đồ án tốt nghiệp tòa nhà căn hộ chung cư sunrise

Hệ thống kết cấu cần được bố trí làm sao để trong mỗi trường hợp tải trọng sơ đồ làm việc của các bộ phận kết cấu rõ ràng mạch lạc và truyền tải một cách mau chóng nhất tới móng công tr

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM

KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

TÒA NHÀ CĂN HỘ CHUNG CƯ SUNRISE

GVHD: TS NGUYỄN VĂN KHOA SVTH: NGUYỄN VIẾT HÀ NAM MSSV: 19149154

KHÓA: 2019

TP HCM, Ngày 10 tháng 01 năm 2024

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM

KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TÒA NHÀ CĂN HỘ CHUNG CƯ SUNRISE

GVHD: TS NGUYỄN VĂN KHOA SVTH: NGUYỄN VIẾT HÀ NAM MSSV: 19149154

KHÓA: 2019

TP HCM, Ngày 10 tháng 01 năm 2024

BẢNG NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

Họ và tên sinh viên: NGUYỄN VIẾT HÀ NAM

Ngành: Công nghệ Kỹ thuật Công trình Xây dựng

Tên đề tài: CHUNG CƯ SUNRISE

Họ và tên giáo viên hướng dẫn: NGUYỄN VĂN KHOA

NHẬN XÉT

1 Về nội dung đề tài & khối lượng thực hiện:

2 Ưu điểm:

3 Khuyết điểm:

4 Đề nghị cho bảo vệ hay không?

5 Đánh giá loại:

6 Điểm: (Bằng chữ:……… )

Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng 06 năm

2024

Giảng viên hướng dẫn

BẢNG NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN

Họ và tên sinh viên: NGUYỄN VIẾT HÀ NAM

Ngành: Công nghệ Kỹ thuật Công trình Xây dựng

Tên đề tài: CHUNG CƯ SUNRISE

Họ và tên giáo viên phản biện: Nguyễn Thanh Hưng

NHẬN XÉT

1 Về nội dung đề tài & khối lượng thực hiện:

2 Ưu điểm:

3 Khuyết điểm:

4 Đề nghị cho bảo vệ hay không?

5 Đánh giá loại:

6 Điểm: (Bằng chữ:……… )

Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng 06 năm

2024

Giảng viên hướng dẫn

i

LỜI CẢM ƠN

Đồ án tốt nghiệp có thể xem là một chặng đường cuối cùng sau bốn năm học tập, là một bài tổng kết quan trọng nhất của đời sinh viên, Đồ án tốt nghiệp giúp sinh viên hệ thống lại toàn bộ những kiến thức đã được học trên giảng đường Qua đồ án này, em muốn thể hiện những kết quả và sự nỗ lực của bản thân trong những năm học tập tại trường và sự làm việc không mệt mỏi 5 tháng qua

Em xin gửi lời cám ơn sâu sắc nhất đến thầy NGUYỄN VĂN KHOA, giảng

viên hướng dẫn, xin gửi đến Thầy với tất cả sự biết ơn của sinh viên Thầy đã không ngại khó khăn, công việc bận rộn để hết lòng giúp đỡ sinh viên hoàn thành

đồ án một cách tốt nhất Thầy đã giúp sinh viên có những cái nhìn đúng đắn, khái quát hơn về việc thiết kế,những phương pháp tính toán quan trọng cần thiết cho một người Kỹ sư xây dựng, đặc biệt là những kiến thức sát với thực tế bên ngoài

đã và đang được thực hiện Sự giúp đỡ, chỉ bảo tận tình của Thầy là phương hướng

và là động lực để sinh viên hoàn thành được khối lượng công việc của đồ án này Những điều Thầy chỉ dạy sinh viên sẽ ghi nhớ và những điều đó sẽ là những kiến thức, kinh nghiệm khi ra trường

Em xin chân thành cảm ơn!

TP Hồ Chí Minh, ngày 14 tháng 06 năm 2024

Sinh viên thực hiện (Ký và ghi rõ họ tên)

NGUYỄN VIẾT HÀ NAM

ii

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan rằng đây là công trình nghiên cứu của tôi, có sự hỗ trợ từ Giáo viên hướng dẫn là TS NGUYỄN VĂN KHOA Các nội dung nghiên cứu và kết quả trong đề tài này là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất cứ công trình nghiên cứu nào trước đây Những số liệu trong các bảng biểu phục vụ cho việc phân tích, nhận xét, đánh giá được chính tác giả thu thập từ các nguồn khác nhau có ghi trong phần tài liệu tham khảo

Nếu phát hiện có bất kỳ sự gian lận nào tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm trước Hội đồng cũng như kết quả luận văn của mình

TP Hồ Chí Minh, ngày 14 tháng 06 năm 2024

Sinh viên thực hiện (Ký và ghi rõ họ tên)

NGUYỄN VIẾT HÀ NAM

iii

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Họ tên sinh viên: Nguyễn Viết Hà Nam MSSV: 19149154

Khoa: Đào tạo Chất lượng cao

Ngành: Công nghệ kỹ thuật Công trình xây dựng

Tên đề tài: Tòa nhà căn hộ chung cư Sunrise

Giáo viên hướng dẫn: TS Nguyễn Văn Khoa

Ngày nhận đề tài:25/01/2024

Ngày nộp bài:

NỘI DUNG THỰC HIỆN

Các số liệu, tài liệu ban đầu (Cung cấp bởi GVHD)

• Hồ sơ kiến trúc;

• Hồ sơ khảo sát địa chất

Nội dung thực hiện đề tài

• Mô hình, phân tích, tính toán, thiết kế cầu thang điển hình;

• Mô hình, phân tích, tính toán, thiết kế khung bao gồm hệ dầm, vách, lõi

iv

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 1.1 Bảng thống kê cao độ tầng 3

Bảng 2.1 Các phương pháp xác định nội lực 10

Bảng 2.2 Giới hạn kích thước tiết diện 12

Bảng 2.3 Quy định về chiều dày lớp bê tông bảo vệ 13

Bảng 2.4 Phần mềm tính toán sử dụng 14

Bảng 2.5 Cấp độ bền bê tông sử dụng cho các cấu kiện 15

Bảng 2.6 Cốt thép sử dụng cho công trình theo TCVN 5574-2018 15

Bảng 2.7 Lớp bê tông bảo vệ 17

Bảng 3.1 So sánh các phương án chịu tải đứng 21

Bảng 3.2 So sánh các phương án chịu tải ngang 21

Bảng 3.3 Thông số kích thước cầu thang 23

Bảng 3.4 Bảng thông số kích thước chiều dày sàn 24

Bảng 3.5 Kích thước sơ bộ các cấu kiện 25

Bảng 4.1 Tải các lớp cấu tạo sàn tầng hầm B1 (Gara gửi xe tầng hầm) 27

Bảng 4.2 Tải các lớp cấu tạo sàn tầng hầm B1 (Sàn phòng tầng hầm) 27

Bảng 4.3 Sàn thương mai 28

Bảng 4.4 Tải các lớp cấu tạo sàn phòng, hành lang tầng điển hình 28

Bảng 4.5 Tải các lớp cấu tạo sàn WC, Logia 28

Bảng 4.6 Tải các lớp cấu tạo sàn sân thượng, mái 29

Bảng 4.7 Tải tường xây tác dụng lên sàn tầng điển hình tầng 9-18 30

Bảng 4.8 Tải tường 100mm 30

Bảng 4.9 Tải tường 200mm 30

Bảng 4.10 Chiều cao tường đặt trên dầm chính và dầm phụ 31

Bảng 4.11 Tải tường tác dụng lên dầm chính 31

Bảng 4.12 Tải tường tác dụng lên dầm phụ 31

Bảng 4.13 Hoạt tải tác dụng lên công trình 32

Bảng 4.14 Thông tin dao động công trình 34

Bảng 4.15 Bảng đặc điểm công trình 34

Bảng 4.16 Thông số kích thước tính toán gió X 35

Bảng 4.17 Thông số kích thước tính toán gió Y 35

Bảng 4.18 Bảng thông số các hệ số tính toán hiệu ứng giật G f 36

Bảng 4.19 Giá trị tải trọng gió theo Phương X 39

Bảng 4.20 Giá trị tải trọng gió theo phương Y 41

v

Bảng 4.21 Chu kỳ và % khối lượng tham gia dao động 43

Bảng 4.22 Các mode tính toán động đất 45

Bảng 4.23 Tổng hợp các hệ số tính toán động đất 47

Bảng 4.24 Lực cắt đáy Mode 1 theo phương Y 47

Bảng 4.25 Lực cắt đáy Mode 3 theo phương X 48

Bảng 4.26 Lực cắt đáy Mode 4 theo phương Y 50

Bảng 4.27 Lực cắt Mode 6 theo phương X 50

Bảng 4.28 Lực cắt đáy Mode 9 theo phương X 51

Bảng 4.29 Kết quả tính toán động đất 53

Bảng 4.30 Các loại tải trọng ( Load Pattern) 55

Bảng 4.31 Tổ hợp cơ bản TTGH I 56

Bảng 4.32 Tổ hợp đặc biệt TTGH II 57

Bảng 4.33 Tổ hợp tải trọng sàn 58

Bảng 5.1 Thông số cầu thang tầng điển hình 62

Bảng 5.2 Tĩnh tải các lớp cấu tạo bản chiếu nghĩ/chiếu tới 62

Bảng 5.3 Tĩnh tải các lớp cấu tạo bản chiếu nghiêng 63

Bảng 5.4 Tải trọng tác dụng lên 1m bề rộng bản thang 64

Bảng 5.5 Tổ hợp tải trọng cầu thang 64

Bảng 5.6 Kết quả tính toán thép cầu than tầng điển hình 67

Bảng 5.7 Kết quả tính toán cốt thép dầm chiếu nghỉ 69

Bảng 5.8 Tổng hợp Moment tại từng vị trí 72

Bảng 5.9 Kiểm tra nứt tại các mặt cắt tiết diện 73

Bảng 5.10 Độ cong tại vị trí mặt cắt 1L 74

Bảng 5.11 Độ cong tại vị trí 2L 74

Bảng 5.12 Độ cong tại vị trí mặt cắt 1R 75

Bảng 5.13 Độ cong tại vị trí mặt cắt 2R 75

Bảng 5.14 Độ cong tại vị trí Gối trái 76

Bảng 5.15 Độ cong tại vị trí Giữa nhịp 76

Bảng 5.16 Độ cong tại vị trí Gối phải 77

Bảng 6.1 Bảng tính toán thép sàn 94

Bảng 6.2 Kết quả kiểm tra điều kiện hình thành vết nứt sàn 98

Bảng 6.3 Tổng hợp Moment tại từng vị trí 100

Bảng 6.4 Kiểm tra nứt tại các mặt cắt tiết diện 101

Bảng 6.5 Độ cong tại vị trí mặt cắt 1L 101

vi

Bảng 6.6 Độ cong tại vị trí mặt cắt 1R 102

Bảng 6.7 Độ cong tại vị trí mặt cắt Sup, L 102

Bảng 6.8 Độ cong tại vị trí mặt cắt 2L 103

Bảng 6.9 Độ cong tại vị trí mặt cắt giữa nhịp 103

Bảng 6.10 Độ cong tại vị trí mặt cắt 2R 104

Bảng 6.11 Độ cong tại vị trí Sup, R 104

Bảng 7.1 Thông số vách lõi thang WCORE-1 124

Bảng 7.2 Thông số phần tử vách thứ 1 124

Bảng 7.3 Thông số nội lực lõi tại vị trí Tầng 5 124

Bảng 7.4 Bảng tính thép cột C7 Tầng 5 136

Bảng 8.1 Hệ Số Biến Động Lớn Nhất Theo TCVN 9362-2012 139

Bảng 8.2 Bảng tra các giá trị của V 139

Bảng 8.3 Bảng tra các giá trị của hệ số t α 141

Bảng 8.4 Bảng phân loại đất và thí nghiệm SPT 146

Bảng 8.5 Thông số thiết kế cọc khoan nhồi 148

Bảng 8.6 Bảng tra các hệ số sức chịu tải của đất nền dưới mũi cọc theo Meyerhof 1976 158

Bảng 8.7 Bảng tổng hợp kết quả tính toán sức chịu tải của cọc khoan nhồi 170

Bảng 8.8 Sức chịu tải thiết kế theo số lượng cọc bố trí 171

Bảng 8.9 Bảng sơ bộ số lượng cọc phân bố trong các đài móng 174

Bảng 8.10 Bảng tính toán Modun cho từng lớp đất 178

Bảng 8.11 Bảng tính toán hệ số Poison cho từng lớp đất 179

Bảng 8.12 Tính toán hệ số nền Kz 180

Bảng 8.13 Thông số tính toán móng F5 180

Bảng 8.14 Kết quả kiểm tra tải trọng tác dụng lên cọc trong móng F5 cho các tổ hợp 181

Bảng 8.15 Nội lực tính toán móng F5 184

Bảng 8.16 Kết quả tính toán tbvà ' tb  của F9 188

Bảng 8.17 Kết quả tính toán khối móng quy ước F9 188

Bảng 8.18 Nội lực kiểm tra ổn định nền cho móng F9 191

Bảng 8.19 Kết quả áp lực tiêu chuẩn tại đáy khối móng quy ước F5 192

Bảng 8.21 Kết quả Moment quán tính đường bao chống xuyên F5 198

Bảng 8.22 Kết quả thành phần chống xuyên thủng F5 198

Bảng 8.23 Kết quả tính toán xuyên thủng F5 199

vii

Bảng 8.24 Tổng lực cắt cho từng hàng cọc 201

Bảng 8.25 Kết quả kiểm tra khả năng chống cắt cho đài móng 202

Bảng 8.26 Thông số vật liệu bê tông và cốt thép của đài móng lõi thang (F9) 204

Bảng 8.27 Kết quả tính toán cốt thép chịu uốn cho đài móng lõi thang (59) 205 Bảng 8.28 Thông số tính toán móng F2-1 206

Bảng 8.29 Nội lực tính toán móng F2-1 207

Bảng 8.30 Kết quả kiểm tra tải trọng tác dụng lên cọc trong móng F2-6 cho các tổ hợp 209

Bảng 8.31 Kết quả tính toán tbvà ' tb  của F2-1 212

Bảng 8.32 Kết quả tính toán khối móng quy ước F9 212

Bảng 8.33 Nội lực kiểm tra ổn định nền cho móng F12 215

Bảng 8.34 Kết quả áp lực tiêu chuẩn tại đáy khối móng quy ước F9 216

Bảng 8.36 Kết quả Moment quán tính đường bao chống xuyên F2-1 222

Bảng 8.37 Kết quả thành phần chống xuyên thủng F2-6 222

Bảng 8.38 Bảng thông tin tính toán trọng tâm đài móng F2-1 223

Bảng 8.39 Kết quả tính toán xuyên thủng F2-1 223

Bảng 8.40 Tổng lực cắt cho từng hàng cọc 225

Bảng 8.41 Kết quả kiểm tra khả năng chống cắt cho đài móng 227

Bảng 8.42 Thông số vật liệu bê tông và cốt thép của đài móng lõi thang (F2-1) 229

Bảng 8.43 Kết quả tính toán cốt thép chịu uốn cho đài móng lõi thang (F12) 229

viii

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 1-1 Vị trí công trình trên Google Map 2

Hình 3-1 Mặt cắt cầu thang 22

Hình 4-1 Kích thước công trình 35

Hình 5-1 Bản vẽ mặt bằng kiến trúc cầu thang điển hình 59

Hình 5-2 Bản vẽ kết cấu cầu thang tầng điển hình 60

Hình 5-3 Mặt cắt 1-1 kết cấu cầu thang điển hình 61

Hình 5-4 Sơ đồ tính cầu thang tầng điển hình 61

Hình 5-5 Kết quả chuyển vị bản thang 65

Hình 5-6 Nội lực cắt Q bản thang 66

Hình 5-7 Nội lực Moment M bản thang 66

Hình 5-8 Phản lực liên kết của cầu thang 68

Hình 5-9 Sơ đồ tính và nội lực dầm chiếu nghỉ 69

Hình 6-1 3D kết cấu sàn tầng điển hình trong phần mềm Safe 89

Hình 6-2 Mặt bằng kết cấu sàn tầng điển hình trong Safe 89

Hình 6-3 Biểu đồ màu Moment M1-1 90

Hình 6-4 Biểu đồ Moment màu M2-2 90

Hình 6-5 Dải Strip theo phương X 91

Hình 6-6 Dải Strip theo phương Y 91

Hình 6-7 Moment Strip theo phương X 92

Hình 6-8 Moment Strip theo phương Y 92

Hình 6-9 Độ võng đàn hồi của sàn 96

Hình 6-10 Độ võng dài hạn của sàn 97

Hình 7-1 Vị trí dầm B11 trên mặt bằng tầng 106

Hình 7-2 Nội lực dầm B11 107

Hình 7-3 Sơ đồ tính vách 112

Hình 7-4 Sơ đồ tính thép vách theo phương pháp vùng biên chịu Moment 113

Hình 7-5 Phân chia vách để tính toán theo phương pháp vùng biên chịu Moment 113

Hình 7-6 Phân chia vách để tính theo phương pháp ứng xuất đàn hồi 122

Hình 7-7 Xác định trục chính Moment quán tính chính 122

Hình 7-8 Chia lõi thang WCORE-1 thành 24 phần tử 124

Hình 7-9 Moment tính toán tầng 5 Cột C7 132

Hình 7-10 Lực cắt tính toán tầng 5 Cột C7 132

ix

Hình 8-1 Xác định chiều dài thiết kế của cọc 148

Hình 8-2 Biểu đồ xác định hệ số  159

Hình 8-3 Sức kháng cắt áp lực hữu hiệu thẳng đứng ' u v c /  166

Hình 8-4 Mặt bằng bố trí cọc và đài cọc công trình 175

Hình 8-5 Thông số đài móng F5 180

Hình 8-7 Phản lực đầu cọc móng lõi thang F5 (TTI-TH26) 181

Hình 8-8 Khối móng quy ước 186

Hình 8-10 Mặt bằng thể hiện ranh giới khối móng quy ước của móng F5 187

Hình 8-11 Tiết diện chống xuyên thủng móng F5 197

Hình 8-12 Biểu đồ mặt cắt nguy hiểm của đài móng (F5) 201

Hình 8-13 Chia dãy khảo sát Moment uốn (MAX) theo phương cạnh ngắn và cạnh dài của đài móng F5 203

Hình 8-14 Chia dãy khảo sát Moment uốn (MIN) theo phương cạnh ngắn và cạnh dài của đài móng F5 203

Hình 8-15 Thông số móng vách đơn F2-1 206

Hình 8-17 Phản lực đầu cọc móng lõi thang F12 (TTI-TH12) 207

Hình 8-18 Khối móng quy ước 210

Hình 8-16 Mặt bằng thể hiện ranh giới khối móng quy ước của móng F2-1 211 Hình 8-19 Tiết diện chống xuyên thủng móng F2-1 221

Hình 8-20 Biểu đồ mặt cắt nguy hiểm của đài móng (F2-1) 225

Hình 8-21 Chia dãy khảo sát Moment uốn (MAX) theo phương cạnh ngắn và cạnh dài của đài móng F2-1 227

Hình 8-22 Chia dãy khảo sát Moment uốn (MIN) theo phương cạnh ngắn và cạnh dài của đài móng F2-1 228

x

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN i

LỜI CAM ĐOAN ii

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP iii

DANH MỤC BẢNG BIỂU iv

DANH MỤC HÌNH ẢNH viii

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN KIẾN TRÚC – KẾT CẤU CÔNG TRÌNH 1

1.1 GIỚI THIỆU CÔNG TRÌNH 1

1.1.1 Tên dự án 1

1.1.2 Mục đích xây dựng công trình 1

1.1.3 Quy mô dự án 1

1.1.4 Tiện ích dự án 2

1.1.5 Điều kiện tự nhiên 2

1.1.6 Quy mô công trình 3

1.1.6.1 Loại công trình 3

1.1.6.2 Số tầng hầm 3

1.1.6.3 Số tầng nổi 3

1.1.7 Cao độ mỗi tầng 3

1.1.8 Chiều cao công trình 3

1.1.9 Diện tích xây dựng 3

1.1.10 Vị trí giới hạn của công trình 3

1.1.11 Hệ số giao thông 3

1.2 GIẢI PHÁP KIẾN TRÚC CHO CÔNG TRÌNH 4

1.3 GIẢI PHÁP KỸ THUẬT 4

1.3.1 Hệ thống điện 4

1.3.2 Hệ thống nước 4

1.3.3 Hệ thống thoát nước 5

1.3.3.1 Hệ thống thoát nước thải 5

1.3.3.2 Hệ thống thoát nước mưa 5

1.3.4 Thông gió chiếu sáng 5

1.3.5 Phòng cháy thoát hiểm 5

1.3.6 Chống sét 5

xi

1.3.7 Hệ thống thoát rác 5

1.4 LỰA CHỌN VẬT LIỆU 6

1.4.1 Các yêu cầu đối với vật liệu 6

1.5 HÌNH DẠNG CÔNG TRÌNH 6

1.5.1 Theo phương ngang 6

1.5.2 Theo phương đứng 6

1.5.3 Cấu tạo các bộ phận liên kết 7

1.6 TÍNH TOÁN KẾT CẤU NHÀ CAO TẦNG 7

1.6.1 Tải trọng 7

1.6.2 Tính toán hệ kết cấu 7

CHƯƠNG 2 CƠ SỞ THIẾT KẾ 9

2.1 TIÊU CHUẨN – QUY CHUẨN ÁP DỤNG 9

2.1.1 Tiêu chuẩn áp dụng 9

2.1.1.1 Vật liệu 9

2.1.1.2 Tải trọng 9

2.1.1.3 Tiêu chuẩn thiết kế nhà cao tầng 9

2.1.1.4 Thiết kế móng 9

2.1.1.5 Thiết kế bê tông cốt thép và kết cấu thép 10

2.1.2 Quy chuẩn áp dụng 10

2.2 QUAN ĐIỂM TÍNH TOÁN KẾT CẤU 10

2.2.1 Giả thuyết tính toán 10

2.2.2 Phương pháp xác định nội lực 10

2.2.3 Kiểm tra theo trạng thái giới hạn 11

2.3 GIẢI PHÁP KẾT CẤU CHO CÔNG TRÌNH 11

2.3.1 Phân tích khái quát hệ chịu lực về nhà cao tầng nói chung 11

2.4 YÊU CẦU VỀ CẤU KIỆN BÊ TÔNG CỐT THÉP THEO QC06 – BXD VỀ CHỐNG CHÁY 12

2.4.1 Độ chống cháy 12

2.4.2 Tình trạng tiếp xúc với điều kiện bên ngoài 13

2.5 PHẦN MỀM TÍNH TOÁN THỂ HIỆN BẢN VẼ 14

2.6 VẬT LIỆU SỬ DỤNG 14

2.6.1 Bê tông 15

xii

2.6.2 Cốt thép 15

2.6.3 Khoảng cách thông thủy tối thiểu giữa các thanh thép 16

2.6.4 Lớp bê tông bảo vệ tối thiểu 16

CHƯƠNG 3 PHƯƠNG ÁN KẾT CẤU 18

3.1 NGUYÊN TẮC TÍNH TOÁN 18

3.1.1 Giả thuyết tính toán 18

3.1.2 Tính toán theo trạng thái giới hạn 18

3.1.3 Phương pháp xác định nội lực 19

3.1.3.1 Phương pháp phần tử hữu hạn 19

3.1.3.2 Phương pháp giải tích 20

3.1.4 Trình tự thiết kế chung 20

3.2 PHƯƠNG ÁN KẾT CẤU CHỊU TẢI ĐỨNG 21

3.3 PHƯƠNG ÁN KẾT CẤU CHỊU TẢI NGANG 21

3.4 PHƯƠNG ÁN KẾT CẤU CẦU THANG 22

3.5 PHƯƠNG ÁN KẾT CẤU MÓNG – HẦM 23

3.6 SƠ BỘ KÍCH THƯỚC TIẾT DIỆN KẾT CẤU 23

3.6.1 Sơ bộ tiết diện sàn 23

3.6.2 Sơ bộ tiết diện dầm 24

3.6.3 Sơ bộ tiết diện vách 24

3.6.4 Sơ bộ tiết diện cột 25

CHƯƠNG 4 TẢI TRỌNG VÀ TỔ HỢP TẢI TRỌNG 27

4.1 TĨNH TẢI 27

4.1.1 Tải cái lớp cấu tạo sàn 27

4.1.1.1 Sàn tầng hầm B1 27

4.1.1.2 Sàn tầng khối đế, tầng điển hình 28

4.1.2 Tải tường xây 29

4.2 HOẠT TẢI 32

4.3 TẢI TRỌNG GIÓ 32

4.3.1 Lý thuyết tính toán 33

4.3.2 Tính toán tải trọng gió 33

4.4 TẢI TRỌNG ĐỘNG ĐẤT 43

4.4.1 Cơ sở lý thuyết tính toán 43

xiii

4.4.2 Phạm vi sử dụng phương pháp pháp phân tích phổ phản ứng 43

4.4.3 Phân tích dao động 43

4.4.4 Tính toán tải động đất 45

4.4.4.1 Gia tốc nền thiết kế 45

4.5 TỔ HỢP TẢI TRỌNG 55

4.5.1 Các loại tải (Load Pattern) 55

4.5.2 Các trường hợp tải (Load Case) 55

4.5.3 Các tổ hợp tải trọng (Load Combination) 56

4.5.3.1 Tổ hợp tải trọng Vách-Lõi-Dầm-Móng 56

4.5.3.2 Tổ hợp tải trọng sàn 58

CHƯƠNG 5 TÍNH TOÁN KẾT CẤU CẦU THANG 59

5.1 PHƯƠNG ÁN KẾT CẤU 59

5.1.1 Lựa chọn phương án kết cấu 59

5.1.2 Sơ đồ tính bản thang 60

5.2 TÍNH TOÁN TẢI TRỌNG TÁC DỤNG VÀ TỔ HỢP TẢI TRỌNG 62

5.2.1 Tĩnh tải 62

5.2.1.1 Tĩnh tải các lớp cấu tạo bản chiếu nghỉ và bản chiếu tới 62

5.2.1.2 Tĩnh tải các lớp cấu tạo bản nghiêng 62

5.2.2 Hoạt tải 63

5.2.3 Tải trọng tác dụng lên dải thang có bề rộng 1m 64

5.2.4 Tổ hợp tải trọng 64

5.3 TÍNH TOÁN CỐT THÉP 65

5.3.1 Kết quả nội lực cầu thang 65

5.3.2 Tính toán cốt thép cho bản thang 66

5.3.3 Kiểm tra khả năng chống cắt của bản thang 67

5.3.4 Tính toán thép cho dầm chiếu tới 68

5.3.5 Kiểm tra khả năng chịu cắt cho dầm chiếu nghỉ 70

5.3.6 Kiểm tra độ võng dài hạn theo TCVN 5574-2018 72

CHƯƠNG 6 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH 89

6.1 TẢI TRỌNG VÀ TỔ HỢP TẢI TRỌNG 89

6.2 MÔ HÌNH PHÂN TÍCH VÀ TÍNH TOÁN 89

6.3 KẾT QUẢ PHÂN TÍCH NỘI LỰC SÀN 90

xiv

6.4 TÍNH TOÁN CỐT THÉP 93

6.5 KIỂM TRA TRẠNG THÁI GIỚI HẠN II 96

6.5.1 Kiểm tra độ võng đàn hồi 96

6.5.2 Kiểm tra độ võng và nứt sàn dài hạn theo EUROCODE 2:2004 96

6.5.2.1 Cơ sở lý thuyết 96

6.5.2.2 Kết quả độ võng và nứt dài hạn của công trình 97

6.5.3 Kiểm tra độ võng dài hạn theo TCVN 5574-2018 98

6.5.3.1 Kiểm tra độ võng dài hạn 98

6.5.3.2 Tính toán độ võng dài hạn 99

CHƯƠNG 7 THIẾT KẾ KHUNG 106

7.1 THIẾT KẾ DẦM TẦNG ĐIỂN HÌNH 106

7.1.1 Mô hình tính toán dầm 106

7.1.2 Tính toán cốt thép cho dầm 106

7.1.2.1 Tính toán cốt thép dọc 107

7.1.2.2 Tính toán cốt thép đai 109

7.1.3 Tính toán đoạn neo, đoạn nối cốt thép 111

7.2 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ VÁCH ĐƠN 112

7.2.1 Cơ sở lý thuyết 113

7.2.2 Các bước tính toán 114

7.2.2.1 Tính toán cốt đai cho vách đơn 117

7.2.3 Tính toán cốt thép vách đơn 117

7.2.3.1 Tính toán cốt thép dọc cho một vách điển hình 117

7.3 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ VÁCH LÕI THANG 121

7.3.1 Cơ sở lý thuyết 121

7.3.2 Các bước tính toán 122

7.3.3 Kết quả tính toán thép lõi thang 123

7.4 TÍNH TOÁN CỐT THÉP CỘT 127

7.4.1 Lựa chọn phương pháp tính cốt thép dọc 127

7.4.2 Cơ sở lý thuyết tính toán cấu kiện chịu nén lệch xiên 127

7.4.3 Tính toán chi tiết cho một cột điển hình 132

CHƯƠNG 8 THIẾT KẾ MÓNG CÔNG TRÌNH 138

8.1 THỐNG KÊ ĐỊA CHẤT 138

xv

8.1.1 Lý thuyết thống kê 138

8.1.2 Phân chưa đơn nguyên địa chất 138

8.1.2.1 Hệ số biến động 138

8.1.2.2 Quy tắc loại trừ sai số 139

8.1.3 Giá trị tiêu chuẩn các đặc trưng của đất 140

8.1.3.1 Giá trị tiêu chuẩn các chỉ tiêu đơn 140

8.1.3.2 Giá trị tiêu chuẩn các chỉ tiêu kép 140

8.1.4 Giá trị tính toán các đặc trưng của đất 141

8.1.4.1 Giá trị tính toán các chỉ tiêu đơn 141

8.1.4.2 Giá trị tính toán các chỉ tiêu kép 142

8.1.5 Đánh giá diều kiện địa chất 146

8.2 ĐỀ XUẤT LÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN MÓNG 147

8.3 TÍNH TOÁN SỨC CHỊU TẢI DỌC TRỤC CỦA CỌC ĐƠN 148

8.3.1 Thông số thiết kế cọc 148

8.3.2 Xác định sức chịu tải cọc theo cường độ vật liệu làm cọc (Rvl) 148

8.3.2.1 Cơ sở lý thuyết 148

8.3.2.2 Kết quả tính toán 149

8.3.3 Xác định sức chịu tải cọc theo chỉ tiêu cơ lí đất nền 151

8.3.3.1 Cơ sở lý thuyết 151

8.3.3.2 Xác định cường độ sức kháng của đất dưới mũi cọc: 151

8.3.3.3 Kết quả tính toán 152

8.3.4 Xác định sức chịu tải cọc theo cường độ đất nền 158

8.3.4.1 Cơ sở lý thuyết 158

8.3.4.2 Kết quả tính toán 160

8.3.5 Xác định sức chịu tải cọc theo thí nghiệm SPT 165

8.3.5.1 Cơ sở lý thuyết 165

8.3.5.2 Kết quả tính toán 166

8.3.6 Xác định sức chịu tải thiết kế và bố trí cọc 170

8.3.6.1 Cơ sở lý thuyết 170

8.3.7 Xác định sơ bộ số lượng cọc và bố trí 174

8.3.8 Bố trí cọc và cấu tạo đài móng 175

8.3.8.1 Bố trí cọc 175

xvi

8.4 MÔ HÌNH TÍNH TOÁN MÓNG 176

8.4.1 Lựa chọn mô hình tính móng 176

8.4.2 Xác định độ cứng lò xo đất nền 177

8.4.2.1 Cơ sở lý thuyết tính toán hệ số nền 177

8.5 THIẾT KẾ MÓNG LÕI THANG F5 180

8.5.1 Thông số móng F5 180

8.5.2 Kiểm tra sức chịu tải cọc đơn (F5) 181

8.5.3 Xác định tải trọng tác dụng lên móng 183

8.5.4 Kiểm tra ổn định nền của móng cọc 186

8.5.4.1 Xác định khối móng quy ước 186

8.5.4.2 Xác định sức chịu tải của đất nền tại mặt phẳng mũi cọc 189

8.5.4.3 Xác định áp lực tính toán tại đáy khối móng quy ước (cao độ mũi cọc): 190

8.5.5 Kiểm tra điều kiện lún của móng 193

8.5.5.1 Kiểm tra điều kiện lún với khối móng quy ước 193

8.5.6 Kiểm tra điều kiện xuyên thủng cho đài móng cọc 197

8.5.7 Kiểm tra chống cắt cho đài 201

8.5.8 Tính toán cốt thép đài móng 203

8.5.8.1 Xác định Moment uốn trong đài 203

8.5.8.2 Tính toán cốt thép chịu uốn 204

8.6 THIẾT KẾ MÓNG LÕI THANG F2-1 206

8.6.1 Thông số móng F2-1 206

8.6.2 Kiểm tra sức chịu tải cọc đơn (F2-1) 207

8.6.3 Xác định tải trọng tác dụng lên móng 207

8.6.4 Kiểm tra ổn định nền của móng cọc 210

8.6.4.1 Xác định khối móng quy ước 210

8.6.4.2 Xác định sức chịu tải của đất nền tại mặt phẳng mũi cọc 213

8.6.4.3 Xác định áp lực tính toán tại đáy khối móng quy ước (cao độ mũi cọc): 214

8.6.5 Kiểm tra điều kiện lún của móng 216

8.6.5.1 Kiểm tra điều kiện lún với khối móng quy ước 216

8.6.6 Kiểm tra điều kiện xuyên thủng cho đài móng cọc 221

8.6.7 Kiểm tra chống cắt cho đài 225

xvii

8.6.8 Tính toán cốt thép đài móng 227

8.6.8.1 Xác định Moment uốn trong đài 227

8.6.8.2 Tính toán cốt thép chịu uốn 228

TÀI LIỆU THAM KHẢO 231

vì vậy nhu cầu về một địa điểm không chỉ có thể đáp ứng về nơi ở, sinh sống mà còn kết hợp thêm nhiều tiện nghi khác như văn phòng làm việc, trung tâm thương mại, thể thao, chăm sóc sức khỏe là thiết yếu cho người dân

Với tình hình dân số phát triển nhanh như hiện nay và Thành phố Hồ Chí Minh lại là nơi thu hút rất nhiều dân cư nhập cư từ nhiều vùng khác nhau, nên quỹ đất để xây dựng nơi ở ngày càng có giới hạn, thêm vào đó giá đất quá cao làm cho người dân không đủ kinh tế để vừa phục vụ cho mua đất vừa xây thêm nhà Và giải pháp xây dựng các cao ốc, chung cư cao tầng kết hợp với việc quy hoạch khu dân cư là hoàn toàn phù hợp Bộ mặt cơ sở hạ tầng của Thành phố Hồ Chí Minh những năm qua có sự chuyển biến tích cực rõ rệt, ngày càng có nhiều công trình cao ốc, chung

cư cao cấp cao tầng được xây dựng kết hợp với quy hoạch có tổ chức, góp phần đem đến một cảnh quan đô thị ngày càng hiện đại và năng động

Dự án xây dựng Căn hộ Chung cư Sunrise được thực hiện nhằm mục đích đáp ứng được các mục tiêu trên Sunrise là khu liên hợp gồm căn hộ thuộc phân khúc cao cấp, trung tâm thương mại và văn phòng làm việc năm sao đầy đủ những tiện ích, cảnh quan đẹp, giao thông thuận tiện,… phù hợp cho dân sinh, làm việc và giải trí

1.1.3 Quy mô dự án

Công trình cao 65.7(m) tính từ mặt đất tự nhiên

Với chiều cao công trình gồm 1 tầng hầm, 1 tầng thương mại, 17 tầng điển hình căn hộ, 1 tầng thượng và 1 tầng mái

2

Chung cư Sunrise đã trang bị đầy đủ chuỗi tiện ích dịch vụ đáp ứng mọi nhu cầu của cư dân bao gồm: phòng tập gym; phòng sinh hoạt cộng đồng; quán cà phê; công viên nội khu; thương mại dịch vụ;… Tất cả được thiết kế và bố trí một cách tinh tế ngay trong nội khu dự án

Hình 1-1 Vị trí công trình trên Google Map

1.1.4 Tiện ích dự án

Công năng công trình:

• Tầng hầm B1: Bãi đậu xe, bố trí kỹ thuật

• Tầng 1: Khu thương mại, dịch vụ với nhà hàng, siêu thị

• Tầng 2 – Tầng 18: Được bố trí căn hộ với tổng số 136 căn với 2 loại diện

tích đa dạng: 293m2 – 179m2 Khách hàng có thể lựa chọn các loại hình căn

hộ có thiết kế từ 1- 3 phòng ngủ sở hữu tầm view đẹp

1.1.5 Điều kiện tự nhiên

Đặc điểm khí hậu thành phố Hồ Chí Minh được chia thành hai mùa rõ rệt: mùa mưa (từ tháng 5 đến tháng 11) và mùa khô (từ tháng 12 đến tháng 4)

− Nhiệt độ thấp nhất : 13.8oC

− Nhiệt độ cao nhất : 40oC

− Lượng mưa trung bình : 1.949 mm/năm

− Lượng mưa tập trung nhiều nhất vào các tháng từ tháng 5 đến tháng 11 và trung bình có 159 ngày mưa

− Độ ẩm tương đối trung bình : 79.5%

− Độ ẩm tương đối thấp nhất : 74.5%

− Độ ẩm tương đối cao nhất : 80%

− Thành phố Hồ Chí Minh chịu ảnh hưởng của gió mùa Tây – Tây Nam và Bắc – Đông Bắc

3

Nhìn chung thành phố Hồ Chí Minh không chịu ảnh hưởng nhiều của thời tiết, thiên tai, không rét, không có hiện tượng sương muối, không chịu ảnh hưởng trực tiếp của bão lụt, ánh sáng và lượng nhiệt dồi dào

1.1.6 Quy mô công trình

Tầng 11 + 35.100 Tầng hầm 1 -3.500

1.1.8 Chiều cao công trình

Công trình có chiều cao 65.7 m

4

Giao thông phương đứng là liên hệ giữa các tầng thông qua hệ thống gồm 2 buồng thang máy, 2 buồng thang máy PCCC và 2 cầu thang bộ hành nhằm liên hệ giao thông theo phương đứng và thoát hiểm khi có sự cố

Phần diện tích cầu thang bộ được thiết kế đảm bảo yêu cầu thoát người nhanh, an toàn khi có sự cố xảy ra Thang máy này được đặt ở vị trí trung tâm, nhằm đảm bảo khoảng cách xa nhất đến thang máy nhỏ hơn 30m để giải quyết việc đi lại hằng ngày cho mọi người khoảng cách an toàn để có thể thoát người nhanh nhất khi xảy

ra sự cố

1.2 GIẢI PHÁP KIẾN TRÚC CHO CÔNG TRÌNH

Hệ kết cấu của công trình là hệ kết cấu khung vách BTCT toàn khối

Mái phẳng bằng bê tông cốt thép và được chống thấm

Cầu thang bằng bê tông cốt thép toàn khối

Bể chứa nước bằng BTCT được đặt trên tầng mái Bể dùng để trữ nước, từ đó cấp nước cho việc sử dụng của toàn bộ các tầng và việc cứu hỏa Bể nước ngầm được dùng để để tích nước cho toàn bộ công trình

Tường dày 100mm ở khu vực vệ sinh và phân chia phòng trong căn hộ , xung quanh công trình bao che bằng tường ngăn dày 200mm

Phương án móng dùng phương án móng sâu

1.3 GIẢI PHÁP KỸ THUẬT

1.3.1 Hệ thống điện

Công trình sử dụng điện được cung cấp từ hai nguồn: lưới điện Thành Phố và máy phát điện riêng Toàn bộ đường dây điện được đi ngầm (được tiến hành lắp đặt đồng thời khi thi công) Hệ thống cấp điện chính đi trong các hộp kỹ thuật đặt ngầm trong tường và phải bảo đảm an toàn không đi qua các khu vực ẩm ướt, tạo điều kiện dễ dàng khi cần sữa chữa

1.3.2 Hệ thống nước

Nguồn nước cấp được chọn dùng là nguồn nước chung cho cả thành phố qua tính toán đảm bảo đáp ứng nhu cầu sử dụng nước và việc đảm bảo vệ sinh nguồn nước Thoát nước mưa: Nước mưa trên mái được thoát xuống dưới thông qua hệ thống ống nhựa đặt tại những vị trí thu nước mái nhiều nhất Từ hệ thống ống dẫn chảy xuống rãnh thu nước mưa quanh nhà đến hệ thông thoát nước chung của thành phố Thoát nước thải sinh hoạt: Nước thải khu vệ sinh được dẫn xuống bể tự hoại làm sạch sau đó vào hệ thống thoát nước chung của thành phố Đường ống dẫn phải kín, không dò rỉ, đảm bảo độ dốc khi thoát nước

5

1.3.3 Hệ thống thoát nước

1.3.3.1 Hệ thống thoát nước thải

Hệ thống thoát nước thải của công trình bao gồm hệ thống các ống dẫn từ các thiết bị thu nước thải dẫn xuống bể tự hoại để xử lý, lắng đọng chất thải trước khi đưa ra hệ thống cống thoát nước thành phố

1.3.3.2 Hệ thống thoát nước mưa

Mặt bằng mái và các lan can được tạo độ dốc để tập trung nước mưa thoát xuống đất bằng hệ thống ống đứng PVC

1.3.4 Thông gió chiếu sáng

Kết hợp ánh sáng tự nhiên và chiếu sáng nhân tạo

Chiếu sáng tự nhiên: Các phòng đều có hệ thống cửa để tiếp nhận ánh sáng từ bên ngoài kết hợp cùng ánh sáng nhân tạo đảm bảo đủ ánh sáng trong phòng

Chiếu sáng nhân tạo: Được tạo ra từ hệ thống điện chiếu sáng theo tiêu chuẩn Việt Nam về thiết kết điện chiếu sáng trong công trình dân dụng

Bốn mặt của công trình đều có bancol thông gió chiếu sáng cho các phòng Ngoài ra còn bố trí máy điều hòa ở các phòng

1.3.5 Phòng cháy thoát hiểm

Công trình BTCT bố trí tường ngăn bằng gạch rỗng vừa cách âm vừa cách nhiệt Mỗi tầng đều được đặt biển chỉ dẫn về phòng và chữa cháy.Dọc hành lang bố trí các hộp chống cháy bằng các bình khí CO2

6

1.4 LỰA CHỌN VẬT LIỆU

1.4.1 Các yêu cầu đối với vật liệu

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

− Vật liệu có tính biến dạng cao: khả năng biến dạng cao có thể bổ sung cho tính năng chịu lực thấp

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

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

− Vật liệu có giá thành hợp lý

Trong lĩnh vực xây dựng công trình hiện nay chủ yếu sử dụng vật liệu thép hoặc

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

 Do đó, sinh viên lựa chọn vật liệu xây dựng công trình là bê tông cốt thép

1.5 HÌNH DẠNG CÔNG TRÌNH

1.5.1 Theo phương ngang

Nhà cao tầng cần có mặt bằng đơn giản, tốt nhất là lựa chọn các hình có tính chất đối xứng cao Trong các trường hợp ngược lại công trình cần được phân ra các phần khác nhau để mỗi phần đều có hình dạng đơn giản

Các bộ phận kết cấu chịu lựu chính của nhà cao tầng như vách, lõi, khung cần phải được bố trí đối xứng Trong trường hợp các kết cấu này không thể bố trí đối xứng thì cần phải có các biện pháp đặc biệt chống xoắn cho công trình theo phương đứng

Hệ thống kết cấu cần được bố trí làm sao để trong mỗi trường hợp tải trọng sơ đồ làm việc của các bộ phận kết cấu rõ ràng mạch lạc và truyền tải một cách mau chóng nhất tới móng công trình

Tránh dùng các sơ đồ kết cấu có các cánh mỏng và kết cấu dạng congson theo phương ngang vì các loại kết cấu này rất dễ bị phá hoại dưới tác dụng của động đất

7

Trong các trường hợp đặc biệt nói trên người thiết kế cần phải có các biện pháp tích cực làm cứng thân hệ kết cấu để tránh sự phá hoại ở các vùng xung yếu

1.5.3 Cấu tạo các bộ phận liên kết

Kết cấu nhà cao tầng cần phải có bậc siêu tĩnh cao để trong trường hợp bị hư hại

do các tác động đặc biệt nó không bị biến thành các hệ biến hình

Các bộ phận kết cấu được cấu tạo làm sao để khi bị phá hoại do các trường hợp tải trọng thì các kết cấu nằm ngang sàn, dầm bị phá hoại trước so với các kết cấu thẳng đứng: cột, vách cứng

1.6 TÍNH TOÁN KẾT CẤU NHÀ CAO TẦNG

1.6.1 Tải trọng

Kết cấu nhà cao tầng được tính toán với các loại tải trọng chính sau đây:

− Tải trọng thẳng đứng ( thường xuyên và tạm thời tác dụng lên sàn)

− Tải trọng gió ( gió tĩnh và gió động)

− Tải trọng động của động đất (cho các công trình xây dựng trong vùng có động đất)

Ngoài ra khi có yêu cầu kết cấu nhà cao tầng cũng cần phải được tính toán kiểm tra với các trường hợp tải trọng sau:

− Do ảnh hưởng của sự thay đổi nhiệt độ

− Do ảnh hưởng của từ biến

− Do sinh ra trong quá trình thi công

− Do áp lực của nước ngầm và đất

Khả năng chịu lực của kết cấu cần được kiểm tra theo từng tổ hợp tải trọng, được quy định theo các tiêu chuẩn hiện hành

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

− Không bị mất ổn định về hình dạng và vị trí

Các bộ phận kết cấu được tính toán để đảm bảo khả năng sử dụng bình thường theo trạng thái giới hạn thứ hai (TTGH 2):

− Khe nứt không mở rộng quá giới hạn cho phép hoặc không xuất hiện khe nứt;

− Không có những biến dạng quá giới hạn cho phép như độ võng, góc xoay, góc trượt, dao động

án đầu tư xây dựng

Căn cứ Nghị Định số 15/2013/NĐ – CP, ngày 03/02/2013 về quản lý chất lượng công

trình xây dựng

Trong phạm vi đồ án, cơ sở tính toán kết cấu cho công trình được sinh viên lấy theo các tiêu chuẩn Việt Nam hiện hành về thiết kế kết cấu theo hạng mục như sau:

2.1.1.1 Vật liệu

• TCVN 6260 – 2009: Xi măng Portland – Yêu cầu kỹ thuật

• TCVN 7570 – 2006: Cốt liệu cho bê tông và vữa – Yêu cầu kỹ thuật

• TCVN 4506 – 2012: Nước trộn bê tông và vữa – Yêu cầu kỹ thuật

• TCVN 8826 – 2011: Phụ gia hóa học cho bê tông

• TCVN 1651 – 2008: Thép dùng cho bê tông cốt thép

2.1.1.2 Tải trọng

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

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

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

2.1.1.3 Tiêu chuẩn thiết kế nhà cao tầng

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

• TCVN 9153 – 2012: Công trình thủy lợi, phương pháp chỉnh lý kết quả thí nghiệm đất

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

• TCVN 9379 – 2012 - Kết cấu xây dựng và nền Nguyên tắc cơ bản về tính toán

• TCVN 9362 – 2012: Thiết kế nền nhà và công trình

• TCVN 5747 – 1993: Đất xây dựng – Phân loại

• TCVN 9395 – 2012: Cọc khoan nhồi – Thi công và nghiệm thu

2.1.1.5 Thiết kế bê tông cốt thép và kết cấu thép

• TCVN 5574 – 2018: Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép – Tiêu chuẩn thiết kế

2.1.2 Quy chuẩn áp dụng

• QCXDVN 02:2009/BXD Số liệu điều kiện tự nhiên dùng trong xây dựng

• QCVN 06:2010/BXD Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia an toàn cháy cho nhà và công trình

2.2 QUAN ĐIỂM TÍNH TOÁN KẾT CẤU

2.2.1 Giả thuyết tính toán

Sàn tuyệt đối cứng trên mặt phẳng của nó, liên kết giữa sàn vào cột, vách được tính là liên kết ngàm (xét cùng cao trình) Không kể đến biến dạng cong ngoài mặt phẳng sàn lên các phần tử liên kết

Mọi thành phần hệ chịu lực trên từng tầng đều chuyển vị ngang như nhau Các cột, vách cứng thang máy đều được ngàm ở vị trí chân cột và chân vách cứng ngay

Rời rạc hóa toàn bộ hệ chịu lực của tòa nhà, chia các hình dạng phức tạp thành đơn giản → thông qua các phần mềm → tìm nội lực gián tiếp và tính thép

Nhược điểm

Hệ phương trình có rất nhiều biến và ẩn phức tạp

→Việc tìm kiếm nội lực

Đòi hỏi người dùng phải hiểu và

sử dụng tốt phần mềm để có thể nhìn nhận đúng nội lực và biến dạng vì phần mềm không mô tả chính xác

11

2.2.3 Kiểm tra theo trạng thái giới hạn

Khi tính toán thiết kế kết cấu bê tông cốt thép cần phải thỏa mãn những yêu cầu

về tính toán theo độ bền (TTGH I) và đáp ứng điều kiện sử dụng bình thường (TTGH II)

Trạng thái giới hạn thứ nhất TTGH I (về cường độ) nhằm đảm bảo khả năng chịu lực của kết cấu, cụ thể bảo đảm cho kết cấu:

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

• Không bị mất ổn định về hình dạng và vị trí;

Trạng thái giới hạn thứ hai TTGH II (về điều kiện sử dụng) nhằm đảm bảo sự làm việc bình thường của kết cấu, cụ thể cần hạn chế:

• Khe nứt không mở rộng quá giới hạn cho phép hoặc không xuất hiện khe nứt;

• Không có những biến dạng quá giới hạn cho phép như độ võng, góc xoay, góc trượt, dao động

2.3 GIẢI PHÁP KẾT CẤU CHO CÔNG TRÌNH

2.3.1 Phân tích khái quát hệ chịu lực về nhà cao tầng nói chung

Hệ chịu lực của nhà cao tầng là bộ phận chủ yếu của công trình nhận các loại tải trọng truyền chúng xuống móng và nền đất Hệ chịu lực của công trình nhà cao tầng nói chung được tạo thành từ các cấu kiện chịu lực chính là sàn, khung và vách cứng

Hệ tường cứng chịu lực (vách cứng): Cấu tạo chủ yếu trong hệ kết cấu công trình chịu tải trọng ngang: gió và động đất Bố trí hệ tường cứng ngang và dọc theo chu

vi thang máy tạo hệ lõi cùng chịu lực và chu vi công trình để có độ cứng chống xoắn tốt

Vách cứng là cấu kiện không thể thiếu trong kết cấu nhà cao tầng hiện nay Nó là cấu kiện thẳng đứng có thể chịu được các tải trọng ngang và đứng Đặc biệt là các tải trọng ngang xuất hiện trong các công trình nhà cao tầng với những lực ngang tác động rất lớn

Sự ổn định của công trình nhờ các vách cứng ngang và dọc Như vậy vách cứng được hiểu theo nghĩa là các tấm tường được thiết kế chịu tải trọng ngang

Phương pháp Phương pháp giải tích Phương pháp số- Phần tử hữu

hạn

Ở đồ án, sinh viên lựa chọn phương pháp phần tử hữu hạn (thông qua sự hỗ trợ của các phần mềm) để thực hiện tính toán thiết kế Thông qua các mô hình phân tích, sinh viên có thể dễ dàng xuất được nội lực, chuyển vị, mà phương pháp giải tích phải tốn rất nhiều thời gian để xác định Tuy nhiên, một số cấu kiện sinh viên kết hợp phương pháp giải tích và phần tử hữu hạn để đem lại kết quả tin cậy hơn

12

Bản sàn được xem như là tuyệt đối cứng trong mặt phẳng của chúng Có tác dụng tham gia vào việc tiếp thu và truyền tải trọng vào các tường cứng và truyền xuống móng

Thường nhà cao tầng dưới tác động của tải trọng ngang được xem như một thanh ngàm ở móng

Đối với công trình chịu tải động đất: do lực động đất là lưc tác động vào tâm khối lượng công trình theo phương ngang là chủ yếu nên bố trí vách cứng sao cho tọa độ trọng tâm khối lượng trùng với tọa độ tâm khối lượng của công trình Vì công trình được tính toán chịu tải trọng gió và động đất nên bố trí thêm 4 tường cứng ở 4 góc của công trình tăng khả năng chịu tải trọng ngang của công trình Độ cứng theo 2 phương xấp xĩ bằng nhau, cấu tạo thêm hệ khung chịu tải đứng

Hệ khung chịu lực: Được tạo thành từ các thanh đứng (cột ) và ngang (dầm, sàn ) liên kết cứng tại chỗ giao nhau của chúng, các khung phẳng liên kết với nhau tạo thành khối khung không gian

2.4 YÊU CẦU VỀ CẤU KIỆN BÊ TÔNG CỐT THÉP THEO QC06 – BXD

VỀ CHỐNG CHÁY

2.4.1 Độ chống cháy

Tất cả các cấu kiện kết cấu được thiết kế chống cháy theo đúng quy chuẩn:

“QCVN 06:2010/BXD – Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về an toàn cháy cho nhà và công trình”

Theo “QCVN 03-2012/BXD - Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nguyên tắc phân loại, phân cấp công trình dân dụng, công nghiệp và hạ tầng kỹ thuật đô thị” -đối với công trình từ 9 đến 19 tầng được phân vào cấp 2

Dựa vào QCVN 06/2010 BXD và TCVN 5574 -2018, công trình có giới hạn chịu lửa không nhỏ hơn các giá trị sau:

Bảng 2.2 Giới hạn kích thước tiết diện

Cấu kiện Giới hạn chịu lửa thấp

Ghi chú: Bê tông cốt liệu gốc Silic có trát vermiculite/thạch cao dày 15mm

13

2.4.2 Tình trạng tiếp xúc với điều kiện bên ngoài

Theo điều kiện cấu tạo theo TCVN 5574:2018 quy định chiều dày yêu cầu tối thiểu của lớp bê tông bảo vệ được lấy như sau:

Độ ẩm tương đối trung bình: 79.5% > 75%

Bảng 2.3 Quy định về chiều dày lớp bê tông bảo vệ

Cấu kiện Điều kiện tiếp xúc bên ngoài

Không tiếp xúc trực tiếp với môi trường ngoài

Tiếp xúc trực tiếp với môi trường ngoài trời

Cột

Không tiếp xúc trực tiếp với môi trường ngoài

Tiếp xúc trực tiếp với môi trường ngoài trời

Dầm

Không tiếp xúc trực tiếp với môi trường ngoài

Tiếp xúc trực tiếp với môi trường ngoài trời

Sàn, Bản

thang và

chiếu

thang

Không tiếp xúc trực tiếp với môi trường ngoài

Tiếp xúc trực tiếp với môi trường ngoài trời

Sàn ứng

lực trước

Không tiếp xúc trực tiếp với môi trường ngoài

Tiếp xúc trực tiếp với môi trường ngoài trời

Đài móng,

dầm móng

Bê tông đặt trên đất qua lớp bê tông lót 40

Bê tông đặt hoặc đổ trực tiếp trên đất 70

14

2.5 PHẦN MỀM TÍNH TOÁN THỂ HIỆN BẢN VẼ

Bảng 2.4 Phần mềm tính toán sử dụng

ETABS v18.0.0 : Extended Three

Dimensional Analysis of Building

Systems

Hệ khung và mô phỏng giai đoạn thi công Shoring & Kingpost

SAFE v16.1.0: Slab Analysis by the

Finite Element Method Phân tích kết cấu sàn móng

Microsoft Ofice 365 Thuyết minh và tính toán

2.6 VẬT LIỆU SỬ DỤNG

Nhà cao tầng yêu cầu khắc khe về vật liệu chịu lực và bao che

Trong nhà cao tầng các cấu kiện đều chịu các tải trọng thẳng đứng và tải trọng nằm ngang lớn Để đủ khả năng chịu lực, đồng thời đảm bảo tiết diện các kết cấu thanh như cột, dầm, các kết cấu bản như sàn, vách có kích thước hợp lý, phù hợp với giải pháp kiến trúc mặt bằng và không gian sử dụng Vật liệu dùng trong kết cấu nhà cao tầng cần có cấp độ bền chịu kéo, nén, cắt cao Thường dùng bê tông cấp độ bền từ B25 đến B60 và cốt thép giới hạn chảy từ 300MPa trở lên Bê tông là vật liệu đàn dẻo, nên có khả năng phân phối lại nội lực trong các kết cấu, sử dụng rất hiệu quả khi chịu tải trọng lặp lại (tải trọng gió, động đất) Bê tông có tính liền khối cao giúp cho các bộ phận kết cấu liên kết lại thành một hệ chịu lực theo các phương tác động của tải trọng Tuy nhiên, bê tông có trọng lượng bản thân lớn nên thường được

sử dụng có hiệu quả cho các nhà dưới 30 tầng Khi nhà cao trên 20 tầng nhất thiết phải dùng bê tông có cường độ cao, bê tông ứng lực trước hay bê tông cốt cứng hoặc dùng kết cấu thép hoặc kết cấu thép – bê tông liên hợp

Ngoài kết cấu chịu lực, kết cấu bao che trong nhà cao tầng cũng chiếm tỷ lệ đáng

kể trong tổng khối lượng công trình Bởi vậy cần sử dụng các loại vật liệu nhẹ, có khối lượng riêng nhỏ, tạo điều kiện giảm đáng kế không chỉ đối với tải trọng thẳng đứng mà còn cả đối với tải trọng ngang do lực quán tính gây ra

Loại xi măng/

Hàm lượng xi măng tối thiểu

kg / m )

Tỷ lệ XM/ N tối đa

Cấp chống thấm theo theo TCVN

Bảng 2.6 Cốt thép sử dụng cho công trình theo TCVN 5574-2018

2.6.3 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

2.6.4 Lớp bê tông bảo vệ tối thiểu

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.20

- 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

17

hơn đường kính thanh cốt thép và không nhỏ hơn 10 mm

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 2.7 Lớp bê tông bảo vệ

Điều kiện làm việc của kết cấu nhà

Chiều dày tối thiểu

của lớp bê tông bảo vệ

Trong các gian phòng được che phủ với độ ẩm bình

Trong các gian phòng được che phủ với độ ẩm nâng cao

(lớn hơn 75%) (khi không có các biện pháp bổ sung) 25 mm

Ngoài trời (khi không có các biện pháp bảo vệ bổ sung) 30 mm

Trong đất (khi không có các biện pháp bảo vệ bổ sung),

Lớp bê tông bảo vệ cấu kiện

18

CHƯƠNG 3 PHƯƠNG ÁN KẾT CẤU 3.1 NGUYÊN TẮC TÍNH TOÁN

3.1.1 Giả thuyết 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 (gió, động đất) truyền vào công trình dưới dạng tải trọng tập trung tác dụng vào vị trí cứng của từng sàn, sau đó truyền vào các cấu kiện thẳng đứng của công trình (cột, vách, lõi) Liên kết chân cột, vách, lõi được xem là ngàm tại vị trí mặt móng công trình

Biến dạng dọc trọc của sàn, dầm xem như là không đáng kể

3.1.2 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 nộilực 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: Các TTGH thứ nhất và các TTGH thứ hai Trạng thái giới hạn (TTGH) là trạng thái mà từ đó trở đi kết cấu không thể thỏa mãn yêu cầu đề 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:

u

F  F

Trong đó:

F : là giá trị tính toán của những tác động do ngoại lực gây ra

Fu : là khả năng chịu lực tối đa của cấu kiện

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

19

- Tính toán độ bền

- 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 theo các trạng thái giới hạn thứ nhất bao gồm:

- 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 Fcrc,u 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 acrc không vượt quá chiều rộng vết nứt giới hạn acrc,u

- Tính toán biến dạng, được tiến hành theo điều kiện mà độ võng hoặc chuyển

vị của kết cấu f do ngoại lực vượt quá giá trị độ võng hoặc chuyển vị cho phép fu

3.1.3 Phương pháp xác định nội lực

3.1.3.1 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