Thuyết minh, bản vẽ kiến trúc kết cấu đồ án tốt nghiệp xây dựng, nhà ở cán bộ công ty dệt

PHẦN 1 10 PHẦN KIẾN TRÚC (10%) 10 I. GIỚI THIỆU CÔNG TRÌNH. 1 1. Về vị trí địa lý, địa hình 1 2. Về địa chất thuỷ văn 1 3. Về nguồn điện cung cấp 1 4. Về nguồn nước 1 5. Về tổ chức giao thông 1 II. GIẢI PHÁP KIẾN TRÚC VÀ KỸ THUẬT. 1 1. Giải pháp về mặt bằng. 1 2. Giải pháp kết cấu cho công trình. 1 III. CÁC HỆ THỐNG KỸ THUẬT CHÍNH TRONG CÔNG TRÌNH 2 1. Hệ thống chiếu sáng 2 2. Hệ thống điện 2 3. Hệ thống thông gió 2 4. Hệ thống cấp thoát nước 2 5. Hệ thống phòng cháy, chữa cháy 3 6. Hệ thống thông tin tín hiệu 3 IV. ĐIỀU KIỆN KHÍ HẬU THỦY VĂN 3 1. Điều kiện khí hậu 3 2. Địa chất, thủy văn 3 PHẦN 2 5 PHẦN KẾT CẤU (45%) 5 CHƯƠNG 1. LỰA CHỌN GIẢI PHÁP KẾT CẤU VÀ 6 LẬP MẶT BẰNG KẾT CẤU 6 1.1. Lựa chọn vật liệu 6 1.2 Lựa chọn giải pháp kết cấu 6 1.2.1 Cơ sở để tính toán kết cấu. 6 1.2.2 Hệ kết cấu chịu lực. 6 1.2.2.1 Hệ kết cấu vách cứng và lõi cứng. 6 1.2.2.2 Hệ kết cấu khung giằng (khung và vách cứng) 6 1.3. lập mặt bằng kết cấu 7 1.3.1 Chọn kích thước sàn 7 Section 1.01 Sơ bộ kích thước sàn tầng điển hình, tầng mái: 7 2.1.1. Hệ dầm khung trục 1-12. 8 2.1.2. Hệ dầm khung trục A-G. 8 2.1.3. Các dầm phụ trên mặt bằng 8 2.2 Chọn sơ bộ kích thước cột 8 2.2.1 Cột giữa trục 2-12 và trục B-F 8 2.2.2 Cột biên trục 1,12 và trục A, G 9 2.3 Chọn sơ bộ kích thước lõi thang máy 10 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 13 2.3. Xác định tải trọng gió. 14 2.4 Xác định tải trọng động đất 18 2.5 Tính toán và tổ hợp nội lực 27 CHƯƠNG 3. THIẾT KẾ SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH 28 3.1. Chọn vật liệu 28 3.2 Xác định sơ đồ tính 29 3.2.1 Chiều dày sàn 29 3.2.2 Phân loại các ô sàn 29 3.2.3 Sơ đồ tính 29 3.3 Tải trọng tác dụng lên sàn 30 3.4 Tính toán cốt thép cho các ô sàn 31 3.4.2 Tính toán các ô bản làm việc 2 phương (bản kê bốn cạnh) 31 3.4.3 Tính toán các ô bản làm việc 1 phương (bản kê loại dầm) theo sơ đồ đàn hồi 33 3.4.4 Tính toán các ô bản làm việc 1 phương khác 34 3.4.5 Tính toán các ô bản làm việc 2 phương khác 34 CHƯƠNG 4. TÍNH TOÁN CỐT THÉP CHO CÁC CẤU 36 KIỆN KHUNG TRỤC 3. 36 4.1 Tính toán kết cấu. 36 4.2 Tính cột khung trục. 38 4.2.1. Cơ sở tính toán 38 4.2.2. phương pháp tính toán 38 4.2.3 Tính toán cốt thép dọc 40 4.2.4 Tính cốt đai cho cột C25 42 4.2.5 Bố trí cốt thép dọc 42 4.2.6 Xác định vùng tới hạn 43 4.2.7 Cấu tạo của nút ở góc trên cùng 43 4.2.8 Tính toán neo cốt thép 44 4.3 Tính toán dầm khung 44 4.2.1 Cơ sở tính toán 44 4.2.2 Lựa chọn vật liệu 44 4.2.3 Công thức tính toán 44 4.2.3.1 Với tiết diện chịu mômen dương 44 4.2.4 Tính toán cốt thép dầm B7 45 4.2.4.1 Mặt cắt 1-1 của dầm B7 45 4.2.4.2 Mặt cắt 2-2 của dầm B7 46 4.2.4.3 Mặt cắt 3-3 của dầm B22 46 4.2.5 Tính toán các tiết diện khác 47 4.2.6 Tính toán cốt đai 48 4.2.7 Xác định vùng tới hạn ở dầm 50 4.2.8 Tính toán neo, nối cốt thép 50 CHƯƠNG 5. TÍNH TOÁN VÁCH 51 5.1 Cơ sở tính toán 51 5.2 Các phương pháp tính toán 51 5.3 Yêu cầu tính toán và cấu tạo 55 5.4 Tính toán vách thang máy 56 CHƯƠNG 6. TÍNH TOÁN CẦU THANG BỘ 60 6.1 Mặt bằng kết cấu cầu thang: 60 6.2 Mặt bằng kết cấu cầu thang: 61 6.3 Sơ bộ chọn tiết diện 61 6.3.1 Chọn kích thước bậc thang 61 6.3.2 Chọn chiều dày bản thang 61 6.3.3 Chọn kích thước DCN 61 6.4 Tính toán các bộ phận cầu thang: 62 6.4.1 Vật liệu sử dụng 62 6.4.2 Tính toán bản thang: 62 6.4.3 Tính toán bản chiếu nghỉ 64 0.351 64 PHẦN 3 67 NỀN MÓNG (15%) 67 I. ĐÁNH GIÁ ĐẶC ĐIỂM CÔNG TRÌNH 68 1. Giới thiệu công trình 68 1.1. Kiến trúc 68 1.2. Kết cấu 68 1.3. Cơ sở thiết kế 68 1.1. Phân tích trạng thái và tính chất xây dựng của các lớp đất 69 1.2 Đặc điểm thủy văn 71 III. LỰA CHỌN GIẢI PHÁP NỀN MÓNG 72 1. Lựa chọn loại nền móng 72 2. Giải pháp mặt bằng móng 72 IV. THIẾT KẾ MÓNG 72 1. Các giả thiết tính toán 72 5. Lựa chọc cọc và vật liệu làm cọc 73 6.1.2. Tính toán sức chịu tải của cọc 74 6.1.4.Tính toán sức chịu tải cọc theo TN xuyên tiêu chuẩn SPT ( CT Nhật Bản) 77 PHẦN IV 90 THI CÔNG(30%) 90 CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CÔNG TRÌNH 91 1. GIỚI THIỆU CÔNG TRÌNH VÀ CÁC ĐIỀU KIỆN LIÊN QUAN 91 2. Lập biện pháp thi công đất 107 2.1. Thi công đào đất 107 2.1.1.Yêu cầu kĩ thuật khi thi công đào đất 107 2.1.2. Tính toán khối lượng đào đất: 107 2.1.3. Lựa chọn phương án thi công đào đất 109 2.1.4. Lựa chọn thiết bị thi công đào đất 110 3. Lập biện pháp thi công bê tông móng và giằng móng 111 3.1 Công tác chuẩn bị trước khi thi công đài móng 111 3.1.1 Giác đài cọc 111 3.1.2 Phá bê tông đầu cọc 111 3.1.3 Thi công bê tông lót 111 3.2 Lập phương án thi công ván khuôn, cốt thép và bê tông móng, giằng móng 113 3.2.1 Tính toán khối lượng bê tông, phân đoạn, phân đợt thi công, lựa chọn phương án thi công bê tông và lựa chọn thiết bị thi công. 113 3.2.2. Lựa chọn phương án cốp pha móng, giằng móng 114 3.2.3. Tính toán ván khuôn móng 114 3.2.4 Biện pháp gia công và lắp dựng ván khuôn móng, giằng móng 118 3.2.5 Biện pháp gia công và lắp dựng cốt thép 119 3.2.6 Kiểm tra và nghiệm thu cốt thép: 120 3.2.7. Thi công bê tông móng, giằng móng 121 3.2.8. Bảo dưỡng bê tông móng và giằng móng 125 3.2.9. Tháo dỡ ván khuôn 125 B. THI CÔNG PHẦN THÂN 126 1. Giải pháp công nghệ 126 1.1. Cốp pha cây chống 126 1.1.1. Yêu cầu chung 126 1.1.2. Lựa chọn loại cốp pha cây chống 126 1.1.3. Phương án sử dụng cốp pha 127 1.1.4. Khối lượng cốp pha cho tầng 8 127 1.2. Phương tiện vận chuyển lên cao 127 1.2.1. Phương tiện vận chuyển các vật liệu rời, cốp pha, cốt thép 127 1.2.2. Phương tiện vận chuyển bêtông 130 2. Tính toán cốp pha, cây chống 132 2.1. Tính toán cốp pha cây chống xiên cho cột 132 2.1.1. Tính toán cốp pha cột ( Chọn cột C1 ) 132 2.1.2. Kiểm tra khả năng chịu lực của cây chống xiên 133 2.2. Tính toán cốp pha, cây chống đỡ dầm 134 2.2.1. Tính toán cốp pha đáy dầm 134 2.2.2. Tính toán cốp pha thành dầm 136 2.2.3. Tính toán đà ngang đỡ dầm 137 2.2.4. Tính toán đà dọc đỡ dầm 138 2.2.5. Kiểm tra khả năng chịu lực của cây chống đỡ dầm 139 2.3. Tính toán cốp pha, cây chống đỡ sàn 140 2.3.1. Tính toán cốp pha sàn 140 2.3.2. Tính toán đà ngang đỡ sàn 142 2.3.3. Tính toán đà dọc đỡ sàn 143 2.3.4. Kiểm tra khả năng chịu lực cho cây chống đỡ sàn 144 3. Công tác cốt thép, cốp pha cột, dầm, sàn 144 3.1. Công tác cốt thép cột, dầm, sàn 144 3.1.1. Công tác cốt thép cột 144 3.1.2. Công tác cốt thép sàn 145 3.2. Công tác cốp pha cột, dầm, sàn, cầu thang 146 3.2.1. Công tác cốp pha cột 146 3.2.2. Công tác cốp pha dầm, sàn 147 4. Công tác bêtông cột, dầm, sàn 148 4.1. Công tác bêtông cột 148 4.1.1. Các yêu cầu khi thi công bêtông 148 4.2. Công tác bêtông dầm, sàn 150 4.2.1. Công tác chuẩn bị 150 4.2.2. Vận chuyển bêtông 150 4.2.3. Đổ và đầm bêtông 150 5. Công tác bảo dưỡng bêtông 151 6. Tháo dỡ cốp pha cột, dầm, sàn 151 6.1. Tháo dỡ cốp pha cột 151 6.2. Tháo dỡ cốp pha dầm, sàn 151 7. Sửa chữa khuyết tật cho bêtông 151 7.1. Hiện tượng rỗ bêtông 151 7.2. Hiện tượng trắng mặt bêtông 152 7.3. Hiện tượng nứt chân chim 152 B. THIẾT KẾ TỔ CHỨC THI CÔNG 153 I. MỤC ĐÍCH VÀ Ý NGHĨA CỦA THIẾT KẾ TỔ CHỨC THI CÔNG 153 1. Mục đích 153 2. Ý nghĩa 153 II. YÊU CẦU, NỘI DUNG VÀ NHỮNG NGUYÊN TẮC CHÍNH TRONG THIẾT KẾ TỔ CHỨC THI CÔNG 154 1. Yêu cầu 154 2. Nội dung 154 3. Những nguyên tắc chính 154 III. LẬP TIẾN ĐỘ THI CÔNG CÔNG TRÌNH 155 1. Ý nghĩa của tiến độ thi công 155 2. yêu cầu và nội dung của tiến độ thi công 155 2.1. Yêu cầu 155 2.2. Nội dung 155 3. Lập tiến độ thi công 155 3.1. Cơ sở để lập tiến độ thi công 155 3.2. Tính khối lượng các công việc 156 3.3. Vạch tiến độ 156 3.4. Đánh giá tiến độ 156 3.4.1 Hệ số không điều hòa về sử dụng nhân công(K1) 156 3.4.2 Hệ số phân bố lao động không điều hòa (K2) 157 IV. LẬP TỔNG MẶT BẰNG THI CÔNG 157 1. Cơ sở tính toán 157 2. Mục đích 157 3. Tính toán lập tổng mặt bằng thi công 157 3.1. Số lượng cán bộ công nhân viên trên công trường và nhu cầu diện tích sử dụng 157 3.2. Tính diện tích kho bãi 159 3.2.1 Kho chứa ximăng 159 3.2.2 Kho thép và gia công thép 160 3.2.3 Kho cốp pha 160 3.2.4 Bãi cát 161 3.2.5 Bãi đá 161 3.2.6 Bãi gạch 161 3.3 Tính toán điện 161 3.4. Tính toán nước thi công và sinh hoạt 165 CHƯƠNG 3: AN TOÀN LAO ĐỘNG VÀ VỆ SINH MÔI TRƯỜNG 167 I. AN TOÀN LAO ĐỘNG 167 1. An toàn lao động trong thi công ép cọc 167 2. An toàn lao động trong thi công đào đất 167 2.1. Sự cố thường gặp khi thi công đào đất và biện pháp xử lý 167 2.2. An toàn lao động trong thi công đào đất bằng máy 168 2.3. An toàn lao động trong thi công đào đất bằng thủ công 168 3. An toàn lao động trong công tác bêtông và cốt thép 168 3.1. An toàn lao động khi lắp dựng, tháo dỡ dàn giáo 168 3.2.. An toàn lao động khi gia công lắp dựng cốp pha 169 3.3. An toàn lao động khi gia công, lắp dựng cốt thép 169 3.4. An toàn lao động khi đổ và đầm bê tông 170 3.5. An toàn lao động khi bảo dưỡng bê tông 170 3.6. An toàn lao động khi tháo dỡ cốp pha 170 3.7. An toàn lao động khi thi công mái 171 4. An toàn lao động trong công tác xây và hoàn thiện 171 4.1. Trong công tác xây 171 4.2. Trong công tác hoàn thiện 171 5. Biện pháp an toàn khi tiếp xúc với máy móc 172 6. An toàn trong thiết kế tổ chức thi công 172 II. VỆ SINH MÔI TRƯỜNG 173

GI Ớ I THI Ệ U CÔNG TRÌNH

V ề v ị trí đị a lý, đị a hình

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

V ề đị a ch ấ t thu ỷ v ă n

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 và 3 có tính năng xây dựng kém, lớp 8 và 9 có cường độ cao, còn lại là những lớp có cường độ trung bình Địa chất thuỷ văn: Hàng năm vào mùa mưa, lượng mưa khá lớn, mùa mưa hay bị ngập lụt chủ yếu bịảnh hưởng của nước mặt.

V ề ngu ồ n đ i ệ n cung c ấ p

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

V ề ngu ồ n n ướ c

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

V ề t ổ ch ứ c giao thông

Công trình được xây dựng trên mảnh đất có diện tích khá lớn (khoảng 561,6m 2 ), lại gần đường lớn thuận lợi cho việc vận chuyển vật liệu đến công trình.

GI Ả I PHÁP KI Ế N TRÚC VÀ K Ỹ THU Ậ T

Gi ả i pháp v ề m ặ t b ằ ng

Công trình là một khối nhà 15 tầng, 1 tầng mái Chiều dài 32,6m chiều rộng 15 m Các tầng có chiều cao khác nhau: Tầng 1 cao 4,2m, các tầng còn lại cao 3,3m

Tổng chiều cao công trình 50,4m Diện tích mặt bằng 489m2

Công trình là một khối nhà ở 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 đáp ứng nhu cầu vệ sinh với diện tích phù hợp Hệ thống giao thông và thoát hiểm theo phương đứng được đảm bảo với 3 thang máy và 2 cầu thang bộ riêng biệt Nền và sàn nhà lát gạch ceramic 40x40, riêng sàn vệ sinh sử dụng gạch chống trơn trượt, tường ốp gạch men Bề mặt sơn trong nhà, ngoài nhà và cầu thang đều sử dụng sơn ganito đá rửa Mặt tiền và không gian cầu thang lắp đặt hệ thống cửa sổ kính, cửa đi pa nô kính, mảng kính khung nhôm tạo không gian thoáng đãng, đón ánh sáng tự nhiên.

Gi ả i pháp k ế t c ấ u cho công trình

- Công trình có kết cấu khung bê tông cốt thép chịu lực, tường xây bao quanh và ngăn các phòng xây gạch hai lỗđể cách âm, cách nhiệt

- Công trình được thiết kế với chiều cao 14 tầng khôngbao gồm tầng mái

- Chiều cao tầng là 3,3m Tổng chiều cao công trình tính từ tầng 1 là 50,4 m

- Xử lý nền móng: Căn cứ vào tài liệu khảo sát địa chất công trình của các công trình lân cận và công trình cần xây dựng, nói chung nền đất tương đối tốt, dùng phương án ……

- Kết cấu mái: Sàn mái đổ bê tông tại chỗ dày 100 mm

- Sàn các tầng đổ bê tông liền khối với hệ dầm, nền lát gạch men

CÁC H Ệ TH Ố NG K Ỹ THU Ậ T CHÍNH TRONG CÔNG TRÌNH

H ệ th ố ng chi ế u 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.

H ệ th ố ng đ i ệ n

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 những trường hợp sau:

- Các hệ thống phòng cháy, chữa cháy

- Hệ thống chiếu sáng và bảo vệ

- Các phòng làm việc ở các tầng

- Hệ thống máy tính trong toà nhà công trình

- Biến áp điện và hệ thống cáp.

H ệ th ố ng thông gió

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 bốđến các vị trí tiêu thụ.

H ệ th ố ng c ấ p thoát n ướ c

a) 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

- Việc điều khiển quá trình bơm nước lên bể trên mái được thực hiện hoàn toàn tựđộng

- Nước từ bể trên mái theo các đường ống trong hộp kỹ thuật chảy đến các vị trí cần thiết của công trình b Hệ thông thoát nước và nước thải công trình

Hệ thống thoát nước thải sinh hoạt được thiết kế khép kín cho toàn bộ khu vực vệ sinh, dẫn nước thải từ xí tiểu qua hệ thống ống dẫn, xử lý cục bộ tại bể tự hoại và sau đó đưa vào hệ thống cống thoát nước bên ngoài Hệ thống ống đứng thông hơi kích thước 60 được dẫn lên mái, cao hơn mái 700 (mm) Toàn bộ hệ thống sử dụng ống nhựa PVC của Việt Nam, được lắp đặt âm tường, trong hộp kỹ thuật, trong trần hoặc ngầm dưới sàn.

H ệ th ố ng phòng cháy, ch ữ a 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 b) 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 Bố trí một bơm chữa cháy đặt trong phòng bơm (được tăng cường thêm bởi bơm nước sinh hoạt) bơm nước qua ống chính, ống nhánh đến tất cả các họng chữa cháy ở các tầng trong toàn công trình Bố trí một máy bơm chạy động cơ điezel để cấp nước chữa cháy khi mất điện Bơm cấp nước chữa cháy và bơm cấp nước sinh hoạt được đấu nối kết hợp để có thể hỗ trợ lẫn nhau khi cần thiết.

H ệ th ố ng thông tin tín hi ệ u

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 Trong mỗi căn hộ trước mắt sẽ lắp

2 ổ cắm máy tính, 2 ổ cắm điện thoại, trong quá trình sử dụng tuỳ theo nhu cầu thực tế khi sử dụng mà ta có thể lắp đặt thêm các ổ cắm điện và điện thoại.

Đ I Ề U KI Ệ N KHÍ H Ậ U TH Ủ Y V Ă N

Đ i ề u ki ệ n khí h ậ u

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.

L ự a ch ọ n v ậ t li ệ u

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

Ở Việt Nam hiện nay, vật liệu bê tông cốt thép hoặc thép là những loại vật liệu được sử dụng rộng rãi trong các kết cấu nhà cao tầng Điều này được các kiến trúc sư lựa chọn bởi tính bền vững, khả năng chống chịu tải trọng và tuổi thọ lâu dài của chúng Vật liệu bê tông cốt thép kết hợp giữa khả năng chịu lực nén tốt của bê tông và độ bền kéo của thép, tạo nên sự vững chắc và ổn định cho công trình Trong khi đó, thép có trọng lượng nhẹ hơn bê tông, thích hợp cho các kết cấu đòi hỏi tính linh hoạt và khả năng chịu tải lớn.

L ự a ch ọ n gi ả i pháp k ế t c ấ u

1.2.1 Cơ sởđể tính toán kết cấu

- Căn cứ vào: Đặc điểm kiến trúc và đặc điểm kết cấu, tải trọng của công trình Được sựđồng ý của thầy giáo hướng dẫn

Em lựa chọn phương án sàn sườn toàn khối để thiết kế cho công trình

1.2.2 Hệ kết cấu chịu lực

Công trình gồm có 15 tầng, chiều cao tính từ cốt 0,00 đến đỉnh mái tum là 50,4m

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

1.2.2.1 Hệ kết cấu vách cứng và lõi cứng

Hệ kết cấu vách cứng có thể được bố trí thành hệ thống theo một phương, hai phương hoặc liên kết thành hệ không gian gọi là lõi cứng Loại kết cấu này có khả năng chịu lực ngang tốt nên thường được sử dụng cho các công trình cao hơn 20 tầng Tuy nhiên hệ thống vách cứng trong công trình là sự cản trởđể tạo không gian rộng

1.2.2.2 Hệ kết cấu khung giằng (khung và vách cứng)

Hệ khung lõi chịu lực thường được sử dụng hiệu quả cho các nhà có độ cao trung bình và thật lớn, có mặt bằng hình chữ nhật hoặc hình vuông Lõi có thểđặt trong hoặc ngoài biên trên mặt bằng Hệ sàn các tầng được gối trực tiếp vào tường lõi – hộp hoặc qua các hệ cột trung gian Hệ kết cấu khung giằng 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 vệ sinh chung hoặc ở các tường biên là khu vực có tường liên tục nhiều tầng Hệ thống khung được bố trí tại các khu vực còn lại của ngôi nhà

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 khung kết hợp lõi chịu lực

Ta tính toán kết cấu cho ngôi nhà theo sơ đồ khung không gian làm việc theo 2 phương

Chiều cao các tầng: Tầng 1: 4,2m; Tầng 2-14 cao 3,3 m; Tum 3,3m

Hệ kết cấu gồm hệ sàn BTCT toàn khối, trong mỗi ô bản chính có bố trí dầm phụ theo 2 phương dọc, ngang nhằm đỡ tường và tăng độ cứng của sàn và giảm chiều dày tính toán của sàn Tiết diện thay đổi theo chiều cao để tiết kiệm và phù hợp độ cứng yêu cầu.

l ậ p m ặ t b ằ ng k ế t c ấ u

Chiều dày bản xác định sơ bộ theo công thức: hb= l. m D Trong đó: D = (0,8  1,4) là hệ số phụ thuộc tải trọng, lấy D = 1 m: là hệ số phụ thuộc loại bản

4 0 4 5 m   với bản kê bốn cạnh l : là chiều dài cạnh ngắn

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

Vì khoảng cách lớn nhất giữa các cột là 4,8m, đểđảm bảo các ô sàn làm việc bình thường độ cứng của các ô sàn phải lớn nên em chọn giải pháp sàn là sàn sườn toàn khối Ô sàn có kích thước lớn nhất là 4,8x3,75 m

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 bản sàn

 Do yêu cầu về cấu tạo và kiến trúc chọn sơ bộ kích thước bản sàn là 10cm

Chọn sơ bộ kích thước dầm

Chiều cao tiết diện dầm được chọn theo công thức: 1 d d h l

Chiều rộng dầm được chọn theo công thức: b0,3 0,5 h 

Trong đó : md : hệ số ld : nhịp của dầm đang xét Đối với dầm chính md = 8  12 Đối với dầm phụ md = 12  20 Đểđơn giản cho việc thi công, cố gắng chọn ít loại tiết diện dầm

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

Trong đó: bc là cạnh cột vuông góc với trục dầm hw là chiều cao dầm.

S ơ b ộ kích th ướ c sàn t ầ ng đ i ể n hình, t ầ ng mái

H ệ d ầ m khung tr ụ c 1-12

Nhịp dầm lớn nhất là: l d 3, 75m

H ệ d ầ m khung tr ụ c A-G

Nhịp dầm lớn nhất là: l d 4,8m

Các d ầ m ph ụ trên m ặ t b ằ ng

Nhịp dầm lớn nhất là l d 3,75m

Ch ọ n s ơ b ộ kích th ướ c c ộ t

Ta có công thức xác định tiết diện sơ bộ cột : b

A – Diện tích tiết diện cột

N – Lực nén được tính toán gần đúng theo công thức: N m q F  s a

Fa – diện tích mặt sàn truyền tải trọng lên cột đang xét ms – số sàn phía trên tiết diện đang xét q – tải trọng tương đương tính trên mỗi mét vuông mặt sàn trong đó gồm tải trọng thường xuyên và tải trọng tạm thời trên bản sàn, trọng lượng dầm, cột đem tính ra phân bố đều trên sàn Để đơn giản cho tính toán và theo kinh nghiệm ta tính N bằng cách ta cho tải trọng phân bố đều lên sàn là q = 10 (kN/m 2 )

Rb – Cường độ chịu nén của vật liệu, bêtông có cấp bền B25 có R bn  14,5   MPa k: Hệ số k  0 , 9 1, 1: chịu nén đúng tâm k 1, 2 1, 5: chịu nén lệch tâm

2.2.1 Cột giữa trục 2-12 và trục B-F

- Diện truyền tải lớn nhất là:

- Bê tông cột sử dụng bêtông cấp bền B25 có R b 14,5MPa14500kN m/ 2

- Chọn sơ bộ tiết diện cột :

- Kiểm tra điều kiện cột vềđộ mảnh

Kích thước cột phải đảm bảo điều kiện ổn định Độ mảnh  được hạn chế:

 , đối với cột nhà  0 b 31 l0 : Chiều dài tính toán của cấu kiện, đối với cột đầu ngàm đầu khớp: l0 = 0,7l

Vậy cột đã chọn đảm bảo điều kiện ổn định

Kích thước cột được chọn là

2.2.2 Cột biên trục 1,12 và trục A, G

Diện truyền tải lớn nhất là F a     ( 3, 75 2  3, 75 2 )    3,3 2  6,18   m 2

Bê tông cột sử dụng bêtông cấp bền B25 có R b 14,5MPa 14500kN m/ 2

Chọn sơ bộ tiết diện cột : trục B, F – 1,12

Ki ể m tra đ i ề u ki ệ n c ộ t v ề độ m ả nh

Kích thước cột phải đảm bảo điều kiện ổn định Độ mảnh  được hạn chế như sau:

 , đối với cột nhà  0 b  31 l0 : Chiều dài tính toán của cấu kiện, đối với cột đầu ngàm đầu khớp: l0 = 0,7l

Vậy cột đã chọn đảm bảo điều kiện ổn định.

Ch ọ n s ơ b ộ kích th ướ c lõi thang máy

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

Ngoài ra vách thang máy cũng đảm bảo yêu cầu kháng chấn

XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG LÊN CÔNG TRÌNH

T ĩ nh t ả i tác d ụ ng lên công trình

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

Bảng 2.1 Tĩnh tải sàn tầng điển hình Sàn S

STT Tên các lớp Ch.dày g n q tt q tc mm KN/m 3 KN/m 2 KN/m 2

2.1.1 Tĩnh tải dầm, cột, lõi BTCT

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

Tường tầng 1(h t =4,2m) xây gạch dày 220mm, tường xây dưới dầm D30x60

- Tĩnh tải của 2 lớp trát: g tt = 3,8x0,015x18x1,3 = 1,33 (kN/m)

- Tĩnh tải của gạch xây: g tt = 3,8x0,22x18x1,1 = 19,56 (kN/m)

- Tổng tĩnh tải: g tt = 1,33+19,56= 20,89 (kN/m)

- Tải tường có cửa (tính đến hệ số cửa 0,75): g tt = 20,89x0,75 = 15,57 (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

Ch.cao dầm   v÷a ng ạ ch nv ữ a h.s giảm tải q tt q tc

Hệ số tổ hợp mm Mm m m KN/m 3 KN/m 3 KN/m KN/m

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

Bảng 2.3 Hoạt tải sử dụng

STT Tên hoạt tải p tc

3 Hành lang, sảnh thang máy 3 1,2 3,6

(Trong đó không kểđến sự giảm tải của các ô sàn trong bảng 3 TCVN 2737 – 1995)

Xác đị nh t ả i tr ọ ng gió

2.2.1 Thành phần tĩnh tải trọng gió

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: W j W k 0 (zj) c

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 thứcW tj  W S j

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

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

Với Dhj - Chiều cao đón gió của tầng thứ j

Bj - Bề rộng đón gió của tầng thứ j

Dhj-1 - Chiều cao đón gió của tầng dưới tầng thứ j

Bj-1 - Bề rộng đón gió của tầng dưới tầng thứ j

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 W 0 0,95kN / m 2

Bảng tính toán tải trọng gió quy về tải phân bốđều tại các tầng Cao độ tính từ mặt đất cos ±0.00m

Bảng 2.4- Thành phần tĩnh tải của tải trọng gió theo phương X

Bảng 2.5- Thành phần tĩnh tải của tải trọng gió theo phương Y

GVHD: TS PHÙNG TH Ị HOÀI H ƯƠ NG

2.3.2 Thành phần động tải trọng gió

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 kểđến 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

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 tựđộng 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

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 trình:

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:

Bảng 2.6- Chu kỳ dao động của công trình khi tính gió động

Bảng 2.7- Mode dao động theo phương X

Bảng 2.8- Mode dao động theo phương Y

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 f 2  f L f 5 , nên theo TCVN 229-1999 cần tính thành phần dao động của tải gió theo phương X với 2 dạng dao động đầu tiên Theo phương Y, dựa vào bảng 4., do f 4  f L f 5 , 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: W p( ji)   M j i i y ji

Mj - khối lượng tập trung của phần công trình thứ j

j - hệ sốđộng lực ứng với dạng dao động thứ i y - dji ịch chuyển ngang tỉ đối của trọng tâm phần công trình thứ j ứng với dạng dao động thứ i

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

- Xác định hệ sốđộng lực  j

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

- Chiếu trọng tâm bề mặt đón gió của công trình lên mặt phẳng YOZ, ta xác định được:   D 15, 22m ;   H 50, 4m

+ Dạng dao động riêng thứ nhất (Mode 1)

Theo đồ thị trong TCXDVN 229-1999 ta được hệ số động lực  1 ứng với dạng dao động đầu tiên:   1 1,9

+ Dạng dao động riêng thứ 2 (Mode 3)

- Chiếu trọng tâm bề mặt đón gió của công trình lên mặt phẳng XOZ, ta xác định được:   L 32,82m ;   H 50, 4m

+ Dạng dao động riêng thứ nhất (Mode 2)

+ Dạng dao động riêng thứ hai (Mode 4)

Ta có các bảng tính toán gió động theo phương X và Y (theo phụ lục kết cấu phần phụ lục tính toán gió động)

Xác đị nh t ả i tr ọ ng độ ng đấ t

- 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)

- 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 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 lên phương thẳng đứng được gọi là “chấn tâm” Khoảng cách từ chấn tiêu đến chấn tâm được gọi là độ sâu chấn tiêu và ký hiệu là H

- Có nhiều nguyên nhân dẫn đến việc phát sinh khối năng lượng gây ra động đất, nhưng nguyên nhân cơ bản là sự chuyển động tương hỗ không ngừng của các khối vật chất nằm sâu trong lòng đất để thiết lập một thế cân bằng mới, được gọi là vận động kiến tạo và động đất là hậu quả của vận động kiến tạo đó

- Khi động đất xảy ra, năng lượng được giải phóng từ chấn tiêu sẽ truyền ra môi trường xung quanh dưới dạng sóng đàn hồi vật lý: sóng dọc, sóng ngang và sóng mặt Tất cả các sóng vừa nêu trên do động đất gây ra được gọi là sóng địa chấn

Khi động đất xảy ra, sóng địa chấn tác động mạnh khiến nền đất mất ổn định do kéo, nén, xoắn, cắt Sau khi sóng địa chấn đi qua, nền đất có thể bị sụt lún, lở và hóa lỏng, gây phá hoại nghiêm trọng cho các công trình xây dựng trên đó.

- 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 chịu động đất” Tuy nhiên tiêu chuẩn chỉđưa 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 a) Đặc trưng của công trình

- “NHÀ Ở CÁN BỘ CTY DỆT 8-3” được xây đựng tại quận Hà Nội Với 15 tầng có tổng chiều cao 50,4m kể từ cos 0.00

- 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 Cầu Giấy, ta có gia tốc nền.: a g   1 a gr → 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 b) Sử dụng phần mềm ETABS tính toán với các bước như sau

 Định nghĩa vật liệu: Bê tông B25 có Modun đàn hồi

 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

- 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 sơđồ 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

- Thực hiện các bước chia phần tử, chọn sơđồ 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 sựđóng 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, các hàm phổ phản ứng của nhiều quốc gia đã được tích hợp sẵn nhưng chưa có phổ của Việt Nam Để đáp ứng nhu cầu này, Điều 3.2.2 và Điều 4.3.3.3 của TCVN 9386:2012 cung cấp hướng dẫn chi tiết về cách xây dựng phổ phản ứng cho 5 loại nền đất khác nhau.

 Với chu kỳ 0 < T < 4s được xây dựng theo phổ gia tốc

 Với chu kỳ 4 < T 2: Ô sàn làm việc theo 1 phương (thuộc loại bản loại dầm)

- Ta tính toán các ô sàn theo sơđồđàn hồi

* Nội lực: Cắt 1 dải bản rộng 1m theo phương tinh toán:

Hình 3.1 Sơđồ phân phối momen bản kê bốn cạnh

M2 = m12.P’ + mi2.P’’ MII = ki2.P Trong đó: m11 và mi1 là các hệ sốđể xác định mô men nhịp theo phương l1 m12 và mi2 là các hệ sốđể xác định mô men nhịp theo phương l1 ki1 và ki2 là các hệ sốđể xác định mô men gối theo phương l1 và l2 a, Trường hợp

2 l l  2 m11 và m12 tra theo sơđồ 1 - Bảng (1-19)sách “sổ tay kêt cấu công trình” mi1 và mi2, ki1 và ki2 tra theo sơđồ 9- Bảng (1-19)sách “sổ tay kết cấu công trình” của PGS.TS Vũ Mạnh Hùng

2 l l > 2: Bản làm việc theo phương cạnh ngắn l 1

Với những ô bản (hình a) thì mi1 = 1/24 ; ki1=1/12 l 1

Hình 3.2 Hình minh họa ô sàn loại bản dầm

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.

T ả i tr ọ ng tác d ụ ng lên sàn

Tĩnh tải sàn = trọng lượng bản thân bản sàn bằng BTCT và trọng lượng các lớp cấu tạo sàn,

Hoạt tải sàn: tra ”bảng 3- Tải trọng tiêu chuẩn phân bốđều trên sàn và cầu thang” TCVN 2737-1995,

Tổng tải phân bố= Tĩnh tải + Hoạt tải

Các ô sàn còn lại tính toán tương tự, ta lập thành bảng sau

Bảng 3.3 Bảng giá trị tải trọng tác dụng lên các ô sàn

Tổng tải phân bố (kN/m2) g tt p tt q tt =g tt +p tt

Tính toán c ố t thép cho các ô sàn

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

- Tỉ số L2/L1 = 1,13< 2  Ô1 thuộc loại bản kê 4 cạnh liên tục theo sơđồđàn hồi

- Mô men lớn nhất ở gối được xác định theo các công thức sau:

+ Theo phương cạnh ngắn L1: MI = K91.P

+ Theo phương cạnh dài L2: MII = K92.P

Các hệ số K91, K92 tra bảng theo sơđồ thứ 9 (các ô sàn được ngàm ở cả 4 cạnh)

- Mô men lớn nhất ở nhịp :

+ m11, mi1; m12; mi2 tra theo sách “ Sổ tay thực hành kết cấu công trình” của tác giả PGS - PTS Vũ Mạnh Hùng”; m11, m12 – Tra bảng theo sơ đồ 1; k91,k19m91, m92 – Tra bảng theo sơđồ 9

 Xác định nội lực trong bản:

Hình 4.4 Biểu đồ phân phối momen

- Tải trọng tính toán trong bản:

- Dựa vào tỉ số l2/l1=1,13 tra bảng ta được các hệ số m và k: α 11 α 12 α i1 α i2 β i1 β i2

 Tính thép cho ô bản: Cắt các dải bản rộng 1m dọc theo phương momenđể tính toán: a Tính thép dọc chịu momen M 1

Chọn: ao= 2 cm cho mọi tiết diện; h0 = hb - ao = 10 – 2 = 8 (cm)

Kiểm tra hàm lượng thép: s min o

       b Tính thép dọc chịu momen M 2 h0 = hb - ao - d= 10 - 2 – 0,6 = 7,4 (cm)

       c Tính thép dọc chịu momen M I

Chọn: ao = 2 cm cho mọi tiết diện h0 = hb - ao = 10 – 2 = 8 (cm)

       d Tính thép dọc chịu momen M II

Các ô loại bản kê bốn cạnh tính toán tương tự sẽđược lập thành bảng

3.4.3 Tính toán các ô bản làm việc 1 phương (bản kê loại dầm) theo sơđồđàn hồi

Bản làm việc 1 phương (bản loại dầm) khi tỉ số L2/L1>2

Cắt ra một dải bản có bề rộng b = 1 m theo phương cạnh ngắn (tính trong mặt phẳng bản) để tính toán

- Tính cho b ả n 3 có kích th ướ c 1,135m x 3,3m

 Xác định nội lực trong bản

Tải trọng tính toán trong bản:

 Tính thép cho ô bản: Cắt các dải bản rộng 1m dọc theo phương momenđể tính toán: a Tính thép dọc chịu momen M 1 (Momen nhịp)

       b Tính thép dọc chịu momen M I (Momen gối)

3.4.4 Tính toán các ô bản làm việc 1 phương khác

Tương tự ta cũng tính được cốt thép cho các ô sàn chữ nhật còn lại (đều là các ô sàn bản kê 4 cạnh loại 9)

3.4.5 Tính toán các ô bản làm việc 2 phương khác

TÍNH TOÁN CỐT THÉP CHO CÁC CẤU

Tính toán k ế t c ấ u

T ừ t ả i tr ọ ng và t ổ n ộ i l ự c ở ch ươ ng 3 Nh ậ p vào ph ầ n m ề m ETABS 17.0.1 để tính toán ta có mô hình 3d k ế t c ấ u nh ư sau

Tính c ộ t khung tr ụ c

Bảng tổ hợp tính toán (Các bảng tổ hợp NL cột và phần phụ lục)

TCVN 5574 - 2018: Tiêu chuẩn thiết kế bê tông cốt thép

Hồ sơ kiến trúc công trình

Với bài toán không gian, khi tính thép nhất thiết phải tính theo giá trị nội lực của tải trọng hai phương tác dụng lên công trình, các giá trị nội lực đó là mômen, lực dọc, lực cắt; do vậy thép cột được tính theo giá trị nội lực nguy hiểm được tổ hợp từ hai phương

Nội lực để tính thép dọc gồm mômen và lực dọc, còn lực cắt để tính cốt ngang Khi bê tông cột đủ khả năng chịu cắt, cốt đai chỉđặt theo yêu cầu cấu tạo

Tiêu chuẩn của nước Anh BS 8110 và của Mĩ ACI 318 trình bày nguyên tắc áp dụng "phương pháp gần đúng" để tính cốt thép theo tiết diện bẻ cong hai chiều (Cx, Cy) Phương pháp này dựa trên việc biến đổi trường hợp nén lệch tâm xiên thành nén lệch tâm phẳng tương đương, chỉ áp dụng khi thỏa mãn điều kiện xác định.

Cy phải thỏa mãn điều kiện: 0,5 < Cx

Cy < 2, cốt thép được đặt theo chu vi, phân bốđều hoặc mật độ cốt thép trên cạnh b có thể lớn hơn

- Tiết diện chịu nén N, mômen uốn Mx, My, độ lệch tâm ngẫu nhiên e ngx , e ngy Sau khi xét uốn dọc theo hai phương, tính được hệ số  x , y Mômen gia tăng M ,M : x1 y1

M x 1    x M x , M y 1   y  M y Điều kiện đưa về tính toán theo phương x hoặc theo phương y được cho trong bảng sau:

Bảng 4.1 Bảng điều kiện tính toán cột theo phương x, y

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

M  M M  M ng ngx 0, 2 ngy e  e  e h = Cy, b = Cx

Giả thiết chiều dày lớp bảo vệ là a, tính ho = h - a; Z = h - 2a chuẩn bị các số liệu

Rn, Ra, Ra’,  0 nhưđối với trường hợp nén lệch tâm phẳng

Giả thiết chiều dày lớp bảo vệ là a, tính ho = h - a; Z = h - 2a chuẩn bị các số liệu

Rb, Rs, Rsc,  R nhưđối với trường hợp nén lệch tâm phẳng

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

Chiều cao vùng bêtông chịu nén: 1 b x N

Hệ số chuyển đổi mo:

+ Khi x 1 h 0 thì m 0 0, 4 Tính mô men tương đương (đổi nén lệch tâm xiên ra nén lệch tâm phẳng):

  b Độ lệch tâm hình học: 1 M e  N Độ lệch ngẫu nhiên: ea = max(2cm, h/30) Độ lệch tâm ban đầu, với kết cấu siêu tĩnh: e0 = max(e1, ea) Độ lệch tâm: e = e0 + 0,5h - a

Dựa vào độ lệch tâm e 0 và giá trị x 1 để phân biệt các trường hợp tính toán: a) Trường hợp 1: Nén lệch tâm rất bé khi e o 0,30 h

   tính toán gần như nén đúng tâm

- Hệ sốảnh hưởng độ lệch tâm  e :

- Hệ số uốn dọc phụ thêm khi xét nén đúng tâm:

- Khi  14 lấy  = 1; khi 14  x  y 1

C  C nên ta tính toán theo phương y

=>M1 = My1 = My = 21,1 (kN.m) ; M2 = Mx1 = Mx = 6,9(kN.m);

Tính toán theo trường hợp đặt cốt thép đối xứng

Chiều cao vùng bêtông chịu nén:

Hệ số chuyển đổi mo: Với x 1 500mm h 0 450mm

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

M M m M b kN.m Độ lệch tâm hình học:

N Độ lệch ngẫu nhiên: eax = max(2cm, h/30) = max(2cm, 60/30) = 2 cm = 20 mm eay = max(2cm, b/30) = max(2cm, 60/30) = 2 cm = 20 mm ea = eax + 0,2eay = 20+ 0,2.20 = 24 mm Độ lệch tâm ban đầu, với kết cấu siêu tĩnh: e0 = max(e1, ea) = 24 mm ta có : 0

Nên xảy ra trường hợp lệch tâm rất bé TH1 Coi như là đúng tâm

Hệ sốảnh hưởng độ lệch tâm  e :

Hệ số uốn dọc phụ thêm khi xét nén đúng tâm:

Diện tích cốt thép được tính theo công thức:

Chọn bố trí thép 1218, As = 30,53 cm 2

Bảng 4.3 Bảng tính toán cốt thép cột

Story Cấu kiện Tổ hợp N(KN) Mx

Hàm lượng Chọn thép As chọn

Hàm lượng Story1-5 C6 Comb4 -1711.62 3.7019 16.283 0.3 0.5 4.2 2.99 0.20% 12d16 24.13 1.61% Story1-5 C7 Comb3 -2217.54 6.9532 21.124 0.3 0.5 4.2 30.41 2.03% 12d18 30.53 2.04% Story1-5 C8 Comb1 -1988.72 -0.449 -1.162 0.3 0.5 4.2 17.78 1.19% 12d18 30.53 2.04% Story1-5 C9 Comb1 -2031.64 -0.31 -4.37 0.3 0.5 4.2 20.12 1.34% 12d18 30.53 2.04% Story1-5 C10 Comb5 -1927.16 10.761 -21.19 0.3 0.5 4.2 14.08 0.94% 12d16 24.13 1.61% Story6-10 C6 Comb4 -1066.56 10.018 43.802 0.3 0.5 3.3 cấu tạo - 12d16 24.13 1.61% Story6-10 C7 Comb5 -1333.58 -7.293 -79.41 0.3 0.5 3.3 cấu tạo - 12d16 24.13 1.61% Story6-10 C8 Comb4 -1223.63 1.5627 61.453 0.3 0.5 3.3 cấu tạo - 12d16 24.13 1.61% Story6-10 C9 Comb5 -1273.58 6.0583 -85.87 0.3 0.5 3.3 cấu tạo - 12d16 24.13 1.61% Story6-10 C10 Comb7 Min -1033.13 -0.488 -48.18 0.3 0.5 3.3 cấu tạo - 12d16 24.13 1.61% Story11-14 C6 Comb6 Max -267.813 32.479 28.843 0.3 0.5 3.3 6.57 0.44% 12d16 24.13 1.61% Story11-14 C7 Comb6 Min -458.697 -26.7 -50.1 0.3 0.5 3.3 0.84 0.06% 12d16 24.13 1.61% Story11-14 C8 Comb4 -510.644 3.1014 46.602 0.3 0.5 3.3 cấu tạo - 12d16 24.13 1.61% Story11-14 C9 Comb6 Min -430.874 -16.44 -59.75 0.3 0.5 3.3 0.4 0.03% 12d16 24.13 1.61% Story11-14 C10 Comb6 Max -325.676 35.988 -11.75 0.3 0.5 3.3 1.99 0.13% 12d16 24.13 1.61%

4.2.4 Tính cốt đai cho cột C25

Kiểm tra điều kiện tính toán :

 Riêng bêtông đã đủ khả năng chịu cắt, chỉ cần đặt cốt đai cấu tạo Đường kính cốt đai: d 8 và d 0,25dmin Chọn thép 8

Theo yêu cầu kháng chấn: s = min(b0/2; 175mm; 8dmin) (mục 5.4.3.2.2(11) TCVN 9386-2012) b0: kích thước cạnh nhỏ của lõi bêtông => s = min(150;175; 128;)

Trong các tầng tuỳ theo tiết diện cột, đường kính cốt thép dọc cụ thể mà ta bố trí cốt thép đai cho phù hợp Chọn đai 8a100 thép CB240T

4.2.5 Bố trí cốt thép dọc

Sau khi tính toán cốt thép xong thì tiến hành chọn thép và bố trí trên bản vẽ Cốt thép được bố trí tuân theo các yêu cầu cấu tạo bêtông cốt thép, TCVN 5574-2018, kĩ thuật thiết kế và thi công nhà cao tầng

Những cột có hàm lượng thép bé hoặc âm thì đặt theo cấu tạo thoả mãn điều kiện AS

1% với công trình yêu cầu thiết kế kháng chấn Ta nhận thấy hàm lượng thép cột của công trình ở tầng trên là khá nhỏ chỉ có các tầng dưới là có hàm lượng lớn do đó ở các tầng trên thép đặt theo cấu tạo Tuy nhiên không thể giảm tiết diện cột vì lí do làm thay đổi độ cứng của công trình theo phương bất lợi Ngoài ra khi cột có độ cứng lớn thì khi công trình bị phá hoại, hệ dầm phá hoại trước vì chúng biến dạng nhiều hơn, công trình không bị sụp đổ nhanh chóng điều đó làm an toàn cho người sử dụng trên công trình

Nối cốt thép bằng nối buộc với chiều dài đoạn nối:

- l an   an 15.16240mm và l an  l *  200 mm

- Lan 40  = 40.16= 640mm Vậy chọn chiều dài đoạn nối Lan = 700mm

4.2.6 Xác định vùng tới hạn

Vùng tới hạn H1 là vùng có khả năng xuất hiện khớp dẻo để tạo ra khả năng phân tán năng lượng lớn.Vùng này phải được đặt cốt đai mau:

Theo mục 5.4.3.2.2 TCVN 9386 – 2012: “Cấu tạo kháng chấn chính đểđảm bảo độ dẻo kết cấu cục bộ”

Trên mỗi cạnh tiết diện cột bố trí tối thiểu 3 thanh cốt dọc, khoảng cách các thanh

Với những cột có chiều cao thông thủy Ht < 3.hc thì cả cột coi như 1 vùng tới hạn và khi đó cốt đai được bố trí như vùng tới hạn cho cả chiều dài cột

Cốt đai trong vùng tới hạn được bố trí với khoảng cách đảm bảo: min cot doc

4.2.7 Cấu tạo của nút ở góc trên cùng Đặc điểm của nút này là giá trị mômen ởđầu dầm (cột) lớn, việc neo cốt thép chịu kéo của dầm (cột) phải thận trọng vì ở cột không có lực nén truyền từ tầng trên xuống Chiều dài neo cốt thép phụ thuộc vào tỉ số e 0 h

Từ kết quả nội lực trong Etabs ta có 0 43, 22

0, 24 0,5 3.3 e h    nên không phải cấu tạo nách khung

4.2.8 Tính toán neo cốt thép Độ dài đoạn neo cốt thép là: 280

      Đồng thời do neo cốt thép trong vùng bêtông chịu nén nên

15.20 300 an an l     mm và l an  l *  200 mm Độ dài đoạn neo phải thoả mãn:

Vậy chọn chiều dài đoạn neo Lan = 800mm

Chiều dài đoạn nối thanh thép đường kính 18 Lan = 750mm

Chiều dài đoạn nối thanh thép đường kính 16 Lan = 650mm

Tính toán d ầ m khung

Bảng tổ hợp nội lực cho dầm : (đơn vị Q: KN, M: kN.m)

TCVN 5574 - 2018: Tiêu chuẩn thiết kế bê tông cốt thép

Hồ sơ kiến trúc công trình

Cấp độ bền bê tông B25 có: R b 14, 5MPa R; bt 1, 05MPa E; b 30.10 3 MPa

Thép dọc chịu lực CB300V có: R s  280 M Pa R ; sw  225 M Pa E ; s  21.10 4 MPa

Thép bản, thép đai CB240T có:R s 225MPa R; sw 175MPa E; s 21.10 4 MPa

4.2.3.1 Với tiết diện chịu mômen dương

Cánh nằm trong vùng nén nên bể rộng tính theo công thức f df f b b 2.s Trong đó sf thoả mãn điều kiện sau: 1 1

Xác định vị trí trục trung hoà M f  R b h h b f f  0 0, 5.h f 

Khi M  M f trục trung hoà đi qua cánh lúc này ta tính theo tiết diện hình chữ nhầt có bể rộng bfđược xác định như công thức trên

 Tính theo công thức   1 1 2. m và được kiểm tra theo điều kiện:

 khi mômen xác định theo sơđồ đàn hồi

 khi mômen xác định theo sơđồ khớp dẻo

 đựơc tính theo công thức   0,5 1     1 2 m 

Asđược tính theo công thức s s 0

  Khi MM f : trục trung hoà qua sườn, tính theo tiết diện chữ T

 m được tính theo công thức b  f   f 0 f  m 2 b 0

 Tính theo công thức     1 1 2 m và được kiểm tra theo điều kiện:

 khi mômen xác định theo sơđồ đàn hồi

 khi mômen xác định theo sơđồ khớp dẻo

As tính theo công thức b b  f  f s s

Với tiết diện chịu mômen âm

Cánh nằm trong vùng kéo nên bỏ qua ta tính theo tiết diện hình chữ nhật bxh

4.2.4 Tính toán cốt thép dầm B7

Bảng 4.4 Bảng giá trị nội lực dầm B7

Từ bảng tổ hợp nội lực chọn cặp nội lực

Tầng Phần tử Mặt cắt 1-1 2-2 3-3

Cánh nằm trong vùng kéo nên ta tính toán theo tiết diện chữ nhật: 220x400 mm

Giả thiết a 0 3,5cm chi ều cao làm việc h 0 40 3,5 36,5  cm

Hàm lượng cốt thép: min max

Cánh nằm trong vùng nén nên bề rộng tính theo công thức f dc f b 2.s b  

Trong đó sf thoả mãn điều kiện sau:

Giả thiết a 0 3,5cm chiều cao làm việc h 0 40 3,5 36,5cm

Xác định vị trí trục trung hoà

M f  kNm kNm nên trục trung hoà đi qua cánh ta tính cốt thép theo tiết diện chữ nhật có kích thước là b f h dc 1420 400mm

Cánh nằm trong vùng kéo nên ta tính toán theo tiết diện chữ nhật: 220x400 mm

Giả thiết a 0  3,5 cm chiều cao làm việc h 0 40 3,5 36,5  cm

4.2.5 Tính toán các tiết diện khác

Bảng 5.5 Bảng tính toán cốt thép dầm

Hàm l ượ ng Ch ọ n thép As ch ọ n

Lực cắt là: Q max 74,08(kN)

Chiều cao dầm h = 400mm => chọn đại 8 (asw = 50,3mm 2 )

Bề rộng dầm b = 220mm => chọn cốt đai 2 nhánh: n = 2

+ Kiểm tra điều kiện hạn chế dầm không bị phá hoại do ứng suất nén chính max 0,3 b 0

Q  kN  kN nên không cần thay đổi tiết diện và mác bêtông

 Vậy điều kiện vềứng suất nén chính được thoả mãn

+ Kiểm tra khả năng chịu cắt của bê tông: b min bt 0

=> Bê tông không đủ khả năng chịu cắt phải tính toán cốt đai

- Khoảng cách lớn nhất cho phép giữa các cốt đai :

- Điều kiện cường độ trên tiết diện nghiêng khi chỉ có cốt đai là : Q Q  b Q sw

Q = C : Khả năng chịu cắt của bêtông sw sw

Q = q C: Khả năng chịu lực cắt của cốt đai

- Tính toán với tiết diện nghiêng nguy hiểm nhất C0được xác định như sau :

Lấy   b2 2 (BT nặng):  n 0(không có lực dọc);  f 0 (tiết diện chữ nhật) Thay vào ta có : Q  8h R bq 0 2 bt sw

Mặt khác: q sw n a R sw sw sw

74, 08 bt sw sw sw tt

 max  min , , , 133 bt ct tt

- Trong vùng gần gối chọn thép 8a100 bố trí trong đoạn l = l/4

- Kiểm tra lại điều kiện qs w tt với Sbt = 100:

274,75 0,1 tt sw sw sw bt q A R

=> đảm bảo, không cần giảm bước đai

- Kiểm tra điều kiện đặt cốt xiên:

=> bê tông và cốt đai đủ khả năng chịu cắt, không cần đặt thêm cốt xiên

Đoạn đầu dầm l/4 chọn đai  8, n = 2, a s w  0,503 cm 2 , S  100 mm

Đoạn giữa dầm chọn đai 8, n = 2, a s w  0,503 cm 2 , S 200 mm

4.2.7 Xác định vùng tới hạn ở dầm

Vùng tới hạn là vùng có khả năng xuất hiện khớp dẻo để tạo ra khả năng phân tán năng lượng lớn

Hình 7.3 Sơ đồ vùng tới hạn trong dầm Vùng tới hạn

Cốt đai trong vùng 2hd được bố trí với khoảng cách thoả mãn: min

Trong vùng dầm còn lại ngoài vùng 2hd bố trí cốt đai với khoảng cách thỏa mãn: min

4.2.8 Tính toán neo, nối cốt thép Độ dài đoạn neo cốt thép là: 365

      Đồng thời do neo cốt thép trong vùng bê tông chịu nén nên

15.18 270 an an l     mm và l an  l * 200 mm Độ dài đoạn neo phải thoả mãn:

Vậy chọn chiều dài đoạn neo Lan = 750 mm

CH ƯƠ NG 5 TÍNH TOÁN VÁCH

C ơ s ở tính toán

- Lõi, vách bê tông cốt thép là một trong những kết cấu chịu lực quan trọng trong nhà nhiều tầng.Nó kết hợp với hệ khung hoặc kết hợp với nhau tạo nên hệ kết cấu chịu lực cho công trình

- Tuy nhiên việc tính toán chưa được đề cập cụ thể trong tiêu chuẩn thiết kế của

Việt Nam Trên thế giới một số tiêu chuẩn đã đưa ra phương pháp thiết kế lõi, vách: Eurocode, BS, ACI

- Đồ án này sẽ thực hiện tính toán theo tiêu chuẩn ACI 318-2008

Các ph ươ ng pháp tính toán

Nội lực tác dụng lên vách

- Thông thường, các vách cứng dạng conson chịu tổ hợp nội lực sau: N, Mx, My, Qx,

Qy Do vách cứng chỉ chịu tải trọng ngang tác động song song với mặt phẳng của nó nên bỏ qua khả năng chịu mô men ngoài mặt phẳng Mx và lực cắt theo phương vuông góc với mặt phẳng Qy, chỉ xét đến tổ hợp nội lực gồm (N, My, Qx)

- 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 bốứng suất đàn hồi

+) Phương pháp giả thiết vùng biên chịu mômen

+) Phương pháp xây dựng biểu đồ tương tác

5.2.1 Phương pháp phân bốứng suất đàn hồi

Phương pháp này chia mặt cắt ngang vách thành những phần tử nhỏ chịu lực kéo hoặc nén đúng tâm, coi nhưứng suất phân bốđều trong mỗi phần tử.Tính toán cốt thép cho từng phần tử.Thực chất là coi vách như những cột nhỏ chịu kéo hoặc nén đúng tâm

Vật liệu đàn hồi Ứng lực kéo do cốt thép chịu, ứng lực nén do cả bê tông và cốt thép chịu

B1 Xác định trục chính và momen quán tính chính trung tâm của vách

B2 Chia vách thành những phần tử nhỏ

B3 Xác định lực dọc tác dụng vào mỗi phần tử: i x 2 i i

B4 Tính toán cốt thép cho mỗi phần tử như cấu kiện chịu kéo nén đúng tâm

- Ưu điểm: pp này đơn giản, có thể áp dụng để tính toán cho các vách có hình dạng phức tạp,

- Nhược điểm: gt cốt thép chịu nén và chịu kéo đều đạt đến giới hạn chảy trên toàn tiết diện vách là chưa chính xác Chỉ tại những phần tử biên hai đầu vách, cốt thép cóthểđạt đến giới hạn chảy, còn ở phần tử giữa vách, cốt thép chưa đạt đến giới hạn chảy

5.2.2 Phương pháp giả thiết vùng biên chịu momen

Phương pháp tính toán độ dày tường theo phân bố ứng suất tuyến tính giả thiết cốt thép đặt ở vùng biên chịu toàn bộ mômen, lực dọc phân bố đều trên toàn tiết diện tường.

- Ứng lực kéo do cốt thép chịu kéo

- Ứng lực nén do cả bê tông và cốt thép chịu

B1 Giả thiết chiều dài B của vùng dựđịnh thiết kế chịu toàn bộ mômen Xét vách chịu lực dọc N và mômen MX.Mômen MX tương đương với cặp ngẫu lực đặt ở hai vùng biên của vách

B2 Xác định lực kéo hoặc nén trong vùng biên: l,r b X l r

Mặt cắt và mặt đứng của vách Trong đó: Ab – diện tích vùng biên; A – diện tích mặt cắt ngang vách

B3 Tính diện tích cốt thép chịu nén, cắt ( tương tự phương pháp 1)

B4 Kiểm tra hàm lượng cốt thép Nếu không thỏa mãn thí phải tăng kích thước B của vùng biên rồi tính lại Chiều dài của vùng biên có giá trị lớn nhất là L/2, nếu vượt quá giá trị này cần tăng bề dày tường

B5 Kiểm tra phần tường còn lại giữa 2 vùng biên nhưđối với cấu kiện nén đúng tâm trường hợp bêtông đã đủ khả năng chịu lực thì cốt thép chịu nén trong vùng này được đặt theo cấu tạo

- Phương pháp này tương tự phương pháp 1, chỉ khác ở chỗ bố trí tập trung toàn bộ lượng cốt thép chịu toàn bộ mômen ở hai đầu vách

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

- Phương pháp này thiên về an toàn vì chỉ kểđến khả năng chịu mômen của một phần tiết diện vách (vùng biên)

5.2.3 Phương pháp xây dựng biểu đồ tương tác

 Nội dung: Phương pháp này dựa trên một số giả thiết về sự làm việc của bêtông và cốt thép để thiết lập trạng thái chịu lực giới hạn (Nu, Mu) của vách.Tập hợp các trạng thái này sẽ tạo thành một đường cong liên hệ giữa lực dọc N và mômen M của trạng thái giới hạn

Biểu đồứng suất trong bê tông, biểu đồ biến dạng, quan hệứng suất biến dạng của cốt thép theo tiêu chuẩn ACI 318-08

- Tiết diện vách phẳng trước khi chịu lực thì vẫn phẳng sau khi chịu lực

- Quan hệứng suất biến dạng của cốt thép được giả thiết đơn giản hóa để thuận tiện cho tính toán như biểu đồ trên hình 8.5

- Giả thiết về biểu đồ ứng suất bêtông vùng nén và bêtông vùng nén quy đổi

- Giả thiết về biến dạng cực hạn quy ước của bêtông vùng nén

Dựa trên biến dạng cực hạn của bê tông ở vùng nén và vị trí của trục trung hòa biểu thị qua chiều cao vùng nén x, có thể xác định trạng thái ứng suất trong bê tông và cốt thép trong vách Các ứng suất này tổng hợp lại thành lực dọc và mômen tại trọng tâm hình học của vách, tương ứng với một điểm của biểu đồ tương tác Nối các điểm đã xác định lại với nhau sẽ tạo thành biểu đồ tương tác Quy trình thiết lập biểu đồ tương tác tuân theo các bước:

Bước 2: tính toán chiều cao bê tông vùng nén quy đổi

Bước 3: tính toán biến dạng của cốt thép

Bước 4: tính toán ứng suất trong cốt thép

Bước 5: tính toán hợp lực của vùng bê tông chịu nén và cốt thép tại trọng tâm hình học của vách

Bước 6: thay đổi x và làm lại từ bước 1

Thiết lập biểu đồ tương tác

Biểu đồ này được thiết lập bằng sự trợ giúp của máy tính Nếu tính tay, ta vẫn có thể thiết lập biểu đồ gần đúng bằng cách nối một số điểm chính bằng đoạn thẳng

Có 5 điểm chính sau đây: Điểm A: lực dọc Nu=0, giao điểm với trục hoành M Điểm B: điểm cân bằng, biến dạng lớn nhất của bê tông vùng nén đạt đến biến dạng cực hạn quy ước của bê tông đồng thời biến dạng lớn nhất của cốt thép đạtđến giới hạn chảy Điểm C: điểm chịu nén, tất cả cốt thép trên tiết diện đều chịu nén (x=h) Điểm D: M=0, giao điểm với trục tung N Điểm E: x=h/2

PP này xây dựng biểu đồ tương tác có thể coi như là pp chính xác nhất phản ánh đúng nhất sự làm việc của vách bêtông cốt thép trong 3 phương pháp

Phương pháp này thực chất coi vách cứng là một cấu kiện chịu nén lệch tâm và cốt thép phân bố trên toàn tiết diện vách được kểđến trong khả năng chịu lực của vách

Việc thiết lập biểu đồ tương tác đòi hỏi khối lượng tính toán khá lớn Để giảm khối lượng tính toán, ta có thể sử dụng biểu đồ tương tác gần đúng

→ Kết luận: trên cơ sở phân tích ta chọn pp vùng biên chịu momen để tính toán.

Yêu c ầ u tính toán và c ấ u t ạ o

- Kiểm tra khả năng chịu nén của BT vùng nén:  n (max) R b

- Thiết kế thép vùng chịu kéo: cốt thép được tính với ứng suất kéo chính  kc

+ Kiểm tra vết nứt theo TCXDVN 356-2005

+ Các quy định về dấu nội lực tương tự trong SBVL

 Một số quy định chung về cấu tạo cốt thép của lõi và vách cứng

- Hàm lượng tối thiểu của cốt thép dọc chịu ứng suất kéo trong vách là 0,6%(đối với động đất trung bình và mạnh) nhưng không được vượt quá 3,5%

- Cốt thép nằm ngang chọn không ít hơn 1/3 cốt thép dọc và  0,4%

- Khoảng cách giữa các thanh cốt thép dọc và ngang không được lớn hơn trị số nhỏ nhất trong 2 trị số sau đây: s1,5.t và s30 (cm)

Trong đó: t là chiều dày lõi

- Đường kính cốt thép ( kể cả cốt thép thẳng đứng và cốt thép nằm ngang ) chọn không nhỏ hơn 10 (mm)

- Thép chịu lực được bố trí theo tính toán, bố trí tập trung ở phần đầu của tường cứng để ngăn cản sự giảm đột ngột khả năng chịu uốn của tường cứng khi bê tông bị ép vỡ

- Cốt thép ngang, dọc cần được tăng cường trong các vùng sau đây:

+) Tầng đỉnh của vách cứng

+)Vùng đáy vách cứng có độ cao bằng 1/8 độ cao vách cứng nhưng cũng không nhỏ hơn độ cao tầng dưới cùng

- Cốt thép trong mọi vùng vách cứng cần được đặt thành 2 lớp

- Cốt đai trong lanh tô yêu cầu cấu tạo như cốt đai dầm ở đoạn gần gối tựa

- Cốt thép ngang trong vách cứng cũng cần được cấu tạo như cốt đai trong cột Hàm lượng tối thiểu 0,25% và phải uốn móc 135 o , chiều dài móc là 10.

Tính toán vách thang máy

Thép mềm CII: fy = 305,8 MPa , Es = 2,1.10 5 Mpa

5.4.1 Tính cốt thép vách đứng

 Tính toán cho vách V2 (Pier 2)

Phương trình cân bằng của cấu kiện nén đúng tâm theo ACI 318-08 là:

Trong đó: +) Ab – diện tích bêtông;

+) Asc – diện tích cốt thép chịu nén;

+) ϕ c – hệ số giảm độ bền khi chịu nén, đối với tường ϕ c = 0,7

Từđó ta tính được diện tích thép chịu nén như sau: n ' c b c sc ' y c

Diện tích thép chịu kéo: s k b y

 f , với   b 0,9 là hs giảm độ bền khi chịu uốn

Hàm lượng cốt thép chịu kéo lớn nhất là 0,06; chịu nén lớn nhất là 0,04 a Tính toán vách

- Sử dụng nội lực tại TH, chân vách có Nmax, nội lực như sau:

- Để tính cốt thép cho V2, ta chia vách thành những phần tử nhỏ:

 Tính thép dọc ở vùng biên

Xác định lực kéo vùng biên của vách xác định qua công thức:

Trong đó: A t,p : Diện tích toàn bộ tiết diện ngang vùng biên trái, biên phải của vách

A: Diện tích mặt cắt toàn bộ vách

B t , B p : Bề rộng vùng biên, lớn hơn hoặc bằng t w và nhỏ hơn 0,5L w

Lực tác dụng lên vùng biên bên phải:

→ Vùng biên trái chịu nén ít Tính biên phải như cấu kiện nén đúng tâm có sự tham gia của cả bê tông và cốt thép dọc chịu nén

Lực tác dụng lên vùng biên trái:

→ Vùng biên phải chịu nén Tính biên phải như cấu kiện nén đúng tâm có sự tham gia của cả bê tông và cốt thép dọc chịu nén

 Tính toán cốt thép dọc tham gia chịu nén ở cả 2 vùng biên

Diện tích cốt thép dọc chịu nén trong vùng biên xác định qua công thức:

→ Cốt thép dọc đặt theo cấu tạo

 Tính cốt dọc vùng giữa

- Lực dọc tại tâm phần tử: 2 N 2 10774

- Diện tích cốt thép chịu nén:

- Các công thức dưới đây được viết dưới dạng của hệđơn vị SI

- Nội lực tác động được kí hiệu là Nu, Mu, Vu Chiều cao làm việc của vách là d

- Độ bền dang nghĩa của bê tông Vc lấy theo giá trị nhỏ hơn trong 2 giá trị sau:

Trong đó: +) abs là hàm lấy giá trị tuyệt đối trong toán học

  , không được áp dụng biểu thức (b)

+) Khả năng chịu cắt của tường là: V u    V c  V s  v ớ i ϕ =0,85

+) Như vậy, độ bền danh nghĩa của thép khi chịu cắt Vs là: V s V u V c

Nếu V u V c / 2thì đặt cốt ngang theo cấu tạo

Nếu V u V c / 2và V s 2 3 f t d c ' w thì diện tích cốt thép ngang yêu cầu là ys s s

 f d, với s là bước của cốt thép theo phương đứng

Nếu V s 2 3 f t d c ' w thì để ngăn cản phá hoại giòn xảy ra, cần phảităng tiết diện vách

- Xác định độ bề danh nghĩa của bê tông:

  → không áp dụng biểu thức (b) c

       → đặt cốt ngang cấu tạo

Cốt thép ngang chọn với hàm lượng  0, 4% đối với cùng có động đất mạnh và không ít hơn 1/3 với hàm lượng cốt thép dọc

   trên suốt chiều dài tầng

Ta có, theo phụ lục tính toán thép cho vách, diện tích thép nhỏ, âm

Nên đặt thép cấu tạo cho cả vùng biên và giữa của tất cả các vách

Theo tài liệu “Kết cấu BTCT 2” thì cốt thép trong lanh tô được xác định như sau:

- Khoảng cách giữa các cốt ngang s≤h/4 → 3,8 2, 2 s 0, 4m

- Diện tích cốt thép phía trên và phía dưới tiết diện:

At,d 0,0015.t.h0,0015.25.1606cm → chọn 14a 200 bố trí cho 1 tiết diện(trên và dưới)

- Diện tích cốt đai: A d 0,0025.t.s0,0015.25.402,5cm 2 , chọn 12a200mm 2 nhánh có A d 3,08cm 2

- Diện tích cốt xiên: A x 0,0015t.h 0, 0015.25.1606cm 2

Cốt xiên phải đặt thành 2 lớp chéo nhau, chọn 4 14 có A s 6,15cm 2

CH ƯƠ NG 6 TÍNH TOÁN C Ầ U THANG B Ộ

- Bản vẽ kiến trúc công trình

- TCVN 5574:2018 Kết cấu bê tông cốt thép Tiêu chuẩn thiết kế

- TCVN 2737:1995 Tải trọng và tác động

Mặt bằng kiến trúc cầu thang

6.2 Mặt bằng kết cấu cầu thang:

- Lựa chọn phương án kết cấu cầu thang loại không cốn

6.2.1 Sơ bộ chọn tiết diện

6.2.1.1 Chọn kích thước bậc thang

- Theo b ả n v ẽ ki ế n trúc ta ch ọ n b ậ c thang có kích th ướ c bxh = (28x15)cm

6.2.1.2 Chọn chiều dày bản thang h b  l D m = 1,2    1,1 1,1 30  35      0,037  0,044 (m) 

- C ầ u thang lo ạ i không c ố n nên ta ch ọ n h b = 10cm b ằ ng chi ề u dày sàn

6.2.1.3 Chọn kích thước DCN a Cơ sở chọn kích thước dầm

- Chọn kích thước dầm theo công thức :

+ bd ; hd là bề rộng và chiều cao dầm

+ l : chiều dài nhịp mà dầm gác lên b Kết quả chọn kích thước dầm d

- Chọn bd = 22 cm (bề rộng dầm đảm bảo đủđể tường gác lên)

- Kích thước dầm DCN : bdxhd = (22x30)cm

Mặt bằng kết cấu cầu thang:

6.3 Tính toán các bộ phận cầu thang:

Thép dọc chịu lực CB300V có: R s  280 M Pa R ; sw  225 M Pa E ; s  21.10 4 MPa  R 0,595; R 0,418

6.3.2 Tính toán bản thang: a Tải trọng

Chiều dày lớp  Hệ số vượt tải

- Theo tiêu chuẩn TCVN 2737-95 với cầu thang lấy P tc 00 daN/m 2 , hệ số vượt tải n=1,2

- Bản làm việc 1 phương với tt l 2800 l 3252(mm) cos 0,861

- Cắt dải bản rộng 1m theo phương làm việc của bản

Sơ đồ tính bản thang

12,08 12,08 c Tải trọng tác dụng vào bản thang

- Tải trọng tác dụng vào bản thang được tính toán trong chương 3- “ Tải trọng và tác động” , kết quả như sau :

+ Tĩnh tải tác dụng vào bản thang : gb = 5,03 kN/m 2

+ Hoạt tải tác dụng vào bản thang : pb = 3,6 kN/m 2

- Tổng tải tác dụng lên bản : q’b = gb + pb = 5,03 + 3,60 = 8,63 (kN/m 2 )

- Cắt dải bản rộng 1m nên tải trọng phân bố trên 1m dài là q’b = 8,63 kN/m

- Tải trọng vuông góc với bản thang : qb = q’b cosα =8,63 0,861 = 7,43 kN/m d Tính toán nội lực bản thang

   e Tính toán và bố trí cốt thép

- Chọn lớp bảo vệ : abv = 1,5 (cm)  ho = h – abv = 10 – 1,5 = 8,5 (cm) m 2 2 b o

- Chọn thép  8a1 0 0 có As = 5,03(cm 2 )

- Kiểm tra hàm lượng thép: sc b b min max R o s

- Vậy cốt thép đã chọn là hợp lý

- Cốt thép cấu tạo chịu mô men âm: Chọn 6a200,A sc 1,41cm 2

- Cốt thép phân bốđặt cấu tạo là  6a 200

6.3.3 Tính toán bản chiếu nghỉ

- Tính toán bản chiếu nghỉ là bản sàn đơn làm việc 2 phương với sơđồ tính như hình vẽ:

- Chọn chiều dày bản chiếu nghỉ bằng chiều dày bản thang: hcm a Tải trọng tác dụng

Tổng tĩnh tải chiếu nghỉ 3.89

- Tổng tải tác dụng lên bản : q ' b  g b  p b  3,89  3, 6  7, 49 kN / m  2 

- Tải trọng bản trên 1m dài q b 7, 49 kN / m  b Tính toán nội lực

   c Tính toán và bố trí cốt thép

- Tính toán với mô men dương theo phương cạnh ngắn M g  1,13 kN.m  

- Chọn lớp bảo vệ : abv = 1,5 (cm), ho = h - abv = 10 - 1,5 = 8,5 (cm) m 2 2 b o

 Chọn thép  6a 200 có As 1,41(cm 2 )

- Kiểm tra lại hàm lượng thép chọn : sc b b min max R o s

- Chọn thép  6a 200bố trí cho mô men âm theo phương cạnh ngắn

- Tính toán tương tự với M ;M ,M 1 2 II ta được thép  6a 200 bố trí cho mô men dương theo phương cạnh ngắn và phương cạnh dài

6.3.4 Tính dầm chiếu nghỉ a Sơ đồ tính

- Dầm chiếu nghỉ 1 được tính toán như 1 dầm đơn giản tựa hai đầu khớp q

- Do bản thang truyền vào:q 1 8,63.3,25 14,02 kN / m 

- Do bản chiếu nghỉ truyền vào:q 2 q bcn l 1 7, 49 1,9 7,12 kN / m 

Do bản chiếu nghỉ là bản làm việc 1 phương, tải trọng truyền vào dầm chiếu nghỉ là tải trọng hình chữ nhật

Do trọng lượng bản thân dầm:q 3 b.h.25.1,1 0, 22.0,30.25.1,1 1,82 kN / m   

- Tổng tải trọng tác dụng lên dầm : q    q 1 q 2 q 3 q 4 23,065 kN / m  c Nội lực

   d Tính toán và bố trí cốt thép

- Chọn lớp bảo vệ : a = 3 (cm),  ho = h - a = 30 - 3 = 27 (cm) m 2 2 R b o

- Chọn thép 2 16  có tổng As = 4,02(cm 2 )

- Kiểm tra lại hàm lượng cốt thép chọn : sc b b min max R o s

Thép chịu mômen âm lấy cấu tạo là 2 16 

- Kiểm tra điều kiện tính toán : Q max (i) b4 (1+  n )Rbt b h 2 o / C = Qbo

+  n = 0 do bỏ qua lực dọc vì rất nhỏ

+ C =2h0 khi tính cho trường hợp bất lợi nhất

- Qmax 5,17 KN < 46,77 KN Do vậy không cần tính toán cốt thép đai,chọn cốt đai theo cấu tạo

- Xác định bước đai cấu tạo (a đ ):

+ Đối với đoạn đầu dầm tính từ gối tựa ra 1 đoạn Sg=1/4 l nhịp dầm (áp dụng với dầm chịu tải phân bốđều)

+ Khoảng cách cốt đai a đ được xác định như sau : a đ = min (150;0,5h)mm 150mm (áp dụng với h ≤ 450 mm)

+ Đối với đoạn giữa dầm khoảng cách cốt đai agđược xác định như sau : ag min (500 ;3/4h)mm = 225mm chọn ag = 220 mm

- Chọn cốt đai cấu tạo :

+ Đường kính tối thiểu của cốt thép đai thường lấy từ 6 đến 10 mm với chiều cao dầm nhỏ hơn 800 mm lấy từ 8 trở lên với chiều cao dầm lớn hơn 800 mm

GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN : T.S NGUYỄN NGỌC THANH SINH VIÊN THỰC HIỆN : PHẠM VĂN LUÂN

- ĐÁNH GIÁ ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH

- LỰA CHỌN GIẢI PHÁP NỀN MÓNG

GVHD: TS NGUY Ễ N NG Ọ C THANH

I ĐÁNH GIÁ ĐẶC ĐIỂM CÔNG TRÌNH

- Tên công trình : Nhà ở cán bộ công ty dệt 8-3

- Công trình gồm: 15 tầng nổi

- Tổng chiều cao xây dụng công trình là 50,4m (tính đến đỉnh mái) so với cốt +0,00

- KC khung - vách chịu lực

- Do công trình là nhà cao tầng, nên tải trọng đứng, mômen lật do tải trọng gió và tải trọng động đất gây ra rất lớn, vì vậy đòi hỏi móng và nền phải có khả năng chịu lực tốt, đồng thời phải đảm bảo cho độ lún và nghiêng của công trình được khống chế trong phạm vi cho phép, đảm bảo cho công trình có đủ tính ổn định dưới tải trọng gió Điều đó đã đặt ra cho công tác thiết kế và thi công móng những yêu cầu rất cao và khá nghiêm khắc

Thiết kế móng phải đáp ứng được các yêu cầu sau đây:

- Áp lực thêm ởđáy móng không được vượt quá khả năng chịu lực của nền đất hoặc khả năng chịu lực của cọc

- Tổng lượng lún và chênh lệch lún của móng cũng nhưđộ nghiêng của công trình phải nhỏ hơn trị số cho phép TCVN 10304-2014 (phụ lục E)

S tb  S gh = 10 cm ΔS ΔS gh = 0.002 (Không có tường chèn)

- Đáp ứng các yêu cầu chống thấm đối với các phần ngầm của công trình

- Việc thi công móng phải tránh hoặc tìm biện pháp để giảm ảnh hưởng tới công trình xây dựng lân cận, dự báo tác hại đến môi trường, cách phòng chống

II ĐỊ A CH Ấ T CÔNG TRÌNH ĐỊ A CH Ấ T TH Ủ Y V Ă N

Bùn sét l ầ n mùn th ự c v ậ t, xám đ en, tr ạ ng thái ch ả y

Sét pha n ặ ng, xám tr ắ ng ph ớ t vàng, ph ớ t nâu đỏ tr ạ ng thái d ẻ o m ề m

Cát pha n ặ ng l ẫ n s ỏ i, xám vàng ph ớ t h ồ ng ch ặ t v ừ a

Sét n ử a béo, nâu đỏ , vàng, nâu vàng, tr ạ ng thái c ứ ng

Sét l ẫ n cát & laterrit, nâu đỏ - nâu vàng, c ứ ng 1.8 13.79 21.8 27.2 0.417 35.6 17.5 18.1 < 0 - 16600 36

Sét l ẫ n cát, vàng - nâu đỏ , tr ạ ng thái n ử a c ứ ng

8 Cát pha n ặ ng, nâu xám, ch ặ t v ừ a 7 16.7 20.9 26.7 0.496 - - - - 22.21 25150 41

1.1 Phân tích tr ạ ng thái và tính ch ấ t xây d ự ng c ủ a các l ớ p đấ t

- Theo kết quả khoan của 03 hố với tổng số mét là 296,5m lấy và thí nghiệm 67 mẫu đất, thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn (SPT) 88 lần Kết quả thí nghiệm hiện trường (thí nghiệm cắt cánh, thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn), kết quả thí nghiệm trong phòng các mẫu đất, mẫu nước trong phạm vi chiều sâu khảo sát, địa tầng của diện tích xây dựng dự án được chia thành 8 lớp đất, theo thứ tự từ trên xuống dưới được đánh giá như sau: Để lựa chọn phương án nền móng, cần đánh giá tính chất xây dựng của các lớp đất:

* L ớ p 1: Lớp đất lấp, dày 1,2 m.Ta giả thiết để tính áp lực đất

=> Lớp đất có tính xây dựng kém cần đào bỏ khi thi công

* L ớ p 2: Lớp bùn sét lần mùn thực vật, xám đen dày 9,1m Độ sệt:I L  1,2 => Đất ở trạng thái chảy

1 phần lớp đất nằm dưới mực nước ngầm có trọng lượng riêng đẩy nổi:

Mô đun tổng biến dạng E = 590(kPa) < 5000(kPa)

Kết luận: lớp đất không có khả năng xây dựng

* L ớ p 3: Lớp sét pha nặng, xám trắng phớt vàng, phớt nâu đỏ trạng thái dẻo dày 2,7 m

Lớp đất nằm dưới mực nước ngầm có trọng lượng riêng đẩy nổi:

Kết luận: Đất sét pha có 0,5< IL=0,57< 0,75 Đất ở trạng thái dẻo mềm; có mô đun tổng biến dạng E = 3470 kPa < 5000(kPa)

Đây là lớp có tính nén lún yếu, N30= 4 cho thấy đây là lớp đất có sức chịu tải trọng yếu, lớp đất có tính chất xây dựng kém

* L ớ p 4: Lớp cát pha nặng lẫn sỏi, xám vàng phớt hồng chặt vừa dày 21,4 m

Kết luận: Ta có N30= 14 Mô đun tổng biến dạng E = 20000 (kPa) > 5000(kPa) cho thấy đây là lớp đất có sức chịu tải trọng trung bình Đây là lớp đất có tính chất xây dựng trung bình

* L ớ p 5: Sét nửa béo, nâu đỏ, vàng, nâu vàng, trạng thái cứng dày 12,1m Độ sệt:I L  0,38 => Đât ở trạng thái dẻo cứng

Mô đun tổng biến dạng E800 (kPa) >5000(kPa)

Kết luận: Đất sét pha có IL< 0 Đất ở trạng thái cứng;

Đây là lớp có tính nén lún nhỏ, N30= 40 cho thấy đây là lớp đất có sức chịu tải trọng lớn, lớp đất có tính chất xây dựng tốt

* L ớ p 6: Sét lẫn cát & laterrit, nâu đỏ - nâu vàng, cứng dày 1,8m

Kết luận: Đất sét pha có I L < 0 N30= 36 Mô đun tổng biến dạng E = 16600 (kPa) > 5000(kPa) cho thấy đây là lớp đất có sức chịu tải trọng lớn Đây là lớp đất có tính chất xây dựng tốt

* L ớ p 7: Sét lẫn cát, vàng - nâu đỏ, trạng thái nửa cứng dày 4,7m

Kết luận: N30= 28 Mô đun tổng biến dạng E = 14200(kPa) > 5000(kPa) cho thấy đây là lớp đất có sức chịu tải trọng lớn Đây là lớp đất có tính chất xây dựng tốt

* L ớ p 8: Cát pha nặng, nâu xám, chặt vừa dày 7m

Kết luận: N30= 41, Mô đun tổng biến dạng E = 25150 (kPa) > 5000(kPa) là bằng chứng cho thấy lớp đất này có khả năng chịu tải trọng lớn, thể hiện tính chất xây dựng tốt.

Kết luận: Lớp đất 5,6,7,8 có tính xây dựng tốt Với phương án móng cọc thì có thể tiết kiệm chi phí hơn so với móng nông và đệm cát Hơn nữa, do đáy đài đặt trên nền cọc nên giảm được độ sâu đào hố móng và là phương án tạo độổn định tốt cho công trình

-60.750 §ÊT LÊP BùN SéT LẫN MùN THựC VậT

CáT PHA NặNG LẫN SỏI

SéT NửA BéO NÂU Đỏ

SéT LẫN CáT LATERRIT SéT LẫN CáT

CáT PHA NặNG NÂU XáM

SéT PHA NặNG XáM TRắNG

Tr ụđị a t ầ ng – H ố khoan HK3

Mực nước ngầm ít biến động và ổn định về thời gian quan trắc Cao độ mực nước ngầm lớn nhất là -0.6m, thấp nhất là -0.7m so với cốt tự nhiên trong thời gian quan trắc

III LỰA CHỌN GIẢI PHÁP NỀN MÓNG

1 Lựa chọn loại nền móng

- Quy mô công trình 15 tầng nổi với chiều cao 50,4m tính từ cos 0.00

- Địa chất các lớp 1, 2, 3 yếu ( lớp 3 : có E = 3470 kPa, IL = 0,57 ) thế nên ta sử dụng phương án móng cọc

- Tải trọng công trình lớn, có kểđến gió động, động đất (P = -2840,8 kN tại chân cột C33)

- l ớ p đấ t 4 là l ớ p cát l ẫ n s ỏ i nên r ấ t khó kh ă n khi thi công ép c ọ c

- Vị trí công trình nằm cạnh mặt đường nên rất thuận lợi cho vận chuyển vật tư vật liệu

=> Chọn giải pháp móng cọc khoan nhồi

2 Giải pháp mặt bằng móng

- Lựa chọn giải pháp mặt bằng móng

+ Dưới chân cột: sử dụng giải pháp móng đơn cọc khoan nhồi

+ Giằng móng chọn sơ bộ kích thước tiết diện 220x400mm

Các đài móng được liên kết bởi các giằng móng nhằm giảm lún lệch giữa các móng

1 Các giả thiết tính toán

- Tải trọng ngang hoàn toàn do các lớp đất từđáy đài trở lên tiếp nhận

- Sức chịu tải của cọc trong móng được xác định nhưđối với cọc đơn đứng riêng rẽ, không kểđến ảnh hưởng của nhóm cọc

- Tải trọng của công trình qua đài cọc chỉ truyền lên các cọc chứ không trực tiếp truyền lên phần đất nằm giữa các cọc tại mặt tiếp giáp với đài cọc

- Khi kiểm tra cường độ của nền đất và khi xác định độ lún của móng cọc thì người ta coi móng cọc như một móng khối quy ước bao gồm cọc và các phần đất giữa các cọc

- Đài cọc xem như tuyệt đối cứng

2 Nội lực xuất từ mô hình ETABS

- Nôi lực truyền xuống móng giữa từ cột giữa C33

Story Column Fz Fx Fy Mx My

- N ộ i l ự c truy ề n xu ố ng móng biên t ừ c ộ t biên C39

3 Tải trọng giằng truyền lên móng

- Tải trọng giằng truyền lên các móng như sau:

4 Tổng nội lực tính toán đến mặt đài móng

Nôi l ự c truy ề n xu ố ng móng gi ữ a c ộ t tr ụ c C-6

- N ộ i l ự c truy ề n xu ố ng móng biên c ộ t tr ụ c G-8

5 Lựa chọc cọc và vật liệu làm cọc

+ Bê tông cấp độ bền B25 có R b 14,5Mpa, R bt 1,05Mpa

+ Cốt thép chịu lực nhóm CB300-V có R s R sc 280Mpa

+ Cốt thép đai nhóm CB240-T có R s R sc 225Mpa

+ Chọn cọc có đường kính d = 600mm, cắm vào lớp đất thứ 5 và ngàm vào lớp đất này 1 đoạn 1,5m

+ Chọn sơ bộđài móng cao 1,6m

+ Diện tích tiết diện cọc:

+ Khi cốt thép dọc được nối cần phải hàn theo yêu cầu chịu lực, khi lực nhổ là nhỏ, cốt thép dọc được bố trí đến độ sâu cần thiết để lực kéo được triệt tiêu hoàn toàn thông qua cọc ma sát

+ Chọn thép 16 16 có A s  3, 216.10 m ;  3 2   1,13% , khoảng cách giữa các thanh cốt thép a = 100mm

+ Cốt thép đai dạng xoắn đ Dc ọ c/100 =0,6mm Chọn 8a200 Do chiều dài lồng thép lớn >4m, để tăng cường độ cứng tính toàn khối, ta bổ xung thép đai 16 khoảng cách 2m Đồng thời cốt đai này được sử dụng để gắn các miếng kê tạo lớp bảo vệ cốt thép Chiều dày lớp bảo vệ cốt thép dọc không nhỏ hơn 50mm

+ Sơ bộ chọn các kích thước :

Chiều cao đài móng là h = 1,6m

Chiều cao cổ móng 0,6m, đáy đài được đặt ở cos -2,95m

Chân cọc cắm vào lớp 5 lớp sét 1,5m, Phần đầu cọc đập vỡ bêtông chừa cốt thép một đoạn là 60cm

Phần cọc ngàm vào đài 20cm

Tổng chiều dài cọc tính từđáy đài đến chân cọc là L = 33,7m; tổng chiều cọc tính cả phần đập đầu cọc là L = 34,5m

6.1 Tính toán sức chịu tải của cọc

6.1.1 Tính toán sức chịu tải của cọc theo vật liệu

- Theo TCVN 10304-2014 ta có sức chịu tải của cọc theo vật liệu làm cọc tính theo công thức: P v     ( cb ' cb R A b b  R A ) sc s

Trong đó:+  cb là hệ sốđiều kiện làm việc của cọc khoan nhồi bê tông qua ống dịch chuyển thẳng đứng,   cb 0,85

+  ' cb là hệ sốđiều kiện làm việc kể tới ảnh hưởng của pp thi công cọc,   ' cb 0, 7 + R là c b ường độ chịu nén của bê tông cọc

+ A là di b ện tích tiết diện bêtông A b  A  A s  0, 283  3, 216.10  3  0, 279m 2

+ A là di s ện tích cốt thép dọc trục, R là c s ường độ tính toán cốt thép

+ Tính φ: theo TCVN 10304-2014, đối với mỗi loại cọc, khi tính toán theo cường độ vật liệu cho phép xem cọc như 1 thanh ngàm cứng trong đất tại tiết diện cách đáy đài một đoạn l1 : 1 0 2 l l

+ k : là hệ số tỷ lệ phụ thuộc vào loại đất bao quanh mũi cọc theo bảng A-1

+Eb : môđun đàn hồi của vật liệu làm cọc Eb= 30.10 3 MPa = 30.10 6 KPa

+bp : chiều rộng quy ước của cọc, được lấy như sau: Đối với cọc ống, cọc cột, cọc nhồi có đường kính thân cọc d 0,8m thì b p = 1,5d+0,5=1,5.0,6+0,5=1,4 m

+I : mômen quán tính của tiết diện cọc,

+ c = 3 hệ sốđiều kiện làm việc

Ta có khả năng chịu lực của cọc khoan nhồi theo vật liệu như sau:

6.1.2 Tính toán sức chịu tải cọc theo đất nền

- Sức chịu tải của cọc tính theo chỉ tiêu cơ lý của đất:

- Trong đó: + γ c = 1 là hệ sốđiều kiện làm việc của cọc trong đất

+ qb là cường độ sức kháng của đất dưới mũi cọc

+ u = 2.3,14.0,3=1,884 m chu vi tiết diện ngang thân cọc

+ fi là cường độ sức kháng trung bình của lớp đất thứ i lên thân cọc

+ Ab=3,14.0,3 2 = 0,283m 2 diện tích tiết diện ngang mũi cọc

+ li chiều dài đoạn cọc nằm trong lớp đất thứ i

M ặ t b ằ ng k ế t c ấ u c ầ u thang

- Lựa chọn phương án kết cấu cầu thang loại không cốn

6.2.1 Sơ bộ chọn tiết diện

6.2.1.1 Chọn kích thước bậc thang

- Theo b ả n v ẽ ki ế n trúc ta ch ọ n b ậ c thang có kích th ướ c bxh = (28x15)cm

6.2.1.2 Chọn chiều dày bản thang h b  l D m = 1,2    1,1 1,1 30  35      0,037  0,044 (m) 

- C ầ u thang lo ạ i không c ố n nên ta ch ọ n h b = 10cm b ằ ng chi ề u dày sàn

6.2.1.3 Chọn kích thước DCN a Cơ sở chọn kích thước dầm

- Chọn kích thước dầm theo công thức :

+ bd ; hd là bề rộng và chiều cao dầm

+ l : chiều dài nhịp mà dầm gác lên b Kết quả chọn kích thước dầm d

- Chọn bd = 22 cm (bề rộng dầm đảm bảo đủđể tường gác lên)

- Kích thước dầm DCN : bdxhd = (22x30)cm

Mặt bằng kết cấu cầu thang:

6.3 Tính toán các bộ phận cầu thang:

Thép dọc chịu lực CB300V có: R s  280 M Pa R ; sw  225 M Pa E ; s  21.10 4 MPa  R 0,595; R 0,418

6.3.2 Tính toán bản thang: a Tải trọng

- Theo tiêu chuẩn TCVN 2737-95 với cầu thang lấy P tc 00 daN/m 2 , hệ số vượt tải n=1,2

- Bản làm việc 1 phương với tt l 2800 l 3252(mm) cos 0,861

- Cắt dải bản rộng 1m theo phương làm việc của bản

Sơ đồ tính bản thang

12,08 12,08 c Tải trọng tác dụng vào bản thang

- Tải trọng tác dụng vào bản thang được tính toán trong chương 3- “ Tải trọng và tác động” , kết quả như sau :

+ Tĩnh tải tác dụng vào bản thang : gb = 5,03 kN/m 2

+ Hoạt tải tác dụng vào bản thang : pb = 3,6 kN/m 2

- Tổng tải tác dụng lên bản : q’b = gb + pb = 5,03 + 3,60 = 8,63 (kN/m 2 )

- Cắt dải bản rộng 1m nên tải trọng phân bố trên 1m dài là q’b = 8,63 kN/m

- Tải trọng vuông góc với bản thang : qb = q’b cosα =8,63 0,861 = 7,43 kN/m d Tính toán nội lực bản thang

   e Tính toán và bố trí cốt thép

- Chọn lớp bảo vệ : abv = 1,5 (cm)  ho = h – abv = 10 – 1,5 = 8,5 (cm) m 2 2 b o

- Chọn thép  8a1 0 0 có As = 5,03(cm 2 )

- Kiểm tra hàm lượng thép: sc b b min max R o s

- Vậy cốt thép đã chọn là hợp lý

- Cốt thép cấu tạo chịu mô men âm: Chọn 6a200,A sc 1,41cm 2

- Cốt thép phân bốđặt cấu tạo là  6a 200

6.3.3 Tính toán bản chiếu nghỉ

- Tính toán bản chiếu nghỉ là bản sàn đơn làm việc 2 phương với sơđồ tính như hình vẽ:

- Chọn chiều dày bản chiếu nghỉ bằng chiều dày bản thang: hcm a Tải trọng tác dụng

Tổng tĩnh tải chiếu nghỉ 3.89

- Tổng tải tác dụng lên bản : q ' b  g b  p b  3,89  3, 6  7, 49 kN / m  2 

- Tải trọng bản trên 1m dài q b 7, 49 kN / m  b Tính toán nội lực

   c Tính toán và bố trí cốt thép

- Tính toán với mô men dương theo phương cạnh ngắn M g  1,13 kN.m  

- Chọn lớp bảo vệ : abv = 1,5 (cm), ho = h - abv = 10 - 1,5 = 8,5 (cm) m 2 2 b o

 Chọn thép  6a 200 có As 1,41(cm 2 )

- Kiểm tra lại hàm lượng thép chọn : sc b b min max R o s

- Chọn thép  6a 200bố trí cho mô men âm theo phương cạnh ngắn

- Tính toán tương tự với M ;M ,M 1 2 II ta được thép  6a 200 bố trí cho mô men dương theo phương cạnh ngắn và phương cạnh dài

6.3.4 Tính dầm chiếu nghỉ a Sơ đồ tính

- Dầm chiếu nghỉ 1 được tính toán như 1 dầm đơn giản tựa hai đầu khớp q

- Do bản thang truyền vào:q 1 8,63.3,25 14,02 kN / m 

- Do bản chiếu nghỉ truyền vào:q 2 q bcn l 1 7, 49 1,9 7,12 kN / m 

Do bản chiếu nghỉ là bản làm việc 1 phương, tải trọng truyền vào dầm chiếu nghỉ là tải trọng hình chữ nhật

Do trọng lượng bản thân dầm:q 3 b.h.25.1,1 0, 22.0,30.25.1,1 1,82 kN / m   

- Tổng tải trọng tác dụng lên dầm : q    q 1 q 2 q 3 q 4 23,065 kN / m  c Nội lực

   d Tính toán và bố trí cốt thép

- Chọn lớp bảo vệ : a = 3 (cm),  ho = h - a = 30 - 3 = 27 (cm) m 2 2 R b o

- Chọn thép 2 16  có tổng As = 4,02(cm 2 )

- Kiểm tra lại hàm lượng cốt thép chọn : sc b b min max R o s

Thép chịu mômen âm lấy cấu tạo là 2 16 

- Kiểm tra điều kiện tính toán : Q max (i) b4 (1+  n )Rbt b h 2 o / C = Qbo

+  n = 0 do bỏ qua lực dọc vì rất nhỏ

+ C =2h0 khi tính cho trường hợp bất lợi nhất

- Qmax 5,17 KN < 46,77 KN Do vậy không cần tính toán cốt thép đai,chọn cốt đai theo cấu tạo

- Xác định bước đai cấu tạo (a đ ):

+ Đối với đoạn đầu dầm tính từ gối tựa ra 1 đoạn Sg=1/4 l nhịp dầm (áp dụng với dầm chịu tải phân bốđều)

+ Khoảng cách cốt đai a đ được xác định như sau : a đ = min (150;0,5h)mm 150mm (áp dụng với h ≤ 450 mm)

+ Đối với đoạn giữa dầm khoảng cách cốt đai agđược xác định như sau : ag min (500 ;3/4h)mm = 225mm chọn ag = 220 mm

- Chọn cốt đai cấu tạo :

+ Đường kính tối thiểu của cốt thép đai thường lấy từ 6 đến 10 mm với chiều cao dầm nhỏ hơn 800 mm lấy từ 8 trở lên với chiều cao dầm lớn hơn 800 mm

GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN : T.S NGUYỄN NGỌC THANH SINH VIÊN THỰC HIỆN : PHẠM VĂN LUÂN

- ĐÁNH GIÁ ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH

- LỰA CHỌN GIẢI PHÁP NỀN MÓNG

I ĐÁNH GIÁ ĐẶC ĐIỂM CÔNG TRÌNH

Kết luận: Ta có N30= 14 Mô đun tổng biến dạng E = 20000 (kPa) > 5000(kPa) cho thấy đây là lớp đất có sức chịu tải trọng trung bình Đây là lớp đất có tính chất xây dựng trung bình

Kết luận: N30= 41, Mô đun tổng biến dạng E = 25150 (kPa) > 5000(kPa) cho thấy đây là lớp đất có sức chịu tải trọng lớn Đây là lớp đất có tính chất xây dựng tốt

III LỰA CHỌN GIẢI PHÁP NỀN MÓNG

Các đài móng được liên kết bởi các giằng móng nhằm giảm lún lệch giữa các móng

+ Cốt thép đai dạng xoắn đ Dc ọ c/100 =0,6mm Chọn 8a200 Do chiều dài lồng thép lớn >4m, để tăng cường độ cứng tính toàn khối, ta bổ xung thép đai 16 khoảng cách 2m Đồng thời cốt đai này được sử dụng để gắn các miếng kê tạo lớp bảo vệ cốt thép Chiều dày lớp bảo vệ cốt thép dọc không nhỏ hơn 50mm

Đ ÁNH GIÁ ĐẶ C Đ I Ể M CÔNG TRÌNH

Qua thí nghiệm cắt một chiều, mô đun tổng biến dạng E = 20000 (kPa) lớn hơn ngưỡng 5000 (kPa) cho thấy lớp đất có sức chịu tải trọng trung bình Đặc tính này phản ánh chất lượng xây dựng trung bình của lớp đất.

Kết luận: N30= 41, Mô đun tổng biến dạng E = 25150 (kPa) > 5000(kPa) cho thấy đây là lớp đất có sức chịu tải trọng lớn Đây là lớp đất có tính chất xây dựng tốt

L Ự A CH Ọ N GI Ả I PHÁP N Ề N MÓNG

Các đài móng được liên kết bởi các giằng móng nhằm giảm lún lệch giữa các móng.

THI Ế T K Ế MÓNG

Cốt thép đai sử dụng loại xoắn có đường kính nhỏ nhất bằng 0,6mm, tương ứng với 8a200 Do chiều dài lồng thép lớn hơn 4m nên cần tăng cường tính toàn khối bằng cách bổ sung thép đai 16 cách nhau 2m Thép đai này cũng có tác dụng gắn miếng kê tạo lớp bảo vệ cốt thép Chiều dày lớp bảo vệ cốt thép dọc tối thiểu phải là 50mm.

+ γ cq =1 và γ cf =0,8 là hệ sốđiều kiện làm việc của lớp đất dưới mũi cọc và trên thân cọc có xét ảnh hưởng đến phương pháp hạ cọc tra bảng 5 TCVN 10304:2014

+fi được tra bảng (nội suy):bảng 3-7.2.2 (TCVN 10304:2014)

STT Lớp đất l i (m) z i (m) Độ sệt f i γ cf γ cf f i l i

2 Bùn sét lẫn mùn thực vật

3 Sét pha nặng xám trắng 2 11,3

4 Cát pha nặng lẫn sỏi

5 Sét nửa béo nâu đỏ 1,5 35,15

Định dạng
Số trang	195
Dung lượng	4,21 MB
File đính kèm	ĐỒ Án tỐt nghiỆp.rar (8 MB)