tòa nhà carillion 4

Giải pháp thiết kế về chiếu sáng và thông thoáng tự nhiên Ngoài việc sử dụng ánh sáng nhân tạo kết hợp chiếu sáng tự nhiên để đảm bào các yêu cầu kỹ thuật và yêu cầu sử dụng, công trình

TỔNG QUAN KIẾN TRÚC

Giải pháp tổng thể mặt bằng

Công trình có hình khối kiến trúc chữ L truyền thống tối ưu tiếp cận môi trường tự nhiên tạo ưu thế thông thoáng cho công trình, hài hòa tổng thể với ku dân cư hiện hữu Đường giao thông nội bộ: Có 2 mặt chính công trình tiếp giáp với đường có lộ giới 16m và 12m ra trực tiếp đường Lũy Bán Bích

Khối đế công trình phục, vụ mục đích thương mại và sinh hoạt cộng đồng, khối tháp công trình gồm các tầng căn hộ

Kiến trúc chú ý tối ưu công, năng sử dụng, bố trí giao thông thuận tiện, kết nối hợp lý giao thông nội bộ với giao thông ngoài dự án Đảm bảo thuận tiện hệ thống thoát hiểm, phòng cháy, chữa cháy, tốt.

Tổng quan dự án

- Vị trí: Hẻm số 262 và 284, đường Lũy Bán Bích, phường Hòa Thạnh, quận Tân Phú

- Chủ đầu tư: TTC Land (tiền thân là Sacomreal)

- Quy mô: 1 block Bao gồm: 1 tầng hầm rộng 2.827m2 và 1 hầm lửng rộng 1.686m2, cao 20 tầng nổi Trong đó tầng 1 – 2 là các căn shophouse, từ tầng 3 – 19 là tầng các căn hộ, mật độ phân bổ mỗi sàn là 13 căn

- Diện tích căn hộ: từ 45,6 – 95m2 Cụ thế:

- Căn hộ 1 phòng ngủ từ 45,6 – 50,4m2

Vị trí dự án Carillon 5: Dự án Carillon 4 tọa lạc tại 2 mặt hẻm số 284 và 262/3, đường Lũy Bán Bích, phường Hòa Thạnh, quận Tân Phú Từ chung cư, cư dân có thể tiếp cận đến công viên văn hoá Đầm Sen, Coopmart Luỹ Bán Bích, BigC Phú Thạnh, UBND quận Tân Phú, bệnh viện Tân Phú với khoảng cách khoảng 500m, tương đương khoảng 5 – 10 phút lái xe

Tiện ích dự án Carillon 4: Dự án Carillon 4 sở hữu hệ thống tiện ích đa dạng bao gồm: phòng tập gym, spa, siêu thị, cafe, nhà hàng, khu mua sắm và giải trí, khu sinh hoạt cộng đồng, nhà trẻ, quảng trường và nhiều tiện ích ngoại khu phong phú khác

Hình 1.1: Bản đồ tiện ích tòa nhà Carillon 4

Hình 1.2: Vị trí tòa nhà Carillon 4

Hình 1.3: Mặt bằng tầng 1 và 2 và tầng điển hình

Hình 1.4: Mặt bằng tầng 1 và 2 và tầng điển hình

Thông tin đo đạc

CÔNG TY CỔ PHẦN ĐỊA ỐC SÀI GÒN THƯƠNG TÍN

Khu đất diện tích : Đo đạc theo yêu cầu của :

Hiện trạng bên trên : Nhà 1 lầu mái tôn, tường tôn, mái tôn, sân, khoảng hở.

(291/2 Lũy Bán Bích, phường Hòa Thạnh, quận Tân Phú). Địa chỉ : 278 Nam Kỳ Khởi Nghĩa, Phường 8, Quân 3.

Phường Hòa Thạnh, quận Tân Phú.

Xem bảng chỉ dẫn diện tích

Số 43 Bộ Địa Chính, phường Hòa Thạnh, quận Tân Phú.

(Theo tài liệu năm 2005) Tờ bản đồ :

BỔ TÚC HỒ SƠ XIN CẤP GCN QSD ĐẤT

Thoồ cử C.ty TMTH Mieàn Nam SOGETRACO

Trạm kinh doanh tổng hợp Cầu Tre

He ûm ĐƯỜNG NHỰA Đi đường Lũy B án Bích Đi đường Lu õy Bán Bích ĐƯỜNG NHỰA

BẢN ĐỒ HIỆN TRẠNG VỊ TRÍ

Lề đường Lề đường Khoảng hở

Hình 1.5: Bản đồ hiện trạng vị trí dự án

Bảng 1.1: Bảng kê tọa độ góc ranh

Số hiệu điểm Tọa độ

Giải pháp thiết kế kiến trúc

Công trình có hình khối, đường nét mang tính hiện đại phù hợp kiến trúc tổng thể dự án, tạo điểm nhấn nỗi bật trong kiến trúc tổng thể

Màu sắc hài hoà, không gian các phòng thông thoáng, tận dụng ánh sáng tự nhiên, các không gian có sự riêng biệt với luồng giao thông xuyên suốt

1.4.1 Các thông tin quy hoạch kiến trúc

Bảng 1.2: Tổng quát diện tích xây dựng

STT Hạng mục Diện tích (m 2 )

A Diện tích khu đất phù hợp quy hoạch 3.029,10

1 - Diện tích đất xây dựng công trình 1.210,00

2 - Diện tích đất cây xanh 753,00

3 - Diện tích đất giao thông, đường nội bộ 1.066,00

Bảng 1.3: Tổng quát diện tích xây dựng

STT Hạng mục Diện tích Đơn vị

Diện tích khu đất phù hợp quy hoạch 3.029,10 ( )

1 - Hệ số sử dụng đất 7,0 lần

2 - Diện tích đất xây dựng công trình 1.210,00 ( )

3 - Tổng diện tích sàn xây dựng công trình 21.211,00 ( )

8 - Số lượng Shop house 8 Căn

9 - Dân số dự kiến 574 Người

Mặt đứng ngôi nhà chính là phần kiến trúc bên ngoài, góp phần thể hiện tính thẩm mỹ và tạo nên nét độc đáo cho ngôi nhà Yếu tố này đóng vai trò quan trọng trong việc tạo nên sự hài hòa với các công trình xung quanh, góp phần nâng cao giá trị thẩm mỹ của tổng thể kiến trúc.

Kiến trúc dựa trên sự kết hợp hài hòa của những hình khối vuông kết hợp các gờ chỉ tạo nét phong cách kiến trúc hiện đại thanh thoát

Gam màu sáng dịu nhẹ tạo cảm giác dễ chịu cho không gian Sử dụng ánh sáng tự nhiên, giúp không gian có chiều sâu Các không gian có sự riêng biệt nhưng vẫn liên thông với nhau.

1.4.3 Giải pháp thiết kế về chiếu sáng và thông thoáng tự nhiên

Ngoài việc sử dụng ánh sáng nhân tạo kết hợp chiếu sáng tự nhiên để đảm bào các yêu cầu kỹ thuật và yêu cầu sử dụng, công trình được chú trọng thiết kế để sử dụng các điều kiện tự nhiên: Ánh sáng tự nhiên được sử dụng triệt để, các phòng chức năng tiếp xúc với không, gian bên ngoài, và đón được gió tự nhiên

Cấp công trình: công trình cấp 2

Hệ kết cấu bao gồm móng, cột, vách BTCT đổ toàn khối

Hệ thông thang: Có 04 thang máy gồm 01 thang tải trọng 1150kg và 03 thang 900kg có 02 thang có 21 điểm dừng từ tầng hầm đến tầng 19 và 02 thang có 20 điểm dừng từ tầng lững hầm đến tầng 19, đạt độ an toàn, tiện ích cao như: bảo vệ mất pha, ngược pha, hệ thống chiếu sáng sự cố, chuông báo khẩn cấp và camera giám sát Đồng thời cồ 02 thang bộ bên trong và 01 thang bộ từ tầng hầm lên tầng 1, nâng cao độ an toàn cho lối thoát hiểm khi có sự cố xảy ra

1.4.5 Vật liệu chủ yếu sử dụng cho công trình:

Tường bao bên ngoài công trình: tường xây gạch không nung dày 200

Tường ngăn bên trong các hạng mục: tường gạch nung dày 100 và 200, kết hợp vách ngăn nhẹ (tỉ lệ xây tường gạch không nung và gạch nung là 50% đảm bảo quỵ định theo thông tư 09/2012 TT-BXD)

Tường trong, ngoài: Mastic, sơn nước màu sắc hài hòa, tường khu vực vệ sinh ốp gạch ceramic 300x300

Hoàn thiện mặt tiền: Tầng trệt, tầng shop house ốp đá granit và sử dụng kính trong cường lực, các tầng căn hộ bên trên tường ngoài sơn nước, cửa sổ khung nhôm cao cắp kính trong

Sàn, nền: lát gạch granite nhân tạo

Trần: Mastic, sơn nước hpặc trần thạch cao, khung nhôm, đổi vói các khu vệ sinh- ban công sử dụng thạch cao chống ẩm

Chống nóng sàn mái sừ dụng gạch gạch tàu cách nhiệt loại có chân KT 300x300x25, đảm bảo tiêu chuẩn cách nhiệt

Thiết bị điện, chiếu sáng, thiết bị vệ sinh có chất lượng cao, màu sắc hài hòa trang nhã phù hợp với màu sơn và gạch nền.

Các hạng mục công trình và cơ cấu chức năng

Bảng 1.2: Bảng thống kê các hạng mục chức năng

STT Hạng mục Thông sổ (Theo quy chuẩn) Đơn vị

2 Diện tích xây dựng (hình chiếu mái) 35-40% 1.210,00 m 2

4 Diện tích xây dựng tầng 1 (khối đế) 1.196,00 m 2

5 Mật độ xây dựng (khối đế) 35-40% 39.48%

6 Diện tích xây dựng khối căn hộ 1.107,00 m 2

7 Mật độ xây dựng khối căn hộ 36.55%

STT Hạng mục Thông sổ (Theo quy chuẩn) Đơn vị

9 Tổng diện tích sàn xây dựng (không tính hầm) 21.211,00 m 2

10 Tổng diện tích sàn xây dựng (tính cả hầm) 26.831,00

1 Diện tích tầng hầm lững 1.686,00 m 2

5 Diện tích tầng điển hình tầng 3 đến tầng 19 1.107,00 m 2

8 Quy mô tầng nổi (Tầng 1, Tầng 2-19, Sân thượng) 20 20 tầng

10 Tổng diện tích sàn Net (căn hộ) 14.507.80 m 2

11 Tổng diện tích sàn Net (căn hộ+shophouse

12 Tổng diện tích sàn Net (căn hộ+shophouse

C SỐ CĂN HỘ - DÂN SỐ

1 Tổng sổ lượng căn hộ (kể cà shophouse 1 -4) 225 căn

2 Tổng số lượng căn Shop house (căn 5-8) 4 căn

3 Tổng số lượng căn hộ kể cả Shop house 229 căn

4 Tổng sổ người 25m 2 sàn/người 574 người

5 Diện tích sinh hoạt cộng đồng 0.8 m 2 /căn hộ 183.20 m 2

6 Diện tích nhà trẻ 8 m 2 /em 241,60.6 m z

Bảng 1.3: Bảng thống kê chỗ đỗ xe

STT Hạng mục Diện tích

1 Diện tích chỗ đậu tầng hầm 2.521,70

2 Diện tích chỗ đậu tầng hầm lững 1.267,20

3 Tổng diện tích chỗ để xe theo thiết kế 3.788,90

4 Tổng diện tích chỗ để xe theo tiêu chuẩn (QCVN 04- l:2015/BXD) 3.232,18

Bảng 1.4: Bảng thống kế căn hộ

STT Loại căn hộ Tên căn hộ

Theo quy định Theo thiết kế

Phòng ngủ AI Tối đa 95 15-20% 93.82 17 7,69

Bảng 1.5: Bảng thống kê căn hộ shop house

STT Tầng Công năng Diện tích

Các hạng mục kỹ thuật cơ - điện công trình bao gồm các hệ thống sau

- Hệ thống điện cấp nguồn

- Hệ thống tiếp đất hạ thế b) Hệ thống điện nhẹ

- Hệ thống âm thanh thông báo công cộng

- Hệ thống Truyền hình cáp

- Hệ thống Camera an ninh và Giám sát c) Hệ thống PCCC

- Hệ thống chữa cháy tự động (Sprinkler)

- Hệ thống chữa cháy vách tường (Hydrant)

- Hệ thống chữa cháy màn ngăn nước (Drencher)

- Hệ thống chữa cháy bằng các bình bột khô ABC 6kg tụ’ động treo trần

- Bình chữa cháy cầm tay ABC, C02 d) Hệ thống điều hòa không khí và thông gió

- Hệ thống ĐHKK Singe -split cho shop house, siêu thị mini, phòng sinh hoạt cộng đồng, nhà trẻ và căn hộ

- Hệ thống thông gió và hút khói tầng hầm

- Hệ thống hút gió thải toilet, bếp

- Hệ thống cấp và hút gió các phòng máy, phòng kỹ thuật e) Hệ thống cáp thoát nước

- Hệ thống cấp nước sử dụng

- Hệ thống thoát nước thải

CƠ SỞ TÍNH TOÁN VÀ LỰA CHỌN VẬT LIỆU

Cơ sở tính toán kết cấu

Theo tiêu chuẩn Việt Nam hiện hành, cơ sở tính toán kết cấu cho công trình được sinh viên lấy dựa trên các hạng mục sau:

Bảng 2.1 Tổng hợp các tiêu chuẩn và quy chuẩn sử dụng thiết kế kết cấu

TCVN 2737:2023 – Tải trọng và tác động – Tiêu chuẩn thiết kế

TCXD 198:1997 – Nhà cao tầng – Thiết kế kết cấu bê tông cốt thép toàn khối

TCXDVN 229:1999 – Chỉ dẫn tính toán thành phần động của tải trọng gió

TCVN 9386:2012 – Thiết kế công trình chịu động đất

TCVN 10304:2014 – Móng cọc – Tiêu chuẩn thiết kế

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

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

Các giáo trình hướng dẫn thiết kế và tài liệu tham khảo khác

Trong đồ án sinh viên sử dụng các phần mềm chính sau:

Bảng 2.2 Các phần mềm sử dụng trong đồ án

Tên phần mềm Chức năng

Etab 9.7.4 Phân tích dao động và nội lực cấu kiện của công trình

Safe 2016 Phân tích nội lực sàn, móng

Prokon Kiểm tra nội lực vách

Autocad Triển khai bản vẽ

Microsoft Word Lập thuyết minh tính toán

Microsoft Excel Lập bảng tính tải trọng, cốt thép…

Lựa chọn vật liệu

Công trình chung cư Carillon 4 có chiều cao tầng lớn (20 tầng nổi), vật liệu sử dụng cho kết cấu chịu lực là bê tông cốt thép

Bảng 2.3 Thông số vật liệu bê tông sử dụng trong công trình

Loại cấu kiện Cấp độ bền

Lanh tô, cột cấy, giằng tường B15 23000 8.5 0.75 10±2

Bể tự hoại, bể nước ngầm

TỪ COTE NỀN SÀN HẦM 2 TRỞ XUỐNG

TỪ COTE NỀN SÀN HẦM 2 ĐẾN MÁI

Dầm, sàn, cầu thang, ram dóc B30 32500 17.0 1.2 10±2

Trong trường hợp cần thiết, giá trị tính toán của các đặc trưng độ bền của bê tông được nhân thêm với các hệ số điều kiện làm việc γ / để kể đến đặc điểm làm việc của bê tông trong kết cấu:

0 12 – đối với kết cấu bê tông và bê tông cốt thép, nhân với giá trị của các cường độ 3 1 và 3 14 kể đến ảnh hưởng của thời hạn tác dụng của tải trọng tĩnh:

0 12 = 1 – khi có tác dụng ngắn hạn của tải trọng

012 = 0.9 – khi có tác dụng dài hạn của tải trọng

01) – đối với kết cấu bê tông và bê tông cốt thép được đổ theo phương đứng với chiều cao mỗi lớp bê tông đổ hơn 1.5 m, nhân với giá trị của các cường độ 31,01) 0.85

Cốt thép sử dụng cho công trình gồm ba nhóm thép là CB300-T (thép trơn), CB400-V (thép vằn) và CB500-V (thép vằn) theo TCVN 1651-1:2008

Bảng 2.4 Thông số vật liệu cốt thép sử dụng trong công trình

Thép nhóm CB300-T (Thép trơn)

Cường độ chịu kéo dọc trục tính toán: 3 5 = 260(67#)

Cường độ chịu nén dọc trục tính toán: 358 = 260(67#)

Cường độ chịu kéo tính toán của cốt ngang: 359 = 210(67#)

Module đàn hồi: : 1 = 200000(67#) Đường kính sử dụng: Các loại cốt thép có đường kính ∅ < 10((()

Thép nhóm CB400-V (Thép vằn)

Cường độ chịu kéo dọc trục tính toán: 35 = 350(67#)

Cường độ chịu nén dọc trục tính toán: 358 = 350(67#)

Cường độ chịu kéo tính toán của cốt ngang: 3 59 = 280(67#)

Module đàn hồi: : 1 = 200000(67#) Đường kính sử dụng: Các loại cốt thép có đường kính 10((() ≤ ∅ < 16((()

Yêu cầu về cấu tạo

2.3.1 Lớp bê tông bảo vệ

Theo TCVN 5574:2018 chiều dày lớp bê tông bảo vệ cần phải đảm bảo được:

- Sự làm việc đồng thời của cốt thép với bê tông

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

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

- Khả năng chịu lửa của kết cấu

Chiều dày lớp bê tông bảo vệ được xác định có kể đến vai trò của cốt thép trong kết cấu (cốt thép dọc chịu lực hoặc cốt thép cấu tạo), loại kết cấu (cột, bản, sàn, dầm, các cấu kiện của móng, tường và các kết cấu tương tự), đường kính và loại cốt thép

Trong mọi trường hợp, chiều dày lớp bê tông bảo vệ cũng cần được lấy không nhỏ hơn đường kính thanh cốt thép và không nhỏ hơn 10 mm

Theo mục Phụ lục F của QCVN 06:2022/BXD kích thước tối thiểu lớp bê tông bảo vệ của các cấu kiện công trình như sau:

Bảng 2.5: Quy định chiều dày lớp bê tông bảo vệ cấu kiện theo QCVN 06:2022/BXD

Kích thước tối thiểu (mm) ( 2 )

Lớp bê tông bảo vệ (mm) ( 3 )

Cột với ba mặt hay bốn mặt tiếp xúc với lửa

2 Cột một mặt tiếp xúc với lửa R 120 100 50 (5) Bảng F7

3 Tường chịu lực, tường thang máy R 120 100 50 Bảng F1

4 Bản thang và chiếu thang R 60 125 20 Bảng F9

5 Sàn bê tông cốt thép các tầng R 60 125

6 Dầm bê tông cốt thép R 120 180 25 Bảng F3

( 2 ) Cột = kích thước nhỏ nhất; dầm = bề rộng; sàn = chiều cao; tường = chiều dày

( 3 ) Tính từ mép bê tông đến mép ngoài của cốt thép chịu lực của cấu kiện đang xem xét

( 5 ) Lấy bằng lớp bê tông bảo vệ dầm

Giá trị tối thiểu của chiều dày lớp bê tông bảo vệ của cốt thép chịu lực được lấy theo Bảng 19 của TCVN 5574:2018

Bảng 2.6 Quy định chiều dày lớp bê tông bảo vệ theo TCVN 5574:2018 Điều kiện làm việc của kết cấu nhà Chiều dày tối thiểu của lớp bê tông bảo vệ

Trong đất (khi không có các biện pháp bảo vệ bổ sung), trong móng khi có lớp bê tông lót 50 mm

2.3.2 Khoảng cách thông thủy tối thiểu giữa các thanh thép

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

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

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

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

Nguyên tắc tính toán

Sàn và dầm được xem là cấu kiện tuyệt đối cứng trong mặt phẳng làm việc của nó (mặt phẳng ngang), không kể biến dạng cong ngoài mặt phẳng sàn lên các phần tử Mọi thành phần hệ chịu lực trên từng tầng đều có chuyển vị ngang như nhau

Liên kết giữa dầm, sàn và các cấu kiện thẳng đứng (cột, vách, lõi) được xem là liên kết cứng

Tải trọng ngang do gió hoặc động đất tác động vào công trình dưới dạng tải trọng tập trung tác dụng tại các vị trí cứng trên sàn Những tải trọng này sau đó được truyền tới các cấu kiện thẳng đứng của công trình, bao gồm cột, vách và lõi, thông qua sàn.

Liên kết chân cột, vách, lõi được xem là ngàm tại vị trí mặt móng công trình Biến dạng dọc trục của sàn, dầm xem như là không đáng kể

2.4.2 Tính toán theo trạng thái giới hạn

Phương pháp tính theo trạng thái giới hạn (TTGH) được đưa vào tiêu chuẩn thiết kế của Liên Xô (cũ) từ năm 1955, sau đó thì đến tiêu chuẩn nước Anh năm 1972 Ngày nay hầu hết các nước trên thế giới đều dùng phương pháp này trong thiết kế kết cấu bê tông cốt thép Phương pháp tính theo TTGH đã phát huy ưu điểm của phương pháp tính theo nội lực phá hoại (sử dụng hết khả năng chịu lực của bê tông và cốt thép), bổ sung những thiếu sót và khắc phục những nhược điểm của phương pháp tính theo giai đoạn phá hoại bằng cách đưa ra các hệ số tin cậy riêng cho tải trọng và vật liệu ứng với trạng thái làm việc của kết cấu

Kết cấu bê tông cốt thép được tính toán theo hai nhóm trạng thái giới hạn (TTGH): TTGH thứ nhất và TTGH thứ hai TTGH là trạng thái mà từ đó trở đi, kết cấu không còn đáp ứng được yêu cầu đặt ra cho nó.

 Trạng thái giới hạn thứ nhất

Trạng thái giới hạn thứ nhất (TTGH 1 – Ultimate Limit State, ULS) hay trạng thái giới hạn cực hạn Thiết kế theo TTGH 1 là nhằm thiết kế kết cấu không bị sụp đổ trong những điều kiện bất lợi nhất Do đó, khi tính toán TTGH 1 ta cho kết cấu làm việc trong điều kiện xấu nhất có thể xảy ra và cho phép vật liệu làm việc đến giới hạn tối đa Nguyên lý thiết kế tổng quát là điều kiện sau phải thỏa mãn:

=: Là giá trị tính toán của những tác động do ngoại lực gây ra

= > :Là khả năng chịu lực tối đa của cấu kiện

Tính toán theo các trạng thái giới hạn thứ nhất bao gồm:

- Tính toán ổn định vị trí (lật, trượt, đẩy nổi)

 Trạng thái giới hạn thứ hai

Trạng thái giới hạn 2 (TTGH 2 – Serviceability Limit State, SLS) là trạng thái giới hạn sử dụng Thiết kế theo TTGH 2 nhằm giúp kết cấu thỏa mãn công năng, tạo sự tiện nghi trong quá trình sử dụng TTGH 2 liên quan chủ yếu về vấn đề độ võng cho phép của kết cấu và vấn đề nứt trong kết cấu bê tông cốt thép Để hạn chế các vấn đề mở rộng vết nứt do biến dạng dư không đàn hồi, vật liệu thép và bê tông chỉ được phép làm việc trong giai đoạn đàn hồi tuyến tính

- Tính toán hình thành vết nứt, được tiến hành trong điều kiện mà nội lực do ngoại lực F không vượt quá nội lực giới hạn F ?@?,A mà cấu kiện chịu được

- Tính toán mở rộng vết nứt, được tiến hành theo điều kiện mà chiều rộng vết nứt do ngoại lực a?@?không vượt quá chiều rộng vết nứt giới hạn a?@?,A

Theo nguyên tắc tính toán biến dạng, các cấu kiện kết cấu dưới tác động của lực ngoại lực không được biến dạng vượt quá giới hạn cho phép (f A ) Điều này có nghĩa là độ võng hoặc chuyển vị thực tế của cấu kiện phải nhỏ hơn hoặc bằng giá trị cho phép.

2.4.3 Phương pháp xác định nội lực

2.4.3.1 Phương pháp phần tử hữu hạn

Phương pháp phần tử hữu hạn (Finite Element Analysis) là phương pháp số gần đúng, để giải các bài toán được mô tả bởi các phương trình vi phân đạo hàm riêng trên miền xác định có hình dạng và điều kiện biên bất kỳ, mà nghiệm chính xác không thể tìm được bằng phương pháp giải tích

Cơ sở của phương pháp này là làm rời rạc hóa miền xác định của bài toán bằng cách chia nhỏ nó thành nhiều phần tử Các phần tử này được liên kết với nhau tại các điểm nút chung, trong phạm vi mỗi phần tử nghiệm được chọn là một hàm số nào đó được xác định thông qua các giá trị chưa biết tại điểm nút của phần tử gọi là hàm xấp xỉ thỏa mãn điều kiện cân bằng của phần tử Tập tất cả các phần tử có chú ý đến điều kiện liên tục của sự biến dạng và chuyển vị tại các điểm nút liên kết giữa các phần tử Kết quả dẫn đến một hệ phương trình đại số tuyến tính mà ẩn số chính là các giá trị của hàm xấp xỉ tại các điểm nút, giải hệ phương trình này sẽ tìm được các giá trị của hàm xấp xỉ tại các điểm nút của mỗi phần tử

Phương pháp phần tử hữu hạn là một phương pháp thích hợp để phân tích các bài toán về kết cấu, giải các bài toán về biến dạng và ứng suất của vật thể hoặc động lực học kết cấu Hiện nay trên thị trường có rất nhiều phần mềm phân tích kết cấu và phân tích địa kỹ thuật ứng dụng phương pháp phần tử hữu hạn phục vụ phụ cho xây dựng như ETABS, SAFE, SAP2000, Plaxis…

Phương pháp giải tích là sinh viên sử dụng các sơ đồ trong môn học Sức bền vật liệu hay Cơ học kết cấu để giải tìm nội lực của kết cấu Thông thường là dùng trực tiếp các công thức và biểu đồ lập sẵn cho các trường hợp tải trọng Phương pháp này được sinh viên áp dụng cho các cấu kiện đơn giản, dễ dàng xác định liên kết như tính toán dầm chiếu nghĩ, chiếu tới của cầu thang

2.4.4 Trình tự thiết kế chung

Trình tự chung cho thiết kế kết cấu bê tông cốt thép bao gồm các bước sau:

1 Lựa chọn phương án kết cấu, chọn sơ bộ kích thước tiết diện của cấu kiện và xác định thông số vật liệu

2 Phân tích kết cấu: Lập sơ đồ tính, xác định các trường hợp tải trọng tác dụng lên kết cấu, tính toán nội lực với từng trường hợp tải trọng, tổ hợp lại để tìm các giá trị nội lực bất lợi để tính toán cấu kiện

3 Tính toán cấu kiện bê tông cốt thép

4 Cấu tạo cấu kiện, các liên kết và thể hiện thành bản vẽ kết cấu phục vụ cho thi công.

Lựa chọn phương án kết cấu

2.5.1 Nguyên tắc lựa chọn kết cấu chịu lực nhà cao tầng

 Tính đồng nhất và liên tục của việc phân bổ độ cứng và cường độ các cấu kiện chịu lực

Khi thiết kế kháng chấn cần phải tạo ra một sự đồng nhất và liên tục trong việc phân bố độ cứng và cường độ của các cấu kiện chịu tải trọng Độ cứng của các cấu kiện chịu tải ngang (cột, vách, lõi…) không đổi suốt chiều cao, phải đồng trục, tránh lệch trục

Các cột và dầm phải đồng trục, bề rộng các cột và dầm phải gần bằng nhau để dễ dàng cho việc cấu tạo các chi tiết cốt thép và thuận lợi cho việc truyền momen, lực cắt qua chỗ liên kết gữa chúng

Các cột và vách chịu lực đều liên tục và đường truyền tải của nó không bị gãy hoặc đứt khúc từ móng đến mái

Nên thiết kế các vách giống nhau (về độ cứng cũng như kích thước hình học), bố trí sao cho tâm cứng của hệ trùng với tâm trọng lực

Các vách nên có chiều cao chạy suốt từ móng đến mái và độ cứng không đổi trên toàn bộ chiều cao hoặc giảm từ dưới lên trên

Chiều dày vách đổ toàn khối chọn không nhỏ hơn 200 mm và không nhỏ hơn 1/20 chiều cao tầng

 Phân bố độ cứng và cường độ theo phương ngang Độ cứng và cường độ của kết cấu nên bố trí đều đặn và đối xứng trên mặt bằng công trình Để giảm độ xoắn khi dao động, tâm cứng của công trình cần được bố trí tâm hình học của nó

Hệ kết cấu chịu lực ngang chính của công trình cần được bố trí theo hai phương và khoảng cách giữa các vách cứng phải nằm trong giới hạn nhất định để có thể xem kết cấu sàn không bị biến dạng trong mặt phẳng của nó khi chịu tải trọng ngang

 Phân bố độ cứng và cường độ theo phương đứng Độ cứng và cường độ của kết cấu nhà cao tầng cần được thiết kế đều hoặc giảm dần lên phía trên, tránh thay đổi đột ngột Độ cứng của tầng trên không nhỏ hơn 70% độ cứng của kết cấu tầng dưới nó

 Nguyên tắc cơ bản của việc thiết kế kháng chấn

Nguyên tắc cơ bản của việc thiết kế kháng chấn là đảm bảo cho các cột không bị phá hoại trước dầm Dưới tác động của động đất, biến dạng dẻo phải xuất hiện trước hết ở dầm, sau đó mới tới cột, có thể một số dầm bị hư hỏng trong khi đó cột vẫn còn đủ khả năng chịu tải, giúp công trình không bị sụp đổ Trường hợp thiết kế “dầm khỏe cột yếu”, khớp dẻo xuất hiện ở cột trước, cột bị biến dạng và mất ổn định đầu tiên thì lực nén sẽ nhanh chóng làm cột bị phá hoại dẫn đến nguy cơ công trình có khả năng bị sụp đổ cao

2.5.2 Phân tích lựa chọn kết cấu phần thân

2.5.2.1 Lựa chọn giải pháp kết cấu theo phương đứng

Hệ kết cấu theo phương đứng đóng một vai trò quan trong công kết cấu nhà cao tầng, bởi vì:

- Tải trọng phân bố từ dầm sàn truyền vào hệ kết cấu thẳng đứng và sau đó truyền xuống móng và đất nền công trình

- Chịu tải trọng ngang của gió, động đất và áp lực tác dụng lên công trình

Hệ kết cấu thẳng đứng liên kết chặt chẽ với dầm và sàn bằng các mối liên kết cứng, tạo thành một hệ không gian đảm bảo sự ổn định toàn cục cho công trình Hệ kết cấu này làm tăng độ cứng của tòa nhà, nhờ đó hạn chế dao động và giảm chuyển vị đỉnh, giúp công trình vững chắc hơn.

Hệ kết cấu theo phương đứng gồm 2 nhóm chính:

Nhóm 1: Gồm 1 cấu kiện chịu lực độc lập – khung, tường, vách, lõi hộp

Nhóm 2: Hệ chịu lực hỗn hợp được tổ hợp từ 2 hoặc 3 cấu kiện cơ bản trở lên như kết cấu khung – vách, khung – lõi, khung – vách – lõi…

 Hệ khung – vách – lõi Đây là một hệ kết cấu khá phổ biến và hiệu quả cho nhà cao tầng, có khả năng chịu động đất tốt Hệ kết cấu này phù hợp cho các công trình mà có không gian bị ngăn chia bên trong như nhà ở, khách sạn, bệnh viện…

Dựa vào các yếu tố trên kết hợp với kiến trúc công trình, sinh viên chọn hệ kết cấu theo phương đứng của công trình Carillon 5 là hệ khung – vách – lõi

2.5.2.2 Lựa chọn giải pháp kết cấu theo phương ngang

Kết cấu theo phương ngang gồm sàn và dầm, nhiệm vụ của nó là kết hợp với kết cấu theo phương đứng tạo thành hệ kết cấu phần thân của công trình

Sàn có chức năng là tiếp nhận tải trọng sử dụng và truyền sang các dầm rồi truyền cho các kết cấu thẳng đứng (cột, vách) Ngoài ra, sàn còn được xem là các vách cứng nằm ngang nối với các vách cứng thẳng đứng thành một hệ không gian duy nhất

Việc lựa chọn giải pháp kết cấu sàn hợp lý là việc làm rất quan trọng, quyết định đến tính kinh tế của công trình Theo thống kê thì khối lượng bê tông sàn có thể chiếm

30 ÷ 40% khối lượng bê tông của công trình và trọng lượng bê tông sàn trở thành một loại tải trọng tĩnh chính Công trình càng cao, tải trọng này tích lũy xuống cột các tầng dưới và móng càng lớn, làm tăng chi phí móng, cột, tăng tải trọng ngang do động đất

Về mặt công nghệ, có nhiều loại sàn khác nhau: sàn có dầm, sàn không dầm (trực tiếp lên cột hoặc mũ cột), sàn ô cờ, sàn lắp ghép, sàn gạch bọng, sàn dự ứng lực…

 Sàn có dầm (sàn sườn)

Sàn sườn là loại sàn có chiều dày mỏng, được lắp trên hệ thống dầm phụ và dầm chính, là loại sàn truyền thống được ứng dụng phổ biến trong xây dựng Ưu điểm của sàn sườn là dễ tính toán, công nghệ thi công đa dạng, tiện lợi trong lựa chọn kỹ thuật thi công Nhờ sàn và dầm được đổ toàn khối, hệ kết cấu có độ cứng cao, dễ dàng kiểm soát độ võng của kết cấu và hiệu quả kinh tế cũng cao hơn so với sàn không dầm.

TẢI TRỌNG - TỔ HỢP TẢI TRỌNG VÀ SƠ BỘ TIẾT DIỆN

Tổng quan

Tải trọng tác dụng lên nhà cao tầng bao gồm các loại sau:

 Tải trọng thường xuyên (permanent load)

Tải trọng tồn tại trong suốt thời hạn sử dụng theo thiết kế của công trình xây dựng và sự thay đổi giá trị tính toán của tải trọng là rất nhỏ so với giá trị trung bình của tải trọng; hoặc là tải trọng mà sự thay đổi giá trị tính toán của tải trọng luôn đơn điệu theo một chiều đến khi đạt tới giá trị giới hạn

 Tải trọng tạm thời (variable load)

Tải trọng mà sự thay đổi độ lớn hoặc hướng của tải trọng phải được kể đến

 Tải trọng tạm thời dài hạn (long-term variable load)

Tải trọng tạm thời có giá trị dao động nhỏ so với tải trọng trung bình trong suốt quá trình sử dụng công trình theo thiết kế, nhỏ đến mức có thể bỏ qua.

 Tải trọng tạm thời ngắn hạn (short-term variable load)

Tải trọng tạm thời mà thời hạn tác dụng của các giá trị tính toán của tải trọng nhỏ hơn đáng kể so với thời hạn sử dụng của công trình xây dựng

Kết cấu chịu lực thường bao gồm sàn, dầm, cột, tường chịu lực và móng Nguyên lý truyền tải trọng đứng trong kết cấu này là trọng lượng từ sàn truyền xuống dầm, từ dầm truyền xuống cột và tường chịu lực, cuối cùng từ cột và tường chịu lực truyền xuống móng.

- Tải trọng được tác dụng lên sàn, thông thường tải này có dạng tải trọng trên đơn vị diện tích

- Tải trọng từ sàn sẽ truyền xuống dầm, trường hợp thông thường sẽ có dạng tải trọng trên đơn vị chiều dài Nếu có hệ dầm phụ, tải trọng từ sàn truyền xuống dầm phụ, sau đó từ dầm phụ truyền xuống dầm chính theo dạng lực tập trung Trường hợp sàn được đỡ bằng tường chịu lực (vách cứng) thay vỡ dầm thì cách truyền lực từ sàn vào vách cũng tương tự

- Tải trọng từ dầm chính sẽ truyền lên đầu cột hoặc vách cứng theo dạng lực tập trung Trường hợp sàn không dầm thì tải trọng từ sàn truyền vào cột

- Lực từ cột, tường chịu lực sẽ được truyền xuống móng rồi sau đó truyền vào đất nền.

Tải trọng đứng

3.2.1 Tải trọng thường xuyên (tĩnh tải) a) Trọng lượng bản thân kết cấu (DL)

Khi ta phân tích nội lực của kết cấu bằng phầm mền Etab thì tải trọng bản thân của cấu kiện (dầm, sàn, vách) sẽ được Etab tính toán với hệ số vượt tải n / = 1.1 b) Tải hoàn thiện (SDL)

Tĩnh tải các lớp cấu tạo sàn được tính toán theo công thức:

- Giá trị tĩnh tải tiêu chuẩn:gD X? = ∑γ / ×δ /

- Giá trị tĩnh tải tính tóan: g D XX = ∑γ / ×δ / × n /

Trong đó: γ / : Trọng lượng riêng của lớp cấu tạo sàn thứ i δ / : Chiều dày của lớp cấu tạo sàn thứ i n / : Hệ số tin cậy đối với các loại tải trọng thứ i, được lấy theo chỉ dẫn của bảng 1 trong TCVN 2737:2023

Bảng 3.1 Hệ số độ tin cậy về tải trọng γf của trọng lượng kết cấu và đất

Kết cấu công trình và loại đất Giá trị γ f

1 Kết cấu a) Kim loại, trường hợp trong (mục 7.3 TCVN 2737 – 2023) b) Bê tông (có khối lượng thể tích lớn hơn 1600 kg/m 3 ), bê tông cốt thép, khối xây, gỗ c) Bê tông (có khối lượng thể tích nhỏ hơn hoặc bằng 1600 kg/m 3 ), lớp hoàn thiện (bản, vật liệu cuộn, độn, lớp láng phẳng và tương tự), được sản xuất, chế tạo:

1.15 CHÚ THÍCH: Khi xác định tải trọng do đất, cần kể đến tải trọng do vật liệu chất đống, thiết bị, phương tiện giao thông truyền lên đất

Vật liệu Trọng lượng tiêu chuẩn

Giá trị nhập trong Etabs

Hệ thống điện nước, kỹ thuật 0.2 1.3 0.2 ×1.3

Vật liệu Sàn Giá trị nhập trong

Gạch lót nền dày 10mm

Sàn lầu, Sàn vệ sinh

Sàn lầu có đất trồng cây

Gạch con sâu lót nền dày

Vữa lót dày 50mm Sàn lầu 0.9 ×1.3

Sàn lầu có đất trồng cây

Bản BTCT Chương trình tự tính Đất trồng cây Sàn lầu có đất trồng cây 7.0 ×1.2

Các loại vật liệu Tổng giá trị

Khu thương mại, văn phòng

- Gạch lót nền dày 10mm

Bảng 3.2: Bảng giá trị tải hoàn thiện sàn buồng thang bộ

STT Các lớp cấu tạo sàn

Tải tiêu chuẩn g tc (kN/m 2 )

Hệ số độ tin cậy n i

- Quy đổi chiều dày gạch xây bậc thang: Z14 =H.G×)GH×2[G

6.2.2 Tải trọng tạm thời ngắn hạn (hoạt tải)

Giá trị tiêu chuẩn của tải trọng tạm thời ngắn hạn phân bố đều lên sàn (LL) được xác định theo TCVN 2737-2023 như sau:

Bảng 3.3: Bảng giá trị hoạt tải sàn

STT Loại phòng Kí hiệu

Tải tiêu chuẩn p tc (kN/m 2 )

2 Thương mại, văn phòng STM 4 1.3 5.2

3 Hành lang khu thương mại SHL1 4 1.3 5.2

5 Hành lang căn hộ SHL1 3 1.3 3.9

9 Khu vực để xe SDX 5 1.3 6.5

Tải trọng ngang

3.3.1 Hoạt tải gió (Theo TCVN 2737-2023)

Giá trị tiêu chuẩn của tải trọng gió WK tại độ cao tương đương ze được xác định theo công thức:

- W3s,10 là áp lực gió 3 s ứng với chu kỳ lặp 10 năm: W3s,10 = (γT W0) với γT là hệ số chuyển đổi áp lực gió từ chu kỳ lặp từ 20 năm xuống 10 năm, lấy bằng 0,852

- k(ze) là hệ số kể đến sự thay đổi áp lực gió theo độ cao và dạng địa hình tại độ cao tương đương

- ze (xem 10.2.4) và được xác định theo 10.2.5 TCVN 2737 - 2023

- c là hệ số khí động

- Gf là hệ số hiệu ứng giật

 Hệ số kể đến sự thay đổi áp lực gió theo độ cao và dạng địa hình tại độ cao tương đương

- Giá trị hệ số k(ze) lấy không lớn hơn 1,99; 1,97 và 1,98 lần lượt đối với các dạng địa hình A, B và C

- zg là độ cao gradient, được xác định phụ thuộc vào dạng địa hình, lấy theo Bảng 8 TCVN 2737:2023

- α là hệ số dùng trong hàm lũy thừa đối với vận tốc gió 3s (lấy trung bình trong khoảng thời gian 3 s), được xác định phụ thuộc vào dạng địa hình, lấy theo Bảng

Bảng 3.4: Các hệ số zg, zmin và α

Dạng địa hình Mô tả dạng địa hình Giá trị z g , m

Trống trải, không có hoặc có rất ít vật cản cao không quá 1,5 m (bờ biển thoáng, mặt sông, hồ lớn, đồng muối, cánh đồng không có cây cao )

Tương đối trống trải, có một số vật cản thưa thớt cao không quá 10 m (vùng ngoại ô ít nhà, thị trấn, làng mạc, rừng thưa hoặc rừng non, vùng trồng cây thưa )

Bị che chắn mạnh, có nhiều vật cản sát nhau cao từ 10 m trở lên (trong thành phố, vùng rừng rậm )

- z c là độ cao tương đương, không được lấy nhỏ hơn z d/e , được xác định như sau: Đối với nhà:

Hình 3.1:Minh họa xác định Ze theo kích thước hình học của công trình

- z là độ cao so với mặt đất (khi mặt đất xung quanh nhà và công trình không bằng phẳng thì mốc chuẩn để tính độ cao z được xác định theo Phụ lục C TCVN 2737 -

- b là chiều rộng của nhà (không kể khối đế), vuông góc với hướng gió;

- h là chiều cao của nhà

Hình 3.2: Biểu đồ thay đổi của (! ] ) theo địa hình và độ cao

 Hệ số hiệu ứng giật Gf

- Hệ số hiệu ứng giật Gf là hệ số phản ứng của kết cấu dưới tác dụng của tải trọng gió (bao gồm cả thành phần phản ứng tĩnh và thành phần phản ứng động của kết cấu)

- Đối với kết cấu “mềm” (có chu kỳ dao động riêng cơ bản thứ nhất T1 > 1 s) thì Gf được xác định theo công thức: fg = 0.925

- I(zs) là độ rối ở độ cao tương đương zs, xác định theo công thức:

- cr là hệ số, phụ thuộc vào các dạng địa hình khác nhau, lấy theo Bảng 10 TCVN 2737:2023

- zs là độ cao tương đương của công trình, lấy bằng 0.6h

- h là chiều cao của công trình;

- gQ là hệ số đỉnh cho thành phần xung của gió, lấy bằng 3.4

- gv là hệ số đỉnh cho thành phần phản ứng của gió, lấy bằng 3.4

- gR là hệ số đỉnh cho thành phần cộng hưởng của gió, được xác định theo công thức: l o = w2ln (3600x2) + 0.577 w2ln (3600x2) với: n 1 là tần số dao động riêng cơ bản thứ nhất

Q là hệ số kể đến thành phần phản ứng nền của kết cấu chịu tải trọng gió, xác định theo công thức: n = y 1

1 + 0.63 tP + ℎO ({ | ) u Hv\ với: b là chiều rộng công trình, vuông góc với hướng gió tác dụng

L(z s ) là thang nguyên kích thước xoáy (chiều dài rối) tại độ cao tương đương z s , xác định theo công thức:

} và ∈ là các hệ số, phụ thuộc vào các dạng địa hình khác nhau, lấy theo Bảng

R là hệ số phản ứng cộng hưởng, được xác định theo công thức:

- β là độ cản, lấy bằng:

0,015 - cho kết cấu liên hợp thép - bê tông

0,02 - cho kết cấu bê tông và bê tông cốt thép

V(z s )3 600s,50 là vận tốc gió trung bình trong khoảng thời gian 3 600 s ứng với chu kỳ lặp 50 năm, tại độ cao tương đương z s , được xác định theo công thức:

V 3s,50 là vận tốc gió 3s (lấy trung bình trong khoảng thời gian 3 s) ứng với chu kỳ lặp 50 năm

R h , R b , R d là các hàm số dẫn suất khí động, được xác định theo các công thức:

&(! 5 ) \vHH5,GH h, b và d lần lượt là chiều cao, chiều rộng và chiều sâu (hoặc chiều dài) của công trình

Giá trị các hệ số và ᾱ trong công thức (21) lấy theo Bảng 10 phụ thuộc vào các dạng địa hình khác nhau

Bảng 3.6: Giá trị các hệ số cho các dạng địa hình

3.3.2 Giá trị tải gió tác động vào công trình

Bảng 3.7: Thông số đầu vào tính toán gió theo TCVN 2737-2023

- Loại kết cấu Kết cấu BTCT

- Vận tốc gió 3s, 50 năm theo QCVN 02/2022: V3s,50= 44 (m/s)

- Tần số dao động riêng thứ nhất phương X: n1-x= 0.76 (Hz)

- Tần số dao động riêng thứ nhất phương Y: n1-y= 0.85 (Hz)

- Chiều rộng của công trình: B= 29.7 (m)

- Chiều dài của công trình: L= 47 (m)

- Chiều cao của công trình: h= 61.55 (m)

Bảng 3.8: Tính toán hệ số giật G

+ Bề rộng đón gió (m): b= 29.7 + Độ cản phụ thuộc theo loại kết cấu: β = 0.0

(m): d= 47 + Hệ số phụ thuộc vào các dạng địa hình: b͞ = 0.4

+ Hệ số phụ thuộc vào các dạng địa hình: cr = 0.3 + Hệ số phụ thuộc vào các dạng địa hình: a̅ = 0.2

+ Độ cao tương đương của công trình (m): zs = 36.9

+ Vận tốc gió trung bình trong 3600 giây (m/s):

448 + Độ rối ở độ cao tương đương Zs:

75 + Hệ số đỉnh cho thành phần xung: gQ

= 3.4 + Hệ số để tính hệ số cộng hưởng: Rn = 0.0

57 + Hệ số đỉnh cho thành phần phản ứng: gV

= 3.4 + Hệ số tính hàm số dẫn suất khí động: hh = 7.8

+ Tần số riêng cơ bản thứ nhất (Hz): n1- x 0.76

+ Hệ số tính hàm số dẫn suất khí động: hb = 3.7

83 + Hệ số đỉnh cho thành phần cộng hưởng: gR

+ Hệ số tính hàm số dẫn suất khí động: hd = 20.

+ Hệ số phụ thuộc vào các dạng địa hình: l = 97.5

+ Hàm số dẫn suất khí động: Rh = 0.1

+ Hệ số phụ thuộc vào các dạng địa hình: ϵ̅ = 0.33 + Hàm số dẫn suất khí động: Rb = 0.2

+ Thang nguyên kích thước xoáy:

+ Hàm số dẫn suất khí động: Rd = 0.0

49 + Hệ số kể đến thành phần phản ứng nền: Q = 0.82

+ Hệ số phản ứng cộng hưởng: R = 0.2

=> Hệ số hiệu ứng giật theo phương X:

+ Bề rộng đón gió (m): b= 47 + Độ cản phụ thuộc theo loại kết cấu: β = 0.0

(m): d= 29.7 + Hệ số phụ thuộc vào các dạng địa hình: b͞ = 0.4

+ Hệ số phụ thuộc vào các dạng địa hình: cr = 0.3 + Hệ số phụ thuộc vào các dạng địa hình: a̅ = 0.2

+ Độ cao tương đương của công trình (m): zs = 36.9

+ Vận tốc gió trung bình trong 3600 giây (m/s):

448 + Độ rối ở độ cao tương đương Zs:

69 + Hệ số đỉnh cho thành phần xung: gQ

= 3.4 + Hệ số để tính hệ số cộng hưởng: Rn = 0.0

53 + Hệ số đỉnh cho thành phần phản ứng: gV

= 3.4 + Hệ số tính hàm số dẫn suất khí động: hh = 8.7

+ Tần số riêng cơ bản thứ nhất (Hz): n1- y 0.85

+ Hệ số tính hàm số dẫn suất khí động: hb = 6.6

+ Hệ số đỉnh cho thành phần cộng hưởng: gR

+ Hệ số tính hàm số dẫn suất khí động: hd = 14.

+ Hệ số phụ thuộc vào các dạng địa hình: l = 97.5

+ Hàm số dẫn suất khí động: Rh = 0.1

+ Hệ số phụ thuộc vào các dạng địa hình: ϵ̅ = 0.33 + Hàm số dẫn suất khí động: Rb = 0.1

+ Thang nguyên kích thước xoáy:

+ Hàm số dẫn suất khí động: Rd = 0.0

68 + Hệ số kể đến thành phần phản ứng nền: Q = 0.81

+ Hệ số phản ứng cộng hưởng: R = 0.1

=> Hệ số hiệu ứng giật theo phương Y:

1.Áp lực gió 3s ứng với chu kì lặp 10 năm W 3s,10

- Vùng áp lực gió II

- Áp lực gió cơ sở Wo Wo= 95 (daN/m 2)

- Chiều rộng công trình B= 29.7 (m) (Kích thước theo phương Y)

- Chiều dài công trình L= 47 (m) (Kích thước theo phương X)

- Chiều cao công trình H= 61.55 (m) (Kích thước theo phương Z)

5 Hệ số hiệu ứng giật Gf 0.852 0.835

Bảng 3.9: Giá trị tải gió tác dụng vào tâm hình học công trình

Cao độ tầng (m) Độ cao tương đương Z e (m) Hệ số k Bề rộng đón gió

B(m) Chiều cao đón gió (m) Áp lực gió tiêu chuẩn

W tc (kN) Áp lực gió tính toán

Tầng 19 3.15 58.40 61.55 61.55 1.208 1.208 29.7 47 3.15 102.57 163.64 215.40 343.65 Tầng 18 3.15 55.25 61.55 61.55 1.208 1.208 29.7 47 3.15 102.57 163.64 215.40 343.65 Tầng 17 3.15 52.10 61.55 61.55 1.208 1.208 29.7 47 3.15 102.57 163.64 215.40 343.65 Tầng 16 3.15 48.95 61.55 61.55 1.208 1.208 29.7 47 3.15 102.57 163.64 215.40 343.65 Tầng 15 3.15 45.80 61.55 47 1.208 1.118 29.7 47 3.15 102.57 151.51 215.40 318.16 Tầng 14 3.15 42.65 61.55 47 1.208 1.118 29.7 47 3.15 102.57 151.51 215.40 318.16 Tầng 13 3.15 39.50 61.55 47 1.208 1.118 29.7 47 3.15 102.57 151.51 215.40 318.16 Tầng 12 3.15 36.35 61.55 47 1.208 1.118 29.7 47 3.15 102.57 151.51 215.40 318.16 Tầng 11 3.15 33.20 61.55 47 1.208 1.118 29.7 47 3.15 102.57 151.51 215.40 318.16 Tầng 10 3.15 30.05 30.05 47 0.984 1.118 29.7 47 3.15 83.57 151.51 175.50 318.16 Tầng 9 3.15 26.90 29.7 47 0.981 1.118 29.7 47 3.15 83.29 151.51 174.91 318.16 Tầng 8 3.15 23.75 29.7 47 0.981 1.118 29.7 47 3.15 83.29 151.51 174.91 318.16 Tầng 7 3.15 20.60 29.7 47 0.981 1.118 29.7 47 3.15 83.29 151.51 174.91 318.16 Tầng 6 3.15 17.45 29.7 47 0.981 1.118 29.7 47 3.15 83.29 151.51 174.91 318.16 Tầng 5 3.15 14.30 29.7 47 0.981 1.118 29.7 47 3.15 83.29 151.51 174.91 318.16 Tầng 4 3.15 11.15 29.7 47 0.981 1.118 29.7 47 3.15 83.29 151.51 174.91 318.16 Tầng 3 4 8.00 29.7 47 0.981 1.118 29.7 47 3.575 94.53 171.95 198.51 361.09

Tải trọng đặc biệt (tải trọng động đất)

3.4.1 Tổng quan về động đất Đối với những công trình nhà cao tầng, trong thiết kế xây dựng nhà thầu ngoài việc tính toán tải trọng của bản thân công trình (tải trọng đứng), còn phải tính toán hai loại tải trọng nữa vô cùng quan trọng là tải trọng của gió bão và tải trọng động đất (tải trọng ngang) Đây được xem như là một trong những yêu cầu bắt buộc không thể thiếu và là yêu cầu quan trọng nhất khi thiết kế các công trình cao tầng Do đó, bất kỳ công trình xây dựng nào nằm ở vùng có phân vùng tác động gió thì phải tính toán tải trọng gió, phân vùng về động đất phải tính toán tải trọng động đất

3.4.2 Tính toán tải trọng động đất a) Phương pháp phổ phản ứng

Phương pháp “Phân tích phổ phản ứng dạng dao động", là phương pháp có thể áp dụng cho tất cả các loại nhà

Phải xét tới phản ứng của tất cả các dạng dao động góp phần đáng kể vào phản ứng tổng thể của nhà

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

Tất cả các dạng dao động có khối lượng hữu hiệu lớn hơn 5 % của tổng khối lượng đều được xét đến b) Áp dụng tính toán

Sử dụng tiêu chuẩn 9386-2012 có trong phần mềm ETABS 9.7.4, sinh viên có được kết quả thành phần động đất theo phổ phản ứng đàn hồi Đánh giá mức độ động đất: Động đất mạnh ag 0.08g

Hệ số tổ hợp trong xây dựng là hệ số được sử dụng để tính toán mức độ ảnh hưởng của tác động động đất lên công trình Hệ số này được sử dụng trong thiết kế kết cấu xây dựng, đặc biệt là đối với các công trình được xây dựng ở những khu vực có khả năng xảy ra động đất Tại Quận Tân Phú, TP Hồ Chí Minh, hệ số tổ hợp được sử dụng là 0,24, phù hợp với đặc điểm địa chất và hoạt động địa chấn của khu vực này.

Bảng 3.10: Bảng phân vùng gia tốc gia tốc nền theo địa danh hành chính Địa danh Tọa độ Gia tốc nền

2.Thành phố Hồ Chí Minh Kinh độ Vĩ độ (*)

Quận Tân Phú (P.4) 106.635 10.783 0.0702 c) Xác định hệ số ứng xử q

Loại kết cấu Cấp dẻo kết cấu trung bình

Cấp dẻo kết cấu cao cấp (DCH)

Hệ khung hoặc hệ khung tương đương (hỗn hợp khung vách)

2.Khung nhiều tầng, một nhịp 3.6 5.4

3.Khung nhiều tầng, nhiều nhịp hoặc kết cấu hỗn hợp tương đương khung 3.9 5.85

Hệ tường hoặc hệ kết cấu hỗn hợp tương đương với tường là các hệ thống chịu lực được sử dụng trong xây dựng để tạo ra các vách ngăn chịu lực Hệ kết cấu hỗn hợp tương đương vách cứng là hệ thống kết hợp giữa các yếu tố chịu lực như cột, dầm và tường Hệ vách cứng có lỗ là hệ thống tường có các lỗ mở lớn được gia cố bằng các dầm liên kết để tạo sự vững chắc và chịu lực tốt.

 Lưu ý: Với loại công trình không đều đặn theo mặt đứng, giá trị q trong bảng cần được giảm xuống 20% (có nghĩa với hệ số 0.8)

 q = 3.9 × 0.8 = 3.12 d) Hệ số tầm quan trọng của công trình

Hệ số tầm quan trọng công trình γ 1 phụ thuộc vào mức độ quan trọng của công trình Theo phụ lục E và H của TCVN 9386:2012, công trình được chia làm 5 cấp gồm: Đặc biệt, cấp I, cấp II, cấp III và cấp IV

 Hệ số tầm quan trọng của công trình γ1 = 1.25 e) Nhận dạng loại đất nền

Có 7 loại đất nền phân loại theo Mục 3.1.2 và Mục 3.2.2.2 TCVN 9386-2012

 Công trình thuộc dạng loại đất nền C f) Xác định gia tốc nền tham chiếu

Gia tốc nền quy đổi a gR 0 tra theo phụ lục G TCVN 9386:2012, công trình tại

Quận Tân Phú TPHCM => gia tốc nền quy đổi: gR 0 a 0.0702

Gia tốc nền: gR gR 0 a a  g 0.688

Gia tốc nền thiết kế: a g a gR   0.86

Bảng 3.12: Giá trị đại lượng tính động đất Đại lượng Giá trị Đỉnh gia tốc nền tham chiếu Agr*g 0.1001*g

Hệ số tầm quan trọng γ1 1.25

Hệ số ứng xử theo phương ngang q 3.12

Giới hạn dưới của chu kỳ TB 0.2

Giới hạn trên của chu kỳ TC 0.6

Bảng 3.13: Giá trị tham số mô tả phổ phản ứng đàn hồi

Thành phần thẳng đứng của tải trọng động đất chỉ cần xem xét khi a vg 0.25g Công trình nằm ở Quận Tân Phú, HCM cóa vg 0.0702(m/s ) 2 0.25g2.5(m/s ) 2 nên không cần xét đến thành phần đứng của tải động đất Do đó, không cần xây dựng phổ phản ứng theo phương đứng

Phổ thiết kế được xác định bằng các biểu thức sau:

Sd (T) là phổ thiết kế q là hệ số ứng xử: q = 3.12 β là hệ số ứng với cận dưới của phổ thiết kế theo phương nằm ngang: β = 0.2 T: chu kì dao động của hệ đàn hồi a 2 : gia tốc nền thiết kế, được tính toán bằng cách tra gia tốc nền trong phụ lục H, TCVN 9683:2012, lấy giá trị này nhân với g = 9.81 (m/s 2 )

T3: giới hạn dưới của chu kì ứng với đoạn nằm ngang của phổ phản ứng đàn hồi

T 4 : giới hạn trên của chu kì ứng với đoạn nằm ngang của phổ phản ứng đàn hồi

T 5 : giá trị xác định điểm bắt đầu của phần phản ứng chuyển vị không đổi trong phổ phản ứng

S, T 3 , T 4, T 5 xác định theo bảng 3.2 TCVN 9683:2012

→ Kết quả tương tự như ETABS 9.7.4

Tổ hợp tải trọng

3.5.1 Cơ sở lý thuyết Đối với các tổ hợp cơ bản và đặc biệt, trừ các trường hợp nêu trong TCVN 9386 và trong các tiêu chuẩn về thiết kế kết cấu và nền, giá trị hệ số tổ hợp của tải trọng tạm thời dài hạn ψL được lấy như sau: ψ L,1 = 1,0; ψ L,2 = ψ L,3 = = 0,95 Trong đó: ψ L,1 là hệ số tổ hợp của tải trọng tạm thời dài hạn chủ đạo (theo mức độ ảnh hưởng); ψ L,2 , ψ L,3 là các hệ số tổ hợp của các tải trọng tạm thời dài hạn còn lại Đối với các tổ hợp cơ bản theo công thức (1), giá trị hệ số tổ hợp của các tải trọng tạm thời ngắn hạn ψt được lấy như sau: ψ t,1 = 1,0; ψ t,2 = 0,9; ψ t,3 = ψ t,4 = = 0,7 Trong đó: ψ t,1 là hệ số tổ hợp của tải trọng tạm thời ngắn hạn chủ đạo (theo mức độ ảnh hưởng); ψ t,2 là hệ số tổ hợp của tải trọng tạm thời ngắn hạn thứ hai; ψ t,3 , ψ t,4 …là các hệ số tổ hợp của các tải trọng tạm thời ngắn hạn còn lại; Đối với tải trọng do cầu trục và cần trục treo, hệ số tổ hợp ψ t lấy theo 9.18 Đối với tổ hợp đặc biệt theo công thức (2), các giá trị hệ số tổ hợp của tải trọng tạm thời ngắn hạn ψ t được lấy như sau: ψ t,1 = 0,5; ψ t,2 = ψ t,3 = = 0,3 Trong đó: ψ t,1 là hệ số tổ hợp của tải trọng tạm thời ngắn hạn chủ đạo (theo mức độ ảnh hưởng); ψ t,2 , ψ t,3 là các hệ số tổ hợp của các tải trọng tạm thời ngắn hạn còn lại Các giá trị khác của hệ số tổ hợp của các tải trọng tạm thời ngắn hạn được quy định trong các tiêu chuẩn về thiết kế kết cấu và nền

Bảng 3.14: Thông số thiết kế và ghi chú kí hiệu tải trọng

Cấp quan trọng của công trình: C2

Hệ số tầm quan trọng γn= 1

Hệ số tổ hợp cho tải động đất Ψ2= 0.3

DL Trọng lượng bản thân của BTCT

LL Hoạt tải phân bố đều

WX Tải trọng gió tổng hợp theo phương X

WY Tải trọng gió tổng hợp theo phương Y

EX Động đất theo phương ngang (hướng X)

EY Động đất theo phương ngang (hướng Y)

XCC Tải trọng của xe chữa cháy

3.5.2 Tổ hợp tải trọng TTGHI

Bảng 3.15: Hệ số tầm quan trọng, độ tin cậy và hệ số tổ hợp cho TH TTGHI

Hệ số tầm quan trọng γ n

Hệ số tin cậy γ cho tĩnh tải DL

Hệ số tin cậy γ cho SDL

Hệ số tin cậy γ cho tường vách ngăn WALL

Hệ số tin cậy γ cho phần hoạt tải ngắn hạn phân bố đều

Hệ số tin cậy γ cho tải trọng gió

Hệ số tổ hợp Ψ t cho hoạt tải ngắn hạn

Hệ số tin cậy γ cho tĩnh tải DL

Hệ số tin cậy γ cho tường vách ngăn WALL

Hệ số tin cậy γ cho phần hoạt tải ngắn hạn phân bố đều

Hệ số tổ hợp Ψ t cho hoạt tải ngắn hạn

Bảng 3.16: Tổ hợp tải trọng TTGHI

Tổ hợp TTGH1 DL SDL WALL LL W x W y E x E y

3.5.3 Tổ hợp tải trọng theo trạng thái giới hạn II

Bảng 3.17: Hệ số tầm quan trọng, độ tin cậy và hệ số tổ hợp cho TH TTGHII

Hệ số tin cậy γ cho tĩnh tải

Hệ số tin cậy γ cho tường vách ngăn WAL

Hệ số tin cậy γ cho phần hoạt tải ngắn hạn phân bố đều LL

Hệ số tổ hợp Ψ t cho hoạt tải ngắn hạn LL

Bảng 3.18: Tổ hợp tải trọng TTGHII

Tổ hợp TTGH2 DL SDL WALL LL Wx Wy

Lựa chọn sơ bộ kích thước cấu kiện

3.6.1 Sơ bộ chiều dày sàn

Chiều dày sàn dầm (sàn sườn) được lựa chọn sơ bộ dựa trên kích thước nhịp cạnh ngắn của ô sàn (lựa chọn ô sàn có kích thước lớn nhất) Ngoài ra, trong nhà cao tầng chiều dày sàn nên chọn lớn để đảm bảo vai trò sàn như tấm cứng trong mặt phẳng của nó Chiều dày sàn còn được sinh viên sơ bộ dựa theo sự đánh giá tải trọng (hoạt tải) tác dụng vào ô sàn

Kích thước ô sàn lớn nhất trong khối tầng căn hộ:L 2 × L ) = 8m × 9.5m

Chiều dày sơ bộ của sàn: hD = E FG 2 ÷ FH 2 I L2 = E FG 2 ÷ FH 2 I × 8000 = (178 ÷ 220)mm

Bảng 3.19 Chọn sơ bộ chiều dày sàn của các tầng công trình

Vị trí cấu kiện Tên (khu vực) sàn Chiều dày sàn sơ bộ (mm) Ghi chú

Hành lang, sảnh thang 180 Ô sàn vừa

Nhà vệ sinh căn hộ 180 Ô sàn vừa

Hành lang, sảnh thang 180 Ô sàn vừa

WC ăn hô B1, C5, C6 180 Ô sàn vừa

WC căn hộ B3, B4, C2 180 Ô sàn vừa

3.6.2 Sơ bộ kích thước tiết diện dầm

Kích thước tiết diện dầm được lựa chọn sơ bộ theo công thức kinh nghiệm nhằm đảm bảo độ cứng, phụ thuộc vào nhịp dầm Ngoài ra, chiều cao tiết diện dầm chọn cần đảm bảo chiều cao thông thủy của các tầng công trình Dựa vào kiến trúc, chiều cao tầng nhỏ nhất của công trình là khối tầng căn hộ với chiều cao là 3.15m, để đảm bảo chiều cao thông thủy theo quy định là 3m thì chiều cao tối đa của tiết diện bị khống chế là 500(mm).Vì vậy sinh viên chọn toàn bộ hệ dầm chính của các tầng căn hộ có tiết diện b × h = 400 × 500(mm), dầm phụ chia nhỏ các ô sàn và dầm môi chọn tiết diện b × h = 200~400 × 300~500(mm) Đối với tầng 1 ảnh hưởng bởi kiến trúc vì có tầng hầm, nên sinh viên chọn tiết diện dầm bẹp làb × h = 500 × 400(mm)

Kiểm tra điều kiện tiết diện dầm chính khi công trình chịu tải động đất:

- Chiều cao tiết diện dầm: h J = KE 2 L ÷ 2G 2 I L

- Chiều rộng tiết diện dầm:b = max(≥ h/4; ≥ 250mm) →Thỏa

O, OH: Lần lượt là nhịp tính toán và nhịp thông thủy của dầm Ở bước này, sinh viên chỉ chọn sơ bộ để mô hình phân tích nội lực, sau khi có nội lực trong dầm, tiến hành tính toán và bố trí cốt thép cho dầm và kiểm tra lại hàm lượng cốt thép để có được tiết diện dầm hợp lý

Bảng 3.20 Bảng chọn sơ bộ tiết diện dầm của công trình

Tiết diện sàn sơ bộ + × 6 (mm) Ghi chú

Tầng hầm lửng Dầm phụ 200x400

Dầm chính 1 500x400 Ảnh hưởng kiến trúc

Dầm chính 2 400x600 Không ảnh hưởng kiến trúc

Dầm biên 250x900 Dầm biên, sàn âm đáy

Dầm chính 2 100x400 Thành bồn hoa

3.6.2 Sơ bộ chiều dày vách và lõi

Theo chỉ dẫn trong TCVN 198:1997 chiều dày của vách và lõi cứng phải thỏa điều kiện sau:

- Chiều dày của vách(h Q ) chọn không nhỏ hơn 150 mm (h Q ≥ 150mm)

- Chiều dày của vách (h Q )chọn không nhỏ hơn 1/20 chiều cao tầngEhQ ≥ )H R S I

- Tổng diện tích mặt cắt ngang của vách và lõi trên từng tầng phải lớn hơn hoặc bằng 1.5% diện tích sàn từng tầng (F TU ≥ 0.015F VW )

Tiết diện của vách trong công trình sinh viên sẽ thay đổi theo mô đun và tùy thuộc vào vị trí của vách Khi tính toán nội lực và cốt thép, sinh viên sẽ đánh giá tính hợp lý của tiết diện dựa trên hàm lượng cốt thép Nếu tiết diện chọn ban đầu không đảm bảo yêu cầu, sinh viên sẽ phải chọn lại và tính toán lại thép để đảm bảo kết cấu thỏa mãn yêu cầu.

THIẾT KẾ KIỂM TRA KHUNG KẾT CẤU

Kiểm tra ổn định tổng thể công trình

4.1.1 Kiểm tra chuyển vị đỉnh công trình

Mục 2.6.3 Các chỉ tiêu kiểm tra kết cấu, TCVN 198-1997 Nhà cao tầng – Thiết kế kết cấu bê tông cốt thép toàn khối qui định:

Kiểm tra độ bền, biến dạng, ổn định tổng thể và ổn định cục bộ của kết cấu được tiến hành theo các tiêu chuẩn thiết kế hiện hành Ngoài ra kết cấu nhà cao tầng còn phải thỏa mãn yêu cầu sau đây:

Về kiểm tra độ cứng: Chuyển vị theo phương ngang tại đỉnh kết cấu của nhà cao tầng tính theo phương pháp đàn hồi phải thỏa mãn điều kiện:

Theo mục 2.6.3 TCVN 198-1997 chuyển vị cho phép theo phương ngang tại vị trí đỉnh công trình đối với kết cấu khung_vách là:

1 H f  Bảng 4.1: Bảng chuyển vị giới hạn theo phương ngang

Nhà, tường và tường ngăn

Liên kết giữa tường, tường ngăn với khung nhà

1.Nhà nhiều tầng Bất kỳ h/500

2.Một tầng của nhà nhiều tầng: Mềm hs/300 a) Tường và tường ngăn bằng gach, bằng bê tông thạch cao, bằng panen bê tông cốt thép Cứng hs/500 b) Tường (ốp đá tự nhiên) làm từ gạch ceramic Cứng hs/700

3 Nhà một tầng (với tường chịu tải bản thân) chiều cao tầng hs,m nhỏ hơn hoặc bằng 6

Mềm hs/150 bằng 15 hs/200 lớn hơn hoặc bằng 30 hs/300

Bảng 4.2: Kiểm tra chuyển vị theo phương ngang

Giá trị chuyển vị lớn nhất Chuyển vị giới hạn

SÂN THƯỢNG TT2CB7 X 4.44 123.1 THỎA

SÂN THƯỢNG TT2CB9 Y 5.04 123.1 THỎA

4.1.2 Kiểm tra gia tốc đỉnh của công trình

Kiểm tra gia tốc đỉnh theo phương X

Tính gần đúng (bỏ qua cản), giá trị tính toán của gia tốc cực đại sẽ được tính toán như sau:

- > 2 : chu kì dao động của mode đầu tiên

- 8$9':: chuyển vị đỉnh lớn nhất của dao động mode đầu tiên Điều kiện: # < [#]

- Gia tốc cực đại tại đỉnh công trình

- Gia tốc giới hạn theo TCVN 198-1997, [#] = 150 (((/? ) )

Bảng 4.3: Kiểm tra gia tốc đỉnh theo phương X Đai lượng Đơn vị Giá trị fdmax mm 4.44

Bảng 4.4: Kiểm tra gia tốc đỉnh theo phương Y Đại lượng Đơn vị Giá trị fdmax mm 5.04

4.1.3 Kiểm tra chống lật cho công trình

Kiểm tra ổn định chống lật

Theo TCXD 198 – 1997 nhà cao tầng có tỉ lệ chiều cao trên chiều rộng

→ Không cần kiểm tra điều kiện chống lật

4.1.4 Kiểm tra chuyển vị lệch tầng

Chuyển vị lệch tầng (chuyển vị ngang tương đối giữa các tầng) theo TCVN 9386:2012 là hiệu của các chuyển vị ngang trung bình story driffs tại trần và sàn của tầng đang xét

 Chứng minh công thức tương đương

Load Case/Combo Direction Drift [D] Check

4.1.5 Kiểm tra hiệu ứng P-DENTA (phân tích hiệu ứng bậc 2)

 Lý thuyết tính toán Độ nhạy của chuyển vị ngang tương đối giữa các tầng tính theo công thức 4.28

- θ: là hệ số độ nhạy của chuyển vị ngang tương đối giữa các tầng

- PX X: là tổng tải trọng tường tại tầng đang xét và các tầng bên trên nó khi thiết kế chịu động đất

- V X X : là tổng lực cắt tầng do động đất gây ra

- d@: là hiệu của chuyển vị ngang trung bình ở tâm khối lượng tại trần và sàn của tầng đang xét

- d @/ chuyển vị lệch tầng theo kết quả phân tích đàn hồi sử dụng phổ thiết kế

 θ ≤ 0.1 không cần xét đến hiệu ứng P-Δ

 0.1 < θ ≤ 0.2 gần đúng nhân các hệ quả tác động với 1/(1-θ)

 0.2 < θ ≤ 0.3 phải xét đến hiệu ứng P-Δ

 θ > 0.3 điều chỉnh lại hệ kết cấu và tính toán kiểm tra lại

 Combo tổ hợp tải trọng tiêu chuẩn xác định Ptot:

Ptot = Tĩnh tải ( tải trọng bản thân + tải hoàn thiện+ tải trọng tường …)+ n*Hoạt tải

Lấy n =0.3: hệ số tổ hợp

Bảng 4.5: Hiệu ứng P-DENTAL theo phương X

P - Delta 0.1 - Bảng 4.6: Hiệu ứng P-DENTAL theo phương Y

TÍNH TOÁN CẦU THANG

Cấu tạo cầu thang

Cầu thang tầng điển hình của công trình này là loại cầu thang 2 vế dạng bản

Chiều cao tầng điển hình là 3.15 m Chọn chiều cao mỗi bậc thang là 175 mm ta được số bậc thang cho tầng điển hình là 18 bậc

Bề rộng bậc thang là 250 mm

Góc nghiêng của bản thang với mặt phẳng nằm ngang là tanα=ℎ 1

250 ⇒ K ≈ 35 H ⇒ cosα = 0.82 Chọn sơ bộ chiều dày bản thang và chiếu nghỉ

→ Chọn chiều dày bản thang là : hs = 130(mm)

Tải trọng tác dụng lên cầu thang

5.2.1 Tỉnh tải (tải hoàn thiện)

Hình 5.2: Chi tiết cầu tạo cầu thang N1, và sàn buồn thang

- Lớp vữa lót: l2 = x)0)Ztd2 ; Ztd1 = (M N ℎ M )O P cos α

- Bậc gạch: l ) = x ) 0 ) Z td2 ; Z td2 = ℎ cos ) α = 0.175×0.83 ) = 0.073(()

Bảng 5.1: Giá trị tải hoàn thiện tác dụng lên bản nghiêng và bản chiếu nghỉ

Tổng tải trọng bản nghiêng 2.09 2.71

Tải trọng bản chiếu nghỉ 0.77 1.01

Theo phương đứng: lbn = cos ` bn α = ).H 0.82 = 2.55 (kN/m ) )

5.2.2 Tải trọng tạm thời ngắn hạn (hoạt tải)

Bảng 5.2: Giá trị hoạt tải tác dụng lên bản nghiêng và bản chiếu nghỉ

STT Loại phòng Kí hiệu

Tải tiêu chuẩn p tc (kN/m 2 )

Sơ đồ tính bảng thang

Hình 5.3: Mặt bằng thang bộ N1

Sơ đồ tính của bản thang ta dựa vào tỉ số giữa: R R

R S < 3 thì liên kết giữa bản thang với dầm là liên kết khớp, R R

R S > 3 thì liên kết giữa bản thang với dầm là liên kết ngàm

Sơ đồ tính toán của bản phẳng phụ thuộc vào việc đánh giá sự làm việc chung giữa các bộ phận cấu thành Ví dụ, khi bản sàn được nối vào tường cứng thì sẽ được coi là mối nối mộng.

Bản thang liên kết với vách cứng → liên kết ngàm

Kết luận: liên kết giữa 2 đầu bản thang là ngàm - ngàm

Hình 5.4: Sơ đồ tính bản thang theo trường hợp 1

 Trường hợp 2: (mặt cắt 2 – 2) khớp – khớp

Bảng nghiêng nhỏ của thang được tính và kiểm tra bằng liên kết khớp - khớp

Nội lực và tính toán cốt thép cho bản thang

Hình 5.6: Giá trị momen bản thang trường hợp 1

Hình 5.7: Giá trị momen bản thang trường hợp 2

Bảng 5.3: Dữ liệu tính toán cốt thép bản thang

Bê tông: B30 Nhóm cốt thép Φ >= 10: CB400-V Nhóm cốt thép Φ < 10 : CB300-T

- R b = 17.0 Mpa - Cường độ chịu kéo: R s = 350 Mpa - Cường độ chịu kéo: R s = 260 Mpa

- R bt = 1.20 Mpa - Modun đàn hồi: E s = 200000 Mpa - Modun đàn hồi: E s = 200000 Mpa

- E b = 32500 Mpa - Hệ số ξ R = 0.533 - Hệ số ξ R = 0.583

- a bv = 2.0 (cm) - Hàm lượng cốt thộp à min = 0.10 % - Hàm lượng cốt thộp à min = 0.10 %

- Hàm lượng cốt thộp à max = 2.59 % - Hàm lượng cốt thộp à max = 3.81 %

Bảng 5.4: tính thép bản thang TH1 (mặt cắt 1-1 và 3-3)

(T.m) (T.m) (cm) (cm) (cm) (cm) (cm 2 ) Φ - K/cách (cm 2 ) ( % ) ( % )

Bảng 5.5: Tính thép bản thang TH2 (mặt cắt 4-4 và 2-2)

(T.m) (T.m) (cm) (cm) (cm) (cm) (cm 2 ) Φ - K/cách (cm 2 ) ( % ) ( % ) Nhịp 0.36 100 13 2.5 10.6 0.019 0.019 1.63 8 @ 200 2.51 0.24 OK! 1.54 35.03

5.4.3 Kiểm tra chịu cắt của bản thang

Khi tính toán khả năng chịu cắt của bản thang, thường không đặt cốt thép đai, khi điều kiện kiểm tra không thỏa thì ta tiến hành tăng chiều dày bản thang

Theo mục 8.1.3.3.1 TCVN 5574 – 2018, có quy định: Khi không có cốt thép ngang thì tiến hành tính toán theo điều kiện (89) của mục này với Qsw lấy bằng không

Tính toán cấu kiện bê tông cốt thép chịu uốn theo tiết diện nghiêng được tiến hành theo điều kiện sau (Điều kiện 89 của TCVN 5574 – 2018): sw b Q

 Qsw = 0 là lực cắt chịu bởi cốt thép ngang trong tiết diện nghiêng

 Qb là lực cắt chịu bởi bê tông trong tiết diện nghiêng

Lực cắt Qb được xác định theo công thức sau:

Nhưng Qb không lớn hơn 2.5R bt bh 0 và không nhỏ hơn 0.5R bt bh 0

Hình 5.8: Giá trị lực cắt trong bản thang

Ta có lực cắt lớn nhất của cầu thang nmax = 20.62 (kN)

→ Kết luận: Vậy bản thang đủ khả năng chịu cắt

Tính toán cầu thang theo trạng thái giới hạn 2

5.5.1 Kiểm tra hình thành và sự mở rộng của vết nứt bản thang

Bảng 5.6: Bảng thông số đầu vào và kiểm tra vết nứt trong bản than

Các thông số đầu vào Kết quả tính toán

- Cấp độ bền bê tông: B30 - Chiều cao vùng nén của BT: x 64.2 mm

- Module đàn hồi của bê tông: E b 32500 MPa x = [b.h.0.5h + α.(A s h 0 + A ' s a ' )]/ [b.h +α.(A s +

- Momen quán tính của BT:

- Module đàn hồi của thép: E s 200000 MPa - MMQT của cốt thép chịu kéo: I s 65.52 cm 4

- Hệ số quy đổi CT về

Tiết diện tính toán - MMQT của cốt thép chịu nén: I ' s 215.76 cm 4

- Chiều cao tiết diện: h 130 mm I ' s = A ' s (x - a ' ) 2

- Chiều rộng tiết diện: b 1000 mm - MMQT của tiết diện quy đổi: I red

- Khoảng cách a ' : a ' 0 mm - Khoảng cách: y t 65.8 mm

- Chiều cao làm việc tiết diện: h 0 105 mm y t = h - x

Nội lực và bố trí cốt thép - Momen kháng uốn đàn dẻo:

- Momen uốn do ngoại lực:

- Diện tích cốt thép chịu kéo: A s 393 mm 2 / m - Momen uốn gây nứt: M c rc

- Hàm lượng cốt thép μ s 0.37% M crc = W pl R bt,ser

- Diện tích cốt thép chịu nén: A ' s 524 mm 2 - Kiểm tra điều kiện hình thành và mở rộng vết nứt

- Hàm lượng cốt thép chịu nén: μ ' s 0.50% Tiết diện bị nứt, cần tính toán chiều rộng vết nứt

5.5.2 Tính toán chiều rộng của vết nứt

5.5.2.1 Chiều rộng vết nứt do tác dụng dài hạn của tải trọng thường xuyên và tạm thời dài hạn (arcc,1)

Bảng 5.7 : Bảng tính toán chiều rộng vết nứt arcc,1

Các thông số đầu vào Các hệ số tính toán

- Cấp độ bền bê tông: B30 - HS kể đến thời gian t/d của tải trọng: φ 1 1.4

- Module đàn hồi của bê tông: E b 32500 MPa - HS kể đến hình dạng bề mặt cốt thép: φ 2 0.5

TTGH 2: R bt,ser 1.75 MPa - HS kể đến đặc điểm chịu lực: φ 3 1.2

- Cường độ chịu nén tiêu chuẩn: R b,n 22 MPa - HS kể đến sự phân bố không đều BDCT: ψ s

- Biến dạng tương đối của BT: ε b1,red 0.0015 Kết quả tính toán

- Module biến dạng quy đổi: E b,red

67 MPa - Chiều cao vùng nén của

- Module đàn hồi của thép: E s 200000 MPa - MMQT của tiết diện quy đổi: I red

- Đường kính cốt thép: d s 10 mm - Chiều cao vùng nén quy đổi: y c = x 28.6 m m

Tiết diện tính toán Ghi chú : Cấu kiện chịu uốn, nên giá trị y c = x

- Chiều cao tiết diện: h 130 mm - Ứng suất trong cốt thép dọc: σ s

- Chiều rộng tiết diện: b 1000 mm σ s =[M 1 (h 0 - y c ).α s1 ]/I red

- Khoảng cách a: a 25 - Chiều cao vùng kéo của

- Chiều cao làm việc tiết diện: h 0 105 mm - Diện tích bê tông chịu kéo: A bt 650.0 cm

Nội lực và bố trí cốt thép A bt = x t b

- Momen uốn do tĩnh tải: M TT 4.58 kN.m/ m

- Khoảng cách cơ sở vết nứt: L s 400 m m

- Momen uốn do hoạt tải: M HT 2.13 kN.m/ m L s = 0.5.(A bt /A s ).d s

Ghi chú: min(10d s ;100mm) ≤ Ls ≤ min (40d s ;400mm)

- Momen gây nứt: M crc 3.64 kN.m/ m - Chiều rộng vết nứt: a crc,1 0.10 m m

- Diện tích cốt thép chịu kéo: A s 393.00 mm 2 / m a crc,1 = φ 1 φ 2 φ 3 ψ s (σ s /E s ).L s

- Hàm lượng cốt thép chịu kéo: μ s 0.37%

- Diện tích cốt thép chịu nén: A ' s 524.00 mm 2 / m

- Hàm lượng cốt thép chịu nén: μ ' s 0.50%

5.5.2.2 Chiều rộng vết nứt do tác dụng ngắn hạn của tải trọng thường xuyên và tạm thời (arcc,2)

- Cấp độ bền bê tông: B30 - HS kể đến thời gian t/d của tải trọng: φ 1 1

- Chiều cao làm việc tiết diện: h 0 105 mm - Diện tích bê tông chịu kéo: A bt 650.0 cm

- Momen do TT + HT: M 2 6.71 kN.m/ m

5 5.2.3 Chiều rộng vết nứt do tác dụng ngắn hạn của tải trọng thường xuyên và tạm thời dài hạn (arcc,3)

- Cấp độ bền bê tông: B30 - HS kể đến thời gian t/d của tải trọng: φ 1 1

- Chiều cao làm việc - Diện tích bê tông chịu cm

8.5.2.4 Kiểm tra chiều rộng vết nứt

Bảng 5.10 : Bảng kiểm tra chiều rộng vết nứt a) Kiểm tra chiều rộng vết nứt dài hạn b) Kiểm tra chiều rộng vết nứt ngắn hạn

- Chiều rộng vết nứt tính toán: a crc 0.05 mm - Chiều rộng vết nứt tính toán: a crc

6 m m a crc = a crc,1 a crc = a crc,1 + a crc,2 - a crc,3

- Chiều rộng vết nứt cho phép: a crc,u 0.3 mm - Chiều rộng vết nứt cho phép: a crc, u

5.5.3 Tính toán độ võng của bản thang

5.5.3.1 Tính toán độ võng do tác dụng ngắn hạn của tải trọng thường xuyên và tạm thời (f1)

Bảng 5.11 : Bảng thông số tính toán độ võng

- Cấp độ bền bê tông: B30 - Chiều cao vùng nén của BT: x m = x 21.8 mm

- Module đàn hồi của bê tông: E b 32500 M

- Độ ẩm tương đối không khí: Dưới

40 % - MMQT của tiết diện quy đổi: I red

- Hệ số từ biến của bê tông: φ b ,cr

- Tác dụng của tải trọng: Ngắn hạn Tính monen tại 5 vị trí tiết diện (chia thành 4 đoạn)

- Module đàn hồi của thép: E s

- Hệ số quy đổi CT về BT: α 7.24 Ghi chú: Giá trị momen này gây ra bởi TT + HT

Tiết diện tính toán Độ cong 1/r 1,td

- Chiều cao tiết diện: h 130 m m Giá trị

- Khoảng cách a: a 25 - Chiều dài nhịp cấu kiện: L 4.3 m

- Độ võng lớn ở giữa nhịp: f 1 14.6 mm

- Chiều cao làm việc tiết diện: h 0 105 m m f 1 = [2/r 1,td1 + 12/r 1,td2 + 20/r 1,td3 + 12/r 1,td4 + 2/r 1,td5 ].[L 2 /384]

- Diện tích cốt thép chịu kéo: A s

- Diện tích cốt thép chịu nén:

5.5.3.2 Tính toán độ võng do tác dụng ngắn hạn của tải trọng thường xuyên và tạm thời (f2)

Bảng 5.12: Bảng tính toán độ võng (f2)

- Độ ẩm tương đối không khí: Trên

- Tác dụng của tải trọng: Ngắn hạn Tính monen tại 5 vị trí tiết diện (chia thành 4 đoạn)

- Hệ số quy đổi CT về BT: α 6.82 Ghi chú: Giá trị momen M 2 gây ra bởi TT + 0.3HT

5 5.3.3 Tính toán độ võng do tác dụng ngắn hạn của tải trọng thường xuyên và tạm thời (f3)

Bảng 5.13 : Bảng tính toán độ võng (f3)

- Độ ẩm tương đối không khí: Trên

- Tác dụng của tải trọng: Dài hạn Tính monen tại 5 vị trí tiết diện (chia thành 4 đoạn)

- Hệ số quy đổi CT về BT: α 16.00 Ghi chú: Giá trị momen M 3 gây ra bởi TT + 0.3HT

5.6.3.4 Kiểm tra độ võng toàn phần đối với các đoạn cấu kiện có vết nứt trong vùng kéo (f)

Bảng 5.11 : Bảng kiểm tra độ võng bản thang

- Độ võng do tác dụng ngắn hạn của tải trọng thường xuyên và tạm thời (M 1 gây ra): f

- Độ võng do tác dụng dài hạn của tải trọng thường xuyên và tạm thời dài hạn (M 2 gây ra): f

- Độ võng do tác dụng ngắn hạn của tải trọng thường xuyên và tạm thời dài hạn (M 3 gây ra): f

- Độ võng toàn phần của sàn (trường hợp sàn bị nứt): f 15.

- Độ võng cho phép của sàn (lấy theo Bảng M.1 - Phụ lục M - TCVN 5574:2018): f u

- Kiểm tra theo điều kiện hạn chế độ võng cho phép: Thỏa

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ SÀN ĐIỂN HÌNH

Mở đầu

Thiết kế sàn là nhiệm vụ quan trọng của quá trình thiết kế kết cấu bê tông cốt thép Vấn đề được đặt ra là việc lựa chọn kết cấu sàn sao cho vừa hợp lý mà vẫn đảm bảo hiệu quả kinh tế Trong quá trình thiết kế, tùy vào khẩu độ, kỹ thuật thi công, thẩm mỹ và yêu cầu kỹ thuật, người kỹ sư cần phải cân nhắc chọn lựa kết cấu sàn cho hợp lý Để đảm bảo các yêu cầu như trên, kết cấu sàn dầm bê tông là phương án hợp lý được chọn cho công trình này, với chiều cao tầng thấp, để tạo không gian chọn phương án kết cấu là sàn phẳng Các phần tính toán sàn tầng điển hình như sau:

 Chọn sơ bộ tiết diện các cấu kiện

 Xác định tải trọng tác dụng

 Mặt bằng sàn và sơ đồ tính

 Tính toán cốt thép cho sàn

 Kiểm tra độ võng của sàn

Hình 6.1: Mặt bằng sàn tầng điển hình

Xây dựng mô hình và tính toán bằng phần mềm safe

6.3.1 Phương pháp tính nội lực

Phương án thiết kế sàn sử dụng phần mềm SAFE để tính toán nội lực

Phương pháp tính toán nội lực bằng phương pháp phần tử hữu hạn đang được sử dụng phổ biến hiện nay do tận dụng được khả năng tính toán mạnh của máy tính Với các phần mềm chuyên dụng như SAFE

Trình tự tính toán trong phần mềm SAFE

Mô hình mặt bằng tầng điển hình với đầy đủ kết cấu dầm cột vách sàn hợp lí trong phần mềm SAFE

Bước 2 : Gán tải trọng cho công trình

Tải trọng sàn mô hình trong SAFE được nhập đầy đủ

Bước 3 : Chạy nội lực và xuất moment các ô bản của sàn điển hình

Vỡ ụ sàn tương đối đối xứng nờn ta chỉ cần tớnh toỏn và bố trớ cụt thộp cho ẵ bản sàn

Hình 6.2: Mô hình phần mềm SAFE sàn tầng điển hình

Hình 6.3: Tĩnh tải tường xây

Hình 6.4: Hoạt tải sàn (LL)

Hình 6.5: Tĩnh tải hoàn thiện (SDL)

Tính toán sàn theo trạng thái giới hạn II

6.4.1 Kiểm tra độ võng ngắn hạn của sàn

Hình 6.6: Chuyển vị sàn theo combo chuyển vị (DL, SDL, WL)

 Combo kiểm tra độ võng của sàn: Combo chuyển vị (DL, SDL, WL)

 Độ võng sàn tính bằng SAFE: f = 10 (mm)

 Theo phụ lục M bảng M.1 TCVN 5574-2018độ võng cho phép của sàn thỏa biểu thức sau f ≤ f 2 , trong đó f 2 là độ võng giới hạn được xác định như sau: khi 6m < L < 12m thì (mm)

 Độ võng cho phép:  f L 11500 46(mm)

6.4.2 Kiểm tra độ võng dài hạn của sàn

Tổ hợp kiểm tra độ võng sàn:

- Sử dụng phần mềm Safe để kiểm tra độ võng và nứt cho sàn

- Tổ hợp các tải trọng để kiểm tra độ võng cho sàn theo TCVN 5574:2018

- Khi tính toán võng cho các cấu kiện chịu uốn (sàn) các công trình cần chú ý: + Tổ hợp tải trọng theo TTGH II (tải trọng tiêu chuẩn)

+ Sự xuất hiện của vết nứt trong bê tông khi chịu lực sẽ làm giảm độ cứng của tiết diện và làm tăng độ võng cho cấu kiện

Trong đánh giá lâu dài kết cấu bê tông cốt thép, cần cân nhắc tác động của các tải trọng kéo dài, biến đổi hình dạng và co ngót Tiêu chuẩn TCVN 5574-2018 quy định độ võng toàn phần f được xác định bằng công thức f = f1 – f2 + f3, trong đó: f1 là độ võng do tải trọng dài hạn, f2 là độ võng do thay đổi nhiệt độ, f3 là độ võng do co ngót.

 f1: độ võng do tác dụng ngắn hạn (Short-term) của toàn bộ tải trọng (DL+SDL+WL+LL) gây ra

 f2: độ võng do tác dụng ngắn hạn (Short-term) của tải trọng dài hạn (DL+SDL+WL+ ψ LL) gây ra

 f3: độ võng do tác dụng dài hạn (Long-term) của tải trọng dài hạn (DL+SDL+WL+ ψ LL) gây ra

Lưu ý: Với ψ là hệ số quy đổi chuyển từ tải toàn phần sang tải trọng dài hạn, lấy theo TCVN 2737-2023 ψ = 0.35

Sử dụng phiên bản SAFE V12 tiến hành khai báo như sau: Define Load cases/

Initial Conditions/ Continue from State at End of Nonlinear Case Cho phép phân tích trường hợp hiện tại có xét đến ảnh hưởng của quá trình làm việc trước đó

Khai báo các trường hợp tải (Load Cases) bao gồm: f1 , f2, f3

 f3: 1SDL + 1WL + 35LL (kể đến hệ số từ biến, và độ co ngót của bê tông V1,8s 1.6 đối với bê tông B30 Bảng 11: Hệ số từ biến của bê tông V1,8s TCVN 5574:2018

 Tổ hợp tải trọng tính độ võng F = f1 – f2 + f3

Hình 6.7: Khai báo trường hợp tải f1

Hình 6.8: Khai báo trường hợp tải f2

Hình 6.10: Khai báo tổ hợp tải trọng tính độ võng Lưu ý: Tải trọng gán vào mô hình phải là tải trọng tiêu chuẩn

 Combo kiểm tra độ võng của sàn: Combo chuyển vị F

 Độ võng sàn tính bằng SAFE: f = 10 (mm)

 Theo phụ lục M bảng M.1 TCVN 5574-2018độ võng cho phép của sàn thỏa biểu thức sau f ≤ f2 , trong đó f2 là độ võng giới hạn được xác định như sau: khi 6m < L < 12m thì (mm)

 Độ võng cho phép:  f L 11500 46(mm)

Hình 6.11: Độ võng dài hạn lớn nhất của sàn

Ta có độ võng lớn nhất của sàn fmax = 44.17mm ≤ L/250 = 46 mm Độ võng của sàn được thoả mãn

6.4.3 Kiểm tra chiều rộng khe nứt sàn

Chiều rộng vết nứt được tiến hành theo điều kiện:

# 8s8 : chiều rộng vết nứt do tác dụng của ngoại lực (tính bằng phần mềm Safe)

#8s8,>2: chiều rộng vết nứt giới hạn cho phép, ngắn hạn bằng 0.4 (Bảng 17 TCVN 5574:2018)

# 8s8,>) : chiều rộng vết nứt giới hạn cho phép, dài hạn bằng 0.3 (Bảng 17 TCVN 5574:2018)

 Định nghĩa vứt nứt ngắn hạn: # 8s82 = 1E + 1OO + 0.35 W } + 0.35 XE

Hình 6.12: Định nghĩa vứt nứt ngắn hạn: #8s82

 Định nghĩa vứt nứt ngắn hạn: # 8s8) = 1E + 1OO + 0.35 W } + 0.35 XE kể đến hệ số từ biến và hệ số co ngót của bê tông

Hình 6.13: Định nghĩa vứt nứt ngắn hạn: # 8s8)

Hình 6.14: Giá trị vết nứt #8s8) max

Hình 6.15: Giá trị vết nứt #8s82 max

Tính toán sàn theo trạng thái giới hạn I

Hình 6.16: Giá trị momen trong dãy strip theo phương X

Hình 6.17: Giá trị momen trong dãy strip theo phương Y

Bảng 6.1: Bảng tính và bố trí cốt thép sàn theo hai phương X và Y

M(+) M(-) b h a (o) h (o) ɑ (m) ξ A s(tt) Bố trớ thộp A s(c) à Kết luận

Gối vách -6.20 100 22 2.70 19.30 0.098 0.103 9.68 14 @ 150 10.26 0.53 OK! 1.06 5.70 Nhịp 2.5 100 22 2.50 19.50 0.039 0.039 3.74 10 @ 200 3.93 0.20 OK! 1.05 4.85

Gối vách -9.20 100 22 2.70 19.30 0.145 0.158 14.79 14 @ 100 15.39 0.80 OK! 1.04 3.95 Gối dầm -2.40 100 22 2.50 19.50 0.037 0.038 3.58 10 @ 200 3.93 0.20 OK! 1.10 8.73

Gối vách -9.20 100 22 2.70 19.30 0.145 0.158 14.79 14 @ 100 15.39 0.80 OK! 1.04 3.95 Nhịp 4.8 100 22 2.50 19.50 0.074 0.077 7.32 10 @ 100 7.85 0.40 OK! 1.07 6.86

58.16 Gối vách -9.20 100 22 2.70 19.30 0.145 0.158 14.79 14 @ 100 15.39 0.80 OK! 1.04 3.95 Nhịp 1.5 100 22 2.50 19.50 0.023 0.023 2.22 10 @ 200 3.93 0.20 OK! 1.77 43.37 Gối vách -4.60 100 22 2.60 19.40 0.072 0.075 7.04 12 @ 150 7.54 0.39 OK! 1.07 6.66

Gối dầm -0.16 100 22 2.50 19.50 0.002 0.002 0.23 10 @ 200 3.93 0.20 OK! 16.73 94.02 Nhịp 3.3 100 22 2.50 19.50 0.051 0.052 4.97 10 @ 150 5.24 0.27 OK! 1.05 5.17

Gối dầm -0.19 100 22 2.50 19.50 0.003 0.003 0.28 10 @ 200 3.93 0.20 OK! 14.09 92.90 Nhịp 4.7 100 22 2.50 19.50 0.073 0.076 7.16 10 @ 100 7.85 0.40 OK! 1.10 8.88

Gối dầm -0.33 100 22 2.50 19.50 0.005 0.005 0.48 10 @ 200 3.93 0.20 OK! 8.10 87.66 Nhịp 4.6 100 22 2.50 19.50 0.071 0.074 7.00 10 @ 100 7.85 0.40 OK! 1.12 10.89 Gối vách -5.10 100 22 2.70 19.30 0.081 0.084 7.88 14 @ 200 7.70 0.40 OK! 0.98 -2.40 Gối dầm -3.40 100 22 2.50 19.50 0.053 0.054 5.12 10 @ 150 5.24 0.27 OK! 1.02 2.21

Gối dầm -2.70 100 18 2.50 15.50 0.066 0.068 5.15 10 @ 150 5.24 0.34 OK! 1.02 1.58 Nhịp 1.5 100 18 2.50 15.50 0.037 0.037 2.82 10 @ 200 3.93 0.25 OK! 1.39 28.25

Gối dầm -2.20 100 18 2.50 15.50 0.054 0.055 4.17 10 @ 150 5.24 0.34 OK! 1.26 20.34 Nhịp 2.7 100 18 2.50 15.50 0.066 0.068 5.15 10 @ 150 5.24 0.34 OK! 1.02 1.58 Gối vách -7.20 100 18 2.70 15.30 0.181 0.201 14.95 14 @ 100 15.39 1.01 OK! 1.03 2.89 Gối dầm -0.50 100 18 2.50 15.50 0.012 0.012 0.93 10 @ 200 3.93 0.25 OK! 4.23 76.38

Gối dầm -0.08 100 18 2.50 15.50 0.002 0.002 0.15 10 @ 200 3.93 0.25 OK! 26.60 96.24 Nhịp 2.6 100 18 2.50 15.50 0.064 0.066 4.96 10 @ 150 5.24 0.34 OK! 1.06 5.35

TÍNH TOÁN KHUNG

Cơ sơ lý thuyết tính toán cấu kiện chịu uốn

7.1.1 Quy trình tính toán trạng thái giới hạn I

Tính toán trạng thái giới hạn I hay tính toán theo trạng thái giới hạn độ bền bao gồm tính toán diện tích cốt thép dọc ( Chịu uốn) và cót thép ngang/ cốt đai( chịu cắt) cần thiêt để đảm bảo độ bề kết cấu trong quá trình chịu lực

7.1.1.1 Tính toán cốt dọc - chịu uốn

Theo mục 8.1.2.3(2) (TCVN 5574:2018), sơ đồ nội lực và biểu đồ ứng suất trong tiết diện thẳng góc với trục dọc cấu kiện bê tông cốt thép chịu uốn khi tính toán theo độ bền:

Hình 7.1: Sơ đồ làm việc chịu uốn của tiết diện hình chữ nhật

Hình 7.2: Biểu đồ bao moment dầm

Sinh viên tính toán thép với nội lực tại 3 vị trí trên toàn bộ chiều dài dầm: 2 vị trí đầu gối và 1 vị trí giữa nhịp (Mỗi vị trí lấy moment Max và Min)

Quy trình tính toán cốt dọc đối với tiết diện hình chữ nhật chịu uốn được thể hiện thông qua các bước như sau:

Giả thuyết khoảng cách từ mép đến cấu kiện đến trọng tâm cốt thép chịu − a (mm) Chiều cao làm việc của cấu kiện chịu uốn: h0 = h − a

# dc = 50mm → ℎ 0,dc =ℎ dc − # dc = 500 − 50 = 450mm

7.1.1.2 Tính toán cốt thép chịu lực tại vị trí moment dương lớn nhất

Chọn a0 = 25 mm (tính từ mép bê tông đến mép ngoài thanh thép ngoài cùng)

Chọn # H ≠ # 0gt nền không cần kiểm tra khả năng chịu lực

# tt = 35mm →ℎ 0,tt =ℎ 0,tt − # tt = 500 − 35 = 465mm

= 233.5(kNm) > 6 = 226.88(kNm) Kiểm tra hàm lượng cốt thép

Các vị trí còn lại tính tương tự, được sinh viên lập thành bảng tính toán

7.1.2 Quy trình tính toán cốt đai - chịu cắt

Theo TCVN 5574:2018 quan niệm tính toán khả năng chịu cắt tiết diện bê tông cốt thép là tính toán trên tiết diện nghiêng Khả năng kháng cắt của cấu kiện bê tông cốt thép đến từ khả năng chống trượt của bê tông Qbt (liên quan gián tiếp đến cường độ chịu kéo của bê tông) và khả năng chống cắt của cốt đai trên tiết diện nghiêng Qsw

Tuy nhiên, giá trị cường độ của cốt thép sử dụng làm cốt đai chịu cắt được tiêu chuẩn quy định không vượt quá 300MPa

Hình 7.3: Sơ đồ tính tón cấu kiện bê tông cốt thép chịu tác dụng lực cắt

Quy trình tính toán cốt đai (tính toán khả năng chịu cắt) của tiết diện chịu uốn được trình bày cụ thể theo các bước sau – dựa trên mục 8.1.3.3 (TCVN 5574:2018):

 Bước 1: Kiểm tra khả năng chịu uốn theo dải bê tông giữa các tiết diện nghiêng

Theo mục 8.1.3.2 (TCVN 5574:2018), cấu kiện bê tông cốt thép phải đảm bảo thỏa mãn điều kiện chịu uốn theo dải bê tông giữa các tiết diện nghiêng trước khi tính toán, kiểm tra khả năng chịu cắt Khi đó: n ≤ n 1 + n sw Trong đó:

 Q là lực cắt tiết diện nghiêng với chiều dài hình chiếu C lên trục dọc cấu kiện

 Qb là lực cắt chịu bởi bê tông trong tiết diện nghiêng

 Qsw là lực cắt chịu bởi cốt thép ngang trong tiết diện nghiêng

 Bước 2: Kiểm tra khả năng chịu cắt của bê tông

Kiểm tra khả năng chịu cắt của bê tông nhằm xem xét có cần thiết bố trí cốt đai không hay chỉ cần bố trí theo yêu cầu cấu tạo

Theo mục 8.1.3.3(1) (TCVN 5574:2018), lực cắt do bê tông chịu được xác định theo công thức

0.5R bt bh H ≤ n 1 =`b23btbh H ) a ≤ 0.3 × 3 bt bh H

  b2 là hệ số, kể đến ảnh hưởng của cốt thép dọc, lực bám dính và đặc điểm trạng thái ứng suất của bê tông nằm phía trên vết nứt xiên, lấy bằng 1,5

+ C : Hình chiếu của mặt cắt nghiêng, giá trị C với điều kiện: 0.6h 0 C3h 0

- Lực cắt chịu bởi cốt thép đai Qsw được xác định bởi công thức: n sw = ` sw × D sw × a

  sw là hệ số, kể đến sự suy giảm nội lực dọc theo chiều dài hình chiếu của tiết diện nghiêng C, lấy bằng 0,75

 qsw là lực trong cốt thép ngang trên một đơn vị chiều dài cấu kiện

+ C : Hình chiếu của mặt cắt nghiêng, giá trị C với điều kiện: h0 C2h0

- Gía trị qsw được xác định dựa vào điều kiện:

 Rsw là cường độ chịu kéo tính toán của cốt đai

 n là số nhánh cốt đai

 Asw là diện tích tiết diện cốt đai

- Bố trí cốt đai phải đảm bảo các điều kiện thiết kế kháng chấn đảm độ dẻo kết cấu cục bộ theo quy định tại Mục 5.4.3.1.2 (TCVN 9386-2012) thỏa các yêu cầu sau:

 Đường kính dbw của các thanh cốt đai (tính bằng mm) không được nhỏ hơn 6

 Cốt đai đầu tiên được đặt cách tiết diện mút dầm không quá 50 mm

 Khoảng cách s của các vòng đai (tính bằng mm) không được vượt quá:

 hw là chiều cao tiết diện của dầm

 dbL% mm là đường kính cốt thép dọc nhỏ nhất

 Cốt đai đầu tiên được đặt cách mút dầm không quá 50 (mm)

Hình 7.4: Cốt thép ngang và cốt đai trong vùng tới hạn của dầm

7.1.3 Tính toán cốt thép ngang

- Dựa vào số liệu xuất từ ETABS

- Dầm B814 (Trong ETABS) có lực cắt lớn nhất : Q = -341.5 (kN)

Sinh viên tính toán cốt đai dầm B814 để tính lực cắt

 Lực cắt lớn nhất trong dầm Qmax = 341.5 (T) tại vị trớ gối 2ỉ20+8ỉ25

 Kiểm tra khả năng chịu ứng suất nén chính n max = 291.5(kN) ≤ b1 3 1 bh H = 0.3 × 17 × 0.3 × 0.443 × 10 \ = 677.8(kN)

=> Không cần tăng tiết diện

Xét Qu=0 để giải nghiệm, ta được:

Giá trị C có thể được lấy bằng giá trị C0 tương ứng với giá trị cực tiểu của biểu thức: sw sw

2 0 bt b2 sw sw sw b u q bh

Thay C0 vào biểu thức Qu=Qb+Qsw, ta được: n max ≤ n > = 2k` b2 3 bt bh H ) ` sw D sw ⇒ D sw ≥ n max )

 Chọn cốt thộp ỉ8-CB300-T, cường độ chịu cắt Rsw = 210 (MPa) làm cốt đai

- Tính cốt đai ( chọn đai d8, 2 nhánh) với Sw = 100

- Tính qsw :⇒ D sw = o sw 5 nA sw d =)2H×)×GH.)F

- Khả năng chịu cắt trên tiết diện nghiêng có hình chiếu C0: n> = nDB =` b2 3 bt bh H ) a H + `swDswaH n> =1.5 × 1.2 × 400 × 443 )

 Tính toán trong đoạn: C = [0.6h0,h0]:chỉ cần kiểu tra giá trị C=h0 n > = n DB =`b23btbhH ) a H + ` sw D sw a H n > =1.5 × 1.2 × 400 × 443 )

 Tính toán trong đoạn: C = [2h0,3h0]:chỉ cần kiểu tra giá trị C=3h0 n> = nDB =` b2 3 bt bh H ) a H + `swDswaH n > =1.5 × 1.2 × 400 × 443 )

Vậy khả năng chịu cắt tiết diện đảm bảo tại tất cả các tiết diện hình chiếu

Tính tương tự, sinh viên lập bảng tính cốt đai để bố trí cho dầm

Bảng 7.1: Tính toán cốt thép dầm tầng điển hình

M V b h a 0 h 0 α (m) ζ As (TT) Chọn cốt thộp (mm) As (c) à ỉ đai a đai Số n

T.m T cm cm cm cm cm 2 n ỉ + n ỉ cm 2 % mm mm T AT

3 × ] × ∅ = 26.9V Neo cốt theo ở vùng chịu kéo:

Neo cốt theo ở vùng chịu nén:

\ s,el Neo cốt theo ở vùng chịu kéo:

Oan = 1.2 × 26.9∅ × 1 = 32.28∅(() ⇒ Oan = 35∅(() Neo cốt theo ở vùng chịu nén:

Cơ sơ lý thuyết tính toán vách

Vách cứng được tính tương tự như cột, nghãi là thông thường chịu đồng thời lựuc dọc và moment ( một phương hay hai phương) Lực dọc được truyền từ dầm hoặc sàn và được xác định như dầm hoặc sàn nằm trên gối tựa đơn (nguyên lý truyền lực đứng đơn giản thông thường)

7.2.1 Phương pháp vùng biên chịu moment

- Vách là một trong những kết cấu chịu lực quan trọng trong nhà cao tầng Tuy nhiên việc tính toán cốt thép vẫn chưa được đề cập cụ thể trong tiêu chuẩn thiết kế của Việt Nam

- Vì vậy trong phạm vi đồ án này sử dụng phương pháp “giả thiết vùng biên chịu momen” để tính toán cốt thép cho vách cứng

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

Qx, Qy Do vách cứng được bố trí trên mặt bằng để chịu tải trọng ngang tác động song song với mặt phẳng của nó (chủ yếu) nên bỏ qua khả năng chịu mô ment ngoài mặt phẳng Mx và lực cắt theo phương vuông góc với mặt phẳng Qy, chỉ xét tổ hợp nội lực gồm: N, My, Qx

Hình 7.5: Nội lực vách cứng

Phương pháp này dựa trên giả thuyết rằng cốt thép vùng biên tại hai đầu vách sẽ chịu toàn bộ momen uốn, trong khi lực dọc trục được coi là phân bổ đều dọc theo chiều dài của vách.

7.2.2 Quy trình tính toán và kiểm tra khả năng chịu lực

- Ứng suất kéo do cốt thép chịu Ứng suất nén do bêtông và cốt thép chịu

- Xét vách cứng chịu tải trọng Nz, My

Hình 7.6: Phân chia vùng chịu lực trên mặt cắt ngang và mặt đứng của vách

7.2.3 Tính toán cốt thép dọc cho vách

Giả thiết chiều dài B của vùng biên chịu moment Xét vách chịu lực dọc trục N và momen uốn trong mặt phẳng My, momen này tương đương với 1 cặp ngẫu lực đặt ờ hai vùng biên của vách

Xác định lực kéo hoặc nén trong vùng biên

 A : Diện tích mặt cắt vách

 Ab : Diện tích vùng biên

 LL, LR : Chiều dài vùng biên trái, chiều dài vùng biên phải

 Tính toán cốt thép cho vùng biên như cột chịu kéo - nén đúng tâm Khả năng chịu lực của cột chịu kéo – nén đúng tâm được xác định theo công thức:

 Rb, Rs: Cường độ tính toán chịu nén của BT và của cốt thép

 Ab, As: diện tích tiết diện BT vùng biên và của cốt thép dọc

 V ≤ 1: hệ số giảm khả năng chịu lực do uốn dọc (hệ số uốn dọc) Xác định φ theo công thức thực nghiệm, chỉ dùng được khi: 14 ≤ f ≤ 104

Với: lo: chiều dài tính toán của cột imin: bán kính quán tính của tiết diện theo phương mảnh → imin= 0.288b

- Khi f < 14, có thể bỏ qua ảnh hưởng của uốn dọc và lấy φ = 1

- Khi Pl,r > 0 (Vùng biên chịu nén): Diện tích cốt thép được tính sc b b b r l, nen sc R

- Khi Pl,r < 0 (vùng biên chịu kéo), do giả thiết ban đầu: ứng lực kéo do cốt thép chịu nên diện tích cốt thép chịu kéo được tính theo công thức sau s r keo l, s R

Kiểm tra hàm lượng cốt thép và cấu tạo: Nếu không thỏa hàm lượng cốt thép cho phép thì phải tăng kích thước BL,R và tính toán lại Chiều dài BL,R của vùng biên có giá trị lớn nhất là L/2 (vách chỉ có vùng biên), nếu vượt quá giá trị này thì cần tăng chiều dày vách

Vì toàn bộ moment được phân phối vào 2 vùng biên, nên vùng bụng được tính toán toán như cột chịu nén đúng tâm

Lực tác dụng lên vùng bụng: bg A bg

Cốt thép vùng bụng vách: sc b b b bg sc R

Trường hợp bê tông đã đủ khả năng chịu lực (tính ra As < 0) thì cốt thép chịu nén trong vựng bụng được đặt theo cấu tạo (tối thiểu dựng ỉ14a200)

- Khi tính ra As < 0: đặt cốt thép chịu nén theo cấu tạo Theo TCVN 5574-2018 Thép cấu tạo cho vách cứng trong vùng động đất trung bình và mạnh

 Cốt thép đứng: hàm lượng 0.6%    4.0%

 Cốt thép ngang: hàm lượng   0.4% nhưng không chọn ít hơn 1/3 hàm lượng của cốt thép dọc

- Trong tính toán nội lực vách này chọn hàm lượng thép dọc cấu tạo của các vùng:

Kiểm tra phần tường còn lại như cấu kiện chịu nén đúng tâm Trường hợp bê tông đã đủ khả năng chịu lực thì cốt thép chịu nén trong vùng này được đặt theo cấu tạo

 Cốt thép dọc hàm lượng: 0.5% ≤ μ ≤ 3.5%

 Phải bố trí ít nhất một thanh trung gian giữa các thanh thép ở góc theo mỗi cạnh cột

 Đai kín và đai móc vùng tới hạn (vùng biên) đường kính ít nhất là 6mm

 Vùng biên phải sử dụng đai kín chồng lên nhau để mỗi một thanh cốt thép dọc khác đều được cố định bằng đai kín hoặc đai móc

 Lượng cốt thép tối thiểu vùng bụng là 0.2%

 Cốt thép vùng giữa được liên kết với nhau bằng các thanh đai móc cách nhau khoảng lớn nhất là 400mm

 Cốt thép vùng giữa có đường kính tối thiểu 8mm nhưng không lớn hơn 1/8 bề rộng vách

Sinh viên trình bày cách tính vách W-A2

Các thông số cần thiết để tính toán vách:

• Vách P2 có kích thước bề rộng tw=0.4 m, chiều dài L = 3.5 m, chạy từ tầng hầm đến sân thượng Diện tích mặt cắt ngang vách \ = 0.4 × 3.5 = 1.4m )

HL A-2 TT1CB2 Combination Pmax Bottom -17185.5 -50.9 -1572.83

HL A-2 TT1CB2 Combination Pmin Bottom -12265.0 -44.53 821.8

HL A-2 TT1CB2 Combination Mmax Bottom -16892.6 -44.69 -1820.2

Giả thuyết chiều dài biên trái, biên phải: Aleft = Aright = 0.2F9 = 0.7m

- Lực kéo, nén vùng biên bên trái:

Lực kéo, nén vùng biên bên phải:

- Diện tích cốt thép vùng biên

Vì PR > 0 và PL > 0 nên vùng biên chịu nén:

7 = max(7|,Po) = max(5453.2 và 6576.65 ) = 6576.65 (kN)

- Kiểm tra hàm lượng cốt thép:

- Lực tác dụng lên vùng bụng:

- Cốt thép vùng bụng vách:

- Chọn thép, qua tính toán ta thấy trường cốt thép ở các vùng biên và vùng giữa nhỏ hơn không, cốt thép sẽ được đặt theo cấu tạo Đặt thép cấu tạo vùng giữa vách 20a200

 TH2: Pmin (nén bé hơn P của TH1 nên không tính toán)

Giả thuyết chiều dài biên trái, biên phải: A left = A right = 0.2F 9 = 0.7m

- Lực kéo, nén vùng biên bên trái:

Lực kéo, nén vùng biên bên phải:

- Diện tích cốt thép vùng biên

Vì PR > 0 và PL > 0 nên vùng biên chịu nén:

- Kiểm tra hàm lượng cốt thép:

- Lực tác dụng lên vùng bụng:

- Cốt thép vùng bụng vách:

Kết luận: Bố trí 9∅20 cho vùng biên và ∅20#200 cho vùng bụng của cấu kiện W-A2 Hàm lượng cốt thép vùng biên _ 9': (>@1; >@2; >@3,1%)

 Kiểm tra biểu đồ tương tác (phần mềm Prokon)

Hình 7.7: Biểu đồ tương tác vách A2

 Tính toán cốt đai có vách

- Tính toán cốt đai cho vách tương tự tính toán cốt đai cho dầm

- Dựa vào số liệu xuất từ ETABS

Vách P’-5 (Trong ETABS) có lực cắt lớn nhất : Qmax = 1975.91 kN

Sinh viên tính toán cốt đai vách P’-5 để tính lực cắt

 Lực cắt lớn nhất trong vách

 Kiểm tra khả năng chịu ứng suất nén chính n max = 1975.9(kN) ≤ b1 3 1 bh H = 0.5 × 17 × 0.4 × 1.95 × 10 \ = 6630(kN)

=> Không cần tăng tiết diện

 Chọn cốt thộp ỉ10 (n=2 nhỏnh) -CB300-T, cường độ chịu cắt Rsw = 170 (MPa) làm cốt đai (Tính toán tương tự cốt đai cho dầm)

Bảng 7.3: Kết qủa tính toán cốt đai cho vách

Tính toán trong đoạn Kiểm tra điều kiện Kết quả

C n > = 2335.27kN ≥ n max = 1975.91kN Thỏa Vậy khả năng chịu cắt tiết diện đảm bảo tại tất cả các tiết diện hình chiếu

=> Đường kớnh cốt ngang: chọn ỉ = 10 mm và bố trớ đều hết cốt đai với khoảng s = 100 mm.

Thiết kế vách lõi thang

7.3.1 Vật liệu thiết kế (Chương 2)

7.3.1.1 Lý thuyết tính toán (Phương pháp phân bố ứng suất đàn hồi)

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

- Các giả thuyết cơ bản khi tính toán:

 Ứng suất kéo do cốt thép chịu, ứng suất nén do cả bê tông và cốt thép chịu

 Bước 1: Xác định trục chính và moment quán tính qua trung tâm của hệ lõi

 Bước 2: Chia hệ lõi thành các phần tử nhỏ

 Bước 3: Xác định ứng suất trên mỗi phần tử: i y y i x x x

- Mx = M2, My = M3 là giá trị moment quay theo phương trục X, Y trong ETABS Lưu ý : Giá trị moment lấy đúng dấu trong ETABS

- xi, yi là giá trị tọa độ trọng tâm phần tử so với trọng tâm lõi (mm)

- Ix, Iy là moment quán tính đối với trục X, Y của lõi (mm 4 )

- A là diện tích tiết diện của lõi (mm 2 )

- Ai là diện tích tiết diện phần tử i (mm 2 )

- N là lực dọc tác dụng lên phần tử i (kN)

 Bước 4 : Tính toán cốt thép theo cấu kiện chịu kéo, nén đúng tâm

- Nếu Ni < 0 (Vùng chịu kéo), diện tích cốt thép chịu kéo s i s R

- Nếu N > 0 (Vùng chịu nén), diện tích cốt thép chịu nén: sc b b b i s R

 Bước 5: Kiểm tra hàm lượng cốt thép hơp lý (0.5% chọn 3.5%)

7.3.1.2 Tính toán phần tử điển hình

Mục 3.4.2 Cấu tạo vách và lõi cứng, TCVN 198 – 1997 có quy định:

Hai lớp lưới thép phải được bố trí cách đều nhau với đường kính cốt thép tối thiểu 10mm hoặc lớn hơn 0,1 lần chiều dày của dầm Hai lớp lưới này cần được liên kết với nhau chắc chắn bằng móc đai hình chữ S, đảm bảo mật độ 4 móc trên mỗi mét vuông diện tích Cấu trúc liên kết này đóng vai trò quan trọng trong việc tăng cường khả năng chịu lực và độ bền của kết cấu bê tông cốt thép.

Hàm lượng cốt thép thẳng đứng chọn  0.40% (đối với động đất yếu) và  0.60% (đối với động đất trung bình và mạnh) nhưng không lớn hơn 3.5%

Khoảng cách giữa các cốt thép chọn  200mm (nếu b  300mm) và  2b/3 (mm) (nếu b > 300mm) Riêng đối với động đất yếu các cốt thép nằm ngang có thể cách nhau tới 250mm

Cốt thép nằm ngang chọn không ít hơn 1/3 lượng cốt thép dọc với hàm hượng  0.25% (đối với động đất yếu) và  0.40% (đối với động đất trung bình và mạnh)

Chiều dài nối buộc của cốt thép lấy bằng 1.5lb0 (đối với động đất yếu) và 2.0lb0 (đối với động đất trung bình và mạnh) Trong đó lbo là chiều dài neo tiêu chuẩn đối với trường hợp không có động đất Các điểm nối thép phải đặt so le

- Chia phần tử và phân phối nội lực

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

Hình 7.8: Chia phần tử lõi thang máy

Bảng 7.4: Xác định tọa độ tâm lỗi thang:

(mm) (mm) (mm) (mm) (mm 2 ) (mm) (mm)

- Xác định momen quán tính lỗi thang

- Trong đó d là khoảng cách từ trọng tâm phần tử đến trục trung hòa tương ứng

Bảng 7.5: Tính tọa độ trọng tâm các phần tử đối với trọng tâm lõi thang và monent quán tính của lõi thang:

(mm) (mm) (mm) (mm) (mm 2 ) (mm 4 ) (mm 4 ) (mm 4 ) (mm 4 ) (mm 4 ) (mm 4 )

- Xác định lực kéo nén lên từng phần tử

Bảng 7.6: Giá trị moment vách lỗi thang (VTM-1)

Tầng Tên Pier Trường hợp Vị trí Combo P M2 M3

HAM L VTM-1 Pmax Top TT1CB2 -77890.631 -16661.844 1875.903

HAM L VTM-1 M3max Top TT1CB18 MAX -59279.895 4840.143 17782.149

HAM L VTM-1 M3min Bottom TT1CB26 MIN -64986.493 -40948.653 5694.311

HAM L VTM-1 M2max Bottom TT1CB7 -81317.437 -35160.803 23421.101

HAM L VTM-1 M2min Top TT1CB21 MIN -59345.310 -30193.265 -4293.961

TANG 1 VTM-1 Pmax Bottom TT1CB5 -78664.67 -36702.707 10547.371

TANG 1 VTM-1 M3max Top TT1CB21 MAX -56881.616 16652.317 21823.381

TANG 1 VTM-1 M3min Bottom TT1CB29 MIN -62392.5 -43635.012 -2738.081

TANG 1 VTM-1 M2min Top TT1CB21 MIN -57402.476 -40120.259 -10786.275

TANG 2 VTM-1 M2max Bottom TT1CB29 MAX -59297.149 8495.078 23371.842

TANG 4 VTM-1 M3max Top TT1CB21 MAX -47434.142 -9529.819 8450.568

TANG 4 VTM-1 M3min Bottom TT1CB5 -67216.527 -34833.652 4951.219

TANG 4 VTM-1 M2max Bottom TT1CB29 MAX -53115.499 -16995.484 14262.978

TANG 5 VTM-1 M3max Bottom TT1CB2 -63333.044 -29215.592 2459.292

TANG 5 VTM-1 M3min Top TT1CB21 MAX -44832.593 -8540.864 7982.355

TANG 6 VTM-1 M3max Bottom TT1CB2 -59575.911 -25445.213 3235.201

TANG 7 VTM-1 M3min Bottom TT1CB5 -55768.95 -21777.451 3516.958

TANG 8 VTM-1 M3min Bottom TT1CB29 MIN -41213.144 -19929.804 0.115

TANG 9 VTM-1 M2max Top TT1CB6 -44344.253 -6342.35 5078.851

TANG 19 VTM-1 M3min Top TT1CB3 -6444.835 -3579.32 218.798

ST VTM-1 Pmax Bottom TT1CB5 -3604.827 -651.44 223.28

ST VTM-1 M3max Bottom TT1CB21 MAX -2892.337 106.74 1576.407

ST VTM-1 M3min Top TT1CB3 -2545.561 -2712.82 726.057

ST VTM-1 M2max Bottom TT1CB21 MAX -2892.337 106.74 1576.407

ST VTM-1 M2min Bottom TT1CB29 MIN -2977.586 -1347.702 -1205.257

Phần tử P28 là phần tử có hàm lượng cốt thép tinh toán nên sinh viên thể hiện bảng tính cho phần tử P28, các phần tử còn lại đều là bố trí cốt thép theo cấu tạo, sinh viên thể hiện ở phụ lục tính toán

Bảng 7.7: Tính toán thép phần tử P28

Tầng Tên Pier Trường hợp Vị trí Combo Ni

Phần tử chịu As tính 

Kiểm tra Chọn thép A s chọn

(kN) (cm 2 ) % số cõy ỉ (cm 2 )

HAM L VTM-1 Pmax Top TT1CB2 5793.94 NÉN 68.77 2.6% OK 22 20 69.08 2.66%

HAM L VTM-1 M3max Top TT1CB18 MAX 3996.81 NÉN 14.03 0.5% OK 22 20 69.08 2.66% HAM L VTM-1 M3min Bottom TT1CB26 MIN 4424.65 NÉN 27.06 1.0% OK 22 20 69.08 2.66% HAM L VTM-1 M2max Bottom TT1CB7 5212.18 NÉN 51.05 2.0% OK 22 20 69.08 2.66% HAM L VTM-1 M2min Top TT1CB21 MIN 4143.71 NÉN 18.50 0.7% OK 22 20 69.08 2.66% TANG 1 VTM-1 Pmax Bottom TT1CB5 5380.54 NÉN 56.18 2.2% OK 22 20 69.08 2.66% TANG 1 VTM-1 M3max Top TT1CB21 MAX 3564.70 NÉN 0.87 0.0% OK 22 20 69.08 2.66% TANG 1 VTM-1 M3min Bottom TT1CB29 MIN 4285.24 NÉN 22.81 0.9% OK 22 20 69.08 2.66% TANG 1 VTM-1 M2max Top TT1CB29 MAX 3695.65 NÉN 4.85 0.2% OK 22 20 69.08 2.66% TANG 1 VTM-1 M2min Top TT1CB21 MIN 3692.45 NÉN 4.76 0.2% OK 22 20 69.08 2.66% TANG 2 VTM-1 Pmax Bottom TT1CB5 5219.84 NÉN 51.28 2.0% OK 22 20 69.08 2.66% TANG 2 VTM-1 M3max Top TT1CB21 MAX 3461.02 NÉN -2.29 -0.1% CẤU TẠO 22 20 69.08 2.66% TANG 2 VTM-1 M3min Bottom TT1CB29 MIN 3732.82 NÉN 5.99 0.2% OK 22 20 69.08 2.66% TANG 2 VTM-1 M2max Bottom TT1CB29 MAX 3790.46 NÉN 7.74 0.3% OK 22 20 69.08 2.66% TANG 2 VTM-1 M2min Bottom TT1CB21 MIN 3587.17 NÉN 1.55 0.1% OK 22 20 69.08 2.66% TANG 3 VTM-1 Pmax Bottom TT1CB5 4989.17 NÉN 44.26 1.7% OK 22 20 69.08 2.66% TANG 3 VTM-1 M3max Bottom TT1CB21 MAX 3582.15 NÉN 1.40 0.1% OK 22 20 69.08 2.66% TANG 3 VTM-1 M3min Bottom TT1CB29 MIN 3610.49 NÉN 2.26 0.1% OK 22 20 69.08 2.66%

(kN) (cm 2 ) % số cõy ỉ (cm 2 )

TANG 3 VTM-1 M2min Bottom TT1CB21 MIN 3473.85 NÉN -1.90 -0.1% CẤU TẠO 22 20 69.08 2.66% TANG 4 VTM-1 Pmax Bottom TT1CB5 4683.97 NÉN 34.96 1.3% OK 22 20 69.08 2.66% TANG 4 VTM-1 M3max Top TT1CB21 MAX 3313.62 NÉN -6.78 -0.3% CẤU TẠO 22 20 69.08 2.66% TANG 4 VTM-1 M3min Bottom TT1CB5 4683.97 NÉN 34.96 1.3% OK 22 20 69.08 2.66% TANG 4 VTM-1 M2max Bottom TT1CB29 MAX 3498.66 NÉN -1.15 0.0% CẤU TẠO 22 20 69.08 2.66% TANG 4 VTM-1 M2min Bottom TT1CB21 MIN 3499.49 NÉN -1.12 0.0% CẤU TẠO 22 20 69.08 2.66% TANG 5 VTM-1 Pmax Bottom TT1CB5 4469.77 NÉN 28.43 1.1% OK 22 20 69.08 2.66% TANG 5 VTM-1 M3max Bottom TT1CB2 4518.05 NÉN 29.91 1.2% OK 22 20 69.08 2.66% TANG 5 VTM-1 M3min Top TT1CB21 MAX 3136.93 NÉN -12.16 -0.5% CẤU TẠO 22 20 69.08 2.66% TANG 5 VTM-1 M2max Bottom TT1CB29 MAX 3338.01 NÉN -6.04 -0.2% CẤU TẠO 22 20 69.08 2.66% TANG 5 VTM-1 M2min Bottom TT1CB21 MIN 3433.00 NÉN -3.15 -0.1% CẤU TẠO 22 20 69.08 2.66% TANG 6 VTM-1 Pmax Bottom TT1CB5 4236.10 NÉN 21.32 0.8% OK 7 20 21.98 0.85% TANG 6 VTM-1 M3max Bottom TT1CB2 4243.53 NÉN 21.54 0.8% OK 7 20 21.98 0.85% TANG 6 VTM-1 M3min Top TT1CB21 MAX 3049.93 NÉN -14.81 -0.6% CẤU TẠO 7 20 21.98 0.85% TANG 6 VTM-1 M2max Bottom TT1CB29 MAX 3202.99 NÉN -10.15 -0.4% CẤU TẠO 7 20 21.98 0.85% TANG 6 VTM-1 M2min Bottom TT1CB21 MIN 3292.14 NÉN -7.44 -0.3% CẤU TẠO 7 20 21.98 0.85% TANG 7 VTM-1 Pmax Bottom TT1CB5 3979.04 NÉN 13.49 0.5% OK 7 20 21.98 0.85% TANG 7 VTM-1 M3max Top TT1CB21 MAX 2892.36 NÉN -19.61 -0.8% CẤU TẠO 7 20 21.98 0.85% TANG 7 VTM-1 M3min Bottom TT1CB5 3979.04 NÉN 13.49 0.5% OK 7 20 21.98 0.85% TANG 7 VTM-1 M2max Bottom TT1CB29 MAX 3062.66 NÉN -14.43 -0.6% CẤU TẠO 7 20 21.98 0.85% TANG 7 VTM-1 M2min Bottom TT1CB21 MIN 3115.68 NÉN -12.81 -0.5% CẤU TẠO 7 20 21.98 0.85%

TANG 8 VTM-1 Pmax Bottom TT1CB5 3712.49 NÉN 5.37 0.2% OK 7 20 21.98 0.85%

(kN) (cm 2 ) % số cõy ỉ (cm 2 )

TANG 8 VTM-1 M3max Top TT1CB21 MAX 2692.44 NÉN -25.70 -1.0% CẤU TẠO 7 20 21.98 0.85% TANG 8 VTM-1 M3min Bottom TT1CB29 MIN 2978.86 NÉN -16.98 -0.7% CẤU TẠO 7 20 21.98 0.85% TANG 8 VTM-1 M2max Bottom TT1CB29 MAX 2913.96 NÉN -18.96 -0.7% CẤU TẠO 7 20 21.98 0.85% TANG 8 VTM-1 M2min Top TT1CB21 MIN 2745.87 NÉN -24.08 -0.9% CẤU TẠO 7 20 21.98 0.85% TANG 9 VTM-1 Pmax Bottom TT1CB5 3440.06 NÉN -2.93 -0.1% CẤU TẠO 7 20 21.98 0.85% TANG 9 VTM-1 M3max Top TT1CB21 MAX 2478.77 NÉN -32.21 -1.2% CẤU TẠO 7 20 21.98 0.85% TANG 9 VTM-1 M3min Bottom TT1CB29 MIN 2732.81 NÉN -24.47 -0.9% CẤU TẠO 7 20 21.98 0.85% TANG 9 VTM-1 M2max Top TT1CB6 3210.18 NÉN -9.93 -0.4% CẤU TẠO 7 20 21.98 0.85% TANG 9 VTM-1 M2min Top TT1CB21 MIN 2509.44 NÉN -31.28 -1.2% CẤU TẠO 7 20 21.98 0.85% TANG 10 VTM-1 Pmax Bottom TT1CB5 3162.25 NÉN -11.39 -0.4% CẤU TẠO 7 20 21.98 0.85% TANG 10 VTM-1 M3max Top TT1CB18 MAX 2257.04 NÉN -38.97 -1.5% CẤU TẠO 7 20 21.98 0.85% TANG 10 VTM-1 M3min Bottom TT1CB29 MIN 2485.31 NÉN -32.01 -1.2% CẤU TẠO 7 20 21.98 0.85% TANG 10 VTM-1 M2max Top TT1CB6 2922.06 NÉN -18.71 -0.7% CẤU TẠO 7 20 21.98 0.85% TANG 10 VTM-1 M2min Top TT1CB21 MIN 2274.87 NÉN -38.42 -1.5% CẤU TẠO 7 20 21.98 0.85% TANG 11 VTM-1 Pmax Bottom TT1CB5 2880.41 NÉN -19.98 -0.8% CẤU TẠO 7 20 21.98 0.85% TANG 11 VTM-1 M3max Top TT1CB21 MAX 2031.20 NÉN -45.84 -1.8% CẤU TẠO 7 20 21.98 0.85% TANG 11 VTM-1 M3min Bottom TT1CB29 MIN 2239.41 NÉN -39.50 -1.5% CẤU TẠO 7 20 21.98 0.85% TANG 11 VTM-1 M2max Top TT1CB6 2632.21 NÉN -27.54 -1.1% CẤU TẠO 7 20 21.98 0.85% TANG 11 VTM-1 M2min Top TT1CB21 MIN 2042.76 NÉN -45.49 -1.7% CẤU TẠO 7 20 21.98 0.85% TANG 12 VTM-1 Pmax Bottom TT1CB5 2595.44 NÉN -28.66 -1.1% CẤU TẠO 7 20 21.98 0.85% TANG 12 VTM-1 M3max Top TT1CB21 MAX 1804.55 NÉN -52.75 -2.0% CẤU TẠO 7 20 21.98 0.85%

(kN) (cm 2 ) % số cõy ỉ (cm 2 )

TANG 12 VTM-1 M2max Top TT1CB6 2342.83 NÉN -36.35 -1.4% CẤU TẠO 7 20 21.98 0.85% TANG 12 VTM-1 M2min Top TT1CB21 MIN 1813.21 NÉN -52.48 -2.0% CẤU TẠO 7 20 21.98 0.85% TANG 13 VTM-1 Pmax Bottom TT1CB5 2308.13 NÉN -37.41 -1.4% CẤU TẠO 7 20 21.98 0.85% TANG 13 VTM-1 M3max Top TT1CB21 MAX 1579.10 NÉN -59.61 -2.3% CẤU TẠO 7 20 21.98 0.85% TANG 13 VTM-1 M3min Bottom TT1CB29 MIN 1753.50 NÉN -54.30 -2.1% CẤU TẠO 7 20 21.98 0.85% TANG 13 VTM-1 M2max Top TT1CB6 2054.72 NÉN -45.13 -1.7% CẤU TẠO 7 20 21.98 0.85% TANG 13 VTM-1 M2min Top TT1CB21 MIN 1586.65 NÉN -59.39 -2.3% CẤU TẠO 7 20 21.98 0.85% TANG 14 VTM-1 Pmax Bottom TT1CB5 2019.04 NÉN -46.21 -1.8% CẤU TẠO 7 20 21.98 0.85% TANG 14 VTM-1 M3max Top TT1CB21 MAX 1356.14 NÉN -66.41 -2.6% CẤU TẠO 7 20 21.98 0.85% TANG 14 VTM-1 M3min Bottom TT1CB29 MIN 1514.42 NÉN -61.59 -2.4% CẤU TẠO 7 20 21.98 0.85% TANG 14 VTM-1 M2max Top TT1CB29 MAX 1402.58 NÉN -64.99 -2.5% CẤU TẠO 7 20 21.98 0.85% TANG 14 VTM-1 M2min Bottom TT1CB21 MIN 1464.30 NÉN -63.11 -2.4% CẤU TẠO 7 20 21.98 0.85% TANG 15 VTM-1 Pmax Bottom TT1CB2 1654.83 NÉN -57.31 -2.2% CẤU TẠO 7 20 21.98 0.85% TANG 15 VTM-1 M3max Top TT1CB21 MAX 1136.14 NÉN -73.11 -2.8% CẤU TẠO 7 20 21.98 0.85% TANG 15 VTM-1 M3min Bottom TT1CB29 MIN 1278.75 NÉN -68.76 -2.6% CẤU TẠO 7 20 21.98 0.85% TANG 15 VTM-1 M2max Top TT1CB29 MAX 1174.49 NÉN -71.94 -2.8% CẤU TẠO 7 20 21.98 0.85% TANG 15 VTM-1 M2min Bottom TT1CB21 MIN 1236.36 NÉN -70.05 -2.7% CẤU TẠO 7 20 21.98 0.85% TANG 16 VTM-1 Pmax Bottom TT1CB2 1364.95 NÉN -66.14 -2.5% CẤU TẠO 7 20 21.98 0.85% TANG 16 VTM-1 M3max Top TT1CB21 MAX 913.03 NÉN -79.90 -3.1% CẤU TẠO 7 20 21.98 0.85% TANG 16 VTM-1 M3min Bottom TT1CB29 MIN 1047.23 NÉN -75.82 -2.9% CẤU TẠO 7 20 21.98 0.85% TANG 16 VTM-1 M2max Top TT1CB29 MAX 944.24 NÉN -78.95 -3.0% CẤU TẠO 7 20 21.98 0.85% TANG 16 VTM-1 M2min Bottom TT1CB21 MIN 1012.55 NÉN -76.87 -3.0% CẤU TẠO 7 20 21.98 0.85%

(kN) (cm 2 ) % số cõy ỉ (cm 2 )

TANG 17 VTM-1 Pmax Bottom TT1CB2 1077.11 NÉN -74.91 -2.9% CẤU TẠO 7 20 21.98 0.85% TANG 17 VTM-1 M3max Bottom TT1CB21 MAX 807.42 NÉN -83.12 -3.2% CẤU TẠO 7 20 21.98 0.85% TANG 17 VTM-1 M3min Bottom TT1CB29 MIN 820.99 NÉN -82.71 -3.2% CẤU TẠO 7 20 21.98 0.85% TANG 17 VTM-1 M2max Top TT1CB29 MAX 719.00 NÉN -85.81 -3.3% CẤU TẠO 7 20 21.98 0.85% TANG 17 VTM-1 M2min Bottom TT1CB21 MIN 794.01 NÉN -83.53 -3.2% CẤU TẠO 7 20 21.98 0.85% TANG 18 VTM-1 Pmax Bottom TT1CB2 791.64 NÉN -83.60 -3.2% CẤU TẠO 7 20 21.98 0.85% TANG 18 VTM-1 M3max Bottom TT1CB21 MAX 588.24 NÉN -89.80 -3.5% CẤU TẠO 7 20 21.98 0.85% TANG 18 VTM-1 M3min Bottom TT1CB29 MIN 601.34 NÉN -89.40 -3.4% CẤU TẠO 7 20 21.98 0.85% TANG 18 VTM-1 M2max Top TT1CB29 MAX 500.91 NÉN -92.46 -3.6% CẤU TẠO 7 20 21.98 0.85% TANG 18 VTM-1 M2min Bottom TT1CB29 MIN 601.34 NÉN -89.40 -3.4% CẤU TẠO 7 20 21.98 0.85% TANG 19 VTM-1 Pmax Bottom TT1CB2 510.13 NÉN -92.18 -3.5% CẤU TẠO 7 20 21.98 0.85% TANG 19 VTM-1 M3max Bottom TT1CB21 MAX 376.58 NÉN -96.24 -3.7% CẤU TẠO 7 20 21.98 0.85% TANG 19 VTM-1 M3min Top TT1CB3 454.34 NÉN -93.88 -3.6% CẤU TẠO 7 20 21.98 0.85% TANG 19 VTM-1 M2max Bottom TT1CB21 MAX 376.58 NÉN -96.24 -3.7% CẤU TẠO 7 20 21.98 0.85% TANG 19 VTM-1 M2min Bottom TT1CB29 MIN 389.40 NÉN -95.85 -3.7% CẤU TẠO 7 20 21.98 0.85%

ST VTM-1 Pmax Bottom TT1CB5 265.27 NÉN -99.63 -3.8% CẤU TẠO 7 20 21.98 0.85%

ST VTM-1 M3max Bottom TT1CB21 MAX 174.91 NÉN -102.39 -3.9% CẤU TẠO 7 20 21.98 0.85%

ST VTM-1 M3min Top TT1CB3 146.43 NÉN -103.25 -4.0% CẤU TẠO 7 20 21.98 0.85%

ST VTM-1 M2max Bottom TT1CB21 MAX 174.91 NÉN -102.39 -3.9% CẤU TẠO 7 20 21.98 0.85%

ST VTM-1 M2min Bottom TT1CB29 MIN 179.69 NÉN -102.24 -3.9% CẤU TẠO 7 20 21.98 0.85%

Bố trớ thộp cấu tạo cho cỏc phần tử bờ tụng đủ khả năng chịu nộn: ỉ20a200 (hàm lượng cốt thộp 

- Kiểm tra vách lỗi thang bằng biểu đồ tương tác (phần mềm Prokon)

Hình 7.9: Biểu đồ tương tác và các giá trị thiết kế trong vách lỗi thang

TÍNH TOÁN MÓNG CÔNG TRÌNH

Tổng quan về nền móng

Thiết kế nền móng cho các công trình nhà cao tầng đòi hỏi phải tính toán kỹ lưỡng liên quan đến nền đất và móng Việc thiết kế phải đảm bảo các tiêu chí sau: nền móng phải ổn định và có khả năng chịu lực tốt, ngăn chặn được lún sụt và đảm bảo an toàn cho công trình Do đó, các kỹ sư cần phân tích kỹ lưỡng đặc tính của nền đất, lựa chọn loại móng phù hợp và tính toán kích thước móng sao cho tối ưu, đảm bảo sự ổn định và an toàn cho công trình nhà cao tầng.

+ Áp lực của bất cứ vùng nào trong nền đều không vượt quá khả năng chịu lực của đất (điều kiện cường độ đất nền)

+ Ứng suất trong kết cấu đều không vượt quá khả năng chịu lực trong suốt quá trình tồn tại của kết cấu (điều kiện cường độ kết cấu)

+ Chuyển vị biến dạng của kết cấu (độ lún của móng, độ lún lệch giữa các móng) được khống chế không vượt quá giá trị cho phép

+ Ảnh hưởng của việc xây dựng công trình đến công trình lân cận được khống chế

+ Đảm bảo tính hợp lý của các chỉ tiêu kĩ thuật, khả năng thi công và thời gian thi công

Quy mô công trình lớn với 1 tầng hầm và 24 tầng nổi, nhịp 10 m nên có thể xét đến các giải pháp móng như sau:

Móng nông: Lớp đất ngay dưới mặt đáy tầng hầm là lớp đất yếu (sét lẫn dăm sạn trạng thái dẻo chảy) nên chọn phương nông trên nền đất tự nhiên cho công trình có tải trọng lớn là không phù hợp

Móng sâu: có thể sử dụng phương án móng cọc ép hoặc cọc khoan nhồi.Tuy nhiên Do công trình có tải trọng lớn và lớp đất tốt (lớp đất cát thô kết cấu chặt) phương án cọc ép không khả thi (vì không thể đạt được độ sâu thiết kế cọc khi đóng vào lớp đất cát) trong đồ án sinh viên chỉ tính phương án cọc khoan nhồi.

Tiêu chuẩn áp dụng

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

- TCVN 195-1997: Nhà cao tầng-Thiết kế cọc khoan nhồi

Hồ sơ địa chất

- Tóm tắt thông kê địa chất

- Theo kết quả khảo sát hiện trường và kết quả thí nghiệm trong phòng Địa tầng tại vị trí xây dựng công trình được phân thành các lớp sau:

Hố khoan Độ sâu đáy lớp Bề dày lớp Mô tả đất

KH3 4.3 3.8 Á sét, màu nâu vàng - xám trắng, trạng thái dẻo mềm - dẻo cứng

Sét - sét sạn sỏi, màu nâu đỏ - xám trắng, trạng thái dẻo cứng - nửa cứng

Sét, màu nâu vàng - xám trắng, trạng thái dẻo cứng - nửa cứng

HK4 18.4 3.7 Á sét, xám vàng - nâu đỏ, trạng thái nửa cứng

HK3 53.4 39.1 Á cát, màu nâu vàng - nâu đỏ - xám trắng, trạng thái dẻo

4B HK5 21 2.2 Á sét, màu nâu vàng - nâu đỏ, trạng thái dẻo cứng - nửa cứng

4 HK5 51.6 30.6 Á cát, màu nâu vàng - nâu đỏ - xám trắng, trạng thái dẻo

Cát bụi đến thô, đôi chỗ có sạn sỏi, màu nâu vàng - xám trắng, kết cấu chặt vừa - rất chặt

Sét, màu xám xanh - xám vàng, trạng thái nửa cứng - cứng

Sét phong hóa, màu xám xanh, trạng thái cứng

Bảng 8.2: Bảng tổng hợp thống kê địa chất

BẢNG TỔNG HỢP THỐNG KÊ ĐỊA CHẤT

Tên lớp Chiều dày lớp (m) Chỉ tiêu thống kê

Số liệu thống kê γ γ' I p I L c φ Hệ số rỗng ứng với từng cấp áp lực

0 50 100 200 400 Á sét, màu nâu vàng - xám trắng, trạng thái dẻo mềm - dẻo cứng

Sét - sét sạn sỏi, màu nâu đỏ - xám trắng, trạng thái dẻo cứng - nửa cứng

Sét, màu nâu vàng - xám trắng, trạng thái dẻo cứng - nửa cứng

Max 19.995 - - - 38.768 16.53 - - - - - Á sét, xám vàng - nâu đỏ, trạng thái nửa cứng

Max 19.859 - - - 34.839 15.826 - - - - - Á cát , màu nâu vàng - nâu đỏ - xám trắng, trạng thái dẻo

Max 19.73 - - - 6.1193 24.967 - - - - - Á sét , màu nâu vàng - nâu đỏ, trạng thái dẻo cứng - nửa cứng 4B

Max - - - - - - - - Á cát, màu nâu vàng - nâu đỏ - xám trắng, trạng thái dẻo

Cát bụi đến thô, đôi chỗ có sạn sỏi, màu nâu vàng - xám trắng, kết cấu chặt vừa - rất chặt

Sét , màu xám xanh - xám vàng, trạng thái nửa cứng - cứng

Sét phong hóa, màu xám xanh, trạng thái cứng

Bảng 8.3: Bảng phân loại đất và chỉ số SPT

% Hạt giữ lại cộng dồn

Ip (%) I L e o Nhóm đất Tên đất Trạng thái đất N SPT

1 0.0 0.2 10.4 37.9 12.07 0.35 0.69 Đất hạt mịn Sét pha bụi nặng Dẻo cứng 10

2 36.5 44.8 49.7 52.6 17.50 0.10 0.65 Đất hạt mịn Sét chứa cát Nửa cứng 17

3 0.3 0.6 1.0 5.6 21.70 0.04 0.67 Đất hạt mịn Sét bụi Nửa cứng 25

3A 0.0 0.0 5.8 27.1 11.40 0.27 0.64 Đất hạt mịn Sét pha bụi nhẹ Dẻo cứng 14

4 0.0 14.0 49.7 72.1 5.88 0.78 0.62 Đất hạt thô Cát bụi Chặt vừa 19

4B 0.0 0.0 17.0 42.1 13.50 0.38 0.68 Đất hạt mịn Sét pha nặng Dẻo cứng 13

4C 4.3 15.2 43.7 72.4 6.31 0.81 0.63 Đất hạt thô Cát bụi Chặt vừa 22

5 7.3 44.6 68.6 78.6 - - 0.53 Đất hạt thô Cát trung Chặt 37

6 0.0 0.0 0.0 6.0 22.86 0.02 0.63 Đất hạt mịn Sét bụi Nửa cứng 24

7 0.1 3.0 4.8 20.9 21.35 -0.22 0.58 Đất hạt mịn Sét bụi Cứng 50

Thiết kế cọc khoan nhồi

8.4.1 Thống kê số liệu tính toán (Chương2)

8.4.2 Phương án thiết kế móng

8.4.2.1 Phương án thiết kế móng công trình

- Dựa vào thông số địa chất ta có:

 Lớp đất 10, có chỉ số SPT trung bình là 30, lớp đất này khá cứng sẽ khó đóng cọc nên chi phí thi công sẽ cao khi thi công cọc ép

Khu dân cư đông đúc tại Quận Tân Phú, TP Hồ Chí Minh khiến mật độ xây dựng dày đặc Quá trình thi công cọc ép tại khu vực này sẽ gây ảnh hưởng không nhỏ đến các công trình lân cận do đặc điểm nhà ở kề sát nhau.

- Công trình có 20 tầng nổi, 2 hầm nên tải trọng khá lớn

→ Sử dụng phương án cọc khoan nhồi sẽ phù hợp với địa chất công trình trên

8.4.2.2 Chọn kích thước, vật liệu và chiều sâu chôn cọc

Chọn chiều dài cọc: L = 63.4 (m) vì tại chiều sâu này có chỉ số SPT N" nên lớp đất này có thể xem là đất tốt thích hợp đặt mũi cọc (mũi cọc cấm vào lớp đất thứ 4)

Chọn đường kính cọc và chiều sâu mũi thích hợp nhất cho điều kiện địa chất và tải trọng công trình Trong đồ án sinh viên chọn đường kính cọc D 00 mm phù hợp với điều kiện đất nền và khả năng thi công cọc khoan nhồi hiện nay

Cọc được ngàm vào đài 100(mm), đập bỏ 1 phần đầu cọc để neo thép vào đài 1 đoạn 800mm > 30d = 750mm Tổng chiều dài cọc neo vào đài là 900 (mm)

Ngoài chiều dài tính toán, phải tính toán đến mũi cọc, đoạn chôn đầu cọc vào trong đài 1m và đoạn bê tông đầu cọc loại bỏ:

 Lthuc te là chiều dài thực tế của cọc

 Ltt = 62.5 m là chiều dài tính toán của cọc

 Lmui là chiều dài mũi cọc, lấy bằng 0.5 lần đường kính cọc

 Lbt = 0.9 m là chiều dài đoạn bê tông đầu cọc đập bỏ

- Chiều dài thực tế cọc

Chi tiết cốt thép trong cọc bê tông phải đảm bảo đường kính cốt thép không nhỏ hơn 10mm, bố trí đều theo chu vi cọc Trong trường hợp cọc chịu tải trọng ngang, hàm lượng cốt thép phải đáp ứng trong khoảng 0,4% - 0,65% diện tích tiết diện cọc.

- Do cọc chủ yếu chịu lực nén nên cốt thép trong cọc được tính theo cấu tạo Cốt thép dọc chịu lực giả thiết là 0.4%, vậy diện tích cốt thép dọc chịu lực là:

- Diện tích cốt thép chịu lực là As = 0.4% × 11310 = 45.24 cm 2

- Cốt đai cọc khoan nhồi thường có đường kính 6 – 10, khoảng cách 200 – 300mm, ta chọn 10a200

- Tổng hợp thông số thiết kế cọc

Bảng 8.4: Dữ liệu cọc đại trà

Dữ liệu Giá trị Đơn vị Đường kính cọc đại trà 1.2 m

Bề dày đài móng thường 2 m

Chiều dài thực tế cọc đại trà 63.5 m

Cao độ đài móng thường -8 m

Cao độ mũi cọc của cọc đại trà -70.5 m

Diện tích cọc đại trà Ab 1.131 cm 2

Chu vi cọc đại trà 3.7704 m

Bảng 8.5: Dữ liệu cọc lỗi thang

Dữ liệu Giá trị Đơn vị Đường kính cọc lõi thang 1.2 m

Bề dày đài móng lõi thang 2 m

Chiều dài thực tế móng lõi thang 72.2 m

Cao độ đài móng lõi thang -9.8 m

Cao độ mũi cọc móng lõi thang -78.1 m

Diện tích cọc Ab 1.131 cm 2

8.4.3 Lựa chọn vách để tính toán

- Sinh viên chọn tính toán móng cho các vách điển hình trong công trình để bố trí cho các vách còn lại:

- Sinh viên lựa chọn tính toán móng cho vách A’3 và D3

11.4.4 Các lọai tải trọng dùng để tính toán

- Sinh viên tính toán với tổ hợp %9':trên rồi sau đó kiểm tra với tổ hợp còn lại

- Tải trọng tính toán được sử dụng để tính nền móng theo trạng thái thứ I Từ bảng tổ hợp nội lực sinh viên chọn ra các tổ hợp nguy hiểm nhất để tính toán

- Tải trọng tính toán được sử dụng để tính nền móng theo trạng thái thứ II Từ bảng tổ hợp nội lực sinh viên chọn ra các tổ hợp nguy hiểm nhất để tính toán

8.4.5 Sức chịu tải theo vật liệu làm cọc

- Công thức tính sức chịu tải:

  : Hệ số uốn dọc của cọc

 081= 0.85 hệ số điều kiện làm việc đối với cọc khoan nhồi (mục 7.1.9 TCVN

 0 81 * = 0.8 hệ số điều kiện thi công cọc trong các nền, việc khoan và đổ bê tông vào lòng hố khoan dưới nước có dùng ống vách (mục 7.1.9 TCVN

 As: Diện tích tiết diện cọc, A D = 43.98(cm ) )(14ϕ20)

 Diện tích tiết diện cọc

 Rb: Cường độ tính toán về nén của bê tông cọc

 Rs: Cường độ tính toán về nén của cốt thép trong cọc

Theo TCVN 10304:2014, chiều dài làm việc của cọc (l2) được tính theo công thức l2 = lH + l1, trong đó lH là độ sâu chôn cọc, l1 là khoảng cách từ đáy đài đến tiết diện cọc được coi như thanh ngàm cứng trong đất.

 lo: là chiều dài đoạn cọc kể từ đáy đài cao tới cao độ san nền lo = 0(m),

 Hệ số biến dạng: α = k 5 1 / 2 3 0 4 1 (theo phụ lục A TCVN 10304:2014)

 bp = d+1 = 1 + 1 = 2.0m (cọc có đường kính d ≥ 0.8)

 Eb = 32.5×10 6 (kN/m 2 ), mô đun vật liệu làm cọc

 I = (πd F )/64 = 0.05 (m 4 ), moment quán tính tiết diện ngang cọc

Xác định hệ số k, được tính trung bình qua các lớp đất (bảng A.1 TCVN 10304:2014)

Bảng 8.6: Hệ số tỉ lệ k của từng lớp đất

- Xác định độ mảnh của cọc: f = $ M = 5.7 2 = 5.7 < 14 → ` = 1

- Sức chịu tải của cọc đại trà theo vật liệu:

3vl = ` × 80cb0 cb ′ 31\1 + 3sc\st9

- Sức chịu tải của cọc lõi thang theo vật liệu:

3 vl = ` × 80 cb 0 cb ′ 3 1 \ 1 + 3 sc \ st 9

8.4.6 Sức chịu tải theo chỉ tiêu cơ lý của đất nền

- Sức chịu tải cho cọc khoan nhồi được tính toán theo công thức (12), mục 7.2.3 TCVN 10304:2014)

 c: Hệ số điều kiện làm việc của cọc trong đất, lấy c = 1

 γcq: hệ số điều kiện làm việc của đất dưới mũi có xét đến ảnh hưởng của phương pháp hạ cọc đến sức kháng của đất γcq = 0.9 (đổ bê tông dưới nước)

 γcf: Hệ số điều kiện làm việc của đất trên thân cọc có xét đến ảnh hưởng của phương pháp hạ cọc đến sức kháng của đất γcf = 0.9 (Bảng 4 TCVN 10304:2014)

 Ab: Diện tích mũi cọc, Ab = 0.785 m 2

 u: Chu vi tiết diện ngang của cọc, u = 3.1416 m

 li: Chiều dài đoạn cọc nằm trong lớp đất thứ i

 fi: Cường độ sức kháng trung bình của lớp đất thứ i, lấy theo bảng 3 TCVN 10304:2014

 qb: Cường độ sức kháng của đất dưới mũi cọc

Mũi cọc nằm trong nhóm đất hạt thô → D 1 được tính như sau:

Cường độ D 1 2 = 2250 : #→ tra bảng 2 TCVN 10304:2014 dựa vào chiều sâu Zm > 35 (m) và cát bụi

K2, K), K\, KF: các hệ số không thứ nguyên (Bảng 2), nhân với hệ số chiết giảm 0.9;

 1: dung trọng tính toán của nền đất dưới mũi cọc (có xét đến đẩy nổi);

 2: dung trọng tính toán trung bình của nền đất nằm trên mũi cọc (có xét đến đẩy nổi); d: đường kính cọc khoan nhồi, hoặc cọc ống; h: chiều sâu hạ cọc (từ mặt đất tự nhiên đến cao trình mũi cọc);

Mũi cọc có nước ngầm: 0 2 = 0 5 4 − 0 9 = 19.55 − 10 = 9.55 (KN/m 3 )

- Tra bảng 3 TCVN 10304:2014, ta có bảng sau:

- Chiều sâu mũi cọc -62.5 m, đường kính cọc d = 1.2 m Chiều dài cọc Ltt = 54.5 m

Bảng 8.7: Tính sức kháng thành móng đại trà

STT Lớp đất Z t Z d Z tb l i Đất I L / loại cát  cf f i  cf f i l i

3 Lớp 4 -16.7 -42.3 29.50 25.60 Hạt thô Cát bụi 0.9 46.70 1075.97

5 Lớp 4 -44.5 -70.5 53.50 26 Hạt thô Cát bụi 0.9 50.00 1170.00

Vậy SCT cọc móng thường theo chỉ tiêu cơ lý đất nền:

Cường độ D1 2 = 4100 : #→ tra bảng 2 TCVN 10304:2014 dựa vào chiều sâu Zm > 35 (m) và cát bụi

- Tra bảng 3 TCVN 10304:2014, ta có bảng sau:

- Chiều sâu mũi cọc -81.1 m, đường kính cọc d = 1.2 m Chiều dài cọc Ltt = 67.3 m

Bảng 8.8: Tính sức kháng thành móng lõi thang

STT Lớp đất Z t Z d Z tb l i Đất I L / loại cát  cf f i  cf f i l i

6 Lớp 5 -75.1 -78.1 76.60 3.00 Hạt thô Cát chặt 0.9 100.00 270.00

8.4.7 Theo chỉ tiêu cường độ đất nền (phụ lục G1 TCVN 10304:2014)

 Công thức xác định sức chịu tải cực hạn Rc, u theo TCVN 10304 - 2014:

Trong đó: qp: Cường độ sức kháng của đất dưới mũi cọc

Diện tích tiết diện ngang của mũi cọc (Ap) và chu vi tiết diện ngang của thân cọc (u) là các yếu tố thiết kế quan trọng để xác định sức kháng của cọc Sức kháng này được tính dựa trên cường độ sức kháng trung bình của mỗi lớp đất (fi) tác động lên đoạn cọc trong lớp đất đó (li).

Tính sức kháng mũi D } (đất dưới mũi cọc đất hạt thô – vừa chặt)

- Trạng thái đất dưới mũi cọc: chặt vừa

- Đối với đất hạt thô dưới mũi cọc: q = q p  p N q q  p : ứng suất hữu hiệu theo phương đứng do đất gây ra tại cao trình mũi cọc

Nq: là các hệ số sức chịu tải của đất dưới mũi cọc Tra bảng G1 TCVN 10304-2014 ta được Nq = 60

Bảng 8.9: Ứng suất vZM' và vZL' móng thường

Lớp Z t Z d Z tb l i '  vZM ' Z L Bề dày ZL  vZL ' (m) (m) (m) (m) (kN/m 3 ) (kN/m 2 ) (m) (m)

Bảng 8.10: Ứng suất vZM' và vZL' móng lỗi thang

Lớp Z t Z d Z tb l i '  vZM ' Z L Bề dày ZL  vZL '

- Xác định sức kháng ma sát đơn vị f i c u,i ( Đối với đất dính )

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

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

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

Hình 8.1: Đồ thị xác đinh hệ số không thứ nguyên

- Xác định sức kháng ma sát đơn vị f i k i  v zi , , tan a i , ( Đối với đất hạt thô)

+ ki: hệ số áp lực ngang của lớp đất thứ i

 v zi : ứng suất pháp hiệu quả trung bình theo phương đứng của lớp đất thứ i

 a i : góc ma sát giữa đất và cọc trong lớp đất rời thứ i (cọc bê tông chọn  a i ,  i )

Bảng 8.11: Sức kháng thành cọc đại trà

Lớp Z t Z d Z tb l i Đất dính N SPT Cu ki  ' ' v tb  a,i tan a,i  cf fi  cfi l i f i

Vậy SCT theo cường độ đất nền của cọc thường là:

Bảng 8.12: Sức kháng thành móng lõi thang

Lớp Z t Z d Z tb l i Đất dính N SPT Cu ki  ' ' v tb  a,i tan a,i  cf fi  cfi l i f i

- Vậy SCT theo cường độ đất nền của cọc lõi thang là:

8.4.8 Sức chịu tải của cọc theo thí nghiệm SPT:

- Sức chịu tải cực hạn R?,A của cọc:

3cu = 0880cqD}\19 + e ?80cf ,ci8c,i}c,i + 0cf ,si8s,i}s,i9 (kN) Trong đó: qb là cường độ sức kháng của đất dưới mũi cọc xác định: khi mũi cọc nằm trong đất hạt thô

D} = 150%} = 150 × 37 = 5550 ( 7#) cho cọc lõi thang fsi: là cường độ kháng của đất trên thân cọc trong lớp đất rời: fsi 3.33 Nsi

Với Nsi: Chỉ số SPT trung bình của lớp đất rời thứ i lsi: chiều dài đoạn cọc nằm trong lớp đất rời thứ i fci: là cường độ kháng của đất trên thân cọc trong lớp đất dính: f c,i  p f c L u,i αp: là hệ số điều chỉnh cho cọc đóng, phụ thuộc hệ số u v

Cu là cường độ sức kháng cắt không thoát nước của đất dính Cu,i = 6,25 Nci

Do phương pháp hạ cọc là cọc đóng (ép) nên hệ số αp và fL được xác định bằng cách tra đồ thị Phụ lục G TCVN 10304:2014

Hình 11.12: Đồ thị xác đinh hệ số điều chỉnh của cọc

Bảng 8.13: Sức kháng thành cọc đại trà

Lớp Z t Z d Z tb l i Đất dính N SPT Cu L c L c /d f L ' ' v c u / v '  P  cf fi  cfi l i f i

Bảng 8.14: Sức kháng thành cọc lõi thang

Lớp Z t Z d Z tb l i Đất dính N SPT Cu L c L c /d f L ' ' v c u / v '  P  cf fi  cfi l i f i

8.4.9 Xác định sức chịu tải thiết kế

8.4.9.1 Sức chịu tải của cọc

Bảng 8.15: Bảng tổng hợp sức chịu tải dưới vách

Sức chịu tải Kết quả R cu_i (kN)

Kết quả R cu_i (kN) Móng LTM

Chỉ tiêu cơ lý đất nền 14530.89 16971.6

8.4.9.2 Xác định sức chịu tải cho phép của cọc

- R c,a : Sức chịu tải cho phép của cọc

- R c,k : Giá trị tiêu chuẩn sức chịu tải trọng nén cực hạn

- 0J: hệ số điểu kiện làm việc, kể đến yếu tố tăng mức độ đồng nhất của nền đất khi sử dựng móng cọc, lấy bằng 1.15 trong móng nhiều cọc

- 0 " : hệ số tin cậy về tầm quan trọng của công trình, lấy bằng 1.15

- 0 I : hệ số tin cậy theo đất

- Chọn sơ bộ nhóm cọc: x ≤ 5 cọc do đó 0 I = 1.75

- Chọn sơ bộ nhóm cọc: 6 ≤ x ≤ 10 cọc do đó 0 I = 1.65

- Chọn sơ bộ cho móng lõi thang ít nhất 21 cọc do đó 0I = 1.4

Giá trị tiêu chuẩn sức chịu tải cọc móng thường:

3 c,k = min(3 c,u ) = 8775.65 (kN) Giá trị tiêu chuẩn sức chịu tải cọc móng hố pít:

3c,k = min83c,u9 = 16971.6(kN) Bảng 8.16: Sức chịu tải thiết kế của cọc

Sức Chịu Tải R c,k (kN) γ k γ n R c,d (kN)

Cọc móng thường D1200 14530.98 1.75 1.15 8303.42 Để đảm bảo điều kiện thi công cọc:3 p = 15757.12 ( ) > 3 8,$ = 8806.65 → (Thỏa)

3p = 15757.12 ( ) > 38,$ = 10285.82 → (Thỏa) Để đảm bảo điều kiện kinh tế: : 3p = 15757.12 ( ) > (2 ÷ 3)38,$ → (Thỏa)

8.4.10 Kiểm tra yêu cầu thử tĩnh của tải cọc

- Xem xét cọc thử sơ bộ trước khi đóng cọc đại trà để thu thập các số liệu thiết kế cần thiết

- Theo mục 3.6 TCVN 9393:2012, thông thường được lấy bằng 1% tổng số cọc của công trình nhưng trong mọi trường hợp không ít hơn 2 cọc

Thiết kế móng M1

8.5.1 Xác định số lượng cọc và bố trí cọc

Chọn nội lực tính móng: (N max , Mx tu, My tu, Qx tu, Qy tu)

Bảng 8.18: Phản lực tính toán chân vách P3

Tên Vách A5 N tt Q x tt Q y tt M x tt M y tt

(kN) (kN) (kN) (kNm) (kNm)

Nmax,Mx,My,Qx,Qy -21467 -2.798 -5.686 265.923 -4.246 N,Mxmax,My,Qx,Qy -16279 0.538 142.251 830.828 10.933 N,Mx,Mymax,Qx,Qy -18432 -8.758 -46.458 309.071 12.541 N,Mx,My,Qxmax,Qy -16508 -8.758 -46.458 309.071 12.541 N,Mx,My,Qx,Qymax -16508 -8.169 -236.45 116.725 -11.747

Tên Vách A5 N tc Q x tc Q y tc M x tc M y tc

Nmax,Mx,My,Qx,Qy -18021 -2.601 -25.123 236.878 -3.889 N,Mxmax,My,Qx,Qy -17894 -3.64 -70.179 469.021 4.709 N,Mx,Mymax,Qx,Qy -17786 -4.925 -44.953 249.812 -7.656 N,Mx,My,Qxmax,Qy -17689 -4.925 -44.953 373.434 5.889 N,Mx,My,Qx,Qymax -17766 -3.797 -72.602 267.948 -5.323

- Sơ bộ số lượng cọc:

- Sức chịu tải cọc sử dụng: Rcd = Ncd = 8303.42 (kN) x coc = × c c cd tt →Chọn 4 cọc

Trong đó:k = (1-1.4) là hệ số xét đến ảnh hưởng của moment

- Chọn kích thước đài cọc và bố trí như sau:

- Khoảng cách bố trí (s) giữa hai tim cọc là 3d = 3.6m, khoảng cách từ tim cọc đến mép đài bằng 1d = 1.2m (Với d là đường kính của cọc)

8.5.2 Kiểm tra phản lực đầu cọc

Tải trọng tác dụng lên một đầu cọc bất kỳ xác định theo công thức n i

N tt : Tải trọng tính tóan thẳng đứng truyền xuống móng

W: trọng lượng trung bình của đài n: số cọc trong đài móng

Mx, My: moment xoay quanh trục x và y xi, yi: toạ độ cọc theo phương x và y

% tt = % H tt + nA $ @ $ 0 bt = 21467 + 1.1 × 6 × 6 × 2 × 25 = 23447(kN)

Bảng 11.19: Phản lực đầu cọc

Hình 8.15: Phản lực đầu cọc (min)

Lực P tính tay (kN) P tính máy (kN)

 Nhận xét: giá trị Pmax và Pmin thu được từ mô hình và kết quả tính tay không chênh lệch điều này chứng tỏ độ chính xác của mô hình là cao Vì vậy những móng sau sinh viên sẽ dùng phần mềm SAFE V12 để kiểm tra phản lực đầu cọc

- Ta có: Pmax = 7720.65 (kN) < Ptk = 8303.43 (kN) →Thỏa điều kiện cọc không bị phá hoại

- Pmin = 3477.34 (kN) > 0 →Thỏa điều kiện cọc không bị nhổ

8.5.3 Kiểm tra ổn định nền đất dưới khối móng quy ước

- Góc ma sát trung bình của các lớp đất mà cọc đi qua

Lớp đất Chiều dày li Góc ma sát trong II,i II,ixli

i: Góc ma sát trong tính toán của từng lớp đất có chiều dày li mà cọc xuyên qua; hi : Chiều dài đoạn cọc trong lớp đất thứ “i”

Hình 8.16: Khối móng quy ước cho móng 4 cọc (M1)

- Diện tích đáy khối móng quy ước tính theo công thức: Aqu = Lqu  Bqu:

 Trọng lượng khối móng qui ước:

- Khối lượng đất trong khối móng qui ước

- Trọng lượng của đài móng:

- Trọng lượng đất bị cọc chiếm chỗ:

- Trọng lượng đất bị đài chiếm chỗ:

 Trọng lượng khối móng qui ước

Bảng 8.18: Tính toán khối móng quy ước

KẾT QUẢ TÍNH TOÁN KHỐI MÓNG QUY ƯỚC

Chiều dài khối móng quy ước Lqu (m) 16.73

Chiều cao khối móng quy ước Hqu (m) 70.5

Trọng lượng đài móng (kN) 1800

Trọng lượng đất trong khối móng quy ước (kN) 220543.4

Trọng lượng khối móng quy ước (kN) 229411.9

 Áp lực tiêu chuẩn tại đáy khối móng quy ước

7 tb tc =7 max tc + 7 min tc

2 Bảng 8.19: Tính toán áp lực tiêu chuẩn tại đáy khối móng quy ước

KẾT QUẢ TÍNH TOÁN ÁP LỰC TIÊU CHUẨN TẠI ĐÁY KHỐI MÓNG QUY ƯỚC

Theo 4.6.9, TCVN 9362 – 2012, khả năng chịu tải của nền dưới khối móng quy ước:

 ktc: Hệ số độ tin cậy, ktc = 1 vì các đặc trưng tính toán lấy trực tiếp từ các bảng thống kê (Tra theo Điều 4.6.11 TCVN 9362–2012)

 m1 : Hệ số điều kiện làm việc của đất nền (đặt móng tại lớp đất 4),lấy m1 = 1.2 (Tra Bảng 15 theo Điều 4.6.10 TCVN 9362–2012)

 m2 : Hệ số điều kiện làm việc của công trình tác động qua lại với đất nền, phụ thuộc vào tỷ lệ kích thước công trình, m2 = 1.3 (Tra Bảng 15 theo Điều 4.6.10 TCVN 9362–2012)

 Chiều sâu đáy móng quy ước – 70.5 m ứng với lớp đất thứ 4 có góc ma sát 23 J 74′

+ A,B,D: Hệ số phụ thuộc vào góc ma sát trong nền được lấy theo bảng 14 TCVN 9362-2012: A = 0.7 , B = 3.81 , D = 6.39

+ b: Cạnh bé của đáy móng qui ước b = 16.73 m

Bảng 8.20: Tính toán sưc chịu tải của đất nền dưới khối móng quy ước

Thỏa điều kiện : e7max tc = 884.81 < 1.2RII

 Vậy nền đáy khối móng qui ước thỏa điều kiện ổn định

8.5.4 Kiểm tra xuyên thủng Điều kiện chống xuyên thủng

+ Fxt là lực xuyên thủng, bằng tổng phản lực các cọc nằm ngoài tháp chống xuyên

+ Fcx là lực chống xuyên

+ Mbx,u và Mby,u là các moment tập trung giới hạn

Hình 8.176: Vùng chống xuyên thủng móng M1

+ Rbt=1.15 (MPa) là cường độ

+ h0= hđài - a = 2 - 0.2 = 1.8 (m) là chiều cao tính toán của móng

+ um là giá trị trung bình của chu vi đáy trên và dưới tháp nén thủng hình thành khi bị nén thủng, trong phạm vi chiều cao làm việc của tiết diện:

+ hc =3.5 (m) và bc = 0.4 (m) lần lượt là chiều cao và rộng của cột

+ c1 = c2 = 2.6 (m) là hình chiếu của mặt bên tháp xuyên thủng lên phương ngang e9 = 2 × (3.5 + 0.4 + 2.6 + 2.6) = 18.2 (()

6 bx,u =3 bt j bx ℎ H f max , 6 by,u =3 bt j by ℎ H g max

+ Ibx và Iby là moment quán tính của đường bao tính toán đối với trục đi qua trọng tâm cảu đường bao tính toán

+ xmax và ymax là khoảng cách lớn nhất tính từ đường bao tính toán đến trọng tâm của nó j bx =1

⇒ 6by,u =3 bt j by ℎ H g max = 3bt(ℎ H + P8) hℎ H +ℎ 8 +ℎ H + P 8

Vậy thỏa điều kiện chống xuyên thủng

8.5.5 Kiểm tra lún cho móng

Chia lớp đất dưới mũi cọc thành nhiều phân lớp có chiều dày hi=1m.Tính ứng suất gây lún cho đến khi nào thỏa điều kiện n bt  5n gl (vị trí ngừng tính lún) với:

+ koi:tra bảng phụ thuộc vào tỉ số U F

Ta có: j P bt j P gl = 6856.30 538.58 = 12.7 > 5 → Không cần tính lún cho móng M1

8.5.6 Tính toán cốt thép đài móng

Giả thiết agt = 200 (mm), h0 = h – agt = 2000 – 200 = 1800 mm, bê tông B30 h H = H J − a 2 → α d = M

Bố trớ thộp cấu tạo ở lớp trờn cho cả phương X và phương Y là: ỉ16a200

Hình 8.18: Moment đài móng M1 theo phương X,Y

Bảng 8.21: Bảng tính thép móng M1

(kNm) (mm) (mm) (mm 2 ) ỉ a mm2 %

Thiết kế móng M2

Chọn nội lực tính móng: (N max , Mx tu, My tu, Qx tu, Qy tu)

Bảng 8.22: Phản lực tính toán chân vách P1

Nmax,Mx,My,Qx,Qy -16541 -16.749 245.107 -254.64 -675.47 N,Mxmax,My,Qx,Qy -12701 -322.29 -340.39 -2008.8 -1565.1

Nmax,Mx,My,Qx,Qy -14105 -8.973 193.47 -101.51 -387.17 N,Mxmax,My,Qx,Qy -13410 -260.71 -128.64 -948.31 -174.09

- Sức chịu tải cọc sử dụng: Rcd = Ncd = 8303.42 (kN) x coc = × c c cd tt →Chọn 5 cọc

 Sinh viên dùng phần mềm SAFE V12 để kiểm tra phản lực đầu cọc

Bảng 8.23: Góc ma sát trung bình của các lớp đất mà cọc đi qua

Hình 8.24: Khối móng quy ước cho móng 4 cọc (M1)

 Trọng lượng khối móng qui ước:

W qu = W + W 8 + W $ − W dc − W dd Bảng 8.24: Tính toán khối móng quy ước M2

Chiều rộng khối móng quy ước Bqu (m) 19.36 Chiều cao khối móng quy ước Hqu (m) 70.5

Trọng lượng đài móng (kN) 2590.5

Trọng lượng đất trong khối móng quy ước (kN) 254760.0 Trọng lượng khối móng quy ước (kN) 266186.3

7 tb tc =7max tc + 7 min tc

2 Bảng 8.25: Tính toán áp lực tiêu chuẩn khối móng quy ước M2

+ A,B,D: Hệ số phụ thuộc vào góc ma sát trong nền được lấy theo bảng 14 TCVN 9362-2012: A = 0.7 , B = 3.81 , D = 6.39

Bảng 8.26: Kết quả tính toán sức chịu tại của đất nền dưới khối móng quy ước

Thỏa điều kiện : e7 max tc = 865.89 < 1.2R II

+ Fxt là lực xuyên thủng, bằng tổng phản lực các cọc nằm ngoài tháp chống xuyên + Fcx là lực chống xuyên

+ Mx và My là các moment uốn tập trung theo các trục x và y

Hình 8.25: Vùng chống xuyên thủng móng M2

+ um là giá trị trung bình của chu vi đáy trên và dưới tháp nén thủng hình thành khi bị nén thủng, trong phạm vi chiều cao làm việc của tiết diện: e9 = (4.8 × 4) = 19.2 (()

6 bx,u =3btjbx ℎ H fmax , 6 by,u =3btjby ℎ H gmax

+ Ibx và Iby là moment quán tính của đường bao tính toán đối với trục đi qua trọng tâm của đường bao tính toán

+ xmax và ymax là khoảng cách lớn nhất tính từ đường bao tính toán đến trọng tâm của nó j bx = j by = 2 × 2.4 ) × 4.8 + 2 × ^4.8 )

⇒ 6 bx,u = 6 by,u =3btjbx ℎ H fmax = 94337.125 (kNm) mà = xt = ∑ 7 = 20887.62(kN)

-675.47 94337.125 = 0.515 < 1 Vậy thỏa điều kiện chống xuyên thủng

→ Không cần tính lún cho móng M2

Giả thiết agt = 200 (mm), h0 = h – agt = 2000 – 200 = 1800 mm, bê tông B30 hH = HJ− a2 → αd = M

Bảng 8.28: Bảng tính thép móng M2

(kNm) (mm) (mm) (mm 2 ) ỉ a mm2 %

Thiết kế móng MLT

Chọn nội lực tính móng: (N max , Mx tu

Bảng 8.28: Phản lực tính toán chân vách VMT-1

Nmax,Mx,My,Qx,Qy -86170.64 -290.368 662.429 -37590.902 3640.06 N,Mxmax,My,Qx,Qy -68170.161 -500.219 -20037.7 -54111.349 -25443 N,Mx,Mymax,Qx,Qy -67855.244 376.909 13774.85 -8571.214 49636.1 N,Mx,My,Qxmax,Qy -68136.81 -625.889 -6407.93 -38729.758 -41260 N,Mx,My,Qx,Qymax -67821.893 251.239 27404.65 6810.377 33819.3

Nmax,Mx,My,Qx,Qy -73129.312 -247.819 2619.405 -28306.357 3837.99N,Mxmax,My,Qx,Qy -72401.802 -223.715 2060.902 -28644.139 3665.3

N,Mx,Mymax,Qx,Qy -68783.542 -395.896 -2430.45 -11298.727 -3557 N,Mx,My,Qxmax,Qy -69497.552 -453.777 -4529.89 -7520.259 4391.84 N,Mx,My,Qx,Qymax -72350.908 -280.462 8277.873 -19868.702 5614.06

- Sức chịu tải cọc sử dụng: Rcd = Ncd = 10282.82 (kN) xcoc = × c c cd tt →Chọn 12 cọc

Hình 8.28: Mặt bằng móng MLT

Hình 8.29: Phản lực đầu cọc (max)

 Sinh viên dùng phần mềm SAFE V12 để kiểm tra phản lực đầu cọc

Bảng 8.29: Góc ma sát trung bình của các lớp đất mà cọc đi qua

Hình 8.31: Khối móng quy ước cho móng LTM

 Trọng lượng khối móng qui ước: 4 u

Bảng 8.30: Tính toán khối móng quy ước móng MLT

Chiều dài khối móng quy ước Lqu (m) 26.37 Chiều rộng khối móng quy ước Bqu (m) 22.37

Trọng lượng đài móng (kN) 6072

Trọng lượng đất trong khối móng quy ước (kN) 531066.7

Trọng lượng khối móng quy ước (kN) 561330.2

7 tb tc =7 max tc + 7 min tc

Bảng 8.31: Tính toán áp lực tiêu chuẩn tại đáy khối móng quy ước móng MLT

+ A,B,D: Hệ số phụ thuộc vào góc ma sát trong nền được lấy theo bảng 14 TCVN 9362-2012: A = 0.7 , B = 3.81, C = 6.39 , D = 6.39

+ Fxt là lực xuyên thủng, bằng tổng phản lực các cọc nằm ngoài tháp chống xuyên

+ Fcx là lực chống xuyên

Hình 8.32: Vùng chống xuyên thủng móng MLT

+ um là giá trị trung bình của chu vi đáy trên và dưới tháp nén thủng hình thành khi bị nén thủng, trong phạm vi chiều cao làm việc của tiết diện: e9 = (11.4 × 2 + 8.531 × 2) = 39.86 (()

6 bx,u =3btjbx ℎ H fmax , 6 by,u =3btjby ℎ H gmax

+ Ibx và Iby là moment quán tính của đường bao tính toán đối với trục đi qua trọng tâm của đường bao tính toán

+ xmax và ymax là khoảng cách lớn nhất tính từ đường bao tính toán đến trọng tâm của nó j bx = 2 × 5.697 ) × 8.531 + 2 × ^11.4 )

⇒ 6 bx,u =3 bt j bx ℎ H f max = 481015.09(kNm)

⇒ 6 by,u =3 bt j bx ℎ H f max = 608064.37 (kNm) mà = xt = ∑ 7 = 0(kN)

25443 608064.37 = 0.15 < 1 Vậy thỏa điều kiện chống xuyên thủng

→ Không cần tính lún cho móng MLT

8.7.6 Tính Kiểm tra chóng cắt cho đài móng

Hình 8.33: Biểu đồ lực cắt móng LTM

- Đài móng LTM có Qmax = 5365.88

- Khả năng chịu cắt của bê tông: Qb  b3(1 f  n)Rbtbh0

(Theo công thức 76, mục 6.2.3.3 tiêu chuẩn TCVN 5574 - 2018) n = 5365.88(kN) < n1 = 0.6 × (1 + 0 + 0) × 1.15 × 10 \ × 14.5 × 1.8

- Đài móng có khả năng chịu cắt, ta không cần bố trí cốt đai

Giả thiết agt = 200 (mm), h0 = h – agt = 2000 – 200 = 1800 mm, bê tông B30 h H = H J − a 2 → α d = M

Bảng 8.32: Bảng tính thép móng MLT

(kNm) (mm) (mm) (mm 2 ) ỉ a mm2 %

CÔNG TÁC VÁN KHUÔN

Ván khuôn

Ván khuôn hay còn gọi là cốp pha Là thiết bị xây dựng, dùng để chế tạo nên kết cấu bê tông và bê tông cốt thép

Ván khuôn có rất nhiều loại, kích cỡ và vật liệu khác nhau

Dựa vào tính chất, công dụng và quy mô công trình ta chọn sử dụng cốp pha gỗ ép phủ phim TEKCOM PolyCore Extra do Công ty cổ phần TEKCOM sản xuất

Những ưu điểm nổi bật của cốp pha TEKCOM:

 Bề mặt bê tông hoàn thiện bằng phẳng, không cần tô trát vữa

 Trọng lượng nhẹ dễ di chuyển, lắp đặt giúp giảm chi phí nhân công, rút ngắn được thời gian thi công

 Tái sử dụng được nhiều lần, hiệu quả kinh tế cao

 Chịu lực cao, đáp ứng được tính an toàn trong xây dựng

 Dễ dàng cưa cắt, liên kết thuận tiện cho việc sử dụng

Hình 9.1: Coppha gỗ ván khuôn phủ phim TEKCOM

Bảng 9.1: Thông số ván khuôn phủ phim TEKCOM

Kích thước 1.250 x 2.500 mm Độ dày 21 mm

Tỷ trọng  600 kg /m 3 Độ ẩm  12%

Cường độ uốn Dọc thớ :  2.6 10 (kN /m )  4 2

Số lần tái sử dụng 7 – 15 lần

Khi tính toán, ta lấy cường độ uốn và Module đàn hồi ngang thớ để kiểm tra:

Sườn đứng, sườn ngang và cây chống xiên

Chọn thép hộp Hoà Phát

Hình 9.2: Thép hộp Hoà Phát

Bảng 9.2: Thông số kỹ thuật thép hộp Hoà Phát

Kích thước Độ dày Kg/cây σ

Ty giằng

Ty giằng cốp pha 14: đường kính 14mm, bước ren 6mm

Số liệu tính toán

- Tính toán cốp pha và cây chống đảm bảo yêu cầu chịu lực tức là đảm bảo độ bền, độ ổn định của cốp pha, cây chống khi thi công Cơ sở tính toán là TCVN 4453 – 1995 “Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép toàn khối – Qui phạm thi công và nghiệm thu” Cốp pha chia làm 2 loại là cốp pha đứng và cốp pha nằm Cốp pha đứng gồm: ván thành dầm, cốp pha tường, cốp pha cột, ….Cốp pha nằm gồm: cốp pha sàn, cốp pha dầm, …

- Áp dụng TCVN 4453-1995 “ Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép toàn khối – Quy phạm thi công và nghiệm thu”

- Số liệu thiết kế lấy theo tiêu chuẩn TCVN 4453-1995

- Đối với cốp pha của bề mặt lộ ra ngoài của kết cấu: độ võng cho phép 1/400 nhịp của bộ phận cốp pha bao gồm: cột, vách, dầm sàn, sàn

- Đối với cốp pha của bề mặt bị che khuất của kết cấu: độ võng cho phép 1/250 nhịp của bộ phận cốp pha bao gồm: móng, cổ móng, đà kiềng

- Độ võng đàn hồi hoặc độ lún của gỗ chóng cốp pha: 1/1000 nhịp tự do của kết cấu bê tông cốt thép tương ứng

- Một số bảng tra áp dụng tính toán cốp pha: dựa theo tiêu chuẩn bắt buộc áp dụng từng phần - kết cấu bê tông và bê tông cốt thép toàn khối – quy phạm thi công và nghiệm thu TCVN 4453: 1995

* Tĩnh tải (lấy theo TCVN 4453-1995, phụ lục A mục A.1.1):

Tải bản thân của kết cấu bao gồm:

+ Trọng lượng riêng của bê tông:  bt 2.5 T/ m 3 

+ Trọng lượng riêng của cốt thép lấy gần đúng:  t  0.1 T/ m  3 

Trọng lượng của bản thân Coppha (phụ thuộc vào loại vật liệu làm Coppha): + Coppha gỗ ván ép:  g = 0.6 T/ m  3 

+ Coppha xà gồ 50x50x1.8x6000 (mm):  xg1= 0.01622 T/ m 3 

* Hoạt tải Theo TCVN 4453-1995 (tiêu chuẩn thi công và nghiệm thu Kết cấu bê tông & bê tông cốt thép toàn khối):

Hoạt tải do người và thiết bị thi công lấy như sau:

Bảng 9.3: Bảng tra hoạt tải các TH

Khi tính toán Coppha sàn và vòm 250 (daN/m 2 ) Khi tính toán nẹp gia cường mặt Coppha 150 (daN/m 2 )

Khi tính toán cột chống đỡ các kết cấu 100 (daN/m 2 )

Tải tập trung do người và dụng cụ thi công 130 (daN) Đầm rung 200 (daN/m 2 )

Chấn động của bơm 400 (daN/m 2 )

9.3.3.1 Tải trọng khi đổ bê tông

Bảng 9.4: Áp lực ngang của hỗn hợp bê tông mới đổ (TCVN 4453:1995)

Công thức tính toán áp lực ngang tối đa (kg/m 2 )

Giới hạn sử dụng công thức Đầm dùi bt

 : khối lượng thể tích của hỗn hợp bê tông đã đầm chặt tính bằng daN/m 3

H: chiều cao mỗi lớp hỗn hợp bê tông tính bằng m

V: tốc độ đổ hỗn hợp bê tông tính bằng m/h

R và R1: bán kính tác dụng của đầm dùi và đầm ngoài Đối với dùi nên lấy R = 0,7 và đầm ngoài R1 = 1,0m k1: hệ số tính đến ảnh hưởng độ sụt của hỗn hợp bê tông

- Đối với bê tông cứng và ít linh động với độ sụt 0,2cm – 4cm thì K1 = 0,8

- Đối với bê tông có độ sụt 4cm – 6cm thì k1 = 1,0

- Đối với bê tông có độ sụt 8cm – 12cm thì k1 = 1,2 k2: hệ số kể đến ảnh hưởng nhiệt độ của hỗn hợp bê tông

- Với nhiệt độ từ trên 33 0 C, k2 = 0,85

11.3.3.2 Tải trọng do chấn động:

Bảng 9.5: Tải chấn động khi đổ bê tông vào Coppha

Biện pháp đổ bê tông phụ thuộc vào tải trọng ngang tác dụng lên cốp pha Đối với tải trọng ngang dưới 400 daN/m2, có thể áp dụng phương pháp đổ bê tông bằng máy và ống vòi voi hoặc đổ trực tiếp bằng đường ống từ máy trộn bê tông Ngược lại, nếu tải trọng ngang vượt 400 daN/m2, phải sử dụng thùng chuyên dụng để đổ bê tông.

Biện pháp đổ bê tông Tải trọng ngang, tác dụng vào cốp pha (daN/m 2 )

Tải trọng gió (khi công trình có chiều cao >10m): đối với thi công lấy 50% tải trọng gió

Tải trọng tính toán: tt tc q = n× q

Bảng 9.6: Hệ số vượt tải

Các tải trọng tiêu chuẩn Hệ số vượt tải

1 Khối lượng thể tích của Coppha đà giáo 1.1

2 Khối lượng thể tích của bê tông và cốt thép 1.2

3 Tải trọng do người và phương tiện vân chuyển 1.3

4 Tải trọng do đầm chấn động 1.3

5 Áp lực ngang của bê tông 1.3

6 Tải trọng do chấn động khi đổ bê tông vào Coppha 1.3

- Kiểm tra độ võng theo công thức (theo phần A.3, phụ lục A, TCVN4453-1995 về kết cấu bê tông và cốt thép toàn khối)

- Độ võng của các bộ phận coppha do tác động của các tải trọng không đuọc lớn hơn các trị số sau:

+ Đối với coppha của bề mặt lộ ra ngoài của các kết câu:1/400 nhịp của bộ phận coppha

+ Đối với coppha của bề mặt bị che khuất các kết cấu: 1/250 nhịp của bộ phận coppha

BIỆN PHÁP THI CÔNG CỌC KHOAN NHỒI

Tiêu đề	Tòa Nhà Carillion 4
Tác giả	Lê Thanh Quang
Người hướng dẫn	ThS. Nguyễn Thanh Tú
Trường học	Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh
Chuyên ngành	Công Nghệ Kỹ Thuật Công Trình Xây Dựng
Thể loại	Đồ Án Tốt Nghiệp
Năm xuất bản	2024
Thành phố	Tp. Hồ Chí Minh

Định dạng
Số trang	236
Dung lượng	11,68 MB