chung cư carillon 3

Đồ án tốt nghiệp là mục tiêu cuối cùng, cũng là một thử thách để em có thể nhìn nhận lại kiến thức đã được học qua các học kỳ vừa qua.Từ những kiến thức căn bản về nội lực, ứng suất cho

KIẾN TRÚC

Giới thiệu

Tính đến năm 2024 ở nước ta , tình trạng nhu cầu nhà ở luôn luôn cần thiết.Nhất là đối với những thành phố lớn.Do dân số đông , di cư và nhu cầu công việc nên những thành phố trưc thuộc TW luôn khan hiếm nơi cư trú Nhằm giải quyết vấn đề chổ ở và nhường phần đất cho các công trình xanh, các khu công nghiệp,…để có thể bắt kịp quá trình công nghiệp hóa hiện đại hóa trên thế giới thì nhà cao tầng dần trở nên phổ biến

Sự xuất hiện của nhà cao tầng đã đánh dấu một bước ngoặc to lớn trong ngành xây dựng Việt Nam nói riêng và của thế giới nói chung thông qua việc nghiên cứu, tiếp thu và áp dụng các kỹ thuật hiện đại, các công nghệ mới trong việc tính toán, thi công

Chính vì thế, công trình CHUNG CƯ CARILLON 3 được thiết kế và xây dựng nhằm góp phần nào giải quyết các vấn đề trên Đây là một khu nhà cao tầng hiện đại, đầy đủ tiện nghi để phục vụ cho nhu cầu sống của người dân.

Địa điểm xây dựng công trình

Tên công trình: Chung cư CARILLON 3

Tòa nhà chung cư CARILLON 3 nằm tại vị trí đắc địa 171C Hoàng Hoa Thám, Quận Tân Bình, TP Hồ Chí Minh Vị trí này thuận lợi về giao thông khi nằm trên trục đường chính Hoàng Hoa Thám, đảm bảo khả năng cung cấp vật tư và lưu thông ngoài công trình Ngoài ra, khu vực đã sở hữu hệ thống cấp điện, cấp nước hoàn thiện, đáp ứng tốt nhu cầu thi công.

Đặc điểm công trình

Cao độ mỗi tầng là:

 Tầng hầm là khu vực để xe và phòng kỹ thuật

 Tầng trệt: Siêu thị, cửa hàng, văn phòng, phòng ban quản lý

 Tầng mái: Phòng kỹ thuật thang máy

1.3.3 Hệ thống giao thông trong công trình

Giao thông phương đứng: Có 2 buồn thang máy và 2 cầu thang bộ Thang máy bố trí ở giữa mặt bằng, các căn hộ bố trí xung quanh đảm bảo giao thông nhắn nhất

Giao thông ngang: Hành lang được coi là lối giao thông chính.

Đặc điểm kết cấu công trình

Công trình sử dụng hệ kết cấu khung BTCT toàn khối

Mái phẳng bằng bê tông cốt thép và được chống thấm

Cầu thang bằng bê tông cốt thép toàn khối

Phương án móng dùng phương án móng sâu.

Giải pháp kỹ thuật khác

Công trình sử dụng điện được cung cấp từ 2 nguồn: lưới điện TP Hồ Chí Minh và máy phát điện dự phòng 100% công suất 2x 1600 KVA Toàn bộ đường dây điện được lắp đặt đồng thời trong lúc thi công và đi ngầm.Hộp kỹ thuật là nơi hệ thống cấp điện chính đi qua và được đặt ngầm trong sàn và tường, đảm bảo không đi qua các khu vực ẩm ướt và ở nơi dễ dàng sửa chữa và bảo trì

Công trình sử dụng nguồn nước lấy từ trung tâm cấp nước thành phố Hồ Chí Minh chứa vào bể nước ngầm ( đặt ở phía trước trong mặt bằng tổng thể) sau đó đưa lên mái thông qua trạm bơm, từ đây nước sẽ được phân phối xuống tất cả các tầng thông qua đường ống chính phục vụ cho quá trình sinh hoạt hằng ngày,….Các đường ống trong các tầng được đặt trong các hộp gen nước, hệ thống cấp nước được đặt ngầm trong hộp kỹ thuật Các đường ống cứu hỏa được bố trí ở tất cả các tầng

- Nước mưa trên mái nhà sẽ được thoát đi qua các rãnh sê nô được lắp đặt ống thoát nước D80 dẫn xuống dưới.- Hệ thống thoát nước được bố trí đường ống riêng biệt, không đấu nối chung với đường thoát nước thải.- Nước thải từ các phòng vệ sinh được xử lý trước bằng hệ thống xử lý nước thải cục bộ trước khi được sáp nhập vào đường ống nước thải chung của tòa nhà.

Chung cư kết hợp giữa hai biện pháp chiếu sáng là chiếu sáng tự nhiên thông qua các cửa kính trong công trình và hệ thống đèn huỳnh quang được bố trí khắp các căn phòng

1.5.4 Hệ thống phòng cháy chữa cháy

Các bình cứu hỏa và các vị trí cần thiết được đặt ở các hành lan, cầu thang,… theo sự hướng dẫn của ban phòng cháy chữa cháy của thành phố Hồ Chí Minh Bố trí hệ thống cứu hỏa gồm các họng cứu hỏa tại các lối đi với khoảng cách đúng theo TCVN 2622- 1995.

LỰA CHỌN GIẢI PHÁP KẾT CẤU VÀ SƠ BỘ KÍCH THƯỚC CẤU KIỆN CHỊU LỰC 19

Lý thuyết thiết kế

2.1.1 Tiêu chuẩn thiết kế áp dụng trong công trình

TCVN 5574-2018: Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép

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

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

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

-Sử dụng bê tông có cấp độ bền B40 cho các cấu kiện sàn, dầm,cột ,móng ,vách

Cường độ chịu nén tính toán: R b  22 MPa

Cường độ chịu kéo tính toán: R bt  1.4 MPa

Vữa xi măng có:   18 kN m / 3

Sử dụng cốt thép CB – 400V và CB – 300T cho công trình

Bảng 2.1: Thông số thép sử dụng

Giải pháp kết cấu

Trong công trình, hệ sàn có ảnh hưởng rất lớn tới sự làm việc không gian của kết cấu Việc lựa chọn phương án sàn hợp lý là điều rất quan trọng Do vậy, cần phải có sự phân tích đúng để lựa chọn phù hợp với kết cấu công trình Có thể xét các phương án sàn phổ thông cho nhà cao tầng như sau:

Hệ sàn sườn toàn khối:

Cấu tạo bao gồm sàn kê lên dầm chính, dầm chính gác trực tiếp lên cột Theo phương án này, dầm chính có bước nhịp từ 10-11.5m có chiều cao lớn, tùy vào là dầm đơn giản hay dầm liên tục Ô sàn có chiều dày từ 22-25cm Thép sàn được đặt 2 lớp

 Ưu điểm: Tính toán đơn giản,được sử dụng phổ biến

 Nhược điểm: Chiều cao dầm quá lớn dẫn đến chiều cao thông tầng bị hạn chế, không tiết kiệm được chi phí vật liệu

Sàn có hệ dầm trực giao:

Cấu tạo: Bao gồm sàn kê lên dầm sàn ( dầm phụ), dầm phụ gác lên dầm chính và dầm chính gác lên cột

 Ưu điểm: Tính toán đơn giản được sử dụng phổ biến

 Nhược điểm: Không tiết kiệm chi phí

Kết luận: Với chiều cao tầng là 3.5m ta chọn phương án sàn có hệ dầm trực giao

2.2.2 Hệ kết cấu chịu lực theo phương đứng

Có thể chia hệ kết cấu theo phương đứng thành các loại sau:

Hệ kết cấu cơ bản: Hệ kết cấu khung, hệ kết cấu tường chịu lực, kết cấu lõi cứng và kết cấu hộp

Hệ kết cấu đặc biệt: Kết cấu khung – giằng, kết cấu khung vách, kết cấu ống – lõi và kết cấu ống tổ hợp

Các hệ kết cấu đặc biệt bao gồm hệ kết cấu có tầng cứng, hệ kết cấu có dầm chuyển, kết cấu có hệ giằng liên tầng và kết cấu có khung ghép Những hệ kết cấu này được sử dụng trong các công trình đòi hỏi khả năng chịu tải trọng lớn, độ cứng cao, khả năng chống rung và chống cháy tốt Hệ kết cấu có tầng cứng sử dụng các sàn bê tông cốt thép dày để tăng độ cứng và chịu tải, hệ kết cấu có dầm chuyển truyền tải trọng từ sàn sang cột thông qua các dầm chuyển lớn, kết cấu có hệ giằng liên tầng tăng cường độ cứng toàn bộ công trình bằng hệ giằng liên kết các sàn, trong khi kết cấu có khung ghép sử dụng các khung thép được lắp ghép tại công trường để tạo nên kết cấu chịu lực.

Công trình có quy mô 1 tầng hầm 17 tầng nổi với tổng chiều cao lên tới 60.8m nên lựa chọn hệ khung – vách lõi làm kết cấu chịu lực cho công trình ( Khung chịu tải trọng đứng và vách lõi vừa chịu tải trọng đứng và chịu tải trọng ngang cũng như các tác động khác đồng thời làm tăng độ cứng của công trình)

Dưới tác dụng của tải trọng ngang ( tải trọng đặc trưng của nhà cao tầng) khung chịu cắt là chủ yếu tức là chuyển vị tương đối của các tầng trên là nhỏ, của các tầng dưới lớn hơn Trong khi đó lõi chịu uốn là chủ yếu tức là chuyển vị tương đối của các tầng trên lớn hơn của các tầng dưới Điều này khiến cho chuyển vị của cả công trình giảm đi khi làm việc cùng nhau

Móng là kết cấu phần ngầm có nhiệm vụ tiếp nhận toàn bộ tải trọng phần thân của công trình truyền xuống nền sao cho kết cấu phần ngầm không vượt quá trạng thái giới hạn làm việc Việc tính toán nền móng phải được tiến hành với tổ hợp nội lực bất lợi nhất trong suốt quá trình sử dụng và thi công

Thiết kế phần ngầm nhà cao tầng bao gồm các tính toán liên quan đến nền và móng công trình.Việc thiết kế nền móng phải đảm bảo các tiêu chí sau: Áp lực của bất cứ vùng nào của nền đất đều không quá khả năng chịu lực của đất ( điều kiện cường độ đất nền) Ứng suất trong kết cấu đều không vượt quá đều không vượt quá khả năng chịu lực trong suốt quá trình tồn tại của công trình( điều kiện cường độ kết cấu)

Quá trình chuyển vị biến dạng của kết cấu là sự lún của các móng và sự lún lệch giữa các móng Điều này ảnh hưởng đến các công trình lân cận, vì vậy việc xây dựng công trình cần phải được kiểm soát để hạn chế ảnh hưởng này Các biện pháp kiểm soát có thể bao gồm việc sử dụng biện pháp gia cố móng hoặc đào móng sâu hơn để đảm bảo sự ổn định của kết cấu.

Các giải pháp đề xuất cho phần móng bao gồm:

 Móng sâu: Móng cọc khoan nhồi, móng cọc barret, móng cọc bê tông cốt thép đúc sẵn, móng cọc ly tâm ứng suất trước

 Móng nông: Móng đơn, móng băn 1 phương, móng băng 2 phương, móng bè… Đất nền công trình rất yếu → Lựa chọn móng cọc ép hoặc cọc khoan nhồi

Cọc khoan nhồi: Là cọc tròn đặc gồm bê tông và thép chúng được khoan bằng máy máy khoan cọc nhồi thành lỗ sâu xuống đất tùy theo từng địa chất của đất mà khoan sâu bao nhiêu mét Sau khi khoan thành lỗ được tiến hành đan thép và cho lồng thép xuống lỗ và đổ bê tông lỗ đó, các lỗ khoan thường có kích thước tròn đường kính thường là D300, D350, D400, D500, D600 … tùy công trình cụ thể mà chúng ta nên sử dụng các loại đường kính nào phù hợp Ưu điểm:

 Bỏ qua công đoạn đúc cọc, các giai đoạn xây dựng bãi đúc, lắp dựng ván khuôn… từ đó rút ngắn được thời gian thi công

 Dễ dàng thay đổi được kích thước của cọc để phù hợp với thực trạng đất nền

 Có khả năng sử dụng trong mọi địa tầng khác nhau, dễ dàng vượt qua các chướng ngại vật như đá, đất cứng bằng cách sử dụng các dụng cụ như khoan chồng, máy phá đá, nổ mìn…

 Cọc khoan nhồi thường tận dụng hết khả năng làm việc của vật liệu, giảm được số cọc trong móng, có thể bố trí thép phù hợp với điều kiện chịu lực của cọc

 Không gây tiếng ồn và tác động đến môi trường, phù hợp để xây các công trình lớn trong đô thị

 Cho phép trực quan kiểm tra các lớp địa chất bằng cách lấy mẫu từ các lớp đất đào lên, để có thể đánh giá chính xác điều kiện đất nền, khả năng chịu lực của đất nền dưới đáy hố khoan

 Cho phép chế tạo các cọc khoan nhồi đường kính lớn và độ sâu lớn, phù hợp cho các công trình cầu lớn

 Sản phẩm trong suốt quá trình thi công đều nằm sâu trong lòng đất, các khuyết tật dễ xảy ra gồm: Hiện tượng co thắt, hẹp cục bộ thân cọc hoặc thay đổi kích thước tiết diện khi qua các lớp đất khác khau Bê tông xung quanh thân cọc dễ bị rửa trôi lớp xi măng khi gặp mạch nước ngầm hoặc gây ra rỗ mặt thân cọc Lỗ khoan nghiêng lệch, sụt vách lỗ khoan

Bê tông đổ thân cọc dễ bị đồng nhất và phân tầng

 Thi công phụ thuộc nhiều vào thời tiết như mưa bão… Vì việc bố trí thi công hoàn toàn thực hiện ở ngoài trời

Do đỉnh cọc thường chìm sâu dưới mặt đất, việc kéo dài thân cọc gặp khó khăn Do đó, phải tạo bệ móng ngập sâu, khiến thi công móng cọc bệ cao trở nên bất lợi Thêm nữa, việc thi công vòng vây ngăn nước cũng tốn kém và phức tạp.

Lựa chọn sơ bộ tiết diện

2.3.1 Sơ bộ chiều dày sàn

Với kích thước ô sàn điển hình 11m×10.2m chọn hệ dầm trực giao

Sơ bộ kích thước sàn theo công thức:

 D= (0.8-1.4) phụ thuộc vào tải trọng, lấy D = 1

 m=(40-50) đối với sàn 2 phương, l1 là cạnh ngắn

Do hệ sàn dầm trực giao nên nhịp tính toán đã được giảm công thức trên đễ sơ bộ ban đầu

Vì là sàn trực tiếp tiếp xúc với nền đất nên đối với sàn tầng hầm lấy hs = 250mm để đảm bảo yêu cầu chống thấm cho sàn

2.3.2 Sơ bộ kích thước dầm

Chiều cao dầm chính nhiều nhịp: 1 1 1 1 10200  687 917 

Bề rộng dầm chính nhiều nhịp: 1 1  175 350 

Vậy kích thước dầm chính là bxh = 300×700mm

Chiều cao dầm phụ nhiều nhịp: 1 1 1 1 10200  550 687 

Bề rộng dầm phụ nhiều nhịp: 1 1  150 300 

Vậy kích thước dầm phụ là bxh = 300×600mm

2.3.3 Chọn sơ bộ tiết diện lõi thang máy

Chọn bề dày lõi thang bằng với bề rộng của dầm, bằng 300mm

2.3.4 Sơ bộ tiết diện cột

Tiết diện cột được sơ bộ theo công thức sau: c b

 q: tải trọng phân bố trên 1m 2 sàn, lấy qkN/m 2

 S: Diện tích truyền tải của sàn

 k: hệ số kể đến ảnh hưởng của moment (k = 1.1 đối với cột giữa và k = 1.2 đối với cột biên)

Theo TCXD 198-1997 tiết diện cột nên chọn sao cho tỉ số giữa chiều cao thông thủy của tầng và chiều cao tiết diện cột không lớn quá 25, chiều rộng tối thiểu của tiết diện không nhỏ hơn 220mm

Bảng 2.2: Tiết diện cột giữa

(m2) (kN/m2) (kN) cm2 cm cm2

Bảng 2.3: Tiết diện cột biên

(m2) (kN/m2) (kN) cm2 cm cm2

TÍNH TOÁN TẢI TRỌNG

Cơ sở tính toán tải trọng

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

Tải trọng thẳng đứng (trọng lượng bản thân kết cấu, tải thường xuyên và tạm thời tác dụng lên sàn).

Tải trọng thiết kế

Ngoài ra, kết cấu nhà cao tầng còn được kiểm tra với các tải trọng sau:

Tác động của quá trình thi công Áp lực đất, nước ngầm

TCVN 2737-2023: Tải trọng và tác động – Tiêu chuẩn thiết kế cùng các chỉ dẫn kèm theo là cơ sở để xác định tải trọng và tác động lên công trình

3.2.1 Tĩnh tải tác dụng lên sàn (SDL)

Bảng 3.1: Tĩnh tải tác dụng lên sàn tầng hầm

STT Các lớp cấu tạo sàn Chiều dày T.lượng riêng

Tĩnh tải tính toán m kN/m3 kN/m2 kN/m2

2 Vữa lót sàn + tạo dốc 0.04 18 0.72 1.3 0.94

Tổng trọng lượng các lớp cấu tạo sàn 8.12 9.22

Tổng trọng lượng không kể bản BTCT 1.87 2.34

Bảng 3.2: Tĩnh tải tác dụng lên sàn tầng điển hình

Tĩnh tải tính toán (kN/m 3 ) (m) (kN/m 2 ) (kN/m 2 )

1 Bản thân kết cấu sàn 25 0.16 4 1.1 4.4

Bảng 3.3: Tĩnh tải tác dụng lên sàn sân thượng

Tĩnh tải tính toán (kN/m 3 ) (m) (kN/m 2 ) (kN/m 2 )

1 Bản thân kết cấu sàn 25 0.16 4 1.1 4.4

Bảng 3.4: Tĩnh tải tác dụng lên sàn vệ sinh, lô gia

Tĩnh tải tính toán (kN/m 3 ) (m) (kN/m 2 ) (kN/m 2 )

1 Bản thân kết cấu sàn 25 0.13 3.25 1.1 3.575

 n = 1.2 là hệ số vượt tải

 γ = 18 kN/m 3 là trọng lượng riêng của vữa xây

Bảng 3.5 :Tải tường tầng hầm

 t tường kN/m 3 b tường (m) h tường (m) h dầm (m)

Tải tường tiêu chuẩn kN/m

Tải tường tính toán kN/m

 t tường kN/m 3 b tường (m) h tường (m) h dầm (m)

Tải tường tiêu chuẩn kN/m

Tải tường tính toán kN/m

Bảng 3.7: Tải tường tầng điển hình

 t tường kN/m 3 b tường (m) h tường (m) h dầm (m)

Tải tường tiêu chuẩn kN/m

Tải tường tính toán kN/m

3.2.3 Hoạt tải tác dụng lên sàn (LL)

Hoạt tải được xác định dựa trên công năng các phòng

Hoạt tải tác dụng lên công trình căn cứ theo theo Bảng 4 và Bảng 5 TCVN 2737-20235 và công năng từng khu vực công trình, giá trị hoạt tải cho từng khu chức năng như sau:

Bảng 3.8: Hoạt tải tác dụng lên sàn

Chức năng của phòng Hoạt tải ngắn hạn

Sảnh, nhà trưng bày, cửa hang, hành lang, cầu thang tầng 1 3 1.3 3.9

Phòng khách, phòng ăn, vệ sinh căn hộ 1.5 1.3 1.95

Sảnh, hành lang, cầu thang tầng căn hộ 2 1.3 2.6

Tính toán tải trọng gió

Tải trọng gió được đề cập và phương pháp tính trong mục 10 TCVN 2737-2023

3.3.1 Kết quả phân tích dao động:

Bảng 3.9: Khối lượng công trình tham gia dao động

Chu kỳ Tần số UX UY UZ RX RY RZ sec sec

3.3.2 Tính toán hệ số giật G f :

- Loại kết cấu Kết cấu

- Vận tốc gió 3s, 50 năm theo QCVN 02/2022: V3s,50= 44 (m/s) (Bảng 5.1 QCVN

- Tần số dao động riêng thứ nhất phương X: n1-x= 0.52521 (Hz) Lấy từ etabs

- Tần số dao động riêng thứ nhất phương Y: n1-y= 0.500751 (Hz) Lấy từ etabs

- Chiều rộng của công trình: B= 30.4 (m)

- Chiều dài của công trình: L= 50.5 (m)

- Chiều cao của công trình: h= 60.8 (m)

- Dạng địa hình: C Bảng 7 TCVN 2737:2023

- Vùng gió: II Bảng 7 TCVN 2737:2023

+ Bề rộng đón gió (m): b= 30.4 + Độ cản phụ thuộc theo loại kết cấu: β = 0.02

(m): d= 50.5 + Hệ số phụ thuộc vào các dạng địa hình: b͞ = 0.45

+ Hệ số phụ thuộc vào các dạng địa hình: cr = 0.3 + Hệ số phụ thuộc vào các dạng địa hình: ̅ = 0.25

+ Độ cao tương đương của công trình (m): zs = 38.58 + Vận tốc gió trung bình trong 3600 giây (m/s):

0 + Độ rối ở độ cao tương đương Zs:

= 0.240 + Hệ số để tính Rn: N1 = 2.895 + Hệ số đỉnh cho thành phần xung: gQ = 3.4 + Hệ số để tính hệ số cộng hưởng: Rn = 0.071

+ Hệ số đỉnh cho thành phần phản ứng: gV = 3.4 + Hệ số tính hàm số dẫn suất khí động: h = 5.598

+ Tần số riêng cơ bản thứ nhất (Hz): n1- x= 0.525 + Hệ số tính hàm số dẫn suất khí động: b = 2.647

+ Hệ số đỉnh cho thành phần cộng hưởng: gR = 4.033 + Hệ số tính hàm số dẫn suất khí động: d = 14.72

+ Hệ số phụ thuộc vào các dạng địa hình:  = 97.540 + Hàm số dẫn suất khí động: Rh = 0.163

+ Hệ số phụ thuộc vào các dạng địa hình: ϵ̅ = 0.33 + Hàm số dẫn suất khí động: Rb = 0.307

+ Thang nguyên kích thước xoáy: L(zs)

+ Hàm số dẫn suất khí động: Rd = 0.065

6 + Hệ số kể đến thành phần phản ứng nền: Q = 0.826 + Hệ số phản ứng cộng hưởng: R = 0.316

=> Hệ số hiệu ứng giật theo phương X: G f-x

+ Bề rộng đón gió (m): b= 50.5 + Độ cản phụ thuộc theo loại kết cấu: β = 0.02

+Chiều sâu công trình (m): d= 30.4 + Hệ số phụ thuộc vào các dạng địa hình: b͞ = 0.45

+ Hệ số phụ thuộc vào các dạng địa hình: cr = 0.3 + Hệ số phụ thuộc vào các dạng địa hình: ̅ = 0.25

+ Độ cao tương đương của công trình (m): zs = 38.58 + Vận tốc gió trung bình trong 3600 giây (m/s):

= 27.750 + Độ rối ở độ cao tương đương Zs:

= 0.240 + Hệ số để tính Rn: N1 = 2.761 + Hệ số đỉnh cho thành phần xung: gQ = 3.4 + Hệ số để tính hệ số cộng hưởng: Rn = 0.073

+ Hệ số đỉnh cho thành phần phản ứng: gV = 3.4 + Hệ số tính hàm số dẫn suất khí động: h = 5.337

+ Tần số riêng cơ bản thứ nhất (Hz): n1-y= 0.501 + Hệ số tính hàm số dẫn suất khí động: b = 4.192

+ Hệ số đỉnh cho thành phần cộng hưởng: gR = 4.021 + Hệ số tính hàm số dẫn suất khí động: d = 8.448

+ Hệ số phụ thuộc vào các dạng địa hình: = 97.540 + Hàm số dẫn suất khí động: Rh = 0.170

+ Hệ số phụ thuộc vào các dạng địa hình: ϵ̅ = 0.33 + Hàm số dẫn suất khí động: Rb = 0.210

+ Thang nguyên kích thước xoáy:

= 152.981 + Hàm số dẫn suất khí động: Rd = 0.111

+ Hệ số kể đến thành phần phản ứng nền: Q = 0.810 + Hệ số phản ứng cộng hưởng: R = 0.276

=> Hệ số hiệu ứng giật theo phương Y: G f-y = 0.8568

1.Áp lực gió 3s ứng với chu kì lặp 10 năm W3s,10

- Vùng áp lực gió II C

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

- Áp lực gió W3s,10 W3s,10= 80.94 (daN/m 2 ) - Giá trị

- Chiều rộng công trình B= 30.4 (m) (Kích thước theo phương Y)

- Chiều dài công trình L= 50.5 (m) (Kích thước theo

Dựa vào phụ lục F4 TCVN 2737:2023 tra được hệ số khí động c :

Bảng 3.10: Hệ số khí động c

Tầng tầng (m) tầng (m) Ze(m) Hệ số k

B(m) cao đón gió (m) chuẩn W tc (kN) toán W tt (kN) h z Phương

Tính toán động đất

3.4.1 Tổng quan về động đất Động đất là một hiện tượng vật lý phức tạp đặc trưng qua sự chuyển động hỗn loạn của vỏ trái đất, có phương và cường độ thay đổi theo thời gian Động đất xảy ra một cách bất ngờ và không kéo dài

Tác dụng của động đất lên công trình xây dựng được hiểu là sự chuyển động kéo theo của công trình khi mặt đất hỗn loạn theo thời gian Khi công trình chuyển động sẽ phát sinh các lực quán tính, được gọi là lực động đất Khi có lực động đất tác dụng, công trình sẽ xuất hiện các phản ứng động lực (chuyển vị, vận tốc, gia tốc, ứng suất, biến dạng…) gọi là phản ứng

Sự làm việc của một công trình dưới tác động của động đất phụ thuộc chủ yếu vào hai yếu tố: cường độ động đất và chất lượng công trình Trong khi chất lượng công trình có thể được kiểm soát tốt bởi người thiết kế( bằng các phương pháp tính toán, cách thức cấu tạo, kiểm tra chất lượng thi côn, thí nghiệm kiểm tra….) thì cường độ động đất rất khó kiểm soát, nói cách khác: độ tin cậy của số liệu này rất thấp

Quan niệm hiện đại trong tính toán thiết kế kháng chấn

Sự làm việc của công trình trong thời gian xảy ra động đất phụ thuộc vào 2 yếu tố:

 Cường độ động đất hoặc độ lớn động đất

Chất lượng công trình là một yếu tố có độ tin cậy tương đối cao vì nó phụ thuộc vào những điều kiện có thể kiểm soát được như: Hình dạng công trình, phương pháp tính toán, cách thức cấu tạo các bộ phận kết cấu chịu lực và không chịu lực, chất lượng thi công… Còn cường độ động đất là một yếu tố có độ tin cậy rất thấp Trị số cực đại động đất dự kiến xảy ra trong thời gian sử dụng công trình

Do đó quan niệm thiết kế kháng chấn hiện nay là chấp nhận tính không chắc chắn của hiện tượng động đất để tập trung vào việc thiết kế các công trình có mức độ an toàn chấp nhận được Đánh giá sức mạnh động đất

Đánh giá và đo lường cường độ động đất là vấn đề quan trọng được các nhà địa chấn học nghiên cứu Qua nhiều thế kỷ, nhiều phương pháp định tính và định lượng đã được phát triển để đánh giá cường độ động đất, bao gồm Thang cường độ động đất và Thang độ lớn động đất.

Thuật ngữ “ Cường độ động đất” được sử dụng ở đây nhằm biểu thị độ mạnh hoặc sức tàn phá của một trận động đất lên con người và các công trình xây dựng tại một khu vực cụ thể nào đó Các thang cường độ động đất đều được lập ra trên cơ sở cảm giác chủ quan của con người và các mức độ bị phá hoại của các công trình xây dựng khi chịu các chuyển động đia chấn

Chính vì thế chúng mang yếu tố chủ quan và phụ thuộc vào khoảng cách chấn tâm lẫn chất lượng xây dựng công trình tại địa điểm đang xét Trên thế giới hiện nay đang sử dụng các thang cường độ sau:

 Thang cường độ động đất Mercalli sửa đổi

 Thang cường độ động đất JMA;

 Thang cường độ động đất MSK-64

Việt Nam hiện đang sử dụng thang cường độ động đất MSK-64( gồm 12 cấp )

Thang độ lớn động đất

Hiện nay trên thế giới đang sử dụng thang Richter ( tên của một giáo sư địa – vật lý ở viện công nghệ California (Hoa Kỳ)) Nó cho biết độ lớn tổng thể hoặc quy mô của trận động đất Khác với các cường độ động đất có giới hạn tối đa là cấp 12, độ lớn động đất không có giới hạn trên

3.4.2 Cơ sở lý thuyết tính toán

Theo TCVN 9386-2012 ta có các phương pháp phân tích sau:

 Phương pháp phân tích đàn hồi tuyến tính

 Phương pháp “ phân tích phổ phản ứng dao động”

 Phương pháp “phân tích tĩnh lực ngang tương đương”

 Phương pháp tĩnh phi tuyến

 Phương pháp phi tuyến theo thời gian

Kết luận Chọn phương pháp phân tích phổ phản ứng để xác định tải trọng động đất vì có thể tính đa dạng hơn

Bước 1: Xác định loại đất nền

Nền đất loại C, tra theo bảng 3.1 mục 3.1.2 TCVN 9386-2012

Bước 2: Xác định tỉ số agR/g

Gia tốc nền ứng với vị trí xây dựng công trình tại quận Tân Bình, thành phố Hồ Chí Minh

Bước 3: Xác định gia tốc nền thiết kế ag: a g a gR 

Trong đó: agR : Đỉnh gia tốc nền tham chiếu, tra phụ lục H TCVN 9386-2012 γ: Hệ số tầm quan trọng của công trình, tra phụ lục E TCVN 9386-2012, γ=1.0 đối với công trình cấp II

Gia tốc nền thiết kế:

→ Áp dụng các giải pháp kháng chấn đã được giảm nhẹ

Bước 4: Xác định hệ số ứng xử q của kết cấu bê tông cốt thép

Hệ số ứng xử q: Hệ kết cấu hỗn hợp ( khung- vách), cấp dẻo kết cấu trung bình Xác định q theo mục 5.2.2.2, TCVN 9386-2012

Bước 5: Xây dựng phổ thiết kế dùng cho phân tích đàn hồi

Phổ thiết kế không thứ nguyên của công trình được xác định qua các biểu thức sau:

Tra bảng 3.2 của TCVN 9386:2012 ta được

Bảng 3.12: Giá trị của các tham số mô tả các phổ phản ứng đàn hồi

Loại đất nền S TB(s) TC(s) TD(s)

Phổ thiết kế theo phương đứng

Thành phần thẳng đứng của tải trọng động đất chỉ cần xem xét khi avg>0,25g.Công trình nằm ở quận Tân Bình với a vg 0.9 0.0702 0.063 0.25 gnên không cần xét đến thành phần đứng của tải động đất Do đó, không cần xây dựng phổ phản ứng theo phương đứng

Tải trọng động đất được xác định bằng phương pháp nhập phổ thiết kế vào phần mềm Etabs để tải trọng được tính toán và gán vào công trình

3.4.4 Khai báo vào Etabs để tính toán tải trọng động đất

Hệ số Mass Source: 1TT+0.24HT Định nghĩa phổ phản ứng vào Etabs 2019

Define → Function → Response Spectrum tiến hành khai báo, kết quả phổ khi khai báo vào Etabs Định nghĩa trường hợp tải trọng động đất

Define → Load Cases, chọn Add New Cases để tiến hành khai báo

Tổ hợp tải trọng

Bảng 3.13:Các loại tải trọng tác động lên công trình

STT Ký hiệu Tên tải n

1 SW Trọng lượng bản thân kết cấu chịu lực 1.1

2 SDL Tải trọng các lớp hoàn thiện 1.2

Tải trọng tạm thời dài hạn Q L

4 LM HT thang máy ,thiết bị 1.05

Tải trọng tạm thời ngắn hạn Q t

5 LL HT ngắn hạn theo bảng 4 TCVN2737-2023 1.3

6 LL2 HT ngắn hạn theo bảng 4 TCVN2737-2023 1.3

7 WX Tải trọng gió theo phương X 2.1

8 WY Tải trọng gió theo phương Y 2.1

10 DDX Tải trọng động đất theo phương X 1

11 DDY Tải trọng động đất theo phương y 1

Tổ hợp tải trọng gồm có tổ hợp cơ bản và tổ hợp đặc biệt

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

Tổ hợp tải trọng cơ bản có một tải trọng tạm thời thì giá trị của tải trọng tạm thời được lấy toàn bộ

Tổ hợp tải trọng cơ bản có từ hai tải trọng tạm thời trở lên thì giá trị tính toán của tải trọng tạm thời được nhân với hệ số tổ hợp là ψ=0.9

Bảng 3.14:Tổ hợp theo TTHGI

Tải trọng tạm thời dài hạn QL

Tải trọng tạm thời ngắn hạn Qt

SW SDL WAL LM LL LL2 WX WY DDX DDY

22 CBBAOTT ENV(ULS1,ULS2,….ULS21)

23 CBDD ENV(ULS14,ULS15,….ULS21)

Bảng 3.15: Tổ hợp theo TTHGII

Tải trọng tạm thời dài hạn

Tải trọng tạm thời ngắn hạn Qt

SW SDL WAL LM LL LL2 WX WY DDX DDY

22 CBBAOTC ENV(ULS1,ULS2,….ULS21)

THIẾT KẾ SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH

Sàn dầm trực giao

Chọn sàn tầng điển hình 10 để thiết kế :

Sử dụng phần mềm SAFE v12

Hình 4.1: Sơ đồ bố trí hệ dầm sàn

Hình 4.2: Mô hình sàn tầng điển hình

Tải trọng tác dụng

Bảng 4.1: Các loại tải trọng khai báo trong safe

TT TẢI TRỌNG LOẠI Ý NGHĨA

1 TT DEAD Tải trọng bản thân

2 CLHT SUPER DEAD Tải trọng hoàn thiện

3 TUONG SUPER DEAD Tải trọng tường

4 HT LIVE Hoạt tải Bảng 4 TCVN

 Các tải trọng tác dụng lên sàn đã được trinh bày ở Chương 3

Hình 4.3: Tải hoàn thiện phân bố lên sàn (SDL)

Hình 4.4: Tải trọng tường phân bố lên dầm 4.2.2 Hoạt tải :

Kiểm tra điều kiện độ võng

4.3.1 Kiểm tra độ võng tức thời

Hình 4.6: Độ võng tức thời của sàn tầng điển hình

Chuyển vị lớn nhất của sàn: ∆max = -14.8mm

Theo TCVN 5574-2018 độ võng cho phép của sàn được xác định bằng L/210

 Kết luận: Sàn thỏa điều kiện độ võng theo TCVN 5574-2018

4.3.2 Kiểm tra độ võng dài hạn

Chuyển vị của kết cấu được tính toán theo phần mềm với tiêu chuẩn thiết kế Eurocode 02

Cần quy đổi các thông số vật liệu từ TCVN sang Eurocode 02

Chuyển vị toàn phần được tính toán như sau:

 F1 là chuyển vị do tác dụng ngắn hạn của toàn bộ tải trọng.(TT+HT)

 F2 là chuyển vị do tác dụng ngắn hạn của tải trọng thường xuyên và tạm thời dài hạn.(TT+0.35HT)

 F 3 là chuyển vị do tác dụng dài hạn của tải trọng thường xuyên và tạm thời dài hạn (TT+0.35HT)

Hình 4.7: Chuyển vị dài hạn của sàn tầng điển hình

Chuyển vị lớn nhất của sàn: ∆max = -47.74mm

Theo TCVN 5574-2018 độ võng cho phép của sàn được xác định bằng L/210

Kiểm tra vết nứt

4.4.1 Khai báo thông số đầu vào

Hình 4.8: Khai báo cốt thép chiu lực lớp trên và lớp dưới

Hình 4.9: Khai báo arc1 tác dụng ngắn hạn của toàn bộ tải trọng

Hình 4.10: Khai báo arc2 tác dụng dài hạn của toàn bộ tải trọng 4.4.2 Kiểm tra vết nứt :

Kiểm tra nứt bằng phần mềm SAFE và dựa theo bảng 17 TCVN 5574:2018 sinh viên tra được các hệ số nứt cho phép :

Hình 4.11: Bề rộng vết nứt ngắn hạn

Chiều rộng vết nứt giới hạn cho phép theo TCVN 5574:2018 của vết nứt ngắn hạn là 0.4 mm

Ta có giá trị của vết nứt ngắn hạn: Arc1 = 0.263 mm < [arc]=0.4 mm →Thỏa

Hình 4.12: Bề rộng vết nứt dài hạn

Chiều rộng vết nứt giới hạn cho phép theo TCVN 5574:2018 của vết nứt dài hạn là 0.3 mm

Ta có giá trị của vết nứt ngắn hạn: Arc2 = 0.23 mm < [arc]=0.3 mm →Thỏa

Tính toán thép sàn

Vẽ strip sàn theo 2 phương với bề rộng 1m

 CSA - Dải trên cột theo phương X

 MSA - Dải trên nhịp theo phương X

 CSB - Dải trên cột theo phương Y

 MSB - Dải trên nhịp theo phương Y

Hình 4.13: Dãy strip theo phương X

Hình 4.14: Dãy strip theo phương Y

Cắt dải bản có bề rộng phụ thuộc vào bề rộng của dải sàn:1m

Chọn lớp bảo vệ a% (mm)→ h 0    h a 160 25 135(   mm )

Bê tông B30, cốt thép chịu lực CB400V và thép cấu tạo CB240T

Trong đó: x R : Chiều cao giới hạn vùng bê tông chịu nén

  E : Biến dạng tương đối của cốt thép chịu kéo khi ứng suất bằng Rs

 b  : Biến dạng tương đối của bê tông chịu nén khi ứng suất bằng R b

Hàm lượng cốt thép: min

4.5.2 Tính toán và bố trí thép sàn

Chọn momen lớn nhất ở gối và nhịp của mỗi phương để tính và bố trí cho toàn bộ sàn

Tính toán mẫu cho dãy strip CSA3:

Momen tại gối sàn: M=-45.3kN.m

Diện tích cốt thép cần thiết trên bề rộng 1000mm:

Kiểm tra hàm lượng cốt thép min

Lựa chọn ∅14 để bố trí ở gối với bước thép là 100: ∅14a130

Kết quả tính toán thép sàn của giá trị lớn nhất ở mỗi phương được thể hiện trong bảng sau:

Bảng 4.2: Kết quả tính toán thép sàn theo phương X Ô sàn p h ư ơ n g

Vị trí M tt Kích thước tiết diện Hệ số Tính toán Chọn thép h s a o h o  m  A s tt  tt

 R  0.1 400 nên chọn n>3

Theo mục 10.3.4.2, TCVN 5574-2018, đường kính cốt thép ngang( cốt thép đai) trong các khung cốt thép buộc các cấu kiện chịu nén lệch tâm lấy không nhỏ hơn 0.24 lần đường kính cốt thép dọc lớn nhất và không nhỏ hơn 6mm Đường kính cốt đai dsw:

Dùng bê tông B70 trở lên: w max max , 6

Dùng bê tông B70 đến B100: w max max ,8

Bước 4: Xác định lực cắt trong cốt thép đai trên một đơn vị chiều dài cấu kiện q sw

Chiều dài tính hình chiếu tiết diện nghiêng nguy hiểm C * :

Lực cắt Qb chịu bởi bê tông trong tiết diện nghiêng khi có cốt đai:

Lực cắt chịu bởi cốt thép ngang trong tiết diện nghiên Qsw: w s b

Lực trong cốt thép đai trên một đơn vị chiều dài cấu kiện qsw: sw ,min w * sw 0, sw max ;

Bước 5: Xác định khoảng cách cốt đai S sw

Diện tích cốt đai Asw:

Khoảng cách cốt đai theo tính toán ssw,tt: w , w w s sw s tt s

 Rsw: Cường độ chịu cắt tính toán của cốt đai

 Ssw,max: Khoảng cách lớn nhất giữa hai cốt đai nhằm đảm bảo cho tiết diện nghiêng cắt qua một lớp cốt đai

Khoảng cách cốt đai theo cấu tạo ssw,ct:

Nếu hàm lượng cốt thép chịu nén không lớn hơn 1.5% hoặc khi toàn bộ tiết diện chịu nén không lớn hơn 3% thì khi khi:

Bê tông từ B70 trở xuống : s sw ct , min(15d;500)

Bê tông từ B70 tới B100: s sw ct , min(15d; 400)

Nếu hàm lượng cốt thép chịu nén lớn hơn 1.5% hoặc khi toàn bộ tiết diện chịu nén lớn hơn 3% thì khi:

Bê tông từ B70 trở xuống : s sw ct , min(10d;300)

Bê tông từ B70 tới B100: s sw ct , min(10d; 250)

Khoảng cách cốt đai theo thiết kế ssw: s s w min(s s w, tt ,s sw ,max ,s s w, ct )

Chiều dài vùng tới hạn L cr : max , , 450

 hc: là kích thước lớn nhất tiết diện ngang của cột

 lcl là chiều dài thông thủy của cột

Khoảng cách cốt đai trong vùng tới hạn Lcr : sw,L 1 min(8 ;175 , 0/ 2) s  d mm b

Hình 7.5: Cấu tạo thép đai kháng chấn cho cột trong vùng tới hạn

Bảng 7.7: Kết quả tính toán cốt đai cột C15 khung trục 3

Thông số kích thước Nội lực và Nhận xét Bố trí thép đai (mm)

(kN) Nhận xét Nhánh đai Đường kính Swmax Sw,ct

Bảng 7.8: Kiểm tra lực cắt sau khi bố trí cốt đai

Thông số kích thước Kiểm tra

Story Column Vmax b h C1 C2 Qbs (kN) Kết luận

Tính cốt thép vách

Cốt thép trong vách được tính toán theo cấu kiện chịu nén đúng tâm Tuy nhiên, để thuận tiện ta tiến hành viết 1 chương trình tính toán cốt thép cho vách với liệu từ phần mềm ETABS Dữ liệu được xuất ra từ ETABS là biểu đồ moment của tất cả các tổ hợp

Việc tính toán cốt thép dọc cho vách phẳng có thể sử dụng một số phương pháp tính vách thông dụng như:

 Phương pháp phân bố ứng suất

 Phương pháp giả thuyết vùng biên chịu moment

 Phương pháp xây dựng biểu đồ tương tác Đối với vách ở góc ta sử dụng phương pháp giả thuyết vùng biên chịu momnet để tính toán thép dọc Đối với vách lõi thang ta sử dụng phương pháp ứng suất đàn hồi

7.3.1 Phương pháp phân bố ứng suất đàn hồi

Phương pháp thiết kế vách lõi đúc sẵn là chia vách lõi thành những phần tử chịu lực kéo, nén đúng tâm Ứng suất trên mặt cắt ngang phần tử được xem như phân bố đều Sau khi tính toán cốt thép cho từng phần tử riêng lẻ, người thiết kế sẽ kết hợp lại để bố trí thống nhất cho toàn bộ vách và lõi.

Các giả thuyết khi tính toán:

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

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

Bước 2: Chia vách thành từng phần tử nhỏ :

Hình 7.6: Phân chia các phần tử vách lõi thang máy

Bước 3: Xác định ứng suất trên mỗi phần tử

Do giả thuyết vật liệu đàn hồi nên ta dùng các công thức tính toán trong “ Sức bền vật liệu” Bước 4: Tính ứng suất trên từng phần tử x i i x

Bước 5: Xác định nội lực trong từng phần tử w w i i

 tw: Chiều dày của vách

 Lw: Chiều dài của vách

 A: Diện tích mặt cắt ngang của vách

 I x : Moment quán tính chính trung tâm

Bước 6: Tính toán cốt thép theo TCVN5574-2018

Tính toán cốt thép theo cấu kiện chịu nén đúng tâm

Nếu Ni < 0 (vùng chỉ chịu kéo): s i s

Nếu Ni > 0 ( vùng chỉ chịu nén): s i b b b sc

Bước 7: Kiểm tra hàm lượng cốt thép TCVN 9386-201

Bảng 7.9: Kết quả tính toán phần tử vách lõi thang

STT Bi Hi Xi Yi IX0 IY0 P My Mx  Pi Kéo/Nén mm mm mm mm mm^4 mm^4 kN kN.m kN.m N/mm^2 N

Kết quả đầy đủ được trình bày ở Phụ lục

Bảng 7.10: Bố trí thép cho Vách lõi thang

Bi Hi Kéo/Nén Att Chọn thép

Aschon(mm2)  mm mm mm^2 n ỉ %

Kết quả đầy đủ được trình bày ở Phụ lục

7.3.2 Kiểm tra Vách bằng biểu đồ tương tác :

Hình 7.7: Thông số đầu vào của Vách

Hình 7.8: Biểu đồ tương tác của Vách thang máy

Hình 7.9: Hệ số an toàn

 Qua phương pháp kiểm tra bằng biểu đồ tương tác cho thấy cấu kiện đã đủ chịu lực và bố trí thép hợp lí

7.3.3 Tính toán cốt đai vách

Bước 1: Xác định hệ số 𝛗 n

Theo mục 8.1.3.3.2, TCVN 5574:2018, ảnh hưởng của ứng suất nén và kéo khi tính toán dải bê tông giữa các tiết diện nghiêng và khi tính toán các tiết diện nghiên cần được kể đến bằng hệ số φn Hệ số φn:

Rb: Cường độ chịu nén tính toán của bê tông

Rbt: Cường độ chịu kéo tính toán của bê tông

Bước 2: Kiểm tra khả năng chịu cắt của tiết diện bê tông khi không có cốt đai

Lực cắt Qb,0 chịu bởi bê tông trong tiết diện nghiêng khi không có cốt đai:

2.5 n b bt th b b b b bt th b bt th

  b 2 : 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, có giá trị bằng 1.5

 Rbt: Cường độ chịu kéo tính toán của bê tông;

 C: Chiều dài nguy hiểm nhất của hình chiếu tiết diện nghiêng, C 2 h 0, th

Kiểm tra khả năng chịu cắt của tiết diện bê tông khi không có cốt đai:

Nếu Q < Qb,0: Bê tông đủ khả năng chịu cắt, cốt đai đặt theo cấu tạo

Nếu Q > Qb,0: Bê tông chưa đủ khả năng chịu cắt, cần tính toán cốt đai

Bước 3: Xác định số nhánh cốt đai n và đường kính cốt đai d sw

Số nhánh đai tùy thuộc vào kích thước cột và cách bố trí cốt thép dọc Thông thường khi b>400 nên chọn n>3

Theo mục 10.3.4.2 TCVN 5574-2018, đường kính cốt đai trong khung cốt thép buộc của các cấu kiện chịu nén lệch tâm lấy không nhỏ hơn 0.24 lần đường kính cốt thép dọc lớn nhất và không nhỏ hơn 6mm Đường kính cốt đai dsw:

Dùng bê tông B70 trở lên: w max max , 6

Dùng bê tông B70 đến B100: w max max ,8

Bước 4: Xác định lực cắt trong cốt thép đai trên một đơn vị chiều dài cấu kiện q sw

Chiều dài tính hình chiếu tiết diện nghiêng nguy hiểm C * :

Lực cắt Qb chịu bởi bê tông trong tiết diện nghiêng khi có cốt đai:

Lực cắt chịu bởi cốt thép ngang trong tiết diện nghiên Qsw: w s b

Lực trong cốt thép đai trên một đơn vị chiều dài cấu kiện qsw: sw ,min w * sw 0, sw max ;

Bước 5: Xác định khoảng cách cốt đai S sw

Diện tích cốt đai Asw:

Khoảng cách cốt đai theo tính toán ssw,tt: w , w w s sw s tt s

 Rsw: Cường độ chịu cắt tính toán của cốt đai

 S s w,max : Khoảng cách lớn nhất giữa hai cốt đai nhằm đảm bảo cho tiết diện nghiêng cắt qua một lớp cốt đai

Khoảng cách cốt đai theo cấu tạo ssw,ct:

Nếu hàm lượng cốt thép chịu nén không lớn hơn 1.5% hoặc khi toàn bộ tiết diện chịu nén không lớn hơn 3% thì khi khi:

Bê tông từ B70 trở xuống : s sw ct , min(15d;500)

Bê tông từ B70 tới B100: s sw ct , min(15d; 400)

Nếu hàm lượng cốt thép chịu nén lớn hơn 1.5% hoặc khi toàn bộ tiết diện chịu nén lớn hơn 3% thì khi:

Bê tông từ B70 trở xuống : s sw ct , min(10d;300)

Bê tông từ B70 tới B100: s sw ct , min(10d; 250)

Khoảng cách cốt đai theo thiết kế ssw: s s w min(s s w, tt ,s sw ,max ,s s w, ct )

Kết luận: Chọn thép ∅10 làm cốt đai, bố trí đều khoảng cách s0mm

THIẾT KẾ MÓNG CỌC KHOAN NHỒI

Mở đầu

Móng giữ vai trò quan trọng trong việc xây dựng nhà cửa hay các công trình, quyết định độ kiên cố và bền vững, đóng vai trò nền tảng nâng đỡ cho công trình Thiết kế bên dưới nhà cao tầng bao gồm những tính toán liên quan đến nền móng Việc tính toán phải đáp ứng những tiêu chuẩn nghiêm ngặt, đảm bảo độ an toàn và ổn định cho công trình.

 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 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 giới hạn 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 kỹ thuật, khả năng thi công và thời gian thi công

- Công trình chung cư CARILLON 3 gồm có 1tầng hầm và 15 tầng nổi

Theo như kết quả khảo sát địa chất đất nền thì được phân loại, chia ra thành các lớp đất khác nhau Căn cứ vào kết quả khảo sát hiện trường và kết quả thí nghiệm trong phòng với hố khoan, địa tầng tại công trường có thể chia thành các lớp đất chính sau:

Bảng 8.1: Các chỉ tiêu cơ lý đất

HK 1 HK 2 γ γ' Ip I L c ϕ Hệ số rỗng ứng với từng cấp tải

0 25 50 100 200 400 k 1,6 1,4 - - - - - - - - - - - - - Đất đắp: Cát san lấp

Bùn sét pha màu xám đen-xám nâu,trạng thái chảy -dẻo chảy

Sét lẫn sạn sỏi Laterit,màu nâu đỏ-xám trắng,nâu vàng,trạng thái dẻo cứng

Sét pha nặng,màu xám xanh-xám đen,trạng thái dẻo mềm

8.1.1 Lựa chọn giải pháp công trình

 Công trình có nhịp tương đối quy mô công trình 14 tầng nên tải truyền xuống móng là khá lớn nên các giải pháp móng sâu là khả thi nhất

 Sử dụng phương pháp cọc khoan nhồi dự kiến cọc sẽ cấm vào lớp 4 theo như khảo sát địa chất

 Sinh viên lấy hồ sơ địa chất ở quận Tân Bình TpHCM

8.1.2 Khai quát về cọc khoan nhồi

Cọc khoan nhồi là cọc được chế tạo và thi công hiện trường, các bước thi công gồm các giai đoạn như sau:

 Tạo hố khoan: có đường kính bằng đường kính thiết kế (dạng tròn hay dạng chữ nhật cọc barret), trong quá trình tạo hố khoan thành vách được giữ ổn định bằng ống vách kết hợp với dung dịch bentonite, vữa bentonite luôn giữ cao hơn mực nước ngầm trong hố khoan

 Vệ sinh hố móng: thả máy bơm đến tận đáy hố khoan để hút bùn khoan cho đến khi chiều dày lớp bùn nhỏ hơn 2mm

 Hạ lồng thép: trong quá trình hạ, cần chú ý định vị để lồng thép được đặt giữa hố khoan

 Đổ bê tông: lấy lồng hố khoan theo phương pháp vữa dâng đồng thời đẩy được dung dịch bentonite ra ngoài, thu hồi dung dịch bentonite theo phương pháp tuần hoàn nghịch, hạn chế tối đa sự xâm nhập của vữa vào bê tông Yêu cầu mác bê tông phải >300 độ sụt không nhỏ hơn 14cm và sử dụng thêm các loại phụ gia khác.

Lựa chọn cọc

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 0 mm phù hợp với điều kiện đất nền và khả năng thi công cọc khoan nhồi hiện nay

Cọc được ngàm vào đài 1 đoạn 40d = 800mm > 30d = 540mm và ngàm thêm phần đầu cọc chưa bị phá vỡ bê tông 1 đoạn 150mm

Mũi cọc nằm ở độ sâu cắm vào lớp 3 Đài cọc dày 2 (m), độ sâu dưới đáy hầm cao -2.6 (m) (Móng thường )

Chiều dài làm việc của cọc từ đáy đài cho đến mũi cọc: Lc = 35.9 (m)

Mũi cọc nằm ở độ sâu -40.5 (m) so với code 0.00 (m) Đài cọc dày 3.5 (m), độ sâu dưới đáy hầm cao -2.6 (m).(Móng thang máy)

Chiều dài làm việc của cọc từ đáy đài cho đến mũi cọc: Lc = 39.4 (m)

Mũi cọc nằm ở độ sâu -45.5 (m) so với code 0.00 (m)

Hình 8.1: Mặt cắt địa chất công trình

Cốt thép dọc chịu lực giả thuyết là 6 20  A s 37.68 cm   2 , 0.75%

Bê tông B40: R b 22 MPa ;   R bt 1.4 MPa ; E  b 36 10 MPa 3  

Thép CB400-V    10  : R s  350 MPa ;   R sc  350 MPa  

 Các hệ số chiết giảm tính toán cho công trình chịu động đất

Khi xác định chiều sâu tính toán hd, dưới tác động tải động đất cần tiến hành với trị số góc ma sát trong tính toán cần giảm bớt giá trị góc ma sát  là: 2 o với động đất cấp 7, 4 o với động đất cấp 8,  7 o với động đất cấp 9

Công trình thiết kế với động đất cấp 7 nên giảm 2 o

Hệ số giảm yếu điều kiện làm vệc của đất nền tra theo bảng 18 TCVN 10304:2104

Xác định sức chịu tải của cọc

8.3.1 Xác định sức chịu tải của cọc theo độ bền của vật liệu

Theo mục 7.1.9 TCVN 10304:2014 sức chịu tải vật liệu được tính theo công thức sau:

  cb  0.85: kể đến việc đổ bê tông trong không gian chật hẹp của hố và ống vách;

  cb  0.7: kể đến việc khoan và đổ bê tông vào lòng hố khoan dưới dung dịch khoan hoặc dưới nước chịu áp lực dư;

 R b : cường độ tính toán của bê tông (KN/m 2 )

 A b : diện tích tiết diện ngang cọc, cọc có đường kính D = 0.8m A b 0.503 m   2

 A s : diện tích tiết diện ngang của cốt thép (m 2 ), chọn 6 20   A s  18.84 cm  2 

 R sn : cường độ chịu nén của cốt thép, R sn 350000 KN/m 2  φ: hệ số xét đến ảnh hưởng của uốn dọc phụ thuộc vào độ mảnh λ Hệ số uốn dọc  được lấy nhỏ nhất trong hai trường hợp cọc thi công và cọc làm việc và được xác định theo công thức: φ 1.028 0.000028λ2 0.0016λ λ 6.29

+Xác định chiều dài tính toán của cọc : tt 0 2 l l 5

L0 là chiều dài cọc kể từ đái đài cao đến cao độ san nền

ε là hệ số biến dạng xác định theo mục lục A, TCVN 10304-2014

+Hệ số biến dạng : 5 p c kb 0.398

8.3.2 Xác định sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu cường độ đất nền

Theo phụ lục G1 và G2 của TCVN 10304:2014

Sức chịu tải cực hạn: R c u , _1 q A p p u  f l i i

 q p : cường độ sức kháng của đất dưới mũi cọc  KN/m 2 

 A p : diện tích tiết diện ngang mũi cọc , A p  0.503   m 2

 u : chu vi tiết diện thân cọc, u2.513  m

 f i : sức kháng trung bình của lớp đất thứ i trên thân cọc  KN/m 2 

 l i : chiều dài đoạn cọc nằm trong lớp đất thứ i   m

-Cường độ sức kháng của đất dưới mũi được xác định theo công thức

 c: lực dính của đất dưới mũi cọc

 q  ' ,p : là áp lực hiệu quả lớp phủ tại cao trình mũi cọc (có trị số bằng ứng suất pháp hiệu quả theo phương đứng do đất gây ra tại cao trình mũi cọc)

N c , N q : hệ số sức chịu tải phụ thuộc vào ma sát của đất, hình dạng mũi cọc và phương pháp thi công N c 6, N q 60 (dành cho cọc khoan nhồi )

 c u i , : lực dính không thoát nước của lớp đất thứ I, được xác định theo công thức

 : hệ số không thứ nguyên, xác định bằng đồ thị

 Sức chịu tải cực hạn theo ma sát thân cọc

Bảng 8.2: Cường độ sức kháng trung bình thân cọc qua lớp đất dính(M3)

Bảng 8.3: Cường độ sức kháng trung bình thân cọc qua lớp đất dính(MTM)

Sức chịu tải cực hạn:

Xét đến trường hợp động đất công thức tổng :

 cq  ;  cq 2 0.95 Tra bảng 18 TCVN 10304:2014

8.3.3 Xác định sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu cơ lý của đất nền

Sức chịu tải cực hạn: R c u , _ 2    c  cq q A b b  u   cf f l i i 

 f i : cường độ sức kháng trung bình của lớp đất thứ i (tra bảng 3)

 l i : chiều dài đoạn cọc nằm trong lớp đất thứ i

 A b : diện tích tiết diện ngang mũi cọc , A p  0.503   m 2

 u : chu vi tiết diện thân cọc, u2.513  m

  c : hệ số làm việc của cọc trong đất,  c  1

  cq : hệ số điều kiện làm việc của đất dưới mũi,  cq  1

  cf : hệ số điều kiện làm việc của đất trên thân cọc,  cf  0.9

 q b : cường độ sức kháng dưới mũi cọc, được lấy theo bảng 7 TCVN 10304:2014, nội suy ta được q b 9983(kN m/ 3 )

Bảng 8.4: Cường độ sức kháng trung bình của cọc (M3)

STT Lớp đất Độ sâu tính toán

Bảng 8.5: Cường độ sức kháng trung bình của cọc (TM)

STT Lớp đất Độ sâu tính toán

Li IL cf fi cffili

Vậy sức chịu tải cực hạn theo cơ lý đất nền của móng thường :

Vậy sức chịu tải cực hạn theo cơ lý đất nền của móng TM:

8.3.4 Xác định sức chịu tải của cọc theo kết quả xuyên tiêu chuẩn SPT theo công thức Nhật

Sức chịu tải của cọc: R c u ,  3q A b b u   f l c i c i , ,  f l s i s i , , 

 q b : cường độ sức kháng của đất dưới mũi cọc

 (khi mũi cọc nằm trong đất dính : q b  6 c u cho cọc khoan nhồi)

 l c i , : chiều dài đoạn cọc nằm trong lớp đất dính thứ “i”

 l s i , : chiều dài đoạn cọc nằm trong lớp đất rời thứ “i”

 f c i , , f s i , : cường độ sức kháng trung bình của lớp đất dính thứ i, lớp đất rời thứ i Đối với đất rời:

Cu,i: là cường độ sức kháng cắt không thoát nước của đất dính, Cu,i = 6.25Nc,i Đối với cọc khoan nhồi: f L  1

Hệ số  p xác định bằng đồ thị

Hình 8.2: Biểu đồ xác định hệ số  p và f L

Bảng 8.6: Cường độ sức kháng cắt trên thân cọc qua lớp đất dính

CAO TRÌNH ĐÁY LỚP ĐẤT (m)

Chiều dài cọc nằm trong đất

Chỉ số SPT trung bình lớp đất

(kN/m 3 ) hữu hiệu Cu/'v P fL f c,i f c,i *Li

Bảng 8.7: Cường độ sức kháng cắt trên thân cọc qua lớp đất dính (MTM)

CAO TRÌNH ĐÁY LỚP ĐẤT (m)

Chiều dài cọc nằm trong đất Li

Chỉ số SPT trung bình lớp đất

(kN/m 3 ) hữu hiệu Cu/'v P fL fc,i fc,i*Li

Sức chịu tải của cọc:

Sức chịu tải của cọc (TM)

8.3.5 Xác định sức chịu tải thiết kế :

 Sức chịu tải thiết kế đối với cọc chịu nén:

  0 : Hệ số kể đến sự tăng độ đồng nhất của nền xung quanh cọc lấy bằng 1.15

  n : Hệ số tin cậy về tầm quan trọng công trình, công trình cấp II lấy bằng 1.15

  k : Hệ số tin cậy móng, móng từ 1-5 cọc lấy bằng 1.75, móng từ 6-10 cọc lấy bằng 1.65, móng có ít nhất 21 cọc lấy bằng 1.4

8.3.6 Sơ bộ số lượng cọc

Số lượng cọc được xác định theo công thức sơ bộ:

  : hệ số xét đến momen của cọc (1.2 -1.5)

 Ntc : Tải trọng tiêu chuẩn truyền xuống móng

 Rc,d : Giá trị sức chịu tải thiết kế cọc đơn, c d , c k , k

Bố trí cọc theo các nguyên tắc sau (mục 8.13, TCVN 10304-2014)

Khoảng cách giữa 2 tim cọc phải >3d

Khoảng cách giữa hai mép cọc khoan nhồi tối thiểu bằng 1m

Bố trí cọc sao cho tim cọc trùng với tim cột

Bảng 8.8: Tổng hợp SCT cọc

Cơ lý Cường độ Spt

(kN) (kN) (kN) (kN) (kN) (kN)

Sức chịu tải cọc TM

Cơ lý Cường độ Spt

(kN) (kN) (kN) (kN) (kN) (kN)

Bảng 8.9: Tổng hợp số lượng cọc

Hình 8.3: Mặt bằng sơ bộ của cọc 8.3.7 Xác định độ cứng cọc đơn

Theo mục 7.4.2 TCVN 10304:2014 Đối với cọc đơn treo không mở rộng mũi độ lún cọc được xác định theo công thức sau:

 Độ cứng của cọc tính theo công thức:

 N: tải trọng thẳng đứng tác dụng lên cọc

  xác định theo công thức:

  là hệ số tương ứng cọc cứng tuyệt đối  E A   

   d  giống như ' nhưng đối với nền đất đồng nhất

  G l là độ cứng tương đối của cọc

G 1: giá trị đặc trưng trung bình của toàn bộ lớp đất trong chiều sâu hạ cọc

G 2: lấy bằng 0.5l, từ độ sâu l đến 1.5l

Cho phép lấy modun trượt G  0.4 E o và K n  2.82 3.78    2.18  2 ( E o là modun biến dạng của đất)

 , với a lấy bằng 40 khí Nspt > 15, lấy bằng 0 khi Nspt < 15

C là hệ số được lấy phụ thuộc vào loại đất, c = 0 đối với đất sét, c = 3.5 đối với cát mịn, c = 4.5 đối với cát trung, c = 7 đối với cát thô, c = 10 đối với đất cát lẫn sạn sỏi, c = 12 đối với sạn sỏi lẫn cát

E0 G Hệ số poison   Đoạn cọc nằm trong đất Đoạn 0.5 dưới mũi cọc G1 G2

Thiết kế móng M3

8.4.1 Kiểm tra phản lực đầu cọc

Hình 8.4: Phản lực đầu cọc móng MTM

→ Thỏa điều kiện phản lực đầu cọc

Bảng 8.11: Nội lực móng TM

Label n cọc P Mx My Ntt Mxtt Mytt Pmax Pmin

- - kN kN.m kN.m kN kN.m kN.m kN kN

8.4.2 Kiểm tra ổn định nền và khối móng quy ước

 Xác định khối móng quy ước

Xác định khối móng quy ước: Quan niệm cọc và đật giữa các cọc làm việc đồng thời như một khối móng đồng nhất đặt trên lớp đất bên dưới mũi cọc Mặt truyền tải của khối móng quy ước được mở rộng hơn so với diện tích tiết đáy đài và góc mở

Quy trình xác định khối móng quy ước dựa trên mục 7.4.4, TCVN 10304:2014

Hình 8.5: Khối móng quy ước

Xác định góc ma sát trung bình:

Chiều caoi móng quy ước:

Chiều dài móng quy ước:

Chiều rộng khối móng quy ước:

Diện tích khối móng quy ước:

Momen chống uốn của khối móng quy ước:

Khối lượng đất trong khối móng quy ước:

Với  i i h là ứng suất hữu hiệu theo phương thẳng đứng tại đáy khối móng quy ước:

Khối lượng đài và cọc bê tông cốt thép:

, 28 0.503 25 39.3 140.8 3 5 25 2615 7 53  dai coc b bt coc dai d bt

Khối lượng đất bị đài và cọc chiếm chổ:

Tổng khối lượng trên khối móng quy ước:

, , 105227.16 261 7.53 8560 25 6 122824.07  qu d dai coc dc cc

Tải trọng quy về đáy khối móng quy ước:

, 8670.7 42.9 41.7 10459.63 tc tc tc x qu x qu y

, 43160.05 42.9 1168.9 93305.86 tc tc tc y qu y qu x

M M H Q     KN m Ứng suất dưới đáy móng quy ước:

46.88 58.67( / tc tc qu tb qu

93 0 86 6 tc tc tc qu x qu y qu tc qu x y

6 3 tc tc tc qu x qu y qu tc qu x y

 Kiểm tra ổn định nền dưới đáy móng quy ước

Theo mục 4.6.9 – TCVN 9362 – 2012, áp lực trung bình tác dụng lên nền dưới đáy móng không được vượt quá áp lực tính toán tác dụng lên nền tính theo công thức:

0 tc qu II qu II II II tc

Trong đó: m 1 - Hệ số điều kiện làm việc của đất nền, tra, lấy m 1  1.2 (Bảng 15, mục 4.6.10) m 2 - Hệ số điều kiện làm việc của công trình, tra, lấy m 2  1.1(Bảng 15, mục 4.6.10) k tc - Hệ số độ tin cậy ( k tc  1: đặc trưng tính toán lấy trực tiếp từ thí nghiệm)

 II - Dung trọng đất nằm phía dưới mũi cọc,

 II - Trị trung bình của trọng lượng thể tích đất nằm phía trên mũi cọc

         (KN/m 3) c II : Lực dính của đất dưới mũi cọc, c II  26.34( KN/m 2 )

A, B, D: hệ số phụ thuộc góc ma sát trong của đất nền, đáy móng quy ước nằm trong lớp đất số 4 có   13.93 0 , tra Bảng 14 TCVN 9362 – 2012, ta được

958 67 / R 267 / tc tc tc tc tc tb

⟹Thỏa điều kiện ổn định

8.4.3 Kiểm tra độ lún khối móng qui ước

Chia lớp phân tố thành từng lớp có bề dày 1m Ứng suất trung bình của các lớp phân tố:

Do trọng lượng bản thân của đất nền gây nên: P li  i i h

Do trọng lượng bản thân đất nền và ứng suất gây lún: P 2 i  P li  zi gl

Với  zi gl là ứng suất do P gl gây ra tại chính giữa lớp đất thứ i, được tính theo ứng suất do tải trọng ngoài phân bố đều gây ra  zi gl k P 0 gl , k 0 phụ thuộc vào ; qu qu qu z L

 Trong đó: e 1i - Hệ số rỗng của đất ở giữa lớp đất thứ i trước khi có công trình, ứng với  1i , được nội suy từ đường cong nén lún   e P , của lớp đất có lớp phân tố thứ i e 2i - Hệ số rỗng của đất ở giữa lớp đất thứ i sau khi có công trình, ứng với  2i , được nội suy từ được từ đường cong nén lún   e P , của lớp đất có lớp phân tố thứ i Điều kiện tính lún trong phạm vi nền:

Khi đạt điều kiện trên thì đất nền được xem lún không đáng kể

Xác định tổng độ lún của nền theo phương pháp tổng phân tố:

Bảng 8.12: Bảng quan hệ giữa lực nén P và hệ số rỗng e

Bảng 8.13: Bảng tính lún của khối móng quy ước

(cm) σ bt /σ gl kPa kPa

⇒ Thỏa điều kiện về tính lún

Hình 8.6: Đường bao phá hoại của móng lõi thang

Theo 8.1.6.3 TCVN 5574-2018 tính toán chọc thủng được tiến hành theo điều kiện:

 F, Mx, My lần lượt là lực tập tập trung momen uốn tập trung theo phương các trục X và Y đã được kể đến trong tính toán chọc thủng sau khi dời trụ ( so với trọng tâm của đường bao phas hoại)

 F b u , ,M bx u , ,M by u , lần lượt là lực tập trung giới hạn và các momen tập trung giới hạn theo các phương trục X và Y, mà bê tông trong tiết diện ngang tính toán có thể chịu được

Hình 8.7: Vùng chống xuyên thủng của móng LT ho lần lượt là chu vi đường bao của tiết diện ngang tính toán và chiều cao làm việc quy đổi của đài móng ( với agt = 60mm)

Trong đó: M x tt ,M tt y lần lượt là momen tập trung theo các phương X và Y đã được kể đến trong tính toán so với trọng tâm của lõi thang ex, ey lần lượt là khoảng cách từ trong tâm lõi thang đến trọng tâm đường bao phá hoại theo phương x và y

3.95 bx bx bt bx bt by by bt by bt

 Ibx, Iby lần lượt là momen quán tính đối với trục x và y của đường bao phá hoại

 ymax, xmax lần lượt là khoảng cách xa nhất tính từ trọng tâm của hình đường bao phá hoại đến các đường bao phá hoại Đối với các đường bao song song với trục x:

   Đối với các đường bao song song với trục y:

Trong đó: x, y là tọa độ trọng tâm hình đường bao phá hoại xi, yi lần lượt là tọa độ của các đường bao thành phần so với trục tọa độ góc

Li là chiều dài của các đường bao thành phần

Trong đó: k là số cọc nằm ngoài đường bao phá hoại (ngoài vùng chống xuyên) của đài móng lõi thang (k ), n là số cọc trong đài móng lõi thang (n()

Vậy đài cọc không bị chọc thủng

8.4.5 Tính toán thép đài móng

Tiến hành chia dãy strip Móng lõi thang

Hình 8.8: Nội lực dãy trip theo phương X và Y của móng

Chọn agt = 60mm, tính toán như thép sàn

Kiểm tra hàm lượng cốt thép: min

Bảng 8.14: Bảng tính thép đài móng TM

Kích thước tiết diện Hệ số Tính toán Chọn thép h ao ho

As tt  tt  a As bố trí  bt

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

Thiết kế móng M3

8.5.1 Kiểm tra phản lực đầu cọc

Hình 8.9: Phản lực đầu cọc móng M3

→ Thỏa điều kiện phản lực đầu cọc

8.5.2 Nội lực tính toán của móng M3

Label n cọc P M x M y Ntt M xtt M ytt P max P min

- - kN kN.m kN.m kN kN.m kN.m kN kN

8.5.3 Kiểm tra ổn định nền và khối móng quy ước

 Xác định khối móng quy ước

Xác định khối móng quy ước: Quan niệm cọc và đật giữa các cọc làm việc đồng thời như một khối móng đồng nhất đặt trên lớp đất bên dưới mũi cọc Mặt truyền tải của khối móng quy ước được mở rộng hơn so với diện tích tiết đáy đài và góc mở

Quy trình xác định khối móng quy ước dựa trên mục 7.4.4, TCVN 10304:2014

Xác định góc ma sát trung bình:

Chiều cao khối móng quy ước:

Chiều dài móng quy ước:

Chiều rộng khối móng quy ước:

Diện tích khối móng quy ước:

Momen chống uốn của khối móng quy ước:

Khối lượng đất trong khối móng quy ước:

Với  i i h là ứng suất hữu hiệu theo phương thẳng đứng tại đáy khối móng quy ước:

Khối lượng đài và cọc bê tông cốt thép:

, 6 0.503 25 35.9 7 82 22 25 6349.655  dai coc b bt coc dai d bt

Khối lượng đất bị đài và cọc chiếm chổ:

Tổng khối lượng trên khối móng quy ước:

, , 26980.75 6349.655 1874.07 31456.32 qu d dai coc dc cc

Tải trọng quy về đáy khối móng quy ước:

, 713.87 37.9 352.18 14061.49 tc tc tc x qu x qu y

, 1.29 37.9 0.53 21.377 tc tc tc y qu y qu x

M M H Q     KN m Ứng suất dưới đáy móng quy ước:

2 tc tc qu tb qu

72.82 118.68 90.07 tc tc tc qu x qu y qu tc qu x y

72.82 118.68 90.07 tc tc tc qu x qu y qu tc qu x y

 Kiểm tra ổn định nền

Theo mục 4.6.9 – TCVN 9362 – 2012, áp lực trung bình tác dụng lên nền dưới đáy móng không được vượt quá áp lực tính toán tác dụng lên nền tính theo công thức:

0 tc qu II qu II II II tc

Trong đó: m 1 - Hệ số điều kiện làm việc của đất nền, tra, lấy m 1  1.2 (Bảng 15, mục 4.6.10) m 2 - Hệ số điều kiện làm việc của công trình, tra, lấy m 2  1.1(Bảng 15, mục 4.6.10) k tc - Hệ số độ tin cậy ( k tc  1: đặc trưng tính toán lấy trực tiếp từ thí nghiệm)

 II - Dung trọng đất nằm phía dưới mũi cọc,

 II - Trị trung bình của trọng lượng thể tích đất nằm phía trên mũi cọc

         (KN/m 3) c II : Lực dính của đất dưới mũi cọc, c II  26.34( KN/m 2 )

A, B, D: hệ số phụ thuộc góc ma sát trong của đất nền, đáy móng quy ước nằm trong lớp đất số 4 có   13.93 0 , tra Bảng 14 TCVN 9362 – 2012, ta được

64 95 / R 5 / tc tc tc tc tc tb

⟹Thỏa điều kiện ổn định

Theo 8.1.6.3 TCVN 5574-2018 tính toán chọc thủng được tiến hành theo điều kiện:

F, Mx, My lần lượt là lực tập tập trung momen uốn tập trung theo phương các trục X và Y đã được kể đến trong tính toán chọc thủng sau khi dời trụ ( so với trọng tâm của đường bao phas hoại)

F M M lần lượt là lực tập trung giới hạn và các momen tập trung giới hạn theo các phương trục X và Y, mà bê tông trong tiết diện ngang tính toán có thể chịu được

, ho lần lượt là chu vi đường bao của tiết diện ngang tính toán và chiều cao làm việc quy đổi của đài móng ( với agt = 50mm)

Trong đó: M x tt ,M tt y lần lượt là momen tập trung theo các phương X và Y đã được kể đến trong tính toán so với trọng tâm của móng e x , e y lần lượt là khoảng cách từ trong tâm của móng đến trọng tâm đường bao phá hoại theo phương x và y

1.425 bx bx bt bx bt by by bt by bt

 Ibx, Iby lần lượt là momen quán tính đối với trục x và y của đường bao phá hoại

 ymax, xmax lần lượt là khoảng cách xa nhất tính từ trọng tâm của hình đường bao phá hoại đến các đường bao phá hoại Đối với các đường bao song song với trục x:

   Đối với các đường bao song song với trục y:

Trong đó: x, y là tọa độ trọng tâm hình đường bao phá hoại xi, yi lần lượt là tọa độ của các đường bao thành phần so với trục tọa độ góc

Li là chiều dài của các đường bao thành phần

Trong đó: k là số cọc nằm ngoài đường bao phá hoại (ngoài vùng chống xuyên) của đài móng lõi thang (k =4), n là số cọc trong đài móng lõi thang (n=6)

Vậy đài cọc không bị chọc thủng

8.5.5 Kiểm tra lún dưới khối móng quy ước Áp lực gây lún tại đáy khối móng quy ước:

Chia lớp phân tố thành từng lớp có bề dày 1m Ứng suất trung bình của các lớp phân tố:

Do trọng lượng bản thân của đất nền gây nên: P li  i i h

Do trọng lượng bản thân đất nền và ứng suất gây lún: P 2 i  P li  zi gl

Với  zi gl là ứng suất do P gl gây ra tại chính giữa lớp đất thứ i, được tính theo ứng suất do tải trọng ngoài phân bố đều gây ra  zi gl k P 0 gl , k 0 phụ thuộc vào ; qu qu qu z L

 Trong đó: e 1i : Hệ số rỗng của đất ở giữa lớp đất thứ i trước khi có công trình, ứng với  1i , được nội suy từ đường cong nén lún   e P , của lớp đất có lớp phân tố thứ i e 2i : Hệ số rỗng của đất ở giữa lớp đất thứ i sau khi có công trình, ứng với  2i , được nội suy từ được từ đường cong nén lún   e P , của lớp đất có lớp phân tố thứ i Điều kiện tính lún trong phạm vi nền:

Khi đạt điều kiện trên thì đất nền được xem lún không đáng kể

Xác định tổng độ lún của nền theo phương pháp tổng phân tố:

Bảng 8.15: Bảng quan hệ P và e

Bảng 8.16: Bảng tính lún móng M8

Lớp z (m) chiều dày z/b l/b k 0 σ gl σ bt p 1i p 2i e 1i e 2i S i (cm) σ bt /σ gl kPa kPa

⇒ Thỏa điều kiện về tính lún

8.5.6 Tính toán cốt thép đài móng M8

Hình 8.11: Momen móng M8 theo 2 phương X và Y

Chọn agt = 60mm, tính toán như thép sàn

Kiểm tra hàm lượng cốt thép: min

Bảng 8.17: Bảng tính thép đài móng M8

Kích thước tiết diện Hệ số Tính toán Chọn thép h ao ho

m  As tt  tt  a As bố trí  bt

(kNm/m) (mm) (mm) (mm) (mm 2 ) (%) (mm) (mm) (mm 2 ) (%)

CÔNG TÁC VÁN KHUÔN ĐÀI MÓNG KHUNG TRỤC 3

Lựa chọn phương án coppha đài móng, giằng móng

 Ưu điểm: rất thông dụng, giá thành tương đối thấp, có tính linh động cao, dễ gia công, chế tạo

 Nhược điểm: Dễ bị cong vênh, có cường độ chịu lực thấp, chất lượng không đồng nhất, hệ số sử dụng thấp đối với những công trình lớn

 Ưu điểm: Giá thành hợp lý, lắp ráp thi công thuận lợi do được định hình sẵn

 Nhược điểm: Khó tạo hình dáng theo ý muốn, khó gia công, tính luân chuyển kém, hay hư hỏng mất mát

 Ưu điểm: Có tính vạn năng được lắp ghép cho các đối tượng kết cấu khác nhau: móng khối lớn, sàn, dầm, cột, bể Đảm bảo bề mặt ván khuôn phẳng nhẵn Khả năng luân chuyển nhiều lần

 Nhược điểm: Vốn đầu tư ban đầu lớn Không gia công được các chi tiết nhỏ

Kết luận: So sánh các phương án và đặc điểm công trình ta lựa chọn phương án sử dụng cốp pha gỗ ( ván gỗ ép phủ phim Tekcom), các thanh sườn đứng và sườn ngang bằng thép hộp như sau:

Bảng 9.1: Thông số chung của ván ép

Kích thước 1.22 x 2.44 mm Độ dày 12 – 15 -18 – 21 mm

Keo chịu nước 100% WBP – Phenolic

Mặt ván Gỗ thông loại AA

Ruột ván Bạch đàn/ Bạch dương loại A

Loại phim Dynee, màu nâu Định lượng phim ≥ 130 g/m 2

Module đàn hồi E Dọc thớ: ≥ 6.5 x 10 6 (kN/m 2 )

Cường độ uốn Dọc thớ: ≥ 2.6 x 10 4 (kN/m 2 )

Số lần tái sử dụng 7-15 lần

Sử dụng cốp pha gỗ ép phủ phim TEKCOM PolyCore Extra do công ty cổ phần TEKCOM sản xuất

Từ bảng 10.1 ta được: E=5.5 x 10 6 kN/m 2 ;     18000( kN m / 2 )

Sử dụng thép hộp vuông mạ kẽm Hòa Phát có kích thước 50x50x1.8(mm) có mô đun đàn hồi E = 2 x

Tính toán kiểm tra

Chọn ván thành móng có chiều rộng b = 1m, chiều dày 0.018m

 Áp lực ngang của vữa bê tông mới đổ (Tra bảng A.1 TCVN 4453 – 1995):

Trong đó: H là chiều cao mỗi lớp bê tông phụ thuộc vào bán kính đầm dùi

 Chấn động phát sinh lấy bằng 400 (daN/m 2 ) =4 (kN/m 2 ) ( đổ bằng bơm cần)

 Đầm rung lấy bằng 200 daN/m 2 = 2kN/m 2

Tải trọng tiêu chuẩn: q' tc 17.5 4 2  23.5(kN m/ 2 )

Tải trọng tính toán: q' tt  n q' tc 1.3 23.5 30.5(  kN m/ 2 )

Tải trọng trên một dải cốp pha rộng 1m ( Xét theo phương thẳng đứng)

Khoảng cách giữa các sườn đứng:

Hình 9.1: Sơ đồ tính sườn đứng

Thỏa điều kiện độ võng

9.2.2 Tính toán và kiểm tra sườn đứng

 Sơ đồ tính: Xem các sườn ngang là các gối tựa, sườn đứng làm việc như dầm liên tục, chịu tải phân bố đều từ ván khuôn

Tải trọng phân bố tác dụng lên sườn đứng:

(Với 0.3m là khoảng cách giữa các sườn đứng)

Tải tiêu chuẩn q tc kN/m 7.05

Tải tiêu chuẩn q tt kN/m 9.165

Modun đàn hồi E kN/m² 2.1E-08 Ứng suất cho phép [] kN/m² 210000

 Khoảng cách giữa các sườn ngang:

Thỏa điều kiện độ võng

9.2.3 Tính toán và kiểm tra sườn ngang

 Sơ đồ tính: Xem các ty giằng là các gối tựa, để đơn giản cho việc tính toán sườn ngang làm việc như dầm đơn giản, chịu tải tập trung từ sờn đứng truyền vào

Tải trọng tập trung tác dụng lên sườn đứng:

(Với 0.9m là khoảng cách giữa các sườn ngang)

Tải tiêu chuẩn q tc kN/m 6.345

Tải tiêu chuẩn q tt kN/m 8.25

Modun đàn hồi E kN/m² 2.1E-08 Ứng suất cho phép [] kN/m² 210000

Khoảng cách giữa các ty giằng:

Hình 9.2: Sơ đồ tính sườn ngang

 Kiểm tra điều kiện bền max

9.2.4 Tính toán và kiểm tra ty giằng

Chọn ty giằng có đường kính ∅12

Lực tập trung tác dụng lên ty giằng:

 Kiểm tra điều kiện bền Ứng suất pháp trong ty giằng:

 Vậy thỏa điều điện kiện bền

9.2.5 Tính toán và kiểm tra cây chống

Chọn cây chống thép ống phi 49 dày 2 mm,

Bán kính quán tính i I A/ 2.37cm

Chiều dài cây chống sử dụng lớn nhất là 4.2 m:

=> 0.327:hệ số uốn dọc Điều kiện ổn định: P     0.327 2.9 2100 19.91

A         Với khoảng cách cây chống theo phương ngang là 0.5m

Phương đứng theo khoảng cách sườn ngang là 0.9 m

Hình 9.3 :Sơ đồ tính của cây chống

-Lực dọc trong cây chống theo phương xiên 280:

N = P/ cos( ) 30.5 0.5 0.9 / cos(28 )   15.54kN < [P] = 19.91kN => Thỏa

KẾ SÀN PHẲNG

Thông số đầu vào

Chọn sàn tầng điển hình 10 để thiết kế :

 Sơ bộ chiều dày sàn phẳng

Hình 10.1: Sơ đồ bố trí hệ dầm sàn

Hình 10.2: Mô hình sàn tầng điển hình

Tải trọng tác dụng

Bảng 10.1: Các loại tải trọng khai báo trong safe

TT TẢI TRỌNG LOẠI Ý NGHĨA

1 TT DEAD Tải trọng bản thân

2 CLHT SUPER DEAD Tải trọng hoàn thiện

3 TUONG SUPER DEAD Tải trọng tường

4 HT LIVE Hoạt tải Bảng 4 TCVN

Bảng 10.2: Tĩnh tải tác dụng lên sàn vệ sinh ,lô gia

STT Vật liệu Trọng lượng riêng

Tĩnh tải tiêu chuẩn Hệ số vượt tải Tĩnh tải tính toán

Bản thân kết cấu sàn 25 0.26 3 1.1 3.3

Bảng 10.3: Tĩnh tải tác dụng lên sàn căn hộ

STT Các lớp cấu tạo sàn Chiều dày T.lượng riêng

Tĩnh tải tính toán m kN/m3 kN/m2 kN/m2

Tổng trọng lượng các lớp cấu tạo sàn 7.83 8.79

Tổng trọng lượng không kể bản BTCT 1.33 1.64

 n = 1.2 là hệ số vượt tải

 γ = 18 kN/m 3 là trọng lượng riêng của vữa xây

 t tường kN/m 3 b tường (m) h tường (m) h dầm (m)

Hình 10.3: Tải hoàn thiện phân bố lên sàn (SDL)

Hình 10.4: Tải trọng tường phân bố lên dầm 10.2.3 Hoạt tải :

Các giá trị hoạt tải đã trình bày ở chương 4

Kiểm tra điều kiện độ võng

10.3.1 Kiểm tra độ võng tức thời

Hình 10.6: Độ võng tức thời của sàn tầng điển hình

Chuyển vị lớn nhất của sàn: ∆max = -12.23mm

Theo TCVN 5574-2018 độ võng cho phép của sàn được xác định bằng L/210

 Kết luận: Sàn thỏa điều kiện độ võng theo TCVN 5574-2018

10.3.2 Kiểm tra độ võng dài hạn

Chuyển vị của kết cấu được tính toán theo phần mềm với tiêu chuẩn thiết kế Eurocode 02

Cần quy đổi các thông số vật liệu từ TCVN sang Eurocode 02

Chuyển vị toàn phần được tính toán như sau:

 F1 là chuyển vị do tác dụng ngắn hạn của toàn bộ tải trọng

 F2 là chuyển vị do tác dụng ngắn hạn của tải trọng thường xuyên và tạm thời dài hạn

 F3 là chuyển vị do tác dụng dài hạn của tải trọng thường xuyên và tạm thời dài hạn

Hình 10.7: Chuyển vị dài hạn của sàn tầng điển hình

Chuyển vị lớn nhất của sàn: ∆ max = -44.14mm

Theo TCVN 5574-2018 độ võng cho phép của sàn được xác định bằng L/210

Kiểm tra vết nứt

10.4.1Khai báo thông số đầu vào

Hình 10.8: Khai báo cốt thép chiu lực lớp trên và lớp dưới

Hình 10.9: Khai báo arc1 tác dụng ngắn hạn của toàn bộ tải trọng

Hình 10.10: Khai báo arc2 tác dụng dài hạn của toàn bộ tải trọng 10.4.2 Kiểm tra vết nứt :

Kiểm tra nứt bằng phần mềm SAFE và dựa theo bảng 17 TCVN 5574:2018 sinh viên tra được các hệ số nứt cho phép :

Hình 10.11: Bề rộng vết nứt ngắn hạn

Chiều rộng vết nứt giới hạn cho phép theo TCVN 5574:2018 của vết nứt ngắn hạn là 0.4 mm

Ta có giá trị của vết nứt ngắn hạn: Arc1 = 0.365 mm < [arc]=0.4 mm →Thỏa

Hình 10.12: Bề rộng vết nứt dài hạn

Chiều rộng vết nứt giới hạn cho phép theo TCVN 5574:2018 của vết nứt dài hạn là 0.3 mm

Ta có giá trị của vết nứt ngắn hạn: Arc2 = 0.276 mm < [arc]=0.3 mm →Thỏa

Kiểm tra xuyên thủng sàn

Theo mục 8.1.6.2 TCVN 5574 – 2018, Tính toán chọc thủng cấu kiện chịu lực tập trung

F – lực tập trung do ngoại lực gây xuyên thủng b,u

F – lực tập trung giới hạn mà bê tông có thể chịu được, xác định theo công thức: b,u b,u bt b

Biên diện tích ngang tính toán Ab được xác định tại vị trí cách biên truyền tải lực tập trung F một khoảng 0,5h0 Khoảng cách này nằm trong phạm vi chiều cao làm việc h0 của tiết diện, được tính theo công thức b0.

A =u×h Với: u – chu vi đường bao tiết diện ngang tính toán h0 – chiều cao quy đổi của tiết diện, h0 = 0.5(h0x+h0y) với h0x, h0y là chiều cao làm việc của tiết diện đối với cốt thép dọc nằm ở các phương X và Y

Lực dọc tính toán: sinh viên nhận thấy giá trị lực dọc của vách V08 ở trên sàn và dưới sàn có sự chênh lệch, vì vậy đó chính là giá trị tải trọng tương ứng với diện truyền tải sàn của vách V08

Hình 10.13: Giá trị lực dọc của Cột C15 trên sàn tầng 10

Hình 10.14: Giá trị lực dọc của Cột C15 dưới sàn tầng 9

Lực xuyên thủng: FG98.98-4219.2216W9.7584 kN 

Chu vi đường bao chống xuyên thủng: u=2× 1+0.1175+1+0.1175 =4.47 m   

Hình 10.15: Chu vi đường bao xuyên thủng cột C15

 Thỏa điều kiện xuyên thủng cho sàn

 Không cần bố trí mũ cột

Hình 10.16: Giá trị lục dọc Vách tầng 10

Hình 10.17: Giá trị lực dọc Vách tầng 9

Chu vi đường bao chống xuyên thủng:

Hình 10.18: Chu vi đường bao xuyên thủng vách biên V2

 Thỏa điều kiện xuyên thủng cho sàn

 Không cần bố trí mũ cột.

Tính toán thép sàn

Vẽ strip sàn theo 2 phương với bề rộng L/4 đối với dãy strip đi qua cột và L/2 đối với dãy strip ở giữa nhịp

 CSA - Dải trên cột theo phương X

 MSA - Dải trên nhịp theo phương X

 CSB - Dải trên cột theo phương Y

 MSB - Dải trên nhịp theo phương Y

Hình 10.19: Dãy strip theo phương X

Hình 10.20: Dãy strip theo phương Y

Chọn lớp bảo vệ a% (mm)→ h 0    h a 260 25 235(   mm )

Bê tông B30, cốt thép chịu lực CB400V và thép cấu tạo CB240T

Trong đó: x R : Chiều cao giới hạn vùng bê tông chịu nén

  E : Biến dạng tương đối của cốt thép chịu kéo khi ứng suất bằng Rs

 b  : Biến dạng tương đối của bê tông chịu nén khi ứng suất bằng Rb

Hàm lượng cốt thép: min

10.6.2 Tính toán và bố trí thép sàn

Chọn momen lớn nhất ở gối và nhịp của mỗi phương để tính và bố trí cho toàn bộ sàn

Tính toán mẫu cho dãy strip CSA3:

Momen tại gối sàn: M=-94.36kN.m

Diện tích cốt thép cần thiết trên bề rộng 1000mm:

Kiểm tra hàm lượng cốt thép min

 Lựa chọn ∅14 để bố trí ở gối với bước thép là 100: ∅14a110

Kết quả tính toán thép sàn của giá trị lớn nhất ở mỗi phương được thể hiện trong bảng sau:

Bảng 10.5: Bố trí thép phương X Ô sàn p h ư ơ n g

Vị trí M tt Kích thước tiết diện Hệ số Tính toán h s a o h o  m  A s tt  tt

(kNm/m) (mm) (mm) (mm) (mm 2 ) (%)

Bảng 10.6: Momen giới hạn phương X Ô sàn p h ư ơ n g

Vị trí M tt Chọn thép Kiểm tra Momen giới hạn

(kNm/m) (mm) (mm) (mm 2 ) (%) (kNm/m)

Bảng 10.7: Bố trí thép phương Y Ô sàn p h ư ơ n g

Vị trí M tt Kích thước tiết diện Hệ số Tính toán h s a o h o  m  A s tt  tt

(kNm/m) (mm) (mm) (mm) (mm 2 ) (%)

Bảng 10.8: Moment giới hạn phương Y Ô sàn p h ư ơ n g

Vị trí M tt Chọn thép Kiểm tra Momen giới hạn

(kNm/m) (mm) (mm) (mm 2 ) (%) (kNm/m)

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

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

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

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

[5] TCVN 10403 – 2014: Móng cọc – Tiêu chuẩn thiết kế

[6] TCVN 9395 – 2012: Cọc khoan nhồi – Thi công và nghiệm thu

[7] Nguyễn Tiến Chương (2017), Phân tích kết cấu nhà nhiều tầng, Nhà xuất bản Xây dựng, 175 trang

[8] Nguyễn Đình Cống (2006), Tính toán tiết diện cột bê tông cốt thép, Nhà xuất bản Xây dựng,

[9] Võ Bá Tầm (2012), Nhà cao tầng bê tông cốt thép, Nhà xuất bản Đại học Quốc gia, 247 trang [10] Võ Bá Tầm (2012), Kết cấu bê tông cốt thép tập 1, Nhà xuất bản Đại học Quốc gia, 392 trang [11] Võ Bá Tầm (2007), Kết cấu bê tông cốt thép tập 2, Nhà xuất bản Đại học Quốc gia, 470 trang [12] Võ Bá Tầm (2005), Kết cấu bê tông cốt thép tập 3, Nhà xuất bản Đại học Quốc gia, 328 trang [13] Đỗ Đình Đức, Lê Kiều (2004), Kỹ Thuật Thi Công, Nhà xuất bản Xây dựng, 253 trang [14] Châu Ngọc Ẩn (2002), Nền móng, Nhà xuất bản Đại học Quốc gia, 333 trang.