Tính toán các bộ phận cầu thang: 684.4 Tính toán sức chịu tải của cọc 804.4.1 Tính toán sức chịu tải của cọc theo vật liệu 806.1.3.Tính toán sức chịu tải cọc theo TN xuyên tiêu chuẩn SPT( theo TCVN10304 - 2014) 84 PHẦN IV102THI CÔNG(30%) 102CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CÔNG TRÌNH1031 GIỚI THIỆU CÔNG TRÌNH VÀ CÁC ĐIỀU KIỆN LIÊN QUAN103 2 Lập biện pháp thi công tường tầng hầm 129

 Thiết kế cốt thép dọc chịu lực 149  Thiết kế cốt đai 150 3.2 Yêu cầu kĩ thuật khi thi công đào đất 152

3.5 Lựa chọn thiết bị thi công đào đất 154

4 Lập biện pháp thi công bê tông móng và giằng móng 160

4.1 Công tác chuẩn bị trước khi thi công đài móng 160

Trang 7

4.1.1 Giác đài cọc 160

4.1.2 Phá bê tông đầu cọc 160

4.1.3 Thi công bê tông lót 160

4.2 Lập phương án thi công ván khuôn, cốt thép và bê tông móng, giằng móng 162

4.2.2 Lựa chọn phương án cốp pha móng, giằng móng 165

4.2.3 Tính toán ván khuôn móng 166

4.2.4 Biện pháp gia công và lắp dựng ván khuôn móng, giằng móng 171

4.2.5 Biện pháp gia công và lắp dựng cốt thép 171

4.2.6 Kiểm tra và nghiệm thu cốt thép: 173

4.2.7 Thi công bê tông móng, giằng móng 174

4.2.8 Bảo dưỡng bê tông móng và giằng móng 176

4.2.9 Tháo dỡ ván khuôn 177

5 Lập biện pháp thi công sàn tầng hầm 177

B THI CÔNG PHẦN THÂN191 1 Giải pháp công nghệ 192

1.1 Cốp pha cây chống 192

1.1.2 Lựa chọn loại cốp pha cây chống 192 1.1.3 Phương án sử dụng cốp pha 193 1.1.4 Khối lượng cốp pha cho tầng 10 193 1.2 Phương tiện vận chuyển lên cao 194

1.2.1 Phương tiện vận chuyển các vật liệu rời, cốp pha, cốt thép 194 1.2.2 Phương tiện vận chuyển bêtông 195 2.1.2 Kiểm tra khả năng chịu lực của cây chống xiên 199 2.2 Tính toán cốp pha, cây chống đỡ dầm200 2.2.1 Tính toán cốp pha đáy dầm 201 2.2.2 Tính toán cốp pha thành dầm 201 2.2.3 Tính toán đà ngang đỡ dầm 201 2.2.4 Tính toán đà dọc đỡ dầm 201 2.2.5 Kiểm tra khả năng chịu lực của cây chống đỡ dầm 201 2.3 Tính toán cốp pha, cây chống đỡ sàn200

Trang 8

7.1 Hiện tượng rỗ bêtông 211

7.2 Hiện tượng trắng mặt bêtông2127.3 Hiện tượng nứt chân chim 212

B THIẾT KẾ TỔ CHỨC THI CÔNG 213

I MỤC ĐÍCH VÀ Ý NGHĨA CỦA THIẾT KẾ TỔ CHỨC THI CÔNG213

III LẬP TIẾN ĐỘ THI CÔNG CÔNG TRÌNH214

1 Ý nghĩa của tiến độ thi công 214

Trang 9

2 yêu cầu và nội dung của tiến độ thi công 215

2.1 Yêu cầu 215

2.2 Nội dung 215

3 Lập tiến độ thi công 215

3.1 Cơ sở để lập tiến độ thi công 215

3.2 Tính khối lượng các công việc 216

3.3 Vạch tiến độ 216

3.4 Đánh giá tiến độ 216

3.4.1 Hệ số không điều hòa về sử dụng nhân công(K1) 216 3.4.2 Hệ số phân bố lao động không điều hòa (K2) 217 IV LẬP TỔNG MẶT BẰNG THI CÔNG217 1 Cơ sở tính toán 217

2 Mục đích 217

3 Tính toán lập tổng mặt bằng thi công 2173.1 Số lượng cán bộ công nhân viên trên công trường và nhu cầu diện tích sử dụng2173.2 Tính diện tích kho bãi 2193.2.1 Kho chứa ximăng 219

3.2.2 Kho thép và gia công thép 219

3.2.3 Kho cốp pha 220

3.3 Tính toán điện 2203.4 Tính toán nước thi công và sinh hoạt224CHƯƠNG 3: AN TOÀN LAO ĐỘNG VÀ VỆ SINH MÔI TRƯỜNG226I AN TOÀN LAO ĐỘNG 2261 An toàn lao động trong thi công ép cọc2262 An toàn lao động trong thi công đào đất2272.1 Sự cố thường gặp khi thi công đào đất và biện pháp xử lý2272.2 An toàn lao động trong thi công đào đất bằng máy2272.3 An toàn lao động trong thi công đào đất bằng thủ công 2283 An toàn lao động trong công tác bêtông và cốt thép 2283.1 An toàn lao động khi lắp dựng, tháo dỡ dàn giáo 2283.3 An toàn lao động khi gia công, lắp dựng cốt thép 2293.4 An toàn lao động khi đổ và đầm bê tông229 GVHD: PGS.TS.NGUYỄN NGỌC PHƯƠNGSVTH :LÊ MINH QUANG

Trang 10

3.5 An toàn lao động khi bảo dưỡng bê tông 2303.6 An toàn lao động khi tháo dỡ cốp pha230

4 An toàn lao động trong công tác xây và hoàn thiện 2304.1 Trong công tác xây230

4.2 Trong công tác hoàn thiện 231

5 Biện pháp an toàn khi tiếp xúc với máy móc 2316 An toàn trong thiết kế tổ chức thi công232

II VỆ SINH MÔI TRƯỜNG 233

Trang 11

PHẦN 1

PHẦN KIẾN TRÚC (10%)

GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN : PGS.TS.NGUYỄN NGỌC PHƯƠNGSINH VIÊN THỰC HIỆN : LÊ MINH QUANG

NHIỆM VỤ:

-THUYẾT MINH:

- GIỚI THIỆU CÔNG TRÌNH

- GIẢI PHÁP THIẾT KẾ KIẾN TRÚC VÀ KĨ THUẬT CHÍNH

Trang 12

TRƯỜNG ĐH KIẾN TRÚC HN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2016-2021 KHOA XÂY DỰNG TH DỊCH VỤ THƯƠNG MẠI 2 NHÀ Ở CAO TẦNGGIỚI THIỆU CÔNG TRÌNH

Công trình “TỔ HỢP DỊCH VỤ THƯƠNG MẠI 2 NHÀ Ở CAO TẦNG” Tổng diện tích xây dựng là: 2783.88 (m2)

Về vị trí địa lý, địa hình

Địa hình khá bằng phẳng thuận lợi cho công tác chuẩn bị san dọn mặt bằng

Về địa chất thuỷ văn

Địa chất công trình: Theo kết quả khảo sát địa chất công trình thì nền đất công trình thuộc loại tương đối tốt (có đánh giá khá kỹ trong phần nền móng)

Địa tầng khu vực khảo sát trong độ sâu 50m gồm 10 lớp: lớp 1 có tính năng xây dựng kém cần bóc , lớp 8 và 9 có cường độ cao, còn lại là những lớp có cường độ trung bình cao

Địa chất thuỷ văn: Hàng năm vào mùa mưa, lượng mưa khá lớn, mùa mưa hay bị ngập lụt chủ yếu bị ảnh hưởng của nước mặt

Về nguồn điện cung cấp

Sử dụng nguồn điện hạ thế từ trạm biến áp riêng, hoàn toàn độc lập với các ông trình khác

Về nguồn nước

Sử dụng hệ thống nước máy trong hệ thống cấp nước chung của thành phố, được bơm lên bể nước trên mái từ đó cấp nước cho các khu vệ sinh

Về tổ chức giao thông

Công trình được xây dựng trên mảnh đất có diện tích khá lớn (khoảng 561,6m2), lại gần đường lớn thuận lợi cho việc vận chuyển vật liệu đến công trình

GIẢI PHÁP KIẾN TRÚC VÀ KỸ THUẬT CƠ SỞ TÍNH TOÁN KẾT CẤU

Cơ sở thực hiện

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

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

Các tiêu chuẩn và quy chuẩn viện dẫn:

TCXD 9362: 2012 Tiêu chuẩn thiết kế nền nhà và công trình TCXDVN 5574: 2012 Kết cấu Bê Tông và Bê Tông toàn khối TCVN 9394: 2012 Đóng và ép cọc thi công và nghiệm thu TCVN 9395: 2012 Cọc khoan nhồi thi công và nghiệm thu TCVN 2737: 1995 Tải trọng và tác động - Tiêu chuẩn thiết kế

TCXDVN 198:1997 Nhà cao tầng -Thiết kế Bê Tông Cốt Thép toàn khối TCXDVN 205: 1998 Móng cọc - Tiêu chuẩn thiết kế

TCXDVN 229: 1999 Chỉ dẫn tính toán thành phần động của tải gió TCXDVN 375: 2006 Thiết kế công trình chịu tải trọng động đất Các giáo trình hướng dẫn thiết kế và tài liệu tham khảo khác

GIẢI PHÁP KIẾN TRÚC VÀ KỸ THUẬT GVHD: PGS.TS.NGUYỄN NGỌC PHƯƠNGSVTH :LÊ MINH QUANG 1

Trang 13

TRƯỜNG ĐH KIẾN TRÚC HN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2016-2021 KHOA XÂY DỰNG TH DỊCH VỤ THƯƠNG MẠI 2 NHÀ Ở CAO TẦNGGiải pháp về mặt bằng

Công trình là 2 khối nhà 23 Tầng 1 tầng mái,2 tầng hầm Chiều dài 70,3 m chiều rộng 39,6 m Các tầng có chiều cao khác nhau: Tầng hầm 1 cao 3.m, tầng hầm 2 cao 3,6m ,Tầng 1 cao 4,2m,tầng 2,3 cao 3,6m ,tầng kĩ thuật mái cao 4,55m các tầng còn lại cao 3,3m Tổng chiều cao công trình 79.55m Diện tích mặt bằng tầng hầm 2783.88m2.Diện tích mặt bằng 2041,83m2 Công trình là một khối nhà ở và trung tâm thương ạmi Bố trí các phòng với các công năng khác nhau phù hợ cho hoạt động.Gồm: Sảnh, các phòng kỹ thuật, phòng khách, phòng ngủ Mỗi tầng đều có khu vệ sinh có diện tích đủ để đáp ứng nhu cầu Bố trí 3 cụm thang máy và 5 cầu thang bộ từ tầng 1 tới tầng 4, từ tầng 5-22 bố trí 2 cụm thang máy và 4 cầu thang bộ đảm bảo yêu cầu giao thông và thoát hiểm theo phương đứng Nền, sàn nhà lát gạch ceramic 40x40; sàn khu vệ sinh lát gạch chống trơn; tường khu vệ sinh ốp gạch men Sơn tường trong và ngoài nhà, cầu thang dùng ganito đá rửa Toàn bộ nhà dùng cửa sổ kính, cửa đi pa nô kính, mảng kính khung nhôm ở 2 ô cầu thang

Giải pháp kết cấu theo phương đứng

Hệ kết cấu chịu lực thẳng đứng có vai trò quan trọng đối với kết cấu nhà nhiều tầng bởi vì:

Chịu tải trọng của dầm sàn truyền xuống móng và xuống nền đất Chịu tải trọng ngang của gió và áp lực đất lên công trình

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

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

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

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

Hệ kết cấu đặc biệt: Hệ kết cấu có tầng cứng, hệ kết cấu có dầm truyền, kết cấu có hệ giằng liên tầng và kết cấu có khung ghép

Hệ kết cấu khung có ưu điểm là có khả năng tạo ra những không gian lớn, linh hoạt, có

sơ đồ làm việc rõ ràng Tuy nhiên, hệ kết cấu này có khả năng chịu tải trọng ngang kém (khi công trình có chiều cao lớn, hay nằm trong vùng có cấp động đất lớn) Hệ kết cấu này được sử dụng tốt cho công trình có chiều cao đến 15 tầng đối với công trình nằm trong vùng tính toán chống động đất cấp 7, 10 -12 tầng cho công trình nằm trong vùng tính toán chống động đất cấp 8, và không nên áp dụng cho công trình nằm trong vùng tính toán chống động đất cấp 9

Hệ kết cấu khung – vách, khung – lõi chiếm ưu thế trong thiết kế nhà cao tầng do khả

năng chịu tải trong ngang khá tốt Tuy nhiên, hệ kết cấu này đòi hỏi tiêu tốn vật liệu nhiều hơn và thi công phức tạp hơn đối với công trình sử dụng hệ khung

Hệ kết cấu ống tổ hợp thích hợp cho công trình siêu cao tầng do khả năng làm việc

đồng đều của kết cấu và chống chịu tải trọng ngang rất lớn

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

Giải pháp kết cấu theo phương ngang

Các loại kết cấu sàn đang được sử dụng rông rãi hiện nay gồm:

Trang 14

Ưu điểm: Tính toán đơn giản, được sử dụng phổ biến ở nước ta với công nghệ thi công

phong phú nên thuận tiện cho việc lựa chọn công nghệ thi công

Nhược điểm: Chiều cao dầm và độ võng của bản sàn rất lớn khi vượt khẩu độ lớn, dẫn

đến chiều cao tầng của công trình lớn Không tiết kiệm không gian sử dụng

Sàn không dầm

Cấu tạo gồm các bản kê trực tiếp lên cột

Ưu điểm: Chiều cao kết cấu nhỏ nên giảm được chiều cao công trình Tiết kiệm được

không gian sử dụng Dễ phân chia không gian Việc thi công phương án này nhanh hơn so với phương án sàn dầm bởi không phải mất công gia công cốp pha, cốt thép dầm, cốt thép được đặt tương đối định hình và đơn giản Việc lắp dựng ván khuôn và cốp pha cũng đơn giản

Nhược điểm: Trong phương án này các cột không được liên kết với nhau để tạo thành

khung do đó độ cứng nhỏ hơn so với phương án sàn dầm, do vậy khả năng chịu lực theo phương ngang phương án này kém hơn phương án sàn dầm, chính vì vậy tải trọng ngang hầu hết do vách chịu và tải trọng đứng do cột và vách chịu Sàn phải có chiều dày lớn để đảm bảo khả năng chịu uốn và chống chọc thủng do đó khối lượng sàn tăng

Sàn không dầm ứng lực trước

Cấu tạo gồm các bản kê trực tiếp lên cột Cốt thép được ứng lực trước

Ưu điểm: Giảm chiều dày, độ võng sàn Giảm được chiều cao công trình Tiết kiệm

được không gian sử dụng Phân chia không gian các khu chức năng dễ dàng

Nhược điểm: Tính toán phức tạp Thi công đòi hỏi thiết bị chuyên dụng

Sàn bê tông BubbleDeck

Ưu điểm: Tạo tính linh hoạt cao trong thiết kế, có khả năng thích nghi với nhiều loại mặt bằng Tạo không gian rộng cho thiết kế nội thất Tăng khoảng cách lưới cột và khả năng vượt nhịp, có thể lên tới 15m mà không cần ứng suất trước, giảm hệ tường, vách chịu lực Giảm thời gian thi công và các chi phí dịch vụ kèm theo

Nhược điểm: Đây là công nghệ mới vào Việt Nam nên lý thuyết tính toán chưa được phổ biến Khả năng chịu cắt, chịu uốn giảm so với sàn bê tông cốt thép thông thường cùng độ dày

Căn cứ yêu cầu kiến trúc, lưới cột, công năng của công trình, ta có thể chọn giải pháp sàn phẳng không dầm

Vật liệu sử dụng cho công trình

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

Vật liệu có tính biến dạng cao: khả năng biến dạng cao có thể bổ sung cho tính năng Vật liệu có tính thoái biến thấp: có tác dụng tốt khi chịu tác dụng của tải trọng lặp lại (động đất, gió bão)

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

Vật liệu có giá thành hợp lý

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

Do đó, sinh viên chọn vật liệu cho công trình là bê tông cốt thép

GVHD: PGS.TS.NGUYỄN NGỌC PHƯƠNGSVTH :LÊ MINH QUANG 3

Trang 15

TRƯỜNG ĐH KIẾN TRÚC HN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2016-2021 KHOA XÂY DỰNG TH DỊCH VỤ THƯƠNG MẠI 2 NHÀ Ở CAO TẦNGCÁC HỆ THỐNG KỸ THUẬT CHÍNH TRONG CÔNG TRÌNH

Hệ thống chiếu sáng

Các phòng làm việc của nhân viên , phòng làm việc của các lãnh đạo, các phòng trong từng căn hộ và các phòng chức năng khác cùng hệ thống giao thông chính trên các tầng đều được chiếu sáng tự nhiên thông qua các cửa sổ và khoảng không gian ở giữa hai hành lang mà từ các phòng bố thông ra trí Ngoài ra chiếu sáng nhân tạo cũng được bố trí sao cho có thể phủ hết được những điểm cần chiếu sáng

Hệ thống điện

Tuyến điện trung thế 15 KV qua ống dẫn đặt ngầm dưới đất đi vào trạm biến thế của công trình Ngoài ra còn có điện dự phòng cho công trình gồm 1 máy phát điện chạy bằng Diesel cung cấp, máy phát điện này đặt tại phòng kỹ thuật điện ở tầng một của công trình Phân phối điện từ tủ điện tổng đến các bảng phân phối điện của các phòng bằng các tuyến dây đi trong hộp kỹ thuật điện Dây dẫn từ bảng phân phối điện đến công tắc, ổ cắm điện và từ công tắc đến đèn, được luồn trong ống nhựa đi trên trần giả hoặc chôn ngầm trần, tường Tại tủ điện tổng đặt các đồng hồ đo điện năng tiêu thụ cho toàn nhà, thang máy, bơm nước và chiếu sáng công cộng Khi nguồn điện chính của công trình bị mất vì bất kỳ một lý do gì, máy phát điện sẽ cung cấp điện cho

Sử dụng hệ thống điều hoà không khí trung tâm được xử lý và làm lạnh theo hệ thống đường ống chạy theo cầu thang theo phương thẳng đứng, và chạy trong trần theo phương ngang phân bố đến các vị trí tiêu thụ

Hệ thống cấp thoát nước

Hệ thống cấp nước sinh hoạt :

Nước từ hệ thống cấp nước chính của thành phố được nhận vào bể chứa nước sinh hoạt và bể nước cứu hoả

Hệ thông thoát nước và nước thải công trình

Hệ thống thoát nước thải sinh hoạt được thiết kế cho tất cả các khu vệ sinh trong khu nhà Nước thải sinh hoạt từ các xí tiểu vệ sinh được thu vào hệ thống ống dẫn, qua xử lý cục bộ bằng bể tự hoại, sau đó được đưa vào hệ thống cống thoát nước bên ngoài của khu vực Hệ thống ống đứng thông hơi 60 được bố trí đưa lên mái và cao vượt khỏi mái một khoảng 700(mm) Toàn bộ ống thông hơi và ống thoát nước dùng ống nhựa PVC của Việt nam Các đường ống đi ngầm trong tường, trong hộp kỹ thuật,

Trang 16

Hệ thống báo cháy :Thiết bị phát hiện báo cháy được bố trí ở mỗi tầng và mỗi phòng,

ở nơi công cộng của mỗi tầng Mạng lưới báo cháy có gắn đồng hồ và đèn báo cháy, khi phát hiện được cháy, phòng quản lý nhận tín hiệu thì phụ trách kiểm soát và khống chế hoả hoạn cho công trình

Hệ thống cứu hoả :

Bố trí hộp vòi chữa cháy ở mỗi sảnh cầu thang của từng tầng Vị trí của hộp vòi chữa cháy được bố trí sao cho người đứng thao tác được dễ dàng Các hộp vòi chữa cháy đảm bảo cung cấp nước chữa cháy cho toàn công trình khi có cháy xảy ra Mỗi hộp vòi chữa cháy được trang bị 1 cuộn vòi chữa cháy đường kính 50(mm), dài 30(m), vòi phun đường kính 13(mm) có van góc

Hệ thống thông tin tín hiệu

Dây điện thoại dùng loại 4 lõi được luồn trong ống PVC và chôn ngầm trong tường, trần Dây tín hiệu angten dùng cáp đồng, luồn trong ống PVC chôn ngầm trong tường Tín hiệu thu phát được lấy từ trên mái xuống, qua bộ chia tín hiệu và đi đến từng phòng Trong mỗi phòng có đặt bộ chia tín hiệu loại hai đường, tín hiệu sau bộ chia được dẫn đến các ổ cắm điện

ĐIỀU KIỆN KHÍ HẬU THỦY VĂNĐiều kiện khí hậu

Công trình nằm ở thành phố Hà nội, nhiệt độ bình quân hàng năm là 27c chênh lệch nhiệt độ giữa tháng cao nhất (tháng 4) và tháng thấp nhất (tháng 12) là 12c.Thời tiết hàng năm chia làm hai mùa rõ rệt là mùa mưa và mùa khô Mùa mưa từ tháng 4 đến tháng 11, mùa khô từ tháng 12 đến tháng 3 năm sau Độ ẩm trung bình từ 75% đến 80% Hai hướng gió chủ yếu là gió Tây-Tây nam, Bắc-Đông Bắc.Tháng có sức gió mạnh nhất là tháng 8, tháng có sức gió yếu nhất là tháng 11.Tốc độ gió lớn nhất là 28m/s

Địa chất, thủy văn

Mặt bằng khu đất tương đối bằng phẳng, cấu tạo địa tầng từ trên xuống tồn tại các lớp

Trang 17

PHẦN 2

PHẦN KẾT CẤU (45%)

GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN :PGS.TS NGUYỄN NGỌC PHƯƠNGSINH VIÊN THỰC HIỆN : LÊ MINH QUANG

- THIẾT KẾ CẦU THANG BỘ TRỤC 2-3 TẦNG 5 LÊN 6 - THIẾT KẾ LÕI THANG MÁY

Trang 18

TRƯỜNG ĐH KIẾN TRÚC HN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2016-2021 KHOA XÂY DỰNG TH DỊCH VỤ THƯƠNG MẠI 2 NHÀ Ở CAO TẦNGCHƯƠNG 1 LỰA CHỌN GIẢI PHÁP KẾT CẤU VÀ

LẬP MẶT BẰNG KẾT CẤUSection I.1 Lựa chọn vật liệu

Vật liệu xây cần có cường độ cao, trọng lượng nhỏ, khả năng chống cháy tốt Nhà cao tầng thường có tải trọng rất lớn nếu sử dụng các loại vật liệu trên tạo điều kiện giảm được đáng kể tải trọng cho công trình kể cả tải trọng đứng cũng như tải trọng ngang do lực quán tính Vật liệu có tính biến dạng cao Khả năng biến dạng dẻo cao có thể bổ sung cho tính năng chịu lực thấp Vật liệu có tính thoái biến thấp: có tác dụng rất tốt khi chịu các tải trọng lặp lại (động đất, gió bão) Vật liệu có tính liền khối cao: có tác dụng trong trường hợp tải trọng có tính chất lặp lại không bị tách rời các bộ phận của công trình Vật liệu dễ chế tạo và giá thành hợp lí

Lựa chọn giải pháp kết cấu Cơ sở để tính toán kết cấu

Căn cứ vào: Đặc điểm kiến trúc và đặc điểm kết cấu, tải trọng của công trình Được sự đồng ý của thầy giáo hướng dẫn Em lựa chọn phương án hệ sàn sườn kết hợp vách phẳng để thiết kế cho công trình Công trình gồm có 23 tầng 2 tầng hầm, chiều cao tính từ cốt 0,00 đến đỉnh mái tum là 79,55m Mặt bằng công trình hình hình chữ nhật Kết cấu dùng để tính toán có thể là: hệ kết cấu vách cứng và lõi,hệ kết cấu hỗn hợp

khung-vách

_Qua xem xét các đặc điểm các hệ kết cấu chịu lực trên áp dụng vào đặc điểm công trình và yêu cầu kiến trúc em chọn hệ kết cấu chịu lực cho công trình là hệ kết cấu

Trang 19

Sơ bộ kích thước sàn tầng điển hình, tầng mái:

Để đảm bảo các ô sàn làm việc bình thường độ cứng của các ô sàn phải lớn nên

em chọn giải pháp sàn là sàn không dầm có dầm bo Ô sàn có kích thước lớn nhất là

10,7x10,1m

Do có nhiều ô bản có kích thước và tải trọng khác nhau dẫn đến có chiều dày bản sàn khác nhau, nhưng để thuận tiện thi công cũng như tính toán ta thống nhất chọn một chiều dày

Để đơn giản cho việc thi công, cố gắng chọn ít loại tiết diện dầm

Ngoài ra cần thiết kế tiết diện dầm cột để đảm bảo các yêu cầu kháng chấn:

Chọn sơ bộ kích thước lõi thang máy,vách phẳng

- Chiều dày lõi thang máy được xác định theo công thức sau:

Trang 20

- Chiều dày tường:

Trang 21

TRƯỜNG ĐH KIẾN TRÚC HN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2016-2021 KHOA XÂY DỰNG TH DỊCH VỤ THƯƠNG MẠI 2 NHÀ Ở CAO TẦNGCHƯƠNG 2 XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG LÊN CÔNG TRÌNH

Tĩnh tải tác dụng lên công trình Tĩnh tải sàn

Tĩnh tải sàn bao gồm trọng lượng bản thân bản sàn bằng BTCT (phần này do máy tính tự dồn dựa trên vật liệu và chiều dày sàn) và trọng lượng các lớp cấu tạo sàn

Các lớp tính và căn cứ vào đặc điểm từng ô sàn ta có bảng tĩnh tải các loại ô sàn

Trang 22

Tĩnh tải dầm, cột, vách, lõi BTCT do máy tính tự dồn dựa trên vật liệu và tiết diện

Tĩnh tải tường trên sàn tầng điển hình

Tường tầng 1(ht=4,2m) xây gạch dày 220mm, tường xây dưới dầm D60x80 - Chiều cao tường: h = ht-hd= 4,2 - 0,8 = 3,4m

- Tĩnh tải của 2 lớp trát: gtt = 3,4x0,015x18x1,3 = 1,19 (kN/m) - Tĩnh tải của gạch xây: gtt = 3,4x0,22x18x1,1 = 14,81 (kN/m) - Tổng tĩnh tải: gtt = 1,19+14,81= 16 (kN/m)

- Tải tường có cửa (tính đến hệ số cửa 0,75): gtt = 16x0,75 = 15 (kN/m) Các loại tường còn lại tính toán tương tự, ta lập thành bảng sau:

Bảng 2.2: tĩnh tải tường tầng điển hình

Quy tải tường thành tải phân bố đều trên sàn tầng điển hình 5-22 Tổng chiều dài tường 220 trên tầng điển hình 5-22 : 484,41 m Tổng chiều dài tường 110 trên tầng điển hình 5-22 : 439,85 m Tổng chiều dài tường 220 trên tầng mái: 780,181m

 Tải trọng tường 220 phân bố đều trên sàn tầng điển hình 5-22:

Trang 23

 Tải trọng tường 220 phân bố đều trên sàn tầng mái

Hoạt tải sử dụng

Theo TCVN 2737 – 1995 hoạt tải của một số loại ô sàn trong công trình:

(Trong đó không kể đến sự giảm tải của các ô sàn trong bảng 3 TCVN 2737 – 1995) 2.3 Xác định tải trọng gió

Nguyên tắc tính toán thành phần tải trọng gió (theo mục 2 TCXD 2737:1995)

Tải trọng gió gồm 2 thành phần: thành phần tĩnh và thành phần động 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

Theo mục 1.2 TC 229:1999 thì công trình có chiều cao > 40m thì khi tính phải kể đến thành phần động của tải trọng gió

Áp dụng cho đồ án tốt nghiệp, công trình có chiều cao 79,55m> 40m do đó phải kể đến cả thành phần tĩnh và thành phần động của tải trọng gió

Thành phần tĩnh tải trọng gió

- Công thức tính toán

Giá trị tiêu chuẩn thành phần tĩnh của áp lực gió Wj tại điểm j ứng với cao độ zj so với mốc chuẩn tính theo công thức: Wj W k c0 (zj)

Trong đó: c - là hệ số khí động, không thứ nguyên

W0- giá trị áp lực gió lấy theo lấy theo bản đồ phân vùng, kN / m 2

 zj

k - hệ số tính đến sự thay đổi của áp lực gió theo chiều cao Tải trọng tác dụng lên từng tầng, đơn vị KN xác định theo công thứcWtj W Sj

Với γ -hệ số vượt tải trọng gió, γ = 1,2

Trang 24

S -Diện tích đón gió của từng tầng, Dh Bjj Dh Bj 1j 1

Dhj-1 - Chiều cao đón gió của tầng dưới tầng thứ j Bj-1 - Bề rộng đón gió của tầng dưới tầng thứ j - Tính toán

Số liệu đầu vào: Hệ số khí động hút và đẩy lấy c = 1,4

Công trình tại quận Hà Nội thuộc vùng gió IIB, có 2

Trang 25

Trang 26

Bản chất của thành phần động có 2 thành phần:''xung của vận tốc gió'' và ''lực quán tính của công trình'' gây ra Các thành phần này làm tăng thêm tác dụng của tải trọng gió lên công trình do dao động, xét đến ảnh hưởng của lực quán tính sinh ra do khối lượng tập trung của công trình khi dao động bởi các xung của luồng gió

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

Mức độ nhạy cảm được đánh giá qua tương quan giữa giá trị các tần số dao động riêng cơ bản của công trình, đặc biệt là tần số dao động riêng thứ nhất, với tần số giới hạn fL(Bảng 2 và Hình 2.TCVN 2737-1995)

Với công trình thuộc vùng gió II và là công trình nhà dân dụng kết cấu bê tông cốt thép Ta xác định được: Tần số giới hạn: fL = 1,3 (Hz) Độ giảm lôga:  = 0,3 - Tính toán

Việc xác định giá trị tiêu chuẩn thành phần động của áp lực gió phụ thuộc vào tần số dao động của công trình, Tiến hành giải bài toán dao động riêng: mô hình kết cấu trong Etabs version 17.0.1 sẽ tự động tính toán khối lượng bản thân của cấu kiện Ta tiến hành tính toán phần khối lượng phụ thêm cho từng tầng để nhập vào gồm có:

+ Hoạt tải sử dụng với hệ số chiết giảm 0,3

+ Khối lượng các lớp kiến trúc, bêtông chống thấm + Khối lượng tường xây, bể nước

Trang 27

Gán tải trọng tiêu chuẩn của tĩnh tải và hoạt tải vào mô hình với cấu trúc tổ hợp khối lượng: Masssourse = 1TT + 0,3 HT

- Định nghĩa về các dao động

Nếu coi kết cấu công trình như dạng một thanh côngxon có độ cứng tương đương được đặt tại trọng tâm trên mặt bằng công trình và có khối lượng các tầng được quy về tập trung tại cao độ mức sàn tương ứng Khi đó ta có thể hiểu số bậc dao động được phát biểu như sau:

- Số bậc dao động là số bậc của hàm số mà đồ thị được tạo bởi từ sự biến dạng của thanh côngxon khi dao động Hay nói cách khác, là số lần chuyển vị của khối lượng tập trung tại cao độ mức sàn thay đổi dấu so với trục thẳng đứng OZ

Các dạng dao động sẽ gây ra biến dạng của thanh công xon đó như sau:

Dạng dao động 1 Dạng dao động 2 Dạng dao động 3 Dạng dao động 4

Chương trình etabs phân tích xong, ta vào menu Display/Show tables, rồi lấy các

kết quả phân tích từ“Analysis Results", ta có được bảng kết quả phân tích về công

Trong tính toán thành phần động của tải trọng gió, khối lượng tham gia dao động lấy bằng tĩnh tải và 50% hoạt tải Kết quả chu kỳ dao động thu được từ phân tích động lực bằng phần mềm Etabs như sau:

công trình khi tính gió động

Ca

seMode Period FrequencyCircularFrequency

sec cyc/sec rad/sec

Trang 28

Bảng 2.9- Kết quả khối lượng tham gia dao động

Story Diaphragm MassX MassY XCM YCM

Theo phương X, dựa vào bảng 4.7, do f2 fL f5, nên theo TCVN 229-1999 cần tính thành phần dao động của tải gió theo phương X

Theo phương Y, dựa vào bảng 4., do f4 fL f5, nên theo TCVN 229-1999 cần tính thành phần dao động của tải gió theo phương Y với 2 dạng dao động đầu tiên

Giá trị tiêu chuẩn thành phần động của tải trọng gió tác dụng lên phần thứ j dạo dao động j được xác định theo công thức: Wp( ji) Mj i iyji

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

Trang 29

- Xác định hệ số động lực j Xác định hệ số i

- Giá trị tính toán thành phần động tải trọng gió lên từng tầng là :Wp(ji)t= γW p(ji)

- Với gió theo phương X

- Chiếu trọng tâm bề mặt đón gió của công trình lên mặt phẳng YOZ, ta xác định

+ Với gió theo phương Y

- Chiếu trọng tâm bề mặt đón gió của công trình lên mặt phẳng XOZ, ta xác định

- Tải trọng động đất ta có thể tính theo hai cách:

Cách 1: Sử dụng phần mềm để phân tích động đất theo phương pháp phổ phản ứng (Lực động đất và tổ hợp nội lực do các dạng dao động khác nhau gây ra được công trình tự tính)

Cách 2: Tính toán tác dụng của động đất bằng phương pháp phổ phản ứng (Tính ra lực, rồi gán vào mô hình công trình)

Quá trình tính toán tuân theo TCVN 9386-2012 (TCXDVN 375: 2006) - Tính toán theo cách 1

- Cơ sở tính toán

- Động đất và tác động của động đất lên công trình

Nước ta hầu như không chịu thiệt hại nhiều do tác động động đất gây ra Ngày nay, cùng với sự phát triển của xã hội, các công trình lớn xây dựng ngày càng nhiều, nhu

Trang 30

cầu về sự an toàn ngày càng cao, đòi hỏi người thiết kế công trình có kể đến tác động của động đất

- Bất kỳ một trận động đất nào cũng liên quan đến việc toả ra một khối năng lượng từ một nơi nhất định, nơi đó có thể nằm sâu trong lòng đất Điểm phát ra năng

lượng của một trận động đất được gọi là “chấn tiêu” Điểm chiếu của chấn tiêu lênphương thẳng đứng được gọi là “chấn tâm” Khoảng cách từ chấn tiêu đến chấntâm được gọi là độ sâu chấn tiêu và ký hiệu là H

_Khi động đất xảy ra, do ảnh hưởng của sóng địa chấn, nền đất bị kéo, nén, xoắn, cắt nên có thể bị mất ổn định, kết quả sau khi sóng địa chấn đi qua, nền đất có thể bị lún, sụt lở và hoá lỏng Các công trình nằm trên nền đất đó sẽ bị phá hoại - Trong trường hợp nền đất ổn định, công trình đặt trên nền đất sẽ xuất hiện những phản ứng ( chuyển vị, vận tốc, gia tốc ) và nội lực của công trình nói chung là vượt quá nội lực đã tính toán tĩnh Đây chính là nguyên nhân dẫn đến sự hư hỏng hay công trình nằm trong vùng động đất

* Cơ sở lý thuyết tính toán

- Năm 2012 bộ xây dựng ban hành TCVN 9386: 2012 “Thiết kế công trình chịuđộng đất” Tuy nhiên tiêu chuẩn chỉ đưa ra cách thức chung để tính động đất, và

phần lớn phải dựa vào phổ phản ứng được thiết lập cho mỗi vùng đất

- Để tính toán bằng tay theo phương pháp phổ phản ứng mất rất nhiều thời gian và công sức, nhiều khi khó có thể chính xác nếu không có sự trợ giúp của các phần

mềm máy tính

Phương pháp phổ phản ứng theo TCVN 9386: 2012 kết hợp với sự hỗ trợ của phần mềm máy vi tính có thể áp dụng tính toán cho tất cả các loại nhà

Tính toán tác động của động đất theo phương pháp phổ phản ứng, dựa trên phần mềm ETABS Version 17.0.1

 Đặc trưng của công trình

- Theo phụ lục F: phân cấp, phân loại công trình xây dựng của TCVN 9386-2012 Công trình này thuộc công trình cấp đặc biệt Do đó theo Phụ lục E, với công trình nhà cao tầng 9-19 tầng có hệ số tầm quan trọng là: I=1

- Theo phụ lục I: Bảng phân vùng gia tốc nền theo địa danh hành chính quận Hà Đông, ta có gia tốc nền.: ag 1.agr → Gia tốc nền thiết kế ag 1.0,1032.9,81 1,0124  Theo báo cáo khảo sát địa chất công trình, nền đất công trình là nền đất nhóm B  Sử dụng phần mềm ETABS tính toán với các bước như sau  Khối lượng tham gia dao động: - Khối lượng bản thân kết cấu

- Khối lượng của các bộ phận phi kết cấu, tường, vách ngăn,…

- Khối lượng kiến trúc (trát, gạch lát, vữa…) và các hệ thống kỹ thuật

Trang 31

 Hoạt tải tham gia dao động  Bước 2: Vào mô hình kết cấu

 Từ mặt bằng kết cấu và các bản vẽ kiến trúc, ta vào sơ đồ mô hình công trình sau khi đã tạo kích thước cấu kiện

 Bước 3: Gán khối lượng cho kết cấu

Tải trọng bản thân kết cấu máy sẽ tự dồn theo tĩnh tải (TT) với hệ số Ta gán thêm trọng lượng của các lớp kiến trúc, tường, vách ngăn, vách kính

Hoạt tải sử dụng được tính toán theo TCVN 2737 – 1995

Bước 4: Khai báo khối lượng tham gia dao động và số dao động phân tích

- Từ ETABS ta vào Define/Mass Source và lấy khối lượng tham gia dao động với 100 % tĩnh tải và % hoạt tải tương ứng

- Chọn chế độ From Loads

- Thực hiện các bước chia phần tử, chọn sơ đồ phân tích không gian, và chạy chương trình

- Dao động thực tế của công trình là sự tổng hợp của nhiều dạng dao động của mỗi phương (mode) Mỗi mode có một sự đóng góp khác nhau vào dạng dao động theo phương ngang đang xét Theo điều 4.3.3.3.1 TCVN 9386: 2012 quy định “Tổng khối lượng hữu hiệu của các dạng dao động được xét chiếm ít nhất 90% tổng khối lượng của kết cấu hoặc tất cả các dạng dao động có khối lượng hữu hiệu lơn hơn 5% của tổng khối lượng đều được xét tới”

- Bước 5: Tính toán theo TCVN 9386: 2012 và định nghĩa đường phổ phản ứng trong ETABS

- Trong ETABS có sẵn các hàm phổ phản ứng của tiêu chuẩn một số nước Nhưng chưa có phổ của việt nam chúng ta Theo điều 3.2.2 và điều 4.3.3.3 của TCVN 9386: 2012 có chỉ dẫn cách xây dựng được phổ phản ứng với 5 loại nền đất khác nhau

- Với chu kỳ 0 < T < 4s được xây dựng theo phổ gia tốc - Với chu kỳ 4 < T <10s được xây dựng theo phổ chuyển vị - Trích dẫn mục (4) điều 3.2.2.5 TCVN 9386: 2012

Với các thành phần nằm ngang của tác động động đất, phổ phản ứng đàn hồi Se(T) được xác định bằng các công thức sau (xem hình 4.15):

Hình 2.10 Dạng của phổ phản ứng đàn hồi

Trang 32

+) T- Chu kỳ dao động của hệ tuyến tính một bậc tự do;+) ag - Gia tốc nền thiết kế trên nền loại A (ag = I agR);

+) TB - Giới hạn dưới của chu kỳ, ứng với đoạn nằm ngang của phổ phản ứng gia tốc;

+) TC - Giới hạn trên của chu kỳ, ứng với đoạn nằm ngang của phổ phản ứng gia tốc;

+) TD- Giá trị xác định điểm bắt đầu của phần phản ứng dịch chuyển không đổi trong phổ phản ứng;

+) S- Hệ số nền;

+) - Hệ số điều chỉnh độ cản với giá trị tham chiếu  = 1 đối với độ cản nhớt 5%, xem mục (3) của điều này

Giá trị của chu kỳ TB, TC và TD và của hệ số nền S mô tả dạng phổ phản ứng đàn hồi phụ thuộc vào loại nền đất, nếu không xét tới địa chất tầng sâu

Ghi chú 1: Đối với % loại nền đất A, B, C, D, và E, giá trị các tham số S, TB, TC và

TD được cho trong Bảng 4.12, các dạng phổ được chuẩn hoá theo ag với độ cản 5% được cho ở Hình 4 .

Hình 2.11 Phổ phản ứng đàn hồi cho các loại nền đất từ A đến E (độ cản 5%)

Bảng 2.12 Giá trị của các tham số mô tả các phổ phản ứng đàn hồi

Trang 33

Ghi chú 2 : Đối với các nền đất Loại S1 và S2, cần có các nghiên cứu riêng để xác

định các giá trị tương ứng của S, TB, TC và TD

Hệ số điều chỉnh độ cản  có thể xác định bằng biểu thức:  10 / 5    0,55 Trong đó: +) - tỷ số cản nhớt của kết cấu, tính bằng phần trăm

+) Đối với các thành phần nằm ngang của tác động động đất, phổ thiết kế

Sd(T) được xác định bằng các biểu thức sau:

T- chu kỳ dao động của hệ tuyến tính một bậc tự do; ag - gia tốc nền thiết kế trên nền loại A (ag = I agR);

TB - giới hạn dưới của chu kỳ, ứng với đoạn nằm ngang của phổ phản ứng gia tốc; TC - giới hạn trên của chu kỳ, ứng với đoạn nằm ngang của phổ phản ứng gia tốc; TD - giá trị xác định điểm bắt đầu của phần phản ứng dịch chuyển không đổi trong phổ phản ứng;

S- hệ số nền; Sd(T)- phổ thiết kế; q- hệ số ứng xử;

- hệ số ứng với cận dưới của phổ thiết kế theo phương nằm ngang, = 0,2

Hệ số ứng xử q: Hệ số được sử dụng cho mục đích thiết kế để giảm độ lớn của lực thu được từ phân tích tuyến tính, nhằm xét đến phản ứng phi tuyến của kết cấu, liên quan đến vật liệu, hệ kết cấu và quy trình thiết kế

Để đưa về phân tích tuyến tính, TCVN 9386: 2012 có kể đến sự tiêu tán năng lượng chủ yếu thông qua ứng sử dẻo và các cơ cấu khác của các cấu kiện và hệ kết cấu Bằng cách phân tích đàn hồi dựa trên phổ phản ứng được chiết giảm từ phổ phản ứng đàn

hồi, vì thế phổ này được gọi là phổ thiết kế Và sự chiết giảm được thực hiện bằng

cách đưa vào hệ số ứng sử q

Trang 34

Giá trị trên của hệ số ứng xử q, tính đến khả năng làm tiêu tán năng lượng, phải được tính cho từng phương khi thiết kế như sau: q q k 0 w 1,5

Trong đó: +) q0 - giá trị cơ bản của hệ số ứng xử, phụ thuộc vào loại hệ kết cấu và tính đều đặn của nó theo mặt đứng

kw- hệ số phản ánh dạng phá hoại phổ biến trong hệ kết cấu có tường

Với loại nhà mà có sự đều đặn theo mặt đứng giá trị cơ bản q0 cho các loại kết cấu khác nhau được cho trong Bảng 4.18

Bảng 3.13 Giá trị cơ bản của hệ số ứng xử, q0, cho hệ có sự đều đặn theo mặt đứng Loại kết cấu Cấp dẻo kết cấutrung bình Cấp dẻo kết cấucao Hệ khung, hệ hỗn hợp,hệ tường kép 3,0 u/1 4,5 u/1

Hệ không thuộc hệ tường kép 3,0 4,0 u/1

Từ việc áp dụng tiêu chuẩn kể trên, ta xây dựng được phổ phản ứng của đất loại D ứng với gia tốc thiết kế của công trình

Định nghĩa đường phổ phản ứng trong phần mềm ETABS Bước 6: Định nghĩa trường hợp tải và tổ hợp

Các trường hợp tải sẽ được định nghĩa trong ETABS sau khi mà tạo ra đường phổ (sẽ trình bày cụ thể ngay dưới đây)

Kết luận về trình tự tính toán của phần mềm ETABS

Phần mềm phân tích dao động thành các dao động riêng theo mỗi phương (mode) và tính toán tần số dao động tự nhiên Giá trị gia tốc dùng cho mỗi mode trong mỗi phương sẽ được nội suy từ đường phổ phản ứng đã định nghĩa trong ETABS, ứng với phương, chu kỳ dao động riêng và hệ số giảm chấn của mode đó

Lực quán tính tác dụng vào các phần tử phụ thuộc vào khối lượng của phần tử đó Nội lực, ứng suất và chuyển vị theo phương đó của hệ được tính toán dựa trên lực tác động đó

Các bước trên được tính toán độc lập cho từng mode dao động theo một phương Sau đó phần mềm tự động tổ hợp nội lực, ứng suất và chuyển vị từ các mode để được giá trị tổng thể trong kết cấu trong một phương Để được giá trị ứng xử của kết cấu trong không gian, phần mềm sẽ tự động tổ hợp từ các phương khác nhau

Tính toán cụ thể cho công trìnhGia tốc nền thiết kế: agR - Gia tốc nền tham

chiếu( tra theo địa danh hành chính PL(I)-tr 237 ): Địa danh: Thành Phố Hà Nội, có

a 1.0,1032.9,81 1,0124

Hệ số tầm quan trọng ( tra PL(F)-tr 225 ), γ1 =

1β: Hệ số ứng xử với cận dới của nền thiết kế theo phương nằm ngang β=0,2 q0: Hệ số ứng xử phụ thuộc vào loại kết cấu và tính đều đặn của nó theo mặt đứng

Trang 35

Hệ số kW phản ánh dạng phá hoại thường gặp trong kết cấu, với hệ kết cấu vách lõi Lấy kw = 1 ( với hệ khung và hệ kết cấu hỗn hợp tương đương khung) Vậy hệ số ứng xử của kết cấu công trình: q q k 0 w 3,9.1 3,9

Xây dựng phổ phản ứng:

Loại nền đất S TB(s) TC(s) TD(s) B

Tính toán

Lý thuyết tính toán: Theo TCVN 9386-2012 Phương pháp cơ bản để phân tích lực động đất theo phương ngang

Phương pháp tĩnh lực ngang tương đương

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

Yêu cầu khi áp dụng phương pháp này là: Có các chu kì dao động cơ bản T1 theo 2 hướng chính nhỏ hơn các giá trị sau: T1 4TC

2s  

 (*)

Lực cắt đáy: tổng lực cắt đáy tại chân công trình theo mỗi phương nằm ngang được phân tích được xác định bằng biểu thức : Fb S T md 1 

Trong đó: S (T )d1 - tung độ của phổ thiết kế tại chu kỳ T1

m – tổng khối lượng của nhà ở trên móng hoặc ở trên đỉnh của phần cứng phía dưới

- hệ số hiệu chỉnh, lấy như sau:

= 0,85 nếu T1 ≤ 2TC với nhà có trên 2 tầng hoặc  = 1 với các trường hợp khác Phân bố lực động đất nằm ngang: tác động động đất phải được xác định bằng cách đặt lực ngang Fi vào tất cả các tầng ở hai mô hình phẳng: ib i i

Phương pháp phân tích phổ phản ứng dao động

Phương pháp phân tích này cần được áp dụng cho nhà không thỏa mãn những điều kiện (*) đã nêu ở mục trên

Phải xét tới phản ứng của tất cả các dạng dao động góp phần đáng kể vào phản ứng tổng thể của nhà,thỏa mãn một trong hai điều kiện sau:

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

Trang 36

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

Nếu điều kiện trên không được thỏa mãn (như trong công trình mà các dạng dao động xoắn góp phần đáng kể) thì số lượng tối thiệu các dạng dao động không cần xét đến khi phân tích không gian cần thỏa mãn cả hai điều kiện sau: k 3 n và Tk 0,2.s Trong đó: n: Số tầng trên móng hoặc đỉnh của phần cứng phía dưới

k: số dạng dao động cần được xét đến trong tính toán Tk: Chu kỳ dao động riêng tương ứng với dạng dao động thứ k

Tính toán cụ thể

Phân tích các đặc trưng động lực bằng phần mềm ETABSv17.0.1

Nhận xét: Do chu kì cơ bản theo phương T1X lớn hơn 2s, ta sử dụng phương pháp phân tích phổ phản ứng dạng dao động để xác định tải trọng động đất tác dụng lên công

Lực cắt đáy công trình trong giai đoạn giao động thứ k: Fbk S T md kk Trong đó : Fbk - Lực cắt ở chân công trình trong dạng dao động thứ k Sd (Tk) - tung độ của phổ thiết kế tại chu kì Tk

l - Hệ số điều chỉnh (l = 0.85 với nhà có trên 2 tầng T <= 2Tc hoặc l = 1.0 với cácTH khác ) chọn l = 1

mk - Khối lượng hữu hiệu ứng với dạng dao động k: mk = l k * M

hk - phần trăm tổng khối lượng toàn công trình đóng góp vào dạng dao động thứ k

Trang 37

Fki - Lực ngang tác dụng tại tầng thứ i trong dạng dao động thứ k mi, mj - khối lượng của tầng thứ i, j

ski, skj - chuyển vị của các khối lượng mi, mj trong dạng dao động thứ k

j - số tầng thiết kế của công trình

Ta có bảng tính toán động đất theo các phương và các dao động như trong phụ lục kết cấu ( phần tính toán tải trọng động đất)

Tính toán và tổ hợp nội lực

Các tải trọng tính toán đã xác định được nhập vào mô hình công trình trên Etabsv17.0.1 Việc tính toán nội lực và báo cáo kết quả do máy tính thực hiện

TỔ HỢP TẢI TRỌNG

+ TT : tĩnh tải Comb1: TT+HT

+ HT : hoạt tải Comb2: TT + 0.9HT + 0.9GX + GX : gió phương X Comb3: TT + 0.9HT - 0.9GX + GY : gió phương Y Comb4: TT + 0.9HT + 0.9GY + EX : động đất phương X Comb5: TT + 0.9HT - 0.9GY

Trang 38

_Gán hoạt tải

_Gán tải trọng gió X vào tâm khối lượng của công trình

Trang 39

_Gán tải trọng gió Y vào tâm khối lượng của công trình

Trang 40

_Gán tải trọng động đất

+Tải trọng động đất theo phương X