thiết kế công trình chung cư orient apartment

Phân tích, chọn lựa và tính toán thiết kế công trình bao gồm:: - Sàn tầng điển hình chỉ dùng phương án phân tích nội lực sàn bằng phần mềm - Cầu thang bể nước - Hệ khung dầm, cột, vách,

TỔNG QUAN VỀ KIẾN TRÚC CÔNG TRÌNH

Giới thiệu công trình và vị trí công trình

Tên công trình: Chung cư ORIENT APARTMENT

Chủ đầu tư: Công Ty Cổ Phần Thủy Sản Số 4

Công năng: Cao ốc văn phòng và chung cư cao cấp Địa chỉ: Số 331 Đường Bến Vân Đồn, Phường 1, Quận 4

Quy mô xây dựng: 2 tầng hầm và 20 tầng cao, sân thượng, sàn kỹ thuật và đỉnh mái

Bảng 1.1 Thống kê số tầng, chiều cao tầng và cao độ công trình

CHUNG CƯ ORIENT APARTMENT Tầng Chiều cao(m) Cao độ(m)

Khóa Luận Tốt Nghiệp GVHD: PhD Bùi Phạm Đức Tường

SVTH: Huỳnh Hữu Nguyên Trang 2

Cấp công trình: Cấp I ( phụ lục F/TCVN 9386:2012 )

- Bậc chịu lửa: Bậc I (QPVN 03:2012/BXD )

- Độ bền vững của công trình: Bậc I (QPVN 03:2012/BCD )

- Niên hạn sử dụng: 50 năm

Tòa nhà văn phòng và căn hộ chính của Orient Apartment tọa lạc trên mặt tiền số 331 Bến Vân Đồn, Phường 1, Quận 4, dọc theo Đại lộ Đông Tây, trục đường chiến lược từ TP.HCM và Rạch Bến Nghé Căn hộ cũng ở gần trong khu vực này Cầu Nguyễn Văn

Cừ đi vào hoạt động cuối năm 2008 sẽ kết nối giao thông thuận tiện đến các Quận 1, Quận 4, Quận 5, Quận 8 và giáp ranh khu vực thành phố Chợ Phú Mỹ Hưng mới, đặc biệt cách chợ Bến 3 phút di chuyển

Chung cư Orient Apartment nằm trong quần thể khu đô thị hài hòa, sang trọng, phòng ốc rộng rãi với diện tích khuôn viên 3275 m 2 Chung cư Orient Apartment được xây dựng trên khu đất có diện tích 3275 m 2 và có diện tích xây dựng là 1349,6 m 2 , tính bằng 45% tổng diện tích Công viên gồm một tầng hầm rộng hơn 2000 m 2 , còn lại là

Sàn kỹ thuật 1.2 60.7 Đỉnh mái 2.6 63.3

Hình 1.1 Vị trí công trình trên bản đồ Hình 1.1 Vị trí công trình trên bản đồ

SVTH: Huỳnh Hữu Nguyên Trang 3 khu căn hộ chất lượng cao và trên tầng 20 có 12 căn hộ Chung cư The Orient gồm 2 block cao 17 tầng với chức năng là căn hộ và văn phòng cho thuê

Hình 1.2ặt bằng xây dựng công trình

Khu Căn hộ chung cư Orient Apartment được tọa lạc trên mặt tiền Số 331 Đường Bến Vân Đồn, Phường 1, Quận 4, được giáp với Đại lộ Đông Tây – con đường chiến lược của Thành phố Hồ Chí Minh và Rạch Bến Nghé Khu căn hộ còn có vị trí gần với cầu Nguyễn Văn Cừ và được kết nối giao thông thuận lợi với Quận 1, Quận 4, Quận 5, Quận

Tọa lạc ngay vị trí đắc địa tại Quận 7, tòa nhà căn hộ này tọa lạc trong bán kính 8km và liền kề khu đô thị hiện đại Phú Mỹ Hưng Đây là vị trí lý tưởng, chỉ mất 3 phút để đến Chợ Bến Thành và tận hưởng sự thuận tiện khi tiếp cận các trung tâm thương mại, bệnh viện, trường học trong khu vực Nhờ đó, cư dân tại đây sẽ được tận hưởng một cuộc sống tiện nghi và hoàn chỉnh cùng gia đình mình.

Tiện ích của dự án Chung cư Orient Apartment

Tòa nhà cao ốc Orient Apartment có cấu trúc như một khu phức hợp bao gồm khu văn phòng, khu căn hộ chung cư cao cấp, khu tập thể thao, khu ẩm thực Orient Apartment có thể dễ dàng tiếp cận với các loại hình dịch vụ đa dạng cũng như tiết kiệm tối đa thời gian di chuyển Bên cạnh đó, tòa cao ốc Orient Apartment còn được bao quanh bởi những tòa cao ốc văn phòng cho thuê cao cấp khác như Vạn Đô Building, REE Tower,

Khánh Hội 1 Building,… Góp phần tạo ra nhiều cơ hội đầu tư kinh doanh với các doanh nghiệp nổi tiếng tại chuỗi cao ốc văn phòng cho thuê này

Khu văn phòng tại tầng 1 và tầng 2 với tổng diện tích hơn 2.500m 2 Khu căn hộ chất lượng cao được trải rộng trên tổng số 168 căn hộ từ tầng 3 đến tầng 16, được chia làm 3 loại: Loại A có diện tích 98,83 m2, loại B có diện tích 90,05 m2 và Loại C có một diện tích là 71,72 m² Penthouse có 12 căn hộ trên tầng 20, Chung cư Orient Apartment còn có hầm để xe hơn 2.000 m2

Hình 1.3 Mặt bằng loại căn hộ A,B,C trong công trình

Tòa cao ốc Orient Apartment được trang bi đầy đủ các trang thiết bị hiện đại, tối ưu như hệ thống tiết kiệm năng lượng cho tòa nhà, hệ thống thang máy tốc độ cao với sức chứa 800kg, hệ thống máy lạnh trung tâm, hệ thống báo cháy và chữa cháy theo tiêu chuẩn quốc tế, lối thoát hiểm linh hoạt, hệ thống điện dự phòng cung cấp 100% điện năng trong 24 tiếng liên tục

Tọa lạc tại 331 Bến Vân Đồn, Quận 1, Quận 4, Tp.HCM Căn hộ Orient Apartment nằm cạnh khu đô thị Phú Mỹ Hưng, cạnh đại lộ Võ Văn Kiệt, cách trung tâm quận 1 khoảng 700m Căn hộ Phương Đông Bến Thành Vân Đồn, căn hộ cũng gần các khu mua sắm, bệnh viện, trường học Quận 4 đảm bảo cuộc sống hoàn hảo cho bạn và gia đình, đó là lý do công ty bất động sản hàng đầu Sài Gòn đã chọn Quận 4 là nơi tọa lạc của một số dự án trọng điểm như Căn hộ Galaxy 9, Rivergate, Icon 56 làm loại hình căn hộ an toàn.

Giải pháp kỹ thuật

Công trình sử dụng điện cung cấp từ hai nguồn: Lưới điện thành phố và máy phát điện riêng được bố trí trong công trình

Hệ thống cấp điện chính được lắp đặt trong các hộp kỹ thuật chuyên dụng, đảm bảo an toàn bằng cách tránh đi qua những khu vực ẩm ướt, thuận tiện cho việc sửa chữa Đường dây điện được đi ngầm hoàn toàn, mỗi tầng đều được trang bị hệ thống an toàn điện chuyên dụng.

Nước từ hệ thống cấp nước chính của thành phố được dẫn bơm vào bể chứa ngầm, sau đó bơm lên bể chứa inox trên mái thông qua các hệ thống ống dẫn đặt trong các ống gen, việc điều khiển quá trình bơm hoàn toàn tự động nhờ vào hệ thống van, phao và máy bơm tự động Đối với nước mưa trên mái, được thu vào các phễu dẫn thông qua hệ thống sê nô thu nước, nước được dẫn vào một hệ thống đường ống rồi xả trực tiếp ra hệ thống thoát nước chung của thành phố Đối với nước thải sinh hoạt được dẫn theo một hệ thống đường ống riêng, rồi tập trung về bể xử lý nước thải đặt ngầm dưới đất, nước thải sau khi được xử lý sẽ được xả vào hệ thống thoát nước chung của thành phố

1.3.2 Hệ thông gió và chiếu sáng

Khu vệ sinh được thông gió nhờ các quạt gắn trên tường, có ống dẫn gió lên tầng ái và thoát ra ngoài Các phòng ở có các cửa sổ mở ra ngoài nên gió vào dễ dàng

Hệ thống chiếu sáng tại các hành lang và thang máy thì dùng ánh sáng nhân tạo Riêng tại tất cả các phòng đều có ít nhất 1 hoặc 2 cửa sổ, vì thế hoàn toàn tiếp xúc với ánh sáng tự nhiên

1.3.3 Hệ thống thông gió chữa cháy

Tòa nhà có các thiết bị báo cháy được bố trí ở các phòng và hành lang, trong tất cả các tầng Thiết bị tự động báo cháy là loại thiết bị nhạy cảm với khói Khi có nồng độ khói tăng thiết bị sẽ tự động phát ra âm thanh và phát ra tín hiệu đến phòng quản lý Toà nhà được trang bị các vòi nước, và các bình hóa chất để phục vụ cho cứu hỏa Các vòi cứu hỏa bằng các ống vải gai, dài 25m, vòi phun đường kính 13mm Các vòi này được đặt trên mỗi tầng, mỗi tầng có 4 vòi, đặt ở bốn góc nhà Các vòi cứu hỏa lấy nước từ bể nước ngầm dự phòng chữa cháy Tòa nhà bố trí hệ thống thang bộ để làm thang cứu hộ Hệ thống thang này có các cửa chống cháy ngăn không cho cháy lan và khói có thể xâm nhập vào

Hệ thống thu sét chủ động dạng quả cầu Dynasphere được lắp đặt tại tầng mái, kết hợp với hệ thống dây dẫn điện xuống đất bằng đồng tối ưu giúp giảm thiểu tối đa rủi ro xảy ra tình trạng bị sét đánh.

Rác thải mỗi phòng được đổ vào gen rác đưa xuống phòng thu rác đặt ở sàn hầm 1 và có bộ phận đưa rác thải ra ngoài Phòng nhận rác được thiết kế kin đáo, kỹ càng để tránh làm bốc mùi gây ô nhiễm môi trường

PHÂN TÍCH GIẢI PHÁP KẾT CẤU

Những tiêu chuẩn và quy chuẩn áp dụng

2.1.1 Các tiêu chuẩn thiết kế kết cấu

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

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

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

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

2.1.2 Các tiêu chuẩn thiết kế nền móng

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

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

2.1.3 Các tiêu chuẩn thiết kế biện pháp thi công

- TCVN 4055:2012: Công trình xây dựng – Tổ chức thi công

- TCVN 4447:2012: Công tác đất – Thi công và nghiệm thu

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

- TCVN 5308:1991: Quy phạm kỹ thuật an toàn trong xây dựng.

Phần mềm sử dụng

Bảng 2.1 Các phần mềm được sử dụng

Stt Tên phần mềm Công dụng

1 ETABS 20 Phân tích tải trọng, phân tích kết cấu

2 SAFE 20 Phân tích kết cấu sàn

3 Microsoft Office 2019 Lập thuyết minh và file tính toán

4 Auto CAD 2019 Thể hiện bản vẽ

Bê tông và cốt thép sử dụng cho công trình theo tiêu chuẩn TCVN 5574:2018

Bảng 2.2 Vật liệu bê tông

Bê tông Cường độ chịu nén Cường độ chịu kéo

Sử dụng Rb (Mpa) Rbt (Mpa)

1 Vách cứng, lõi cứng cột 30 25 1.5

3 Các cấu kiện còn lại 30 7 1.15

Sử dụng thép CB300-T tính toán cốt đai chịu cắt, thép CB400-V tính toán thép dọc cho

SVTH: Huỳnh Hữu Nguyên Trang 7 cấu kiện móng và CB300-V cho các cấu kiện còn lại Các thông số tính toán cơ bản được thể hiện ở bảng bên dưới:

Bảng 2.3 Đặc trưng thông số của thép CB240-T và CB300-V

TT Đặc trưng thông số

Loại thép Đơn vị CB300-T CB300-

1 Cường độ chịu kéo tính toán Rs 210 260 350 Mpa

2 Cường độ chịu nén tính toán Rsc 210 260 350 Mpa

Cường độ chịu kéo tính toán của cốt thép ngang

4 Module đàn hồi khi chịu kéo và nén Es 200000 Mpa

Giải pháp kết cấu cho công trình

2.3.1 Phân tích và lựa chọn hệ kết cấu chịu lực

2.3.1.1 Hệ kết cấu theo phương đứng

Trong kiến trúc xây dựng, hệ sàn đóng vai trò quan trọng trong việc tạo nên không gian và đảm bảo kết cấu vững chắc cho công trình Trong đó, phương án sàn sườn được ưa chuộng vì vừa đáp ứng khả năng chịu lực, hạn chế độ võng do khoảng cách giữa các cột không quá lớn, vừa đảm bảo yêu cầu về công năng sử dụng.

Cấu tạo bao gồm hệ dầm và bản sàn Ưu điểm:

Tính toán đơn giản Được sử dụng phổ biến ở nước ta với công nghệ thi công phong phú thuận tiện cho việc lựa chọn công nghệ thi công Nhược điểm:

Chiều cao dầm và độ võng của bản sàn rất lớn khi vượt khẩu độ lớn, dẫn đến chiều cao tầng của công trình lớn nên gây bất lợi cho công trình khi chịu tải trọng ngang và không tiết kiệm chi phí vật liệu

Không tiết kiệm không gian sử dụng b) Hệ sàn ô cờ

Cấu tạo gồm hệ dầm vuông góc với nhau theo hai phương, chia sàn thành các ô bản kê bốn cạnh có nhịp bé, theo yêu cầu cấu tạo khoảng cách giữa 2 dầm không quá 2m Ưu

SVTH: Huỳnh Hữu Nguyên Trang 8 điểm:

Không có quá nhiều cột bên trong nên tiết kiệm được không gian sử dụng và có kiến trúc đẹp, thích hợp với công trình có yêu cầu thẩm mỹ cao và không gian sử dụng lớn như hội trường, câu lạc bộ, … Nhược điểm:

Không tiết kiệm, thi công phức tạp

Khi mặt sàn quá rộng cần phải bố trí thêm các dầm chính Vì vậy, nó cũng không tránh được những hạn chế do chiều cao dầm chính phải lớn để đảm bảo độ võng c) Sàn phẳng không dầm

Cấu tạo gồm các bản kê trực tiếp lên cột Ưu điểm:

Chiều cao kết cấu nhỏ nên giảm được chiều cao của công trình

Tiết kiệm không gian sử dụng

Dễ phân chia không gian

Dễ bố trí hệ thống kỹ thuật điện, nước

Thích hợp với những công trình có khẩu độ vừa

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

Tải trọng ngang tác dụng vào công trình giảm do công trình có chiều cao giảm so với phương án sàn dầm Nhược điểm:

Phương án này không cứng bằng sàn dầm do các cột được liên kết tạo thành khung Điều này làm giảm khả năng chịu lực theo phương ngang và tải trọng ngang chủ yếu do vách chịu Ngược lại, tải trọng đứng được cột chịu lực.

Sàn phải có chiều dày lớn để đảm bảo khả năng chịu uốn và chống chọc thủng do đó dẫn đến tăng khối lượng sàn d) Sàn không dầm ứng lực trước Ưu điểm: Ngoài các đặc điểm chung của phương án sàn không dầm thì phương án sàn không dầm ứng lực trước sẽ khắc phục được một số nhược điểm của phương án sàn không dầm:

Giảm chiều dày sàn khiến giảm được khối lượng sàn dẫn tới giảm tải trọng ngang tác dụng vào công trình, cũng như giảm tải trọng đứng truyền xuống móng

Tăng độ cứng của sàn lên, khiến thỏa mãn về yêu cầu sử dụng bình thường

Sơ đồ chịu lực trở nên tối ưu do cốt thép ứng lực trước được đặt phù hợp với biểu đồ mômen do tĩnh tải gây ra, nên tiết kiệm được cốt thép

Nhược điểm: Tuy khắc phục được các ưu điểm của sàn không dầm thông thường nhưng lại xuất hiện một số khó khăn cho việc lựa chọn phương án này:

Thiết bị thi công phức tạp hơn, yêu cầu việc chế tạo và đặt cốt thép phải chính xác do đó yêu cầu tay nghề thi công phải cao hơn, tuy nhiên với xu hướng hiện đại hóa hiện nay thì phương án này là yêu cầu tất yếu

Thiết bị giá thành cao

SVTH: Huỳnh Hữu Nguyên Trang 9 e) Kết luận

Từ các ưu – nhược điểm trên, phương án sàn sườn được lựa chọn để thiết kế cho công trình “ ORIENT APARTMENT”, vừa đáp ứng yêu cầu về chịu lực, độ võng do bước cột không quá lớn, vừa đảm bảo yêu cầu về công năng sử dụng

Do yêu cầu kiến trúc, chiều cao dầm được giới hạn không vượt quá 600mm

Kết cấu theo phương đứng là hệ thống lõi cũng thang máy ở 2 block Đồng thời bố trí 4 vách cứng ở trục 2 và trục 10 để tang khả năng chịu tải trọng ngang theo phương cạnh ngắn của công trình và khả năng chống xoắn cho công trình Việc bố trí này đảm bảo được yêu cầu của TCXD 198:1997 về bố trí vách cứng không chỉ đối xứng về độ cứng mà còn đối xứng về hình học

2.3.1.2 Hệ kết cấu theo phương ngang

TẢI TRỌNG VÀ TÁC ĐỘNG

Khái niệm và phân loại tải trọng

Khi thiết nhà và công trình xây dựng ta cần phải tính đến các tải trọng sinh ra trong quá trình xây dựng, sử dụng cũng như trong quá trình chế tạo, bảo quản và vận chuyển các kết cấu

3.1.1 Tải trọng tiêu chuẩn và tải trọng tính toán

Tải trọng tiêu chuẩn là tải trọng trung bình tác dụng lên 1 đơn vị diện tích của công trình là đặc trưng cơ bản của tải trọng

Tải trọng tính toán là tích của tải trọng tiêu chuẩn và hệ số tin cậy tải trọng, hệ số này tính đến khả năng sai lệch bất lợi có thể xảy ra của tải trọng so với giá trị tiêu chuẩn Khi xác định hệ số tin cậy tải trọng, ta phải dựa vào trạng thái giới hạn được tính đến, đảm bảo độ chính xác và độ an toàn của kết cấu.

Hệ số độ tin cậy tải trọng được tính toán như sau:

Khi tính toán cường độ và ổn định hệ số vượt tải lấy theo TCVN 2737 – 2023 “ Tải trọng và tác động”

Khi tính độ bền mỏi lấy bằng 1

Khi tính toán theo biến dạng và chuyển vị lấy bằng 1

Theo tiêu chuẩn thiết kế TCVN 2737 –2023“Tải trọng và tác động” tải trọng được chia thành tải trọng thường xuyên và tải trọng tạm thời Ngoài ra ta cần phải xét tới tải trọng đặc biệt tác dụng lên nhà cao tầng cụ thể như động đất,…

3.1.2 Tải trọng thường xuyên và tải trọng tạm thời

Tải trọng thường xuyên (tiêu chuẩn hoặc tính toán) là các tải trọng tác dụng không biến đổi trong quá trình xây dựng và sử dụng công trình Tải trọng thường xuyên gồm có: Khối lượng bản thân các phần nhà và công trình, gồm khối lượng các kết cấu chịu lực và các kết cấu bao che

Khối lượng và áp lực của đất do lấp hoặc đắp

Tải trọng tạm thời là các tải trọng có thể không có trong một giai đoạn nào đó của quá trình xây dựng và sử dụng Tải trọng tạm thời chia làm 2 loại: tạm thời dài hạn và tạm thời ngắn hạn

Tải trọng tạm thời dài hạn gồm:

Khối lượng vách tạm thời, khối lượng phần đất và khối lượng bê tông đệm dưới thiết bị Khối lượng các thiết bị, thang máy, ống dẫn,…

Tác dụng của biến dạng nền không kèm theo sự thay đổi cấu trúc đất

Tác dụng do sự thay đổi độ ẩm, co ngót và từ biến của vật liệu

Tải trọng tạm thời ngắn hạn gồm:

Khối lượng người, vật liệu sửa chữa, phụ kiện, dụng cụ và đồ gá lắp trong phạm vi phục

SVTH: Huỳnh Hữu Nguyên Trang 31 vụ và sửa chữa thiết bị

Tải trọng do thiết bị sinh ra trong quá trình hoạt động, đối với nhà cao tầng đó là do sự hoạt động lên xuống của thang máy

+ Tải trọng gió lên công trình bao gồm gió tĩnh và gió động

Tính toán tải trọng cho công trình

3.2.1 Tải trọng thường xuyên do các lớp cấu tạo sàn (tĩnh tải)

* Xác định tĩnh tải do TLBT cấu tạo các lớp sàn:

Trong công trình có loại sàn: Sàn điển hình và sàn vệ sinh

- Tĩnh tải tiêu chuẩn do TLBT cấu tạo các lớp sàn tính theo công thức:

- Tĩnh tải tính toán do TLBT cấu tạo các lớp sàn tính theo công thức:

 i : Trọng lượng riêng của lớp cấu tạo sàn thứ i

 i : Chiều dày của lớp cấu tạo sàn thứ i n i : Hệ số vượt tải của lớp cấu tạo sàn thứ i

Hình 3.1 Hình vẽ cấu tạo các lớp sàn tầng tầng điển hình

- Sàn sinh hoạt bao gồm: căn hộ, văn phòng, khu thương mại, sảnh, hành lang, nhà kho,…

Bảng 3.1 Tính toán tĩnh tải các lớp cấu tạo sàn sinh hoạt

STT Các lớp cấu tạo sàn

Tổng trọng lượng các lớp cấu tạo sàn 1.08 1.34

Tải trọng với hệ số vượt tải trung bình 1.12 1.2 1.34

Bảng 3.2 Tĩnh tải sàn vệ sinh

Tổng trọng lượng các lớp cấu tạo sàn (làm tròn) 1.45 1.82

- Sàn mái, sàn kỹ thuật

Bảng 3.3 Tĩnh tải sàn mái, sàn kỹ thuật

Bảng 3.4 Tĩnh tải sàn hầm

3.2.2 Tải trọng tường (tĩnh tải)

- Công thức tính toán tải tường: tuong tuong tuong g = h

- h tuong = −h t h d (m) là chiều cao tường

3.2.2.1 Tĩnh tải tường xây lên dầm

Bảng 3.5 Tải trọng tường 100 tác dụng lên dầm

Bảng 3.6 Tải trọng tường 200 tác dụng lên dầm

Chiều dày Chiều cao dầm

T.Lượng riêng q tc Hệ số vượt tải q tt

Gạch Vữa tô Gạch Vữa (kN/m) (kN/m)

(mm) (mm) h d (mm) h t (mm) h tuong (mm)  g (kN/m 3 )  v (kN/m 3 )

Chiều dày Chiều cao dầm

Hệ số vượt tải q tt

Gạch Vữa tô Gạch Vữa

(mm) (mm) h d (mm) h t (mm) h tuong (mm)  g (kN/m 3 )  v (kN/m 3 )

3.2.2.2 Tĩnh tải tường xây lên sàn Để đơn giản trong tính toán ta quy tải trọng tường phân bố đều trên sàn

Bảng 3.7 Tải trọng của tường xây dựng tác dụng lên từng ô sàn tầng điển hình

Chiều dài tường phân bố lên sàn (m)

Tải tường phân bố trên mét dài (kN/m) Tổng tải tường lên sàn(kN/m 2 )

Bảng 3.8 Tải trọng của tường xây dựng tác dụng lên từng ô sàn tầng 1

Chiều dài tường phân bố lên sàn (m)

Tải tường phân bố trên mét dài (kN/m) Tổng tải tường lên sàn(kN/m 2 )

Theo tiêu chuẩn TCVN 2737:2023, tải trọng được xác định dựa trên công năng sử dụng của các phòng TCVN 2737:2023 và công năng của từng khu vực công trình sẽ quyết định tải trọng và tác động lên công trình Cụ thể, tải trọng cho từng khu chức năng theo quy định là:

Bảng 3.9 Giá trị hoạt tải sử dụng STT

Hoạt tải tiêu chuẩn (kN/m 2 )

Hoạt tải tính toán toàn phần (kN/m²)

1 Ram dốc và bãi đậu xe 5 1.2 6

5 Cầu thang và lối thoát hiểm, sảnh, hành lang

7 Khu vực sinh hoạt công đồng 4 1.3 5.2

Giá trị tiêu chuẩn của tải trọng gió W k tại độ cao tương đương z e được xác định theo công thức:

- W 3 ,10 s là áp lực gió 3s ứng với chu kỳ lặp 10 năm: W3 ,10 s =(  T W0 )

+  T là hệ số chuyển đổi áp lực gió từ chu kỳ lặp từ 20 năm xuống 10 năm, lấy bằng 0.852

+ W 0 là áp lực gió cơ sở tính bằng daN/m 2 , được xác định theo bảng sau:

Bảng 3.10 Giá trị của áp lực gió Wo theo bảng đồ phân vùng áp lực gió trên lãnh thổ Việt Nam

Vùng áp lực gió trên bản đồ I II III IV V

- clà hệ số khí động

- k z ( ) e : là hệ số kể đến sự thay đổi áp lực gió theo độ cao ze so với mốc chuẩn và dạng địa hình, được xác định theo công thức:

G f là hệ số hiệu ứng giật, phản ánh mức độ phản ứng của kết cấu khi chịu tải trọng gió, bao gồm cả phản ứng tĩnh và động Đối với các kết cấu "cứng", sở hữu chu kỳ dao động riêng cơ bản thứ nhất dưới 1 giây (T1 ≤ 1s), giá trị G f được khuyến nghị là 0,85.

+ Đối với kết cấu “mềm” (có chu kỳ dao động riêng cơ bản thứ nhất T 1 1s) thì G f được xác định theo công thức:

Bảng 3.11 Đặc điểm vùng gió công trình 1.1.Tỉnh ,thành 1.2.Quận, huyện 1.3.Vùng gió 1.4.Địa hình

1.5.Tp.Hồ Chí Minh 1.6.Quận 4 1.7.II 1.8.C

Kích thước mặt bằng công trình theo phương X, 𝐿 𝑥 S.6 (m)

Kích thước mặt bằng công trình theo phương Y 𝐿 𝑦 0.8(m)

Cao độ của đỉnh công trình so với mặt đất Hf.4 (m)

- Các thông số dẫn xuất

Bảng 3.12 Các thông số tính toán thành phần động của tải trọng gió

Ct(s) T1(s) Gf gn zg(m) a Đón gió

Bảng 3.13 Giá trị tải trọng gió theo phương X

Tên tầng Chiều cao tầng

Bảng 3.14 Giá trị tải trọng gió theo phương Y

SanThuong 3.3 59.8 53.6 66.60 66.60 1.24 194.153 Tang17 3.3 56.5 53.6 66.60 66.60 1.24 203.399 Tang16 3.3 53.2 53.6 53.60 53.60 1.16 191.163 Tang15 3.3 49.9 53.6 53.60 53.60 1.16 191.163 Tang14 3.3 46.6 53.6 53.60 53.60 1.16 191.163

Tang11 3.3 36.7 53.6 53.60 53.60 1.16 191.163 Tang10 3.3 33.4 53.6 53.60 53.60 1.16 191.163 Tang9 3.3 30.1 53.6 53.60 53.60 1.16 191.163 Tang8 3.3 26.8 53.6 53.60 53.60 1.16 191.163 Tang7 3.3 23.5 53.6 53.60 53.60 1.16 191.163 Tang6 3.3 20.2 53.6 53.60 53.60 1.16 191.163 Tang5 3.3 16.9 53.6 53.60 53.60 1.16 191.163 Tang4 3.3 13.6 53.6 53.60 53.60 1.16 191.163 Tang3 3.3 10.3 53.6 53.60 53.60 1.16 191.163

- Hệ số Mass Source: 100% Tĩnh tải + Hoạt tải

Hệ số hoạt tải dài hạn theo tiêu chuẩn 2737 - 2023

Khu A: Khu vực nhà ở, gia đình 0.35

Khu B: Khu vực văn phòng 0.35

Khu D: Khu vực mua bán 0.35

Khu F: Khu vực giao thông, trọng lượng xe ≤30kN 0.6

Khu H: Mái không sử dụng 0

Ghi chú: Hệ số giảm theo TCVN 2737 – 2023 xem mục 8.3.3 và mục 8.5.4

- Sử dụng phần mềm Etabs để khảo sát công trình

Bảng 3.15 Chu kỳ và % khối lượng tham gia dao động

UX UY SumUX SumUY sec

3.2.5.1 Các phương pháp tính toán

- Có 2 phương pháp phổ biến dùng để tính toán tải trọng động đất: phương pháp tĩnh lực ngang tương đương và phương pháp phổ phản ứng

- Cả 2 phương pháp đều là phương pháp quy đổi tải trọng động đất thành các lực ngang tương đương tác dụng vào các tầng

* Phương pháp tĩnh lực ngang tương đương

- Điều kiện để áp dụng phương pháp tĩnh lực ngang tương đương:

+ Chu kỳ dao động riêng thứ nhất thoả mãn: 1 4

 + Công trình thoả mãn những tiêu chí đều đặn về mặt đứng quy định trong TCVN 9386 – 2012 mục 4.2.3.3

- Với phương pháp tĩnh lực ngang tương đương, ta chỉ xét dạng dao động cơ bản thứ nhất theo phương Y và phương X góp phần vào dao động tổng thể của công trình

* Phương pháp phổ phản ứng

- Điều kiện để áp dụng phương pháp phổ phản ứng: Khi công trình không thoã mãn những điều kiện của phương pháp tĩnh lực ngang tương đương

- Khác với phương pháp tĩnh lực ngang tương đương, phương pháp phổ phản ứng phải xét với tất cả các dạng dao động góp phần đáng kể vào phản ứng tổng thể của công trình Các yêu cầu này thoã mãn khi:

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

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

→Với công trình này có 𝑇 1 = 1.935 ≤ {4𝑇 𝑐 = 2.4𝑠

2𝑠 nhưng không đều đặn theo mặt bằng nên ta chọn phương pháp phổ phản ứng

- Có 2 cách tính toán tải động đất: Tính thủ công sau đó nhập lực vào ETABS và Tính toán tự động bằng ETABS

- Ở công trình này, sinh viên lựa chọn tính toán động đất tự động bằng phần mềm ETABS

* Bước 1: Xác định các thông số đầu vào

- Gia tốc nền thiết kế: g I gR a =  a

Trong đó: agR: gia tốc nền tham chiếu quy đổi theo gia tốc trọng trường, lấy theo TCVN

 I : hệ số tầm quan trọng của công trình, lấy theo TCVN 9386:2012 Phụ lục E

Theo mục 3.2.1 TCVn 9386 – 2012, theo giá trị gia tốc nền thiết kế chia thành 3 trường hợp động đất:

- Động đất mạnh: a g 0.08g, phải tính toán và cấu tạo kháng chấn

- Động đất yếu: 0.04g a g 0.08g, chỉ cần áp dụng các giải pháp kháng chấn đã được giảm nhẹ

- Động đất rất yếu: a g 0.04g, không cần thiết kế kháng chấn

Theo mục 3.1.2 TCVN 9386 – 2012, các loại đất nền A, B, C, D, E, S1, S2 được xác định theo bảng 3.1

Bảng 3.16 Giá trị của các tham số mô tả các phổ phản ứng đàn hồi

Loại nền đất S TB (s) TC (s) TD (s)

- Hệ số tầm quan trọng của công trình: Được xác định theo phụ lục E TCVN 9386 – 2012

→ - Hệ số ứng xử: là hệ số xét đến khả năng tiêu tán năng lượng của kết cấu

Theo mục 5.2.2.2 và bảng 5.1 TCVN 9386 – 2012, công thức các định hệ số ứng xử đối với các tác động của động đất theo phương nằm ngang như sau: w 1.5 q= q o k 

+ qo: là giá trị cơ bản của hệ số ứng xử, phụ thuộc vào loại kết cấu và tính đều đặn của nó theo mặt đứng Tra bảng 5.1 TCVN 9386 – 2012 cho hệ có sự đều đặn theo mặt đứng của kết cấu

Bảng 3.17 Giá trị cơ bản của hệ số ứng xử q o , hệ có sự đều đặn theo mặt đứng

Loại kết cấu Cấp dẻo kết cấu trung bình

Cấp dẻo kết cấu cao

Hệ khung, hệ hỗn hợp, hệ tường kép 3.0  u / 1 4.5  u / 1

Hệ không thuộc hệ tường kép 3.0 4.0  u / 1

Với loại nhà không đều đặn theo mặt đứng, giá trị qo cần được giảm xuống 20%

Hệ khung hoặc hệ kết cấu hỗn hợp tương đương khung:

Khung nhiều tầng, một nhịp:   u / 1 =1.2

Khung nhiều tầng, nhiều nhịp hoặc kết cấu hỗn hợp tương đương khung:   u / 1 =1.3 + kw: Hệ số phản ánh dạng phá hoại phổ biến trong hệ kết cấu có tường w 1 k với hệ khung và hệ kết cấu hỗn hợp tương đương khung w

 =  với hệ tường, hệ kết cấu hỗn hợp tương đương tường và kết cấu dễ xoắn Trong đó  o là tỷ số kích thước các tường trong hệ kết cấu, w w i o i h

Công trình này thuộc loại hệ khung, nhà không đều đặn theo mặt bằng:

Bảng 3.18 Thông số đầu vào của tải động đất

Phương pháp phân tích Phân tích phổ phản ứng dao động

Gia tốc nền tham chiếu agR 0.0847g TCVN 9386 – 2012,

Hệ số tầm quan trọng  I 1 TCVN 9386 – 2012,

Phụ lục E Gia tốc nền thiết kế g I gR a =  a 0.0847g

Hệ kết cấu kháng chấn

Hệ khung, hệ hỗn hợp Công trình không đều đặn theo mặt bằng công trình

* Bước 2: Khai báo Mass Source

Hình 3.3 Khai báo Mass Source trong mô hình

Các hệ số tổ hợp: E.i =  x 2.i

+ = (ảng 4.2 TCVN 9386-2012) (tầng được sử dụng đồng thời)

→ E.1 =  x 0.3 = 0.24 (Khu vực nhà ở, gia đình)

→ E.4 =  x 0.6 = 0.48 (Khu vực giao thông trọng lượng xe < 30kN)

* Bước 3: Khai báo phổ phản ứng tự động trong ETABS

- Choose Function Type to Add: Chọn TCVN 9386 – 2012 →Add New Function

Hình 3.4 Chọn tiêu chuẩn tính toán phổ phản ứng

- Ground Acceleration, ag/g: Nhập giá trị của gia tốc nền tính toán ag

- Ground Type: Nhập loại đất nền

- Behavior Factor, q: Nhập giá trị hệ số ứng xử q

Hình 3.5 Khai báo phổ phản ứng của công trình

Hình 3.6 Phổ phản ứng tự động của Etabs

KIỂM TRA TRẠNG THÁI GIỚI HẠN II ( TTGHII)

Kiểm tra điều kiện chuyển vị đỉnh

Theo phụ lục M, TCVN 5574:2018, chuyển vị ngang của đỉnh kết cấu của tòa nhà cao tầng đối với kết cấu khung-vách khi phân tích theo phương pháp đàn hồi phải nhỏ hơn chuyển vị giới hạn Đối với kiểm tra chuyển vị đỉnh của công trình, ta kiểm tra chuyển vị đỉnh đối với các tổ hợp tải trọng có tải trọng gió Từ ETABS, ta xuất ra bảng Story Max/Avg Displacements theo các tổ hợp có tải trọng gió Tiến hành lọc ra giá trị chuyển vị đỉnh lớn nhất

Bảng 4.1 Giá trị chuyển vị đỉnh lớn nhất theo combo có tải trọng gió

Tầng Combo Direction Maximum Displacement

Bảng 4.2 Bảng kiểm tra chuyển vị đỉnh của công trình Đơn vị Giá trị Chú thích

H m 63.3 Chiều cao của công trình

[f/H]=1/500 0.002 Tỷ số giới hạn để kiểm tra chuyển vị của công trình fx (mm) 4.59 Chuyển vị đỉnh của công trình theo phương X fy (mm) 14.5 Chuyển vị đỉnh của công trình theo phương Y fx/H 0.00007 Tỷ số theo phương X fy/H 0.00023 Tỷ số theo phương Y

Kết luận: Chuyển vị đỉnh của công trình theo 2 phương X và Y nằm trong giới hạn cho phép.

Kiểm tra điều kiện chống lật

Theo TCVN 198-1997, nhà cao tầng bê tông cốt thép có tỷ lệ chiều cao chia chiều rộng lớn hơn 5 phải kiểm tra khả năng chống lật Tỷ lệ momen gây lật do tải trọng ngang phải thỏa điều kiện :

M CL : Momen chống lật của công trình;

M GL : Momen gây lật của công trình

Công trình có chiều cao 63.3 (m), bề rộng 30.8 (m) Ta có: 𝐻

30.8= 2.05 < 5 nên không cần kiểm tra điều kiện ổn định chống lật cho công trình.

Kiểm tra gia tốc đỉnh

Nhận thức về chuyển động của tòa nhà dưới tác động của tải trọng được mô tả bởi các đại lượng vật lý khác nhau bao gồm các giá trị lớn nhất của vận tốc, gia tốc Phản ứng của con người đối với tòa nhà là một phản ứng tâm lý và phức tạp Con người không cảm nhận trực tiếp được vận tốc khi vật chuyển động với vận tốc không đổi Chỉ khi vận tốc biến thiên, nghĩa là có gia tốc con người mới bắt đầu cảm nhận được chuyển động Nên vì thế chúng ta cần kiểm tra gia tốc đỉnh để kiểm tra tính thoải mái của con người khi ở trong tòa nhà, đặc biệt là những tầng trên cao

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

T 1: là chu kì dao động của mode dao động đầu tiên; max f d : là chuyển vị đỉnh lớn nhất do mode dao động đầu tiên Điều kiện: a    a

A: gia tốc cực đại tại đỉnh công trình:

  a : gia tốc giới hạn theo TCVN 198-1997,   a = 150 ( mm s / 2 )

Bảng 4.3 Bảng tính giá trị gia tốc cực đại tại đỉnh của công trình Đơn vị Giá trị fdmax mm 4.313

Kết luận: Gia tốc cực đại của công trình thỏa mãn theo TCVN 198-1997

Kiểm tra chuyển vị ngang tương đối của các tầng ( chuyển vị lệch tầng)

Theo mục 4.4.3.2 TCVN 9386:2012, hạn chế chuyển vị ngang tương đối giữa các tầng, đối với các nhà có bộ phận khi kết cấu bằng vật liệu giòn được gắn vào kết cấu :

Trong đó : d r :là chuyển vị ngang thiết kế tương đối giữa các tầng (Định nghĩa trong mục

: là hệ số chiết giảm xét đến chu kì lặp thấp hơn của tác động động đất liên quan đến

SVTH: Huỳnh Hữu Nguyên Trang 48 yêu cầu hạn chế hư hỏng (phụ lục F TCVN 9386:2012) h : là chiều cao tầng

Kiểm tra điều kiện chuyển vị lệch tầng được kiểm tra bởi các tổ hợp có chứa tải trọng động đất

Ta xuất bảng Story Drift từ phần mềm ETABS theo các Combo có tải động đất Tiến hành lọc ra những Drift X và Drift Y với các giá trị lớn nhất tương ứng với từng tầng Với DriftX =d X /h, DriftY=d Y /h

Bảng 4.4 Bảng kiểm tra chuyển vị ngang tương đối giữa các tầng theo phương X

TẦNG h DriftX dX  0.005h dX  Đỉnh mái 3.3 0.000009 0.0000297

Bảng 4.5 Bảng kiểm tra chuyển vị ngang tương đối giữa các tầng theo phương Y

TẦNG h DriftY dY  0.005h dY  Đỉnh mái 3.3 0.00005 0.000165

Kết luận : Chuyển vị lệch tầng của công trình theo 2 phương X và Y khi chịu tải trọng động đất nằm trong giới hạn cho phép.

Kiểm tra hiệu ứng P - Delta

Theo mục 4.4.2.2 TCVN 9386:2012, không cần xét tới hiệu ứng bậc 2 (hiệu ứng P−  ) nếu tại tất cả các tầng thỏa mãn điều kiện sau : tot r 0.1 tot

: là hệ số độ nhạy của chuyển vị ngang tương đối giữa các tầng;

P tot : là tổng tải trọng đứng tại tầng đang xét và các tầng bên trên nó khi thiết kế chịu tải trọng động đất;

V tot : là lực cắt đáy tương ứng với tải động đất theo 2 phương X và Y; h : là chiều cao tầng d r : chuyển vị ngang thiết kế tương đối giữa các tầng; được xác định như là hiệu của các chuyển vị ngang trung bình ds tại trần và sàn của tầng đang xét

Bảng 4.6 Bảng kiểm tra hiệu ứng P – Delta

Tầng 17 3.3 1E-06 2.9E-05 2130.921 2021.336 75773.18 0.0000356 0.0010871 Tầng 16 3.3 2E-06 2.8E-05 2775.813 2596.546 101093.8 0.0000728 0.0010902 Tầng 15 3.3 3E-06 2.7E-05 3222.504 3004.763 126414.3 0.0001177 0.0011359 Tầng 14 3.3 3E-06 2.6E-05 3524.748 3308.057 151734.9 0.0001291 0.0011926 Tầng 13 3.3 4E-06 2.5E-05 3744.090 3545.315 177055.5 0.0001892 0.0012485 Tầng 12 3.3 4E-06 2.4E-05 3934.268 3734.050 202376.1 0.0002058 0.0013007 Tầng 11 3.3 4E-06 2.3E-05 4130.865 3892.219 227696.7 0.0002205 0.0013455 Tầng 10 3.3 4E-06 2.2E-05 4349.020 4050.286 253017.3 0.0002327 0.0013743 Tầng 9 3.3 4E-06 0.00002 4592.262 4240.625 278337.8 0.0002424 0.0013127 Tầng 8 3.3 4E-06 1.9E-05 4862.933 4476.634 303658.4 0.0002498 0.0012888 Tầng 7 3.3 4E-06 1.7E-05 5164.811 4747.587 328979 0.0002548 0.0011780 Tầng 6 3.3 4E-06 1.6E-05 5498.716 5036.308 354299.6 0.0002577 0.0011256 Tầng 5 3.3 4E-06 1.4E-05 5853.670 5333.380 379620.2 0.0002594 0.0009965 Tầng 4 3.3 3E-06 1.2E-05 6202.000 5630.966 404940.8 0.0001959 0.0008630 Tầng 3 3.3 3E-06 0.00001 6508.032 5909.884 430261.3 0.0001983 0.0007280 Tầng 2 3.3 3E-06 8E-06 6737.312 6133.843 455581.9 0.0002029 0.0005942 Tầng 1 3.7 6E-06 2.6E-05 6869.576 6269.231 483791.1 0.0004226 0.0020064 Hầm1 3.7 1E-06 1E-06 6917.973 6333.878 517680 0.0000748 0.0000817 Hầm2 3.3 6E-06 2.4E-05 6937.420 6357.113 551093.7 0.0004766 0.0020805

Nhận xét : q x, q y của tất cả các tầng đều có giá trị nhỏ hơn 0.1 nên không cần xét hiệu ứng bậc 2 P-delta

Hình 4.1 Biểu đồ  theo độ cao

Biểu đồ  theo độ cao

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CẦU THANG BỘ

Kích thước hình học

Trên toàn bộ mặt bằng công trình có 2 cầu thang bộ lựa chọn cầu thang bộ tại trục

D, E và 1, 2 như hình để tính toán

Hình 5.1 Mặt bằng kết cấu cầu thang bộ

Hình 5.2 Mặt đứng kết cấu cầu thang bộ Bảng 5.1 Thông số đầu vào cầu thang

STT Tên Kí hiệu Giá trị Đơn vị

1 Chiều cao tầng ht 3400 mm

2 Chiều cao vế thang 1 h1 1630 mm

3 Chiều cao vế thang 2 h2 1770 mm

4 Bề rộng vế thang 1,2 B 1400 mm

5 Khoảng hở 2 vế cầu thang t 200 mm

6 Bề rộng bạc thang lb 275 mm

STT Tên Kí hiệu Giá trị Đơn vị

7 Chiều cao bậc thang hb 165 mm

10 Chiều dày bảng thang và bảng chiếu nghỉ h 120 mm

11 Tiết diện dầm chiếu tới bxh 200x500 mm2

12 Tiết diện dầm chiếu nghỉ bxh 200x300 mm2

Vật liệu sử dụng

Xác định tải trọng tác dụng lên cầu thang

Tải trọng tác dụng lên cầu thang bao gồm: Tĩnh tải (TLBT các lớp cấu tạo) và hoạt tải

Trọng lượng bản thân các lớp cấu tạo bản chiếu nghĩ được tính theo công thức:

- Tĩnh tải tiêu chuẩn do TLBT các lớp cấu tạo: 1

- Tĩnh tải tính toán do TLBT các lớp cấu tạo: 1

Bảng 5.2 Tải trọng tác dụng lên bản chiếu nghỉ Tải trọng tác dụng lên bản chiếu nghỉ cho cả cầu thang

Hệ số độ tin cậy

Tải trọng tính toán n (kN/m²)

4 Tĩnh tải tiêu chuẩn với hệ số vượt tải trung bình n = 1.2 1.14

Trọng lượng bản thân các lớp cấu tạo bản thang theo phương nghiêng được tính theo công thức:

- Tĩnh tải tiêu chuẩn do TLBT các lớp cấu tạo: 2

- Tĩnh tải tính toán do TLBT các lớp cấu tạo: 2

Do tĩnh tải của các lớp cấu tạo bản thang hướng thẳng góc với trục bản nghiêng nên sẽ phân lực làm hai hướng: Theo phương dọc trục bản nghiêng (bỏ qua khi tính toán) và phương thẳng đứng (kể đến trong tính toán)

- Tĩnh tải theo phương đứng: 2 2 cos tc tc ni di g g

=  và 2 2 cos tt tt ni di g g

= Trong đó: itd là chiều dày tương đương của lớp cấu tạo thứ i theo phương của bản nghiêng

+ Đối với lớp gạch (đá hoa cương, đá mài, ) và lớp vữa xi măng có chiều dày  i :

+ Đối với bậc thang (xây gạch hoặc BTCT) có kích thước l b và h b : cos 2 b itd h 

Ví dụ tính toán cho cầu thang :

- Chọn kích thước bậc thang như sau:

+ Chiều cao bậc thang thường dùng ( 150 180  ) mm Chọn chiều cao bậc h b 5mm

+ Chiều rộng bậc thang thường dùng ( 210 300  ) mm Chọn chiều rộng bậc b 275 l = mm

+ Góc nghiêng của bản thang: 165

- Chiều dày tương đương của lớp gạch ceramic:

 = +   = +   - Chiều dày tương đương của lớp vữa xi măng:

 = +   = +   - Chiều dày tương đương của bậc thang gạch xây:

 =  =  Áp dụng tương tự tính toán cho cầu thang 2 cho ra kết quả ở bảng dưới:

Bảng 5.3 Tải trọng các lớp cấu tạo lên bản nghiêng cầu thang

Hệ số Tải trọng vượt tải (n) tính toán

4 Tĩnh tải tiêu chuẩn với hệ số vượt tải trung bình n = 1.2 2.76

Mô hình cầu thang trong ETABS

5.4.1 Sơ đồ tính cầu thang

Cầu thang là loại công trình một phương tiện, khi tính toán, sinh viên thường cắt một dải bản rộng 1m theo phương cạnh ngắn Sơ đồ tính toán của loại công trình này là một dầm đơn giản bị gãy khúc.

- Mô hình vào ETABS với tiết diện tính toán b x h = 1000 x 120mm

Hình 5.3 Sơ đồ tính cầu thang

Hình 5.4 Tĩnh tải tác dụng vào cầu thang (kN/m)

Hình 5.5 Hoạt tải tác dụng vào cầu thang (kN/m)

5.4.2 Kết quả nội lực bảng thang

Kết quả mô nội lực được mô hình trong phần mềm ETABS

Hình 5.6 Biểu đồ moment cầu thang

Từ giá trị momen lấy được trong ETABS, sinh viên chọn momen lớn nhất để tính toán

SVTH: Huỳnh Hữu Nguyên Trang 57 cốt thép Kết quả momen trình bày trong bảng sau:

Bảng 5.4 Kết quả momen của cầu thang

Vị trí Momen lớn nhất

Tính toán cốt thép vế thang

5.5.1 Tính thép chịu moment ở nhịp

- Số liệu đầu vào của bài toán:

+ Bê tông B30 có Rb = 17.0 (Mpa) và Eb = 32500 (Mpa)

+ Cốt thép CB300-V có Rs = 350 (Mpa) và Es 0000 (Mpa)

+ Chiều dày vế thang h0 (mm)

+ Chiều dày lớp bê tông bảo vệ: abv = 15 (mm): Giả thiết a= 25 (mm)

-Tính toán và bố trí cốt thép chịu uốn:

 + Hàm lượng cốt thép min max

 =  =  = =  + Chiều cao làm việc ho = h – a = 120 – 35 = 85 (mm)

+ Tính giá trị  m , và diện tích cốt thép yêu cầu As theo quy trình như sau:

 =  Bảng 5.5 Tính toán và bố trí thép vế thang

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

5.5.2 Tính thép mũ cho gối và góc gãy

Việc quan niệm chọn liên kết khớp khi tính bản thang giúp cho việc xác định nột lực dễ dàng

Do khả năng xuất hiện mô men âm ở liên kết hai đầu và tại góc gãy có thể gây nứt cho kết cấu, kinh nghiệm thiết kế khuyến cáo sử dụng thép úp mũ cho gối và góc gãy của bản thang với diện tích As gấp 0,4 lần diện tích thép As tại nhịp.

Chọn diện tích thép ở gối : 𝐴 𝑠 = 0.4 × 𝐴 𝑠 𝑛ℎị𝑝 = 0.4 × 654 = 261.6 (𝑚𝑚 2 )

Tra bảng chọn ỉ10a200 cú A s = 393(mm 2 )

Tính toán cốt thép dầm chiếu nghỉ DCN (200x300)

5.6.1 Tải trọng tác dụng lên dầm chiếu nghỉ

Tải trọng tác dụng lên dầm chiếu nghỉ gồm : Tải tường, tải do thang truyền vào và

Tải trọng tường dày 200mm tác dụng lên dầm chiếu nghỉ:

+ Ta có chiều cao tường:ℎ 𝑡 = ℎ 𝑐𝑛 − ℎ 𝑑 = 1.67 − 0.3 = 1.37 (𝑚)

Tải trọng do thang truyền vào dầm chiếu nghỉ

1 = 15.98(𝑘𝑁 /𝑚) Trọng lượng bản thân dầm

Tổng tải trọng tác dụng lên dầm chiếu nghỉ

Hình 5.7 Phản lực gối tựa

5.6.2 Tính toán cốt thép dọc cho dầm chiếu nghỉ

Thiên về an toàn và thuận tiện cho việc tính toán, Sơ đồ tính của dầm chiếu nghỉ ta sẽ chọn sơ đồ đơn giản có hai đầu ngàm có giá trị moment được tính như sau

Hình 5.8 Tải do thang truyền vào dầm chiếu nghỉ

Hình 5.9 Biểu đồ moment BCN Bảng 5.6 Tính thép BCN

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

Tính toán cốt đai cho dầm chiếu nghỉ

Lực cắt lớn nhất trong dầm: Q = 32.68 kN

Hình 5.10 Biểu đồ lực cắt BCN

* Vật liệu sử dụng và thông số cốt đai:

- Bê tông cấp độ bền B30: Cường độ chịu kéo R bt =1.15MPa

- Cốt thép nhóm CB300 - T: Cường độ chịu kéo tính cốt đai R sw !0MPa

- Chọn cốt đai bố trí trong dầm là đai 2 nhánh.Đường kính đai  =8mm

- Diện tích tiết diện ngang của cốt đai:A sw = n a sw = 2 0.785 8 = 2 100.5 ( ) mm 2

Bước 1: Kiểm tra khả năng chống cắt của bê tông:

* Xác định lực cắt lớn nhất bê tông chịu được:

- Hệ số kể đến ảnh hưởng của cốt thép dọc, lực bám dính: b 2 =1.5

- Chiều cao làm việc của tiết diện :ℎ 0 = ℎ − 𝑎 = 300 − 30 = 270(𝑚𝑚)

- Chiều dài nguy hiểm của tiết diện: Lấy 𝐶 = 2ℎ 0 = 2 × 270 = 540(𝑚𝑚)

- Lực cắt lớn nhất mà bê tông chịu được:

=> Vậy dầm chiếu nghỉ đủ khả năng chịu cắt Chỉ cần bố trớ cấu tạo ỉ8@200

BỂ NƯỚC MÁI

Sơ Bộ Khích thước Hình Học

Bể nước mái (BNM) cung cấp nước cho nhu cầu sinh hoạt trong công trình

Chọn BNM để tính toán BNM gồm 2 bể được đặt trên hệ cột tầng, ở vị trí giới hạn bởi trục1- 2, trục 10-11 và C-F

Sơ bộ tính nhu cầu sử dụng nước như sau: chung cư có 20 tầng, từ lầu 1 trở lên dùng cho căn hộ, mỗi tầng có 12 căn hộ, mỗi căn hộ có trung bình 4 nhân khẩu

Tiêu chuẩn dùng nước trung bình : qSH = 150 l/người.ngày.đêm

Hệ số điều hòa: Kngày = 1.2 ( 1.1 ÷ 1.2) [Bảng 3.1 TCXD 33:2006]

Dung lượng sử dụng nước sinh hoạt trong ngày đêm :

Từ lượng nước cần cung cấp chọn bể nước có kích thước:

Bể nước được đổ bê tông toàn khối, có nắp đậy Lỗ thâm nắp bể nằm ở góc có kích thước 600x600(mm) Bể nước mỗi ngày được bơm 2 lần bằng hệ thống bơm tự động

Vì nhịp của BNM lớn ( > 7m) nên sinh viên sử dụng hệ dầm trực giao cho bản nắp và bản đáy để giảm chiều dày và độ võng của kết cấu

Xét bể nước mái công trình ta có:

Vậy bể nước mái thuộc loại bể thấp

Thông số ban đầu

- Chiều dày bản nắp bản đáy bản thành

Chọn chiều dày bản nắp hbn = 100mm

Chọn chiều dày bản thành hbt = 150mm

Chọn chiều dày bản đáy hbd = 120 mm

- Sơ bộ tiết diện dầm cột

Sơ bộ hệ dầm nắp:

Sơ bộ hệ dầm đáy:

Bản nắp đúc toàn khối với thành bể và có kích thước như sau:

Hình 6.1 Bản nắp bể nước mái

TÍNH BẢN NẮP

3.3= 1.09 < 2 bản nắp làm việc theo 2 phương

 Nên liên kết giữa dầm nắp và bản nắp được xem là ngàm Tính toán bản nắp theo dạng bản kê 4 cạnh ngàm (dạng sơ đồ 9)

Hình 6.2 Sơ đồ tính bản nắp

❖ Tĩnh tải: Gồm trọng lượng bản thân các lớp cấu tạo

Bảng 6.1 Tĩnh tải bản nắp

STT Vật liệu Chiều dày (m) γ (kN/m 3 )

Bản bê tông cốt thép

Nắp bể chỉ có hoạt động sửa chữa, không có hoạt tải sử dụng, ta lấy hoạt tải phân bố là 0.3 kN/m 2 (theo TCVN 2737-2023)

Hoạt tải sửa chữa 𝑝 = 1.3 × 0.3 = 0.39 kN/m2

Mômen dương lớn nhất giữa nhịp:

Mômen âm lớn nhất trên gối:

Trong đó :αi1, αi2, β i1, β i2: là các hệ số tra bảng theo sơ đồ 9 và tỷ số L2/L1 P là tổng tải trọng tính toán trên ô bản: P = qL1L2= (g+p) L1L2X.8(kN)

Bảng 4.2 – Nội lực bản nắp

Kích thước Tải trọng Chiều dày

Hệ số moment Moment l1 l2 g p h a h0 m m kN/m 2 kN/m 2 mm mm mm kN.m/m

6.3.4 Tính toán cốt thép bản nắp

Giả thiết chiều dày lớp bê tông bảo vệ 20 mm a o mm, cốt dọc 6, khoảng cách từ tâm cốt thép dọc đến mép bê tộng chịu kéo a = 20+3# mm, h o =h−a0−23w mm, b = 1000 mm

Hàm lượng cốt thộp hợp lý trong bản nắp : à% = ( 0.3 ữ 0.9 )%

Gia cường thộp lỗ thõm 800 x 800 bằng 2ỉ12

Tổng diện tích thép bị mất do lỗ thâm bằng diện tích thép gia cường ở cạnh lỗ thâm Thộp gia cường là thộp AII Chọn thộp 2ỉ12 để gia cường lỗ thõm Diện tớch thộp bị mất khi đi qua lỗ thâm As = 8x6 2 x3.14/4 = 226.1 cm 2

Diện tớch thộp gia cường A= Asx225/280 = 181.69 cm 2 Do đú chọn 2ỉ12 để gia cường

Bảng 6.2 Kết quả tính thép

Moment Tính thép Chọn thép αm ζ A TT s

(kN.m/m) (cm 2 /m) (cm 2 /m)  TT (%) (mm) (mm)

TÍNH TOÁN BẢN THÀNH

Bản thành là cấu kiến chịu nén uốn Lực nén chỉ gồm TLBT bản thành Để đơn giản trong tính toán bản thành được tính toán như cấu kiện chịu uốn thuần túy

Bản thành cạnh L2 =7.2 m, chiều cao L1 = 2 m, L2/L1 > 2 do đó bản thành làm việc theo 1 phương

Bản thành cạnh L’2 =6.6 m, chiều cao L’1 = 2 m, L’2/L’1 > 2 do đó bản thành làm việc theo 1 phương

Liên kết bản thành và dầm nắp là khớp Liên kết bản thành và dầm đáy là ngàm

→ Vì các cạnh BNM có kích thước gần giống nhau, chỉ cần tính toán cho bản thành cạnh 7.2 m và bố trí giống nhau cho bản thành cạnh 6.6 m Cắt một dãi bản rộng 1 m theo phương cạnh ngắn của bản thành

Hình 6.3 Sơ đồ tính bản thành

Hình 6.4 Sơ đồ tải trọng bản thành

6.4.3 Tải trọng ngang của nước

Biểu đồ áp lực có dạng tam giác tăng dần theo độ sâu

6.4.4 Tải trọng ngang của gió

Tải trọng gió xác định tiêu chuẩn theo công thức:

Tp.HCM thuộc vùng áp lực gió II lấy giá trị áp lực gió là: 𝑊 0 = 0.95 kN/𝑚 2

Công trình thuộc địa hình C

Cao trình thành bể: Ze = h = 61.4 m

𝑍 𝑔 và 𝛼 lấy theo bảng 8, TCVN 2737:2023

C : hệ số khí động được xác định theo phụ lục F.4

Tại vùng D gió đẩy lấy c=0.7 và vùng E gió hút lấy c= 0.3

𝐺 𝑓 :Hệ số hiệu ứng giật lấy theo công thức E.1 TCVN 2737:2023 có chu kỳ dao động riêng cơ bản thứ nhất T1>1s và chiều cao không quá 150m đối với nhà bê tông cốt thép để tính toán sơ bộ:

2840= 0.2 Xem áp lực gió không đổi suốt chiều cao thành bể

Ta thấy trường hợp : Bể chứa nước + gió hút là trường hợp nguy hiểm nhất cho thành bể nên ta có:

Hình 6.5 Nhập tải và biểu đồ moment của bản thành

Mô men do áp lực của nước gây ra:

33,6 = 2.4(𝑘𝑁 𝑚) cách ngàm một đoạn x1 = 0,553l = 1.1 mm

Mô men do áp lực gió hút gây ra:

Như tính toán ở trên cho ta thấy vị trí gây ra mômen max ở nhịp do hai tải trọng gió hút và áp lực nước gây ra không trùng nhau, tuy nhiên để thiên về an toàn ta cộng hai giá trị mô men max tại nhịp này lại để tính toán cốt thép cho bản thành

Kết luận: Để an toàn ta chọn giá trị momen lớn nhất trong ngàm để tính thép cho bản thành như sau:

Bảng 6.3 Bảng tính cốt thép thành bể

TÍNH TOÁN BẢN ĐÁY

3.3 = 1.09 < 2 bản đáy làm việcc theo 2 phương

 nên liên kết giữa dầm đáy và bản đáy được xem là ngàm Tính toán bản đáy theo dạng bản kê 4 cạnh ngàm (dạng sơ đồ 9)

Hình 6.6 Sơ đồ tính bản đáy

Bản đáy được đổ bê tông toàn khối với dầm đáy, dùng hệ dầm trực giao:

Hình 6.7 Bản đáy bể nước mái

❖ Tĩnh tải: Gồm trọng lượng bản thân các lớp cấu tạo

Bảng 6.4 Các lớp cấu tạo bản đáy

4 Bản bê tông cốt thép 0.12 25 3 1.1 3.3

SVTH: Huỳnh Hữu Nguyên Trang 70 n

Tải trọng nước khi đầy bể (h=2m): p = n..h = 1.0x10x2 = 20kN / m 2

❖ Hoạt tải Đối với bản đáy không kể đến hoạt tải sửa, vì khi sửa chữa bể không chứa nước

Tổng tải trọng: q1 = g + pn = 4.38 + 20 = 24.38kN/m2

Mômen dương lớn nhất giữa nhịp: Theo phương ngắn (l1): M1 = αi1P Theo phương dài (l2): M2 = αi2P Mômen âm lớn nhất trên gối:

Theo phương ngắn (l1): MI = β i1P Theo phương dài (l2): MII = β i2P

Trong đó:αi1, αi2, β i1, β i2: là các hệ số tra bảng theo sơ đồ 9 và tỷ số L2/L1 P là tổng tải trọng tính toán trên ô bản: P = qL1L2= (g+p) L1L2

Bảng 6.5 Nội lưc bản đáy

Kích thước Tải trọng Chiều dày Tỷ số Hệ số moment Moment l1 l2 g P h a h0 m m kN/m 2 kN/m 2 mm mm mm N.m/m

6.5.4 Tính toán cốt thép bản đáy

Moment Tính thép Chọn thép αm ζ A s TT Asc H.lượng ỉ a ch (kN.m/m) (cm 2 /m) (cm 2 /m) à TT (%) (mm) (mm)

TÍNH TOÁN DẦM NẮP VÀ DẦM ĐÁY

Trong thực tế các hệ dầm này làm việc đồng thời với nhau nên sinh viên giải bài toán hệ dầm làm việc không gian bằng cách mô hình hệ khung bằng phần mềm Etabs (mô hình không gian)

Hình 6.8 Mô hình khung bể nước mái

Hình 6.9 Sơ đồ truyền tải dầm nắp

6.6.3 Tải do trọng lượng bản thân:

DN1, DN2: g1 = ( hd - hs ) × b × γ × n=( 0.4 - 0.1 ) × 0.2 × 25 × 1.1 = 1.65 kN/m

DN3, DN4: g2 = ( hd - hs )  b    n = ( 0.3 - 0.1 )  0.2  25  1.1 = 1.1 kN / m

6.6.4 Tải do bản nắp truyền vào:

DN2, DN4: Tải phân bố tam giác; DN1, DN3: Tải phân bố hình thang

2 = 13.34𝑘𝑁/𝑚 Bảng 6.7 Bảng tổng hợp tải trọng tác dụng lên dầm nắp (kN/m)

Tải gió vào dầm biên Hình dạng tải Hoạt Tải Gió đẩy Gió hút

Tải do trọng lượng bản thân:

Hình 6.10 Sơ đồ truyền tải dầm đáy

Tải do bản đáy truyền vào:

DD2, DD4: Tải phân bố tam giác; DD1, DD3: Tải phân bố hình thang

Bảng 6.8 Bảng tải trọng các lớp cấu tạo (kN/m)

3 Bản bê tông cốt thép 0.15 25 3.75 1.1 4.13

Bảng 6.9 Bảng tổng hợp tải trọng tác dụng lên dầm nắp (kN/m)

Tải gió vào dầm biên

Tải Gió đẩy Gió hút

Hình 6.11 Mô hình tính toán

Hình 6.12 Tĩnh tải tác dụng lên bể nước (Trọng lượng bản thân dầm)

Hình 6.13 Hoạt tải tác dụng lên bể nước

Hình 6.14 Gió X tác dụng lên bể nước mái

Hình 6.15 Gió XX tác dụng lên bể nước mái

Hình 6.16 Gió Y tác dụng lên bể nước mái

Hình 6.17 Gió YY tác dụng lên bể nước mái

Hình 6.19 Moment uốn DN1 và DD1

Hình 6.23 Lực cắt DN1 và DD1

Tính toán cốt thép dọc và thép đai căn cứ trên TCVN 5574:2018

STT Tên dầm Vị trí M b h h0 aM x As Chọn cốt thép Asc m kN.m mm mm mm cm2 n  n  (cm2) %

6.6.3 Thép đai (Căn cứ vào TCVN 5574:2018)

Các bước tính toán cốt đai cho dầm

B1: Kiểm tra có cần đặt cốt đai không ?

2: Chọn số nhanh đai, đường kính đai, khoảng cách giữa các đai

B5: Kiểm tra ứng suất nén

Lực cắt 𝑄 𝑏 được xác định theo công thức :

Bảng 6.11 Kết quả tính thép đai

Q (KN) Điệu kiện 1 Q≤ b1Rbbh0 c (m) qsw

Hệ dầm trực giao DN3, DN4 và DD3, DD4 (dầm phụ) được gác trực tiếp lên hệ dầm chính DN1,DN2 và DD1,DD2 nên tại chổ này xuất hiện một lực tập trung khá lớn từ dầm phụ truyền vào dầm chính nên phải bố trí cốt treo để tránh sự phá hoại cục bộ

Theo sách Cấu tạo BTCT – Bộ xây dựng, gia cường cốt treo như sau :

2 × 50 × 175 = 2.17 Chọn m = 4 bố trí mỗi bên 2 đai

2 × 50 × 175 = 5.54 Chọn m = 6 bố trí mỗi bên 3 đai

6.6.5 Kiểm tra trạng thái giới hạn

6.6.5.1 Kiểm tra độ võng bản đáy và nứt

6.6.5.2 Độ võng dài hạn bản đáy

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

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

- Với vùng xây dụng công trình có độ ẩm tương đối của môi trường ở mức trên 75% nên hệ số biến dạng tương đối của bê tông:  b red 1, =0.00027

- Hệ số từ biến quy đổi từ bê tông B30:  b cr , =1.6

Chuyển vị toàn phần của sàn được tính như sau:

- f 1 : chuyển vị do tác dụng ngắn hạn của toàn bộ tải trọng

- f 2 : chuyển vị do tác dụng ngắn hạn của tải trọng dài hạn

- f 3 : chuyển vị do tác dụng dài hạn của tải trọng dài hạn

Hình 6.27 Khai báo tổ hợp F1

Hình 6.30 Độ võng dài hạn bản đáy

- Độ võng lớn nhất từ phần mềm SAFE: 𝑓 = 33(𝑚𝑚)(1)

- Theo bảng M.1 phụ lục M của TCVN 5574 – 2018 ta tra được độ võng giới hạn:

- Ta có nhịp sàn tính toán 𝐿 = 7200(𝑚) → [𝑓] = 𝐿

→Từ ( ) 1 và (2) ⇒ 𝑓 = 33(𝑚𝑚) < [𝑓] = 36(𝑚𝑚) (Thoả điều kiện độ võng)

6.6.5.3 Kiểm tra nứt bản đáy bằng phần mềm safe

Tính toán theo sự mở rộng vết nứt theo TCVN 5574:2018

Trong đó: a crc là chiều rộng vết nứt do tác dụng của ngoại lực

, crc u a là chiều rộng vết nứt giới hạn cho phép, lấy theo bảng 17-TCVN 5574-2018

Chiều rộng vết nứt dài hạn a crc 0.3 ( ) mm

Chiều rộng vết nứt ngắn hạn a crc =a crc ,1+a crc ,2−a crc ,30.4( mm )

,1 a crc là chiều rộng vết nứt do tác dụng dài hạn của tải trọng thường xuyên và tạm thời dài hạn (Do Moment: TTTC + HTDH)

,2 a crc là chiều rộng vết nứt do tác dụng ngắn hạn của tải trọng thường xuyên và tạm thời (Do Moment: TTTC + HTTC )

,3 a crc là chiều rộng vết nứt do tác dụng ngắn hạn của tải trọng thường xuyên và tạm thời dài hạn ( Do Moment: TTTC + HTDH )

Kiểm tra vết nứt dài hạn và ngắn hạn của bản đáy bằng phần mền safe

Khai báo vết nứt dài hạn và ngắn hạn

Hình 6.31 Khai báo tổ hợp arc1

Hình 6.34 Khai báo nứt ngắn hạn

Hình 6.35 Vết nứt ngắn hạn của bàn đáy

Vết nứt ngắn hạng lớn nhất là :acrc = 0.1 (mm) < [a]=0.4mm (theo TCVN 5574-2018)

Hình 6.36 Vết nứt ngắn hạn của bàn đáy

Vết nứt dài hạng lớn nhất là :acrc = 0.04 (mm) < [a]=0.3mm (theo TCVN 5574-2018)

6.6.6 Kiểm tra vết nứt bể nước bằng phương pháp tính tay

Bảng 6.12 Thông số đầu vào để tính võng cho bản thành

Tiết diện Thép Mô men Đặc trưng vật liệu b (m) h (m) As

Bảng 6.13 Thông số đầu vào để tính võng cho bản đáy

Tiết diện Thép Mô men Đặc trưng vật liệu b (m) h (m) As

(MPa) Nhịp 1 0.12 3.93 4.6 3.92 22 1.15 32.5 × 10 3 20 × 10 4 Gối 1 0.12 7.85 -10.8 -9.56 22 1.15 32.5 × 10 3 20 × 10 4 Đối với các vật liệu có tính từ biến cần phải kể đến sự tăng độ võng theo thời gian Bê tông là vật liệu dở bị nứt ở vùng chịu kéo khi có tải trọng tác dụng

Theo mục 8.2.2.1.1, TCVN 5574:2018 ta có điều kiện hình thành vết nứt:

M là momen uốn do ngoại lực đối với trục vuông góc với mặt phẳng tác dụng:

Mcrc là momen uốn do tiết diện thẳng góc của cấu kiện khi hình thành vết nứt, được xác định theo công thức 158, TCVN 5574-2018

R là cường độ chịu kéo dọc trục của bê tông tra bảng 6 TCVN 5574:2018 pl red

W =W là moment chống uốn của tiết diện đối với thớ chịu kéo ngoài cùng có xét đến biến dạng không đàn hồi của bê tông cùng chịu kéo

Hình chữ nhật  =1.3 red ; red red b s t

= E là hệ số quy đổi diện tích cốt thép ra diện tích bê tông tương đương VớiE E s , b lần lượt là module đàn hồi của cốt thép và bê tông

A =bh+Alà diện tích quy đổi (gồm phần bê tông và cốt thép quy về bê tông

S =bh +A aà Moment tĩnh của tiết diện quy đổi đối với trục qua mép ngoài vùng chịu kéo

I = +bh −y  Moment quán tính của bê tông đối với trục quy đổi

I =A h −y Moment quán tính của cốt thép đối với trục quy đổi

Bảng 6.14 Tính nứt cho bản đáy

M tc h o A s A red S t,red y t I red W pl

2 mm 2 mm 3 m m mm 4 mm 3 kN m

Bảng 6.15 Tính nứt cho bản thành

M tc h o A s A red S t,red y t I red W pl

M cr c Kết luân kNm/ m mm m m 2 mm 2 mm 3 m m mm 4 mm 3 kN m

6.6.7 Tính toán bề rộng vết nứt

Tính toán theo sự mở rộng vết nứt theo TCVN 5574:2018

Trong đó: a crc là chiều rộng vết nứt do tác dụng của ngoại lực

, crc u a là chiều rộng vết nứt giới hạn cho phép, lấy theo bảng 17-TCVN 5574-2018

Chiều rộng vết nứt dài hạn a crc 0.3 ( ) mm

Chiều rộng vết nứt ngắn hạn a crc =a crc ,1+a crc ,2−a crc ,30.4( mm )

,1 a crc là chiều rộng vết nứt do tác dụng dài hạn của tải trọng thường xuyên và tạm thời dài hạn (Do Moment: TTTC + HTDH)

,2 a crc là chiều rộng vết nứt do tác dụng ngắn hạn của tải trọng thường xuyên và tạm thời (Do Moment: TTTC + HTTC )

,3 a crc là chiều rộng vết nứt do tác dụng ngắn hạn của tải trọng thường xuyên và tạm thời dài hạn ( Do Moment: TTTC + HTDH )

  là ứng suất trong cốt thép dọc chịu kéo tại tiết diện thẳng góc có vết nứt do ngoại lực tương ứng

 = E là hệ số quy đổi cốt thép về bê tông

= là mô đun biến dạng quy đổi của bê tông chịu nén, kể đến biến dạng không đàn hồi của bê tông chịu nén

=  A là khoảng cách cơ sở giữa các vết nứt thẳng góc kề nhau

Với yêu cầu max(10 ;100d s mm)L s min(40d s : 400mm)

= −   là hệ số kể đến sự phân bố không đều biến dạng tương đối của cốt thép giữa các vết nứt

+  1 là hệ số kể đến thời hạn tác dụng của tải trọng  1 =1( ngắn hạn) và  1 =1.4( dài hạn)

+  2 là hệ số kể đến loại hình dạng bề mặt của cốt thép dọc  2 =0.5( cốt thép có gân ) và

+  3 là hệ số kể đến đặc điểm chịu lực  3 =1( cấu kiện chịu uốn, nén lệch tâm) và

Bảng 6.16 Bề rộng vết nứt bản đáy

M tp M dh y s,1 s s a crc 1 y s, 2 s s a crc 2 y s,3 s s a crc 3 a crc (n h) a crc (d h) kNm

/m kNm /m kN/ m 2 mm kN/ m 2 mm kN/ m 2 mm mm mm

Chiều rộng vết nứt dài hạn 𝑎 𝑐𝑟𝑐 = 0.029 ≤ 0.3(𝑚𝑚)

Chiều rộng vết nứt ngắn hạn 𝑎 𝑐𝑟𝑐 = 𝑎 𝑐𝑟𝑐,1 + 𝑎 𝑐𝑟𝑐,2 − 𝑎 𝑐𝑟𝑐,3 = 0.011 ≤ 0.4(𝑚𝑚)

Thõa bề rộng vết nứt

6.6.8 Tính toán độ võng bản thành và bản đáy

Tính toán độ võng của cấu kiện bê tông cốt thép được tiến hành theo điều kiện (177) mục 8.2.3.2.1 trang 106 TCVN 5574:2018: f  f u

Trong đó: f là độ võng của cấu kiện bê tông cốt thép dưới tác dụng của ngoại lực fu là độ võng giới hạn cho phép của cấu kiện bê tông cốt thép Độ võng tại giữa nhịp cấu kiện được xác định theo công thức 179 mục 8.2.3.2.2 TCVN 5574:2018 như sau :

+ (1/ )r sub L , và (1/ )r sub r , là độ cong của cấu kiện lần lượt ở gối trái và gối phải

+ (1/ )r i L , và (1/ )r i r , là độ cong của cấu kiện tại các tiết diện đối xứng với nhau i và i’ (i=i’) ở phía trái và phía phải của trục đối xứng ( giữa nhịp )

+ (1/ )r c là độ cong của cấu kiện tại giữa nhịp

+ n là số chắn các đoạn bằng nhau được chia từ nhịp, lấy không nhở hơn 6

L là nhịp của cấu kiện Độ cong toàn phần của cấu kiện chịu uốn, chịu nén lệch tâm và chịu kéo lệch tâm được xác định theo công thức 186 mục 8.2.3.3.2 TCVN 5574-2018.

+ Đối với các cấu kiện không có vết nứt trong vùng chịu kéo:

  là độ công do tác dụng ngắn hạn của tải trọng tạm thời ngắn hạn ( HTNH)

  là độ cong do tác dụng dài hạn của tải trọng thường xuyên và tạm thời dài hạn (

+ Đối với các cấu kiện có vết nứt trong vùng chịu kéo:

  là độ công do tác dụng ngắn hạn của toàn bộ tải trọng mà dùng để tính toán biếng dạng (TTC + HTTC)

  là độ cong do tác dụng dài hạn của tải trọng thường xuyên và tạm thời dài hạn ( TTTC + HTDH)

Kiểm tra độ võng bản thành

Do không xuất hiện vết nứt nên việc tính toán độ võng như sau:

Bảng 6.17 Tính giá trị độ cong

Tính toán độ võng giữa nhịp tính theo công thức:

Giá trị s được xác định theo mục 8.2.3.2.4 trang 107 theo TCVN 5574:2018

Ta có nhịp sàn tính toán 𝐿 = 2(𝑚) → [𝑓] = 𝐿

⇒ 𝑓 = 0.635(𝑚𝑚) < [𝑓] = 13.3(𝑚𝑚) (Thoả điều kiện độ võng)

Kiểm tra độ võng bản đáy

Bản đáy xuất hiện vết nứt ta tính toán như sau: Độ cong toàn phần:

Tính toán độ võng giữa nhịp tính theo công thức:

Giá trị s được xác định theo mục 8.2.3.2.4 trang 107 theo TCVN 5574:2018

Ta có nhịp sàn tính toán 𝐿 = 2(𝑚) → [𝑓] = 𝐿

⇒ 𝑓 = 17(𝑚𝑚) < [𝑓] = 24(𝑚𝑚) (Thoả điều kiện độ võng)

6.6.9 Dánh giá và so sánh kết quả

Bảng 6.18 Bảng so sánh vết nứt theo hai phương pháp

Nội dung so sánh Tính tay

Tính SAFE (mm) Độ lệch

Chiều rộng vết nứt ngắn hạn ( 𝑎 𝑐𝑟𝑐 ) 0.084 0.1 16

Chiều rộng vết nứt dài hạn ( 𝑎 𝑐𝑟𝑐 ) 0.029 0.04 27.5 Độ võng dài hạn bản đáy f 17 32 45

* So sánh và đánh giá kết quả:

- Ta thấy hầu hết các giá trị bằng phần mềm SAFE lớn hơn phương pháp tính tay Nguyên nhân của sự khác biệt này:

+ Phần mềm SAFE là áp dụng phương pháp phần tử hữu hạn, trong quá trình mô hình sàn ta có vẽ thêm dầm và cột, dầm và sàn cùng làm việc với nhau dẫn tới khi chịu tải trọng thì cả hai cùng bị võng chung

- Kết quả nội lực của hai phương pháp khác nhau cũng là do: Khi tính toán bằng tay ta xem sàn là các ô bản đơn và làm việc độc lập với nhau, còn tính bằng phần mềm SAFE thì các ô sàn cùng làm việc đồng thời với nhau

Vì vậy trong quá trình tính toán thực hiện ta có thể sử dụng phương pháp phần mềm để cho ra kết quả nhanh nhất

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH

Lưu đồ nội dung của phần tính toán – thiết kế sàn tầng điển hình

Hình 7.1 Lưu đồ nội dung tính toán-thiết kế sàn tầng điển hình

Mô hình sàn trong phần mềm SAFE

Sử dụng phần mềm ETABS xuất sang SAFE để mô hình và phân tích kết quả của sàn

Hình 7.2 Mặt bằng mô hình sàn trong SAFE

Phân tích mô hình sàn

7.3.1 Chia dãy Strip cho sàn Đối với việc tính toán thiết kế sàn, để chính xác hơn về kết quả nội lực xuất ra ta nên chia theo các biểu màu nội lực M1-1 và M2-2 như hình 5.3 và 5.4 Để đơn giản sinh viên lựa chọn vẽ strip:

-Theo phương X: Vẽ strip có bề rộng 1m, rải kín toàn bộ mặt bằng của sàn ( vì mặt bằng cột vách bố trí không tuần tự và không đồng trục)

- Theo phương Y: Vẽ strip có bề rộng 1/2L ở nhịp và 1/4L ở gối

Vì tính chất đối xứng của mặt bằng sinh viên chỉ vẽ strip trong phạm vi 1/4 diện tích toàn bộ mặt bằng

Hình 7.3 Chia strip theo phương X ( Layer A)

Hình 7.4 Chia strip thep phương Y ( Layer B)

7.3.2 Kết quả nội lực sàn

Hình 7.5 Biểu đồ nội lực dải trip theo phương X( Layer A)

Hình 7.6 Biểu đồ nội lực dải trip theo phương Y( Layer B)

7.3.3 Độ võng ngắn hạn toàn phần của sàn

Hình 7.7 Biểu đồ màu độ võng ngắn hạn toàn phần của sàn

Ta có: độ võng toàn phần lớn nhất 𝑓 𝑚𝑎𝑥 = 7.7( 𝑚𝑚) (1)

Theo phụ lục M, TCVN 5574:2018, độ võng giới hạn của bản sàn có nhịp L (m)

→Từ ( ) 1 và (2) ⇒ 𝑓 = 7.7(𝑚𝑚) < [𝑓] = 40(𝑚𝑚) (Thoả điều kiện độ võng)

7.3.4 Tính toán cốt thép sàn

Lưu đồ tính toán cốt thép sàn (cấu kiện chịu uốn) theo TCVN 5574:2018 :

Hình 7.8 Lưu đồ tính toán cốt thép sàn theo TCVN 5574:2018

Bảng 7.1 Tính toán cốt thép theo layer A

Tên strip Vị trí bề rộng strip M strip M strip/1m a h h0 αm x As d @ Asc m% S1

Tên strip Vị trí bề rộng strip M strip M strip/1m a h h0 αm x As d @ Asc m%

Bảng 7.2 Tính toán cốt thép theo layer B

Tên strip Vị trí bề rộng strip M strip M strip/1m a h h0 αm  As d @ Asc  S1

Tên strip Vị trí bề rộng strip M strip M strip/1m a h h0 αm  As d @ Asc 

Kiểm tra trạng thái giới hạn II

7.4.1 Kiểm tra độ võng và nứt sàn

Chuyển vị toàn phần của sàn được tính như sau:

Trong đó: f 1: chuyển vị do tác dụng ngắn hạn của toàn bộ tải trọng f 2: chuyển vị do tác dụng ngắn hạn của tải trọng dài hạn f 3: chuyển vị do tác dụng dài hạn của tải trọng dài hạn

Chiều rộng vết nứt ngắn hạn được tính như sau a crc =a crc ,1+a crc ,2−a crc ,3 0.4( mm )

,1 a crc là chiều rộng vết nứt do tác dụng dài hạn của tải trọng thường xuyên và tạm thời dài hạn

,2 a crc là chiều rộng vết nứt do tác dụng ngắn hạn của tải trọng thường xuyên và tạm thời

,3 a crc là chiều rộng vết nứt do tác dụng ngắn hạn của tải trọng thường xuyên và tạm thời dài hạn

Để tính toán độ võng dài hạn do tải trọng, sinh viên đã sử dụng tiêu chuẩn thiết kế EUROCODE 2:2004 do phần mềm SAFE không đáp ứng tiêu chuẩn thiết kế TCVN 5574:2018.

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

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

- Với vùng xây dụng công trình có độ ẩm tương đối của môi trường ở mức trên 75% nên hệ số biến dạng tương đối của bê tông:  b red 1, =0.00027

- Hệ số từ biến quy đổi từ bê tông B30:  b cr , =1.6

7.4.1.3 Kết quả độ võng sàn

Hình 7.12 Độ võng dài hạn

- Độ võng lớn nhất từ phần mềm SAFE: 𝑓 = 15.14(𝑚𝑚)(1)

- Theo bảng M.1 phụ lục M của TCVN 5574 – 2018 ta tra được độ võng giới hạn:

→Từ ( ) 1 và (2) ⇒ 𝑓 = 15.14(𝑚𝑚) < [𝑓] = 30(𝑚𝑚) (Thoả điều kiện độ võng)

7.4.1.4 Kiểm tra nứt công trình

Hình 7.13 Vết nứt ngắn hạn

Vết nứt ngắn hạng lớn nhất là :acrc = 0.2 (mm) < [a]=0.4mm (theo TCVN 5574-2018)

Hình 7.14 Vết dài ngắn hạn

Vết nứt dài hạng lớn nhất là :acrc = 0.1 (mm) < [a]=0.3mm (theo TCVN 5574-2018)

THIẾT KẾ KHUNG CÔNG TRÌNH

Lựa chọn khung công trình

Sinh viên được chỉ định tính khung trục 2

Theo trục 2: tính dầm B52, B1, B28 dầm B61, B76 thiết kế tương tự dầm B1, B52

Hình 8.1 Mặt bằng bố trí tên dầm, cột, vách

Tính toán thiết kế dầm

8.2.1 Lý thuyết tính toán cốt thép dọc

Quy trình tính toán thiết kế thép dọc cho dầm

Bước 1 : Xác định tổ hợp nội lực nguy hiểm nhất để tính toán cốt thép cho dầm.Đối với tính toán cốt thép dọc cho dầm tồ hợp nội lực nguy hiểm nhất là tổ hợp bao.Chọn 3 tiết diện để tính toán cốt thép là gối trái, nhịp, gối phải

Bước 2 : Giả thiết khoảng cách a từ mép bê tông đến trọng tâm nhóm cốt thép chịu kéo.Tính toán chiều cao làm việc h0 của tiết diện: 0 20

2 2 h = − = −h a h c+= −h  + : c Là chiều dày lớp bê tông bảo vệ.Theo TCVN 5574:2018 thì c mm

Bước 3:Tính toán kích thước tiết diện chữ T

- Độ vươn của cánh S c được xác định như sau:

+S c 3h ' f khi 0.05hh ' f 0.1h.Và bỏ qua S c khi h ' f 0.05h

- Độ vươn của cánh S c phải thỏa điều kiện:

Bước 4 : Xác định loại tiết diện dầm tính toán: Tiết diện hình chữ nhật hoặc tiết diện chữ T

- Khi dầm chịu momen âm (gối dầm), phần cánh chữ T chịu kéo vì vậy bỏ qua sự làm việc của cánh.Tính toán với tiết diện chữ nhật nhỏ có kích thước b h

- Khi dầm chịu momen dương (nhịp dầm), phần cánh chữ T chịu nén vì vậy kể đến sự làm việc của cánh.Tính toán với tiết diện chữ T.Đối với bài toán tiết diện chữ T có hai trường hợp tính:

Trục trung hòa qua cánh.Tính toán với tiết diện chữ nhật lớn có kích thước b ' f h

Trục trung hòa qua sườn.Tính toán với tiết diện chữ T

Bước 5: Tính toán cốt thép cho dầm

* Đối với tiết diện hình chữ nhật:

- Tính hệ số chiều cao tương đối vùng nén của bê tông: = −1 1 2−  m  R

Theo tiêu chuẩn TCVN 5574:2018 giá trị  R được xác định theo công thức:

-  s el , :Biến dạng tương đối của cốt thép chịu nén khi ứng suất bằng R s Giá trị  s el , =R s /E s

-  b 2 : Biến dạng tương đối của bê tông chịu nén.Đối với bê tông có cấp độ bền từ B60 trở xuống thì  b 2 =0.0035

- Tính diện tích cốt thép chịu kéo: s b b 0 s

-  b :Hệ số điều kiện làm việc của bê tông.Đối với dầm lấy giá trị  b =0.9

- R b :Cường độ chịu nén của bê tông

- R s :Cường độ chịu kéo của cốt thép

- Chọn đường kính và số lượng cốt thép dọc sao cho:A sc  A st

- Kiểm tra lại khoảng cách a giả thiết ban đầu sao cho:aa gt và kiểm tra hàm lượng cốt thép bố trí cho dầm: min max

- Kiểm tra khả năng chịu lực của dầm:M M gh =  m     b R b b h 0 2

* Đối với tiết diện chữ T:

- Tính hệ số chiều cao tương đối vùng nén của bê tông: = − −1 1 2 m  R

Theo tiêu chuẩn TCVN 5574:2018 giá trị  R được xác định theo công thức:

-  s el , :Biến dạng tương đối của cốt thép chịu nén khi ứng suất bằng R s Giá trị  s el , =R s /E s

-  b 2 : Biến dạng tương đối của bê tông chịu nén.Đối với bê tông có cấp độ bền từ B60 trở xuống thì  b 2 =0.0035

- Tính diện tích cốt thép chịu kéo: s b b 0 ( ' f ) ' f s

-  b :Hệ số điều kiện làm việc của bê tông.Đối với dầm lấy giá trị  b =0.9

- R b :Cường độ chịu nén của bê tông

- R s :Cường độ chịu kéo của cốt thép

- Chọn đường kính và số lượng cốt thép dọc sao cho:A sc  A st

- Kiểm tra lại khoảng cách a giả thiết ban đầu sao cho:aa gt và kiểm tra hàm lượng cốt thép bố trí cho dầm: min max

- Kiểm tra khả năng chịu lực của dầm: M  M gh =   m b R bh b 0 2 +  b R b b ( ' f − b h ) ( ' f h 0 − 0.5 h ' f )

8.2.2 Tính toán chi tiết thép dọc tầng điển hình cho dầm B24

8.2.2.1 Nội lực tính toán cho dầm B24

Sinh viên lựa chọn dầm có biểu hiện sự ảnh hưởng của tải ngang nhiều nhất để tính toán chi tiết

Hình 8.2 Biểu đồ bao moment của dầm B24 tầng điển hình của COMBBAO

Tính cốt thép dọc cho dầm B24 tầng 17 có kích thước 𝑏 ×ℎ= 300 × 600

Giá trị momen tại các tiết diện nhịp, gối trái, gối phải gồm 4 giá trị tính toán,

- Momen nhịp:𝑀 𝑛 = 129.4 (𝑘𝑁 𝑚) (Xác định từ tổ hợp COMB BAO MIN)

- Momen gối: 𝑀 𝑔 = 231.34(𝑘𝑁 𝑚) (Xác định từ tổ hợp COMB BAO MAX)

8.2.2.2 Tính toán cốt thép tiết diện tại gối trái của cho dầm B24

* Thông số vật liệu tính toán:

- Dầm sử dụng bê tông cấp độ bền B30:R b MPa

- Hệ số điều kiện làm việc của bê tông  b =1

- Dầm sử dụng cốt thép CB-300V:R s &0MPa và modul đàn hồi E s 0000MPa Giả thiết khoảng cách 𝑎 𝑔𝑡 = 60𝑚𝑚

Chiều cao làm việc của tiết diện:ℎ 0 =ℎ− 𝑎 𝑔𝑡 = 600 − 60 = 540𝑚𝑚

* Tính hệ số chiều cao tương đối vùng nén của bê tông:

* Giá trị  R được xác định theo công thức:

* Tính diện tích cốt thép chịu kéo: 𝐴 𝑠 = 𝜉×𝛾 𝑏 ×𝑅 𝑏 ×𝑏×ℎ 0

* Chọn đường kính và số lượng cốt thép dọc sao cho:2𝜙20 + 2𝜙20(𝐴 𝑠𝑐 = 1257𝑚𝑚 2 )

* Kiểm tra hàm lượng cốt thép bố trí cho dầm:

* Kiểm tra khả năng chịu lực của dầm:

𝐴 𝑠𝑡𝑡 = 963.9(𝑚𝑚 2 ) < 𝐴 𝑠𝑐 = 1257(𝑚𝑚 2 )⇒ Tiết diện đủ khả năng chịu lực

Thỏa điều kiện khả năng chịu lực

Các giá trị moment còn lại tính toán tương tự, kết quả xem ở bảng

8.2.3 Lý thuyết tính toán cốt đai cho dầm

Bước 1: Kiểm tra khả năng chống cắt của bê tông theo công thức:

Q Lực cắt lớn nhất trong dầm b :

Q Lực cắt bê tông chịu được (0.5R bh bt 0 Q b 2.5R bh bt 0 )

 b Hệ số kể đến ảnh hưởng của cốt thép dọc, lựa bám dính,…lấy  b 2 =1.5 bt :

R Cường độ chịu cắt của bê tông

, 0: b h Lần lượt là chiều rộng và chiều cao làm việc của tiết diện dầm

C Chiều dài nguy hiểm của hình chiếu tiết diện nghiêng ( h 0  C 2h 0 )

- Khi Q Q b :Không cần tính toán cốt thép đai, chỉ cần đặt cốt đai theo cấu tạo

- Khi Q Q b :Cần tính toán cốt thép đai bố trí cho dầm

Bước 2: Tính toán khoảng cách cốt đai lớn nhất cho phép: s w ,max b R bh bt 0 2

Bước 3: Xác định khoảng cách cốt đai tính toán: s w tt , 4 b 2 b R bh 2 bt 0 2 sw R A sw sw

 b Hệ số kể đến ảnh hưởng của cốt thép dọc, lựa bám dính,…lấy  b 2 =1.5 bt :

R Cường độ chịu cắt của bê tông sw :

 Hệ số an toàn khi tính toán cốt đai.Lấy  sw =0.75 sw :

R Cường độ chịu kéo tính toán của cốt đai sw :

A Diện tích tiết diện cốt thép đai ( A sw = n a sw )

, sw : n a Là số nhánh cốt đai và diện tích tiết diện của một nhánh cốt đai( a sw = 0.785  2 )

Bước 4: Xác định khoảng cách cốt đai theo cấu tạo:s w ct , (0.5 ,300h 0 mm )

Bước 5 : Xác định khoảng cách cốt đai thiết kế:s w tk , =min( s w ,max,s w tt , ,s w ct , )

Bước 6: Kiểm tra khả năng chịu cắt của dầm khi có cốt đai Điều kiện kiểm tra:Q Q b +Q sw

SVTH: Huỳnh Hữu Nguyên Trang 116 b :

Q Là lực cắt do bê tông chịu Giá trị:

= và (0.5R bh bt 0 Q b 2.5R bh bt 0 ) sw :

Q Là lực cắt do cốt đai chịu Giá trị:

, sw sw sw sw sw sw w tk

Bước 7: Bố trí cốt đai cho dầm Đoạn dầm gần vùng gối tựa (L/4) bố trí cốt đai với khoảng cách s w tk , , phần còn lại trong đoạn giữa dầm bố trí cốt đai với khoảng cách s w ct ,

8.2.3.1 Tính toán chi tiết cốt đai cho dầm B24

8.2.3.2 Nội lực tính toán cho dầm B24

Hình 8.3 Biểu đồ bao lực cắt của dầm B24của COMBOBAO

Lực cắt để tính toán cốt đai được lấy từ tổ hợp COMB BAO MAX và COMB BAO MIN.Tại tiết diện hai đầu dầm sẽ có giá trị lực cắt lớn nhất, dùng giá trị lực cắt lớn nhất là 𝑄 173.94(𝑘𝑁) để tính toán cốt đai cho dầm

8.2.3.3 Tính toán cốt đai cho dầmB24

- Chọn cốt đai bố trí trong dầm là đai 2 nhánh.Đường kính đai  =8mm

- Diện tích tiết diện ngang của cốt đai: A sw =  n a sw =  2 0.785 8  = 2 100.5 ( mm 2 )

- Chiều cao làm việc của tiết diện :ℎ 0 = ℎ− 𝑎 = 600 − 40 = 560(𝑚𝑚)

Ta thấy:𝑄 = 173.94(𝑘𝑁) > 𝑄 𝑏 = 144.9(𝑘𝑁) ⇒Cần tính toán cốt đai cho dầm

Bước 2: Tính toán khoảng cách cốt đai lớn nhất cho phép:

Bước 3: Xác định khoảng cách cốt đai tính toán:

 Hệ số an toàn khi tính toán cốt đai.Lấy  sw =0.75

Bước 4: Xác định khoảng cách cốt đai theo cấu tạo:

Bước 5 : Xác định khoảng cách cốt đai thiết kế:

- Đoạn vùng gần gối tựa bố trí bước cốt đai: s w tk , 0mm

- Vùng giữa dầm (vùng còn lại) bố trí bước cốt đai: s w tk , %0mm

Bước 6: Kiểm tra khả năng chịu cắt của dầm khi có cốt đai: Q Q b +Q sw

- Lực cắt lớn nhất bê tông chịu được:𝑄 𝑏 = 144.9(𝑘𝑁)

- Lực cắt do cốt đai chịu:

- Kiểm tra điều kiện chịu cắt khi có đai:

Hệ dầm phụ được gác trực tiếp lên hệ dầm chính nên tại chổ này xuất hiện một lực tập trung khá lớn từ dầm phụ truyền vào dầm chính nên phải bố trí cốt treo để tránh sự phá hoại cục bộ

Lực cắt được xác định bằng giá trị bước nhảy của biểu lực cắt

Hình 8.4 Biểu đồ bước nhảy lớn nhất của dầm

Giá trị lực tập trung do dầm phụ truyền lên dầm chính:

𝐹 = 110.26(𝑘𝑁) Cốt treo được tính toán theo điều kiện

F : lực tập trung do dầm phụ truyền lên dầm chính

F sw u : lực giới hạn cốt thép ngang khi chịu chọc thủng

F = q  h −a  dp , dc h h : lần lượt là chiều cao dầm phụ và dầm chính

Sử dụng cốt treo đạng đai6, số nhánh n = 2 (A sw Wmm 2 )

Bước cốt đai tính toán:

→ Chọn bước cốt đai thiết kế s w mm

Bảng 8.1 Kết quả tính toán thép dầm z Tầng Tờn dầm Vị trớ M b h h0 aM x As Chọn cốt thộp Asc à kN.m mm mm mm cm2 n ứ n ứ (cm2) %

SVTH: Huỳnh Hữu Nguyên Trang 120 z Tầng Tờn dầm Vị trớ M b h h0 aM x As Chọn cốt thộp Asc à kN.m mm mm mm cm2 n ứ n ứ (cm2) %

Bảng 8.2 Kết quả tính toán cốt đai dầm theo phương X

STT Tầng Tên dầm Vị trí b h h0 Lựt cắt Q

Chọn số nhánh đai Đường kính đai

(mm) (mm) (mm) (kN) (kN) (kN)

Tính toán thiết kế cột

8.3.1 Lý thuyết tính toán cốt thép dọc

Sinh viên áp dụng phương pháp “Tiết diện chữ nhật nén lệch tâm xiên” của tác giả GS Nguyễn Đình Cống (trình bày tại chương 5 – sách “Tính toán tiết diện cột bê tông cốt thép”, nhà xuất bản Xây Dựng) và những yêu cầu tính toán quy định trong TCVN

Quy trình tính toán như sau:

Bước 1 : Xác định độ lệch tâm của cấu kiện Độ lệch tâm tĩnh học: 1 x M x ; 1 y M y e e

= Độ lệch tâm ngẫu nhiên ea ( mục 8.1.2.2 TCVN 5574-2018): max , ,10

  Độ lệch tâm ban đầu e0 được xác định:

+ Kết cấu tĩnh định: e 0 x =e 1 x +e ax ; e 0 y =e 1 y +e ay

+ Kết cấu siêu tĩnh: e 0 x =max(e 1 x ,e ax ); e 0 y =max(e 1 y ,e ay )

Bước 1 : Xác định hệ số kể đến ảnh hưởng của uốn dọc đến độ lệch tầm lực dọc  Độ mảnh theo 2 phương: ox x x

Theo mục 7.3.2, hệ số  được áp dụng khi độ mảnh của cấu kiện  lớn hơn 14 để tính toán ảnh hưởng của uốn dọc đến khả năng chịu lực Hệ số này nhân với độ lệch tâm eo Khi  nhỏ hơn hoặc bằng 14, hệ số  được mặc định là 1,0.

Theo mục 8.1.2.4 (TCVN 5574:2018), hệ số  được tính toán theo công thức

+ Ncr là lực tới hạn quy ước, được xác định theo công thức

D được xác định theo công thức: D=k E I b b +k E I s s s

+ Eb và Es lần lượt là mô đun đàn hồi của bê tông và cốt thép

I và Is lần lượt là momen quán tính của diện tích tiết diện của bê tông và của toàn bộ cốt thép dọc đối với trọng tâm tiết diện ngang của cấu kiện Điều này thể hiện sự đóng góp tương đối của bê tông và cốt thép vào khả năng chịu tải uốn của cấu kiện.

+ Hệ số ks lấy bằng 0.7

+ Hệ số kb xác định theo công thức 0.15

+  e là giá trị độ lệch tâm tương đối của lực dọc 0.15 e e 0 1.5

+  L là hệ số kể đến ảnh hưởng của thời hạn tác dụng tải trọng:

+ ML là mô men đối với trọng tâm của thép chịu kéo do tác dụng toàn bộ của tải trọng + ML1 là mô men đối với trọng tâm của thép chịu kéo do tác dụng của tải trọng thường xuyên và tạm thời dài hạn

Chiều dài tính toán của cấu kiện Lo được xác định theo mục 8.1.2.4 (TCVN 5574:2018): Xem công trình Chung cư An Dương Vương đổ bê tông toàn khối, liên kết của cột và dầm xem như là liên kết ngàm Khi đó cột được xem là hai đầu ngàm cố định nên giá trị

Lo được lấy bằng 0.7L (L là chiều dài thực)

Bước 3 : Tính toán nội lực gần đúng thep nén lệch tâm phẳng

Theo GS Nguyễn Đình Cống, xét tiết diện cột có cạnh Cx và Cy thì điều kiện áp dụng phương pháp gần đúng bao gồm:

+ Cốt thép được đặt theo chu vi, phân bố đều hoặc mật độ cốt thép trên cạnh b có thể lớn hơn cạnh h

Xét tiết diện chịu uốn dọc hai phương và tính các hệ số x và y thì giá trị

Moment gia tăng theo hai phương lần lượt là:

Tùy vào tương quan giữa giá trị Mx1 và My1 so với kích thước cạnh tương ứng, ta áp dụng một trong hai mô hình tính toán: theo phương x hoặc y Điều kiện được biểu diễn như sau:* Nếu Mx1 > My1 và m > n thì tính toán theo phương x.* Nếu Mx1 < My1 và n > m thì tính toán theo phương y.

Bảng 5 1: Xác định phương làm việc chính của cột

Bước 3 : Tính giá trị moment tương đương M

Theo GS Nguyễn Đình Cống, tính toán cột chịu nén lệch tâm xiên chịu uốn bởi M1 và M2 được đổi thành trường hợp cột chịu nén lệch tâm phẳng và chịu uốn bới Moment tương đương M

Hình 8.5 Sơ đồ làm việc của tiết diện chịu nén lệch tâm Xét trường hợp cốt thép được đặt đối xứng, gọi x1 là chiều cao chịu nén của bê tông, cân bằng lực dọc ta được:

Tác giả GS Nguyễn Đình Cống đề xuất hệ số chuyển đổi mo được xác định như sau:

Bước 3 : Tính toán độ lệch tâm của cấu kiện

Khi Moment 2 phương được chuyển đổi thành Moment tương đương, sinh viên sẽ tiến hành tính toán lại các giá trị độ lệch tâm của tiết diện cấu kiện: Độ lệch tâm tĩnh học e1:

= N Độ lệch tâm ban đầu eo được xác định:

+ Kết cấu tĩnh đinh: eo = e1 + ea

+ Kết cấu siêu tĩnh: eo = max(e1, ea) Độ lệch tâm 0

Bước 3 : Tính toán hệ số uốn dọc  của cấu kiện

Hệ số  phụ thuộc vào độ mảnh của cấu kiện (Lo/hmin), lấy theo TCVN 5574:2018

Hình 8.6 Hệ số  khi có tác dụng dài hạn của tải trọng

Bước 3 : Xác định diện tích cốt thép yêu cầu theo trường hợp nén

 =h  , cột chịu nén lệch tâm rất bé Khi đó diện tích cốt thép

SVTH: Huỳnh Hữu Nguyên Trang 132 yêu cầu cho toàn cột: e b e st sc b

 =h  và x 1  R h 0 , cột bị nén lệc tâm bé Khi đó diện tích cốt thép yêu cầu cho toàn cột:

 = h  và x 1  R h 0 , cột bị nén lệc tâm lớn Khi đó diện tích cốt thép yêu cầu cho toàn cột:

Các kết quả tính toán cốt thép cho cột được thể hiện trong bảng

8.3.2 Kết quả tính toán thép dọc trong cột C-11

Bảng 8.3 Kết quả tính toán cốt thép dọc cho cột C-11

Tầng Tên Tổ hợp P My = M22 Mx = M33 ltt Cx = t2 Cy = t3 a A rq

Cột Tải trọng (kN) (kN.m) (kN.m) (mm) (mm) (mm) (mm) (cm 2 ) (cm 2 ) (%)

Tang14 C11 COMB10 1166.27 25.10 321.96 3300 500 700 40 49.00 18 ỉ 22 68.42 2.15 Tang13 C11 COMB10 1462.29 21.94 261.51 3300 500 700 40 49.00 18 ỉ 22 68.42 2.15 Tang12 C11 COMB10 1766.54 29.08 364.78 3300 600 800 40 54.20 18 ỉ 22 68.42 1.63 Tang11 C11 COMB10 2067.66 27.83 331.79 3300 600 800 40 54.20 18 ỉ 22 68.42 1.63 Tang10 C11 COMB10 2377.07 29.44 338.79 3300 600 800 40 54.20 18 ỉ 22 68.42 1.63 Tang9 C11 COMB10 2697.97 27.81 251.15 3300 600 800 40 54.20 18 ỉ 22 68.42 1.63 Tang8 C11 COMB10 3036.68 31.61 355.81 3300 800 800 40 60.60 18 ỉ 22 68.42 1.27 Tang7 C11 COMB10 3378.86 30.88 318.43 3300 800 800 40 60.60 18 ỉ 22 68.42 1.27 Tang6 C11 COMB11 3730.97 30.75 305.20 3300 800 800 40 60.60 18 ỉ 22 68.42 1.27 Tang5 C11 COMB11 4095.29 31.34 293.14 3300 800 800 40 60.60 18 ỉ 22 68.42 1.27 Tang4 C11 COMB11 4475.62 26.59 237.33 3300 800 800 40 60.60 18 ỉ 22 68.42 1.27 Tang3 C11 COMB11 4885.29 29.35 275.54 3300 900 900 40 67.40 20 ỉ 22 76.03 1.14 Tang2 C11 COMB11 5307.97 33.14 203.11 3300 900 900 40 67.40 20 ỉ 22 76.03 1.14

8.3.3 Lý thuyết tính toán cốt đai chịu cắt cho cột

Sinh viên áp dụng quy trình tính toán cốt ngang chịu cắt của dầm để tính toán cốt ngang cho cột (sinh viên đã trình bày trong mục 7.3) Tuy nhiên, đối với cột ứng suất pháp do lực dọc gây ra là đáng kể nên cần được kể đến trong tính toán Cốt ngang được đặt với bước không lớn hơn 15d và không lớn hơn 500mm để ngăn ngừa cốt thép dọc bị phình ngang với d là đường kính cốt thép dọc chịu kéo Cấu tạo các thanh thép đai trong các cấu kiện chịu nén lệch tâm dạng thanh phải được bố trí sao cho các thanh cốt thép dọc (ít nhất là cách 1 thanh) nằm tại vị trí uốn cốt thép đai, các vị trí uốn này nằm ở khoảng các không lớn hơn 400mm theo chiều rộng mặt bên

8.3.4 Kết quả tính toán cốt đai chịu cắt

Lực cắt dùng để tính toán cốt đai cho cột là giá trị max( V2, V3) lấy từ phần mềm

Sinh viện chọn cột C11 tầng 17 có lực cắt lớn nhất V= 243.93 (kN) để tính

- Chọn cốt đai bố trí trong dầm là đai 2 nhánh.Đường kính đai  mm

- Diện tích tiết diện ngang của cốt đai:A sw = n a sw = 2 0.785 10 2 =157 ( ) mm 2

- Chiều cao làm việc của tiết diện :ℎ 0 = ℎ − 𝑎 = 700 − 40 = 660(𝑚𝑚)

Ta thấy:𝑄 = 243.93(𝑘𝑁) < 𝑄 𝑏 = 251.51(𝑘𝑁) ⇒ Không cần tính toán cốt đai và bố trí cấu tạo 10 200a

Các kết quả tính toán còn lại được thể hiện trong bảng

Bảng 8.4 Kết quả tính toán cốt đai chịu cắt trong cột C-11

STT Tầng Cột a b h h 0 Vmax Q b Ktra knăng chịu cắt BT Bố trí Ktra

(mm) (mm) (mm) (mm) (kN) (kN)

8.3.5 Cấu tạo kháng chấn cho cột

- Theo mục 5.4.3.2.2 của TCVN 9386:2012 quy định:

+ Tổng hàm lượng cốt thép dọc không được nhỏ hơn 1% và không được vượt quá 4% Trong các tiết diện ngang đối xứng cần bố trí cốt thép đối xứng

Các vùng trong khoảng lcr tính từ cả hai mặt cắt đầu mút của cột kháng chấn chính được coi là các vùng tới hạn Đây là vùng có khả năng xuất hiện khớp dẻo cao nhất, và sự phá hoại thường bắt đầu từ đây Do đó, vùng tới hạn cần được bố trí các cấu tạo đặc biệt để đảm bảo độ dẻo và khả năng phân tán lực một cách cần thiết.

+ Chiều dài của vùng tới hạn lcr có thể được tính toán từ biểu thức sau đây: max , , 450 max 900,2700, 450 900( )

+ hc = 900 (mm) là kích thước cạnh tiết diện cột lớn nhất

+ lcl = 2700 (mm) là chiều cao thông thủy của cột

+ Nếu lcl/hc < 3 thì toàn bộ chiều cao của cột được xem như vùng tới hạn

+ Khoảng cách cốt đai không được vượt quá min 0 ;175; 200;8 ct 2 bl

S = b d  + Trong phạm vi các vùng tới hạn của những cột kháng chấn chính, cốt đai kín và cốt đai móc thường có đường kính ít nhất là 6mm, phải được bố trí với một khoảng cách sao cho bảo đảm độ dẻo kết cấu tối thiểu và ngăn ngừa sự mất ổn định cục bộ của các thanh thép dọc Hình dạng đai phải sao cho tăng được khả năng chịu lực của tiết diện ngang do ảnh hưởng của ứng suất 3 chiều do các vòng đai này tạo ra - Theo TCXD 198:1997 cấu tạo cốt đai cột quy định như sau:

+ Đường kính cốt đai không nhỏ hơn 1/4 lần đường kính cốt thép dọc và phải ≥ 8mm (riêng đối với động đất mạnh ≥ 10mm) Cốt đai cột phải bố trí liên tục qua nút khung với mật độ như của vùng nút

+ Trong phạm vi nút khung từ điểm cách mép dưới của dầm một khoảng l1 (l1 ≥ chiều cao tiết diện cột và ≥ 1/6 chiều cao thông thủy của tầng và đồng thời lớn hơn 450mm) phải bố trí cốt đai dày hơn Khoảng cách cốt đai trong vùng này không lớn hơn 6 lần đường kính cốt dọc và cũng không lớn hơn 100mm

+ Tại các vùng còn lại, khoảng cách đai chọn nhỏ hơn hoặc bằng cạnh nhỏ thường là chiều rộng của tiết diện và đồng thời nhỏ hơn 12 lần đường kính cốt thép dọc

Tính toán thiết kế vách phẳng và vách lõi

8.4.1 Tính toán thiết kế vách phẳng

8.4.1.1 Lý thuyết tính toán cốt dọc

Sử dụng phương pháp vùng biên chịu momen để tính toán cho vách đơn

Phương pháp này xem ứng suất phân bố tập trung tại 2 vùng biên đầu vách, cốt thép bố trí tại vùng biên được thiết kế để chịu toàn bộ momen

Lưu đồ quy trình tính toán cốt thép dọc cho vách theo phương pháp vùng biên chịu momen:

8.4.1.2 Lý thuyết tính toán cốt ngang

Tại tiết diện bất kì của vách, phải gia cường thép đai ở hai đầu vách Tính toán cốt ngang trong vách được thực hiện tương tự như dầm

- Cốt thép dọc hàm lượng: 1%  4%

- Bố trí ít nhất một thanh trung gian giữa các thanh thép ở góc dọc theo mỗi cạnh cột

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

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

- Lượng cốt thép tối thiểu vùng giữa là 0.2%

- Cốt thép vùng giữa có đường kính không nhỏ hơn 8mm nhưng không lớn hon 1/8 bề rộng vách

8.4.1.4 Kết quả tính toán vách

Hình 8.14 Mặt bằng vách tính toán

Hình 8.15 Kích thước vách được tính toán

Bảng 8.5 Kết quả tính toán cho vách P1(400x2400)

Biên trái Biên phải Chọn thép vùng biên Bụng Chọn thép vùng bụng

P l A sl P r A sr n f Asc m P giua Asgiua f a Asc m

8.4.2 Tính toán thiết kế vách lõi thang máy

8.4.2.1 Lý thuyết tính toán cốt dọc

Sinh viên sử dụng phương pháp phân bố ứng suất đàn hồi để tính toán cho vách lõi thang Phương pháp này chia vách lõi thành những phần tử nhỏ chịu lực kéo hoặc nén đúng tâm, ứng suất coi như phân bố đều trên mặt cắt ngang của phần tử

Hình 8.16 Lưu đồ tính toán cốt dọc cho vách theo phương pháp phân bố ứng suất đàn hồi

8.4.2.2 Tính toán lõi thang máy CORE-1

Hình 8.17 Phân chia phần tử cho lõi thang 8.4.2.3 Xác định lực dọc Ni tác dụng lên từng phần tử

Bảng 8.6 Bảng tính tọa độ trọng tâm lõi thang

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

Hình 8.18 Xác định trọng tâm của vách lõi Bảng 8.7 Bảng xác định momen quán tính của lõi thang

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

Bảng 8.8 Bảng xác định lực dọc Ni từ phần 1 đến 5

Tầng Trường hợp Vị trí P M2 M3 Phần tử 1 Phần tử 2 Phần tử 3 Phần tử 4 Phần tử 5

Ni Ni Ni Ni Ni

(kN) (kNm) (kNm) kN kN kN kN kN Đỉnh mái Pmax Bottom -618.887 3.7648 2.2745 12.10 19.67 19.68 19.69 19.70 Đỉnh mái M3max Bottom -609.576 90.1893 93.0679 11.99 19.77 20.18 20.59 21.00 Đỉnh mái M3min Bottom -609.713 89.0166 -86.4047 11.99 19.75 20.13 20.51 20.89 Đỉnh mái M2max Bottom -600.403 175.4411 4.3887 11.77 19.13 19.15 19.17 19.19 Đỉnh mái M2min Top -1.5034 -0.1258 3.1894 0.03 0.06 0.08 0.09 0.10

Sàn Kỹ Thuật Pmax Bottom -1793.31 -653.779 -24.6088 35.19 57.21 57.32 57.43 57.54 Sàn Kỹ Thuật M3max Bottom -1603.41 -726.188 938.7021 32.06 55.06 59.19 63.32 67.45 Sàn Kỹ Thuật M3min Bottom -1604.47 -734.317 -982.575 32.11 55.28 59.61 63.93 68.25

Sàn Kỹ Thuật M2max Top -299.688 771.8012 -7.39 6.01 9.73 9.76 9.80 9.83

Sàn Kỹ Thuật M2min Bottom -1677.88 -1244.07 -35.3492 33.06 53.73 53.89 54.04 54.20 Sân Thượng Pmax Bottom -3779.7 -454.445 -61.0572 74.00 120.40 120.67 120.94 121.21 Sân Thượng M3max Bottom -3420.28 -764.557 1913.5 68.19 116.90 125.31 133.73 142.14 Sân Thượng M3min Bottom -3423.99 -781.097 -2025.69 68.33 117.49 126.40 135.31 144.22

Sân Thượng M2min Bottom -3659.53 -1835.68 -116.116 71.95 117.15 117.66 118.17 118.68 Tang17 Pmax Bottom -6940.83 -445.735 -111.57 135.81 221.01 221.50 221.99 222.48 Tang17 M3max Bottom -6247.2 -847.4 3244.981 124.29 212.33 226.60 240.87 255.14 Tang17 M3min Bottom -6253.54 -868.092 -3458.16 124.55 213.43 228.64 243.85 259.06 Tang17 M2max Top -5076.66 2893.67 -66.7351 99.82 162.20 162.49 162.78 163.08 Tang17 M2min Bottom -6713.25 -2267.68 -210.757 131.77 214.63 215.56 216.49 217.41 Tang16 Pmax Bottom -10003.4 -358.432 -167.07 195.68 318.49 319.22 319.96 320.69 Tang16 M3max Bottom -9028.65 -843.906 4651.828 179.52 306.61 327.07 347.53 367.98 Tang16 M3min Bottom -9036.33 -868.16 -4968.16 179.88 308.20 330.05 351.90 373.75

Ni Ni Ni Ni Ni

(kN) (kNm) (kNm) kN kN kN kN kN

Tang16 M2max Top -7630.48 3315.517 -87.1975 149.83 243.49 243.87 244.26 244.64 Tang16 M2min Bottom -9761.24 -2728.13 -279.033 191.48 311.83 313.06 314.29 315.51 Tang15 Pmax Bottom -13024.1 -326.41 -228.236 254.75 414.67 415.68 416.68 417.68 Tang15 M3max Bottom -11806.2 -836.865 6166.601 234.75 401.23 428.35 455.47 482.59 Tang15 M3min Bottom -11816.2 -863.063 -6592.48 235.22 403.35 432.34 461.34 490.33 Tang15 M2max Top -10071.4 3625.491 -113.776 197.61 321.19 321.69 322.19 322.70 Tang15 M2min Bottom -12904.8 -3164.37 -345.725 253.04 412.05 413.57 415.09 416.61 Tang14 Pmax Bottom -16085.2 -3552.25 -413.601 315.32 513.44 515.26 517.08 518.89 Tang14 M3max Bottom -14556.6 -821.778 7705.789 289.47 495.08 528.97 562.86 596.75 Tang14 M3min Bottom -14570.8 -849.349 -8235.39 290.08 497.78 534.00 570.22 606.43 Tang14 M2max Top -12412.7 3877.911 -127.738 243.42 395.67 396.23 396.79 397.36 Tang14 M2min Bottom -16085.2 -3552.25 -413.601 315.32 513.44 515.26 517.08 518.89 Tang13 Pmax Bottom -19264.9 -3884.49 -498.881 377.58 614.86 617.05 619.25 621.44 Tang13 M3max Bottom -17272.5 -796.192 9137.171 343.43 587.38 627.57 667.75 707.93 Tang13 M3min Bottom -17293 -825.274 -9787.41 344.25 590.79 633.83 676.88 719.92 Tang13 M2max Top -14680.6 4088.694 -140.497 287.80 467.80 468.42 469.04 469.65 Tang13 M2min Bottom -19264.9 -3884.49 -498.881 377.58 614.86 617.05 619.25 621.44 Tang12 Pmax Bottom -22434.1 -4159.99 -591.383 439.63 715.97 718.57 721.17 723.77 Tang12 M3max Bottom -19970.1 -764.615 10346.1 396.90 678.16 723.66 769.16 814.66 Tang12 M3min Bottom -19998 -795.935 -11114.8 397.94 682.30 731.19 780.07 828.95 Tang12 M2max Top -16916.6 4237.44 -153.992 331.54 538.91 539.58 540.26 540.94 Tang12 M2min Bottom -22434.1 -4159.99 -591.383 439.63 715.97 718.57 721.17 723.77 Tang11 Pmax Bottom -25580.5 -4383.11 -689.96 501.23 816.36 819.40 822.43 825.47 Tang11 M3max Bottom -22653.2 -744.661 11294.02 449.93 767.38 817.05 866.72 916.38

Ni Ni Ni Ni Ni

Tang11 M3min Bottom -22689.5 -778.841 -12186.2 451.20 772.31 825.90 879.50 933.09 Tang11 M2max Top -19146.1 4396.052 -172.158 375.15 609.83 610.58 611.34 612.10 Tang11 M2min Bottom -25580.5 -4383.11 -689.96 501.23 816.36 819.40 822.43 825.47 Tang10 Pmax Bottom -28684 -4530.61 -787.628 561.97 915.37 918.84 922.30 925.77 Tang10 M3max Bottom -25301.5 -719.614 12087.02 502.18 854.83 907.99 961.15 1014.30 Tang10 M3min Bottom -25347.1 -757.678 -13098 503.71 860.56 918.17 975.77 1033.37 Tang10 M2max Top -21349.6 4537.241 -189.787 418.25 679.91 680.75 681.58 682.42 Tang10 M2min Bottom -28684 -4530.61 -787.628 561.97 915.37 918.84 922.30 925.77 Tang9 Pmax Bottom -31740.4 -4603.79 -884.836 621.78 1012.87 1016.76 1020.65 1024.55 Tang9 M3max Bottom -27908.9 -688.395 12850.6 553.61 940.86 997.38 1053.89 1110.41 Tang9 M3min Bottom -27964.6 -731.569 -13975.6 555.41 947.40 1008.86 1070.32 1131.78 Tang9 M2max Top -23518 4605.677 -205.451 460.66 748.86 749.77 750.67 751.58 Tang9 M2min Bottom -31740.4 -4603.79 -884.836 621.78 1012.87 1016.76 1020.65 1024.55 Tang8 Pmax Bottom -34773.3 -4676.15 -983.534 681.13 1109.63 1113.95 1118.28 1122.60 Tang8 M3max Bottom -30486.3 -652.18 13634.17 604.46 1026.02 1085.98 1145.94 1205.90 Tang8 M3min Bottom -30552.9 -702.63 -14871 606.55 1033.38 1098.78 1164.18 1229.58 Tang8 M2max Top -25653.7 4575.65 -216.333 502.40 816.73 817.68 818.63 819.58 Tang8 M2min Bottom -34773.3 -4676.15 -983.534 681.13 1109.63 1113.95 1118.28 1122.60 Tang7 Pmax Bottom -37932.8 421.536 -714.255 741.89 1207.83 1210.97 1214.11 1217.25 Tang7 M3max Bottom -33034.4 -617.829 14760.44 654.96 1111.70 1176.62 1241.53 1306.44 Tang7 M3min Bottom -33113.1 -678.906 -16101.8 657.35 1119.89 1190.70 1261.51 1332.33 Tang7 M2max Top -27727.8 4425.653 -219.09 542.91 882.58 883.54 884.51 885.47 Tang7 M2min Bottom -37815.3 -4876.75 -1085.51 740.68 1206.72 1211.49 1216.26 1221.04 Tang6 Pmax Bottom -41088.9 935.8167 -754.981 803.69 1308.35 1311.67 1314.99 1318.31

Ni Ni Ni Ni Ni

The provided data presents a range of maximum and minimum values for various parameters related to Tang6, Tang5, Tang4, Tang3, and Tang2 These parameters include Pmax, M3max, M3min, M2max, and M2min The values are recorded across different depths, indicated as Bottom or Top The parameters are measured in units that vary depending on the specific parameter, such as meters, degrees, and milliseconds The data can be used for various purposes, such as understanding the behavior of these parameters in different conditions, comparing values across different entities, and making informed decisions based on the extracted insights.

Ni Ni Ni Ni Ni

Tang1 Pmax Bottom -57447.7 -13128 -1778.76 1126.41 1835.10 1842.93 1850.75 1858.57 Tang1 M3max Bottom -47572.8 -923.282 37291.26 953.23 1668.77 1832.77 1996.77 2160.77 Tang1 M3min Bottom -47755.2 -1135.17 -38753.1 957.75 1680.80 1851.23 2021.66 2192.09 Tang1 M2max Top -37880.2 11069.53 316.908 742.67 1206.99 1208.39 1209.78 1211.17 Tang1 M2min Bottom -57447.7 -13128 -1778.76 1126.41 1835.10 1842.93 1850.75 1858.57 Ham2 Pmax Bottom -58918.9 815.3186 -313.932 1151.86 1872.72 1874.10 1875.48 1876.86 Ham2 M3max Bottom -48502.6 651.1266 32395 968.29 1677.53 1820.00 1962.47 2104.94 Ham2 M3min Bottom -48667.9 430.521 -33231.9 972.00 1686.27 1832.42 1978.57 2124.72 Ham2 M2max Top -39560.5 13219.28 503.3433 776.05 1261.65 1263.87 1266.08 1268.29 Ham2 M2min Bottom -57610 -12137.6 -1340.21 1129.12 1838.17 1844.06 1849.96 1855.85 Ham1 Pmax Bottom -60531.8 2531.874 -71.5307 1183.57 1923.33 1923.64 1923.96 1924.27 Ham1 M3max Bottom -50463.3 435.3444 20198.39 998.95 1688.18 1777.01 1865.83 1954.66 Ham1 M3min Bottom -50596.6 351.5664 -20656.2 1001.83 1694.33 1785.17 1876.01 1966.86 Ham1 M2max Top -43291.4 5119.593 410.8425 847.34 1377.84 1379.64 1381.45 1383.26 Ham1 M2min Bottom -57768.5 -4332.68 -868.678 1130.41 1839.36 1843.18 1847.00 1850.82 Các kết quả còn lại xem ở mục PHỤ LỤC 1

Bảng 8.9 Kết quả tính toán cốt thép cho phần tử 1

Tầng Tên Pier Trường hợp

Ni Phần tử chịu As tính m Kiểm tra Chọn thép A s chọn  chọn

(kN) (cm 2 ) % số cõy ỉ (cm 2 ) Đỉnh mái CORE1 Pmax 12.10 NÉN -49.26 -4.1% CẤU TẠO 8 16 16.0768 1.3% Đỉnh mái CORE1 M3max 11.99 NÉN -49.69 -4.1% CẤU TẠO 8 16 16.0768 1.3% Đỉnh mái CORE1 M3min 11.99 KÉO 0.39 0.0% OK 8 16 16.0768 1.3% Đỉnh mái CORE1 M2max 11.77 NÉN -49.69 -4.1% CẤU TẠO 8 16 16.0768 1.3% Đỉnh mái CORE1 M2min 0.03 KÉO 0.29 0.0% OK 8 16 16.0768 1.3%

Sàn Kỹ Thuật CORE1 Pmax 35.19 KÉO 0.39 0.0% OK 8 16 16.0768 1.3%

Sàn Kỹ Thuật CORE1 M3max 32.06 NÉN -44.88 -3.7% CẤU TẠO 8 16 16.0768 1.3% Sàn Kỹ Thuật CORE1 M3min 32.11 NÉN -44.88 -3.7% CẤU TẠO 8 16 16.0768 1.3% Sàn Kỹ Thuật CORE1 M2max 6.01 NÉN -45.85 -3.8% CẤU TẠO 8 16 16.0768 1.3% Sàn Kỹ Thuật CORE1 M2min 33.06 NÉN -45.85 -3.8% CẤU TẠO 8 16 16.0768 1.3%

Sân Thượng CORE1 Pmax 74.00 NÉN -45.85 -3.8% CẤU TẠO 8 16 16.0768 1.3%

Sân Thượng CORE1 M3max 68.19 NÉN -44.88 -3.7% CẤU TẠO 8 16 16.0768 1.3%

Sân Thượng CORE1 M3min 68.33 NÉN -46.46 -3.9% CẤU TẠO 8 16 16.0768 1.3%

Sân Thượng CORE1 M2max 1.44 NÉN -44.21 -3.7% CẤU TẠO 8 16 16.0768 1.3%

Sân Thượng CORE1 M2min 71.95 NÉN -44.85 -3.7% CẤU TẠO 8 16 16.0768 1.3%

(kN) (cm 2 ) % số cõy ỉ (cm 2 )

Tang17 CORE1 Pmax 135.81 NÉN -45.83 -3.8% CẤU TẠO 8 16 16.0768 1.3%

Tang17 CORE1 M3max 124.29 KÉO 3.54 0.3% OK 8 16 16.0768 1.3%

Tang17 CORE1 M3min 124.55 KÉO 2.01 0.2% OK 8 16 16.0768 1.3%

Tang17 CORE1 M2max 99.82 NÉN -45.26 -3.8% CẤU TẠO 8 16 16.0768 1.3%

Tang17 CORE1 M2min 131.77 NÉN -43.04 -3.6% CẤU TẠO 8 16 16.0768 1.3%

(kN) (cm 2 ) % số cõy ỉ (cm 2 )

Tang13 CORE1 Pmax 377.58 KÉO 1.40 0.1% OK 8 16 16.0768 1.3%

Tang12 CORE1 Pmax 439.63 KÉO 0.72 0.1% OK 8 16 16.0768 1.3%

(kN) (cm 2 ) % số cõy ỉ (cm 2 )

Ham2 CORE1 Pmax 1151.86 NÉN -41.33 -3.4% CẤU TẠO 8 16 16.0768 1.3%

Ham2 CORE1 M3max 968.29 NÉN -40.46 -3.4% CẤU TẠO 8 16 16.0768 1.3%

Ham2 CORE1 M3min 972.00 NÉN -0.76 -0.1% CẤU TẠO 8 16 16.0768 1.3%

Ham1 CORE1 Pmax 1183.57 NÉN -9.36 -0.8% CẤU TẠO 8 16 16.0768 1.3%

Ham1 CORE1 M2max 847.34 NÉN 3.60 0.3% OK 8 16 16.0768 1.3%

Các kết quả còn lại xem ở mục PHỤ LỤC 1

8.4.3 Tính toán cốt đai cho vách

- Chọn cốt đai bố trí trong dầm là đai 2 nhánh.Đường kính đai ∅ = 10𝑚𝑚

- Diện tích tiết diện ngang của cốt đai:𝐴 𝑠𝑤 = 𝑛 × 𝑎 𝑠𝑤 = 2 × 0.785 × 8 2 157.08(𝑚𝑚 2 )

- Chiều cao làm việc của tiết diện :ℎ 0 = ℎ− 𝑎 = 4000 − 30 = 3970(𝑚𝑚)

Ta thấy:𝑄 𝑚𝑎𝑥 = 2128.49(𝑘𝑁) > 𝑄 𝑏 = 1369.65(𝑘𝑁) ⇒Cần tính toán cốt đai cho dầm

Bước 2: Tính toán khoảng cách cốt đai lớn nhất cho phép:

Bước 3: Xác định khoảng cách cốt đai tính toán:

 Hệ số an toàn khi tính toán cốt đai.Lấy  sw =0.75

Bước 4: Xác định khoảng cách cốt đai theo cấu tạo:

Bước 5 : Xác định khoảng cách cốt đai thiết kế:

Bước 6: Kiểm tra khả năng chịu cắt của dầm khi có cốt đai: Q Q b +Q sw

- Lực cắt lớn nhất bê tông chịu được:𝑄 𝑏 = 1369.65(𝑘𝑁)

- Lực cắt do cốt đai chịu:

- Kiểm tra điều kiện chịu cắt khi có đai:

8.4.4 Kiểm tra vách bằng phần mềm Etabs

Sau khi tính toán cốt thép cho vách tiến hành kiểm tra lại bằng phần mềm Etabs

-Bước 1 : Kiểm tra vách đã chọn: Trục 2

Hình 9 6: Chức năng thiết kể và kiểm tra vách

Bước 2: Bố trí thép cho vùng vách đã chọn

Hình 9 7:Bố trí thép cho vách cần kiểm tra trong mặt cắt

Bước 3: Chọn loại tổ hợp để kiểm tra và lựa chọn vùng vách cần kiểm tra

Hình 9 8: Chọn loại tổ hợp và vùng vách cần kiểm tra

Bước 4: Kết quả kiểm tra thép và chú ý đến hệ số D/C (D/C < 1 đạt yêu cầu chịu lực )

Hình 9 9: Kết qủa kiểm tra bằng Etabs

=> Căn cứ vào kết quả kiểm tra bằng Etabs nhận nhận thấy thép đã chọn thõa mãn yêu cầu

Bước 1 : Chọn đối tượng vách lõi CORE1 để kiểm tra

Hình 9.10: Chọn lõi CORE1 để kiểm tra

Bước 2: Chọn tầng để bố trí thép

Hình 9 11: Lõi CORE1 ở đỉnh mái

Bước 3: Bố trí thép đã tính toán vào mặt cắt vách

Hình 9 22: Bố trí thép vào vách lỗi CORE1

Bước 4: Thép sau khi được thiết kế

Hình 9 33: Mặt bằng thép sau khi bố trí

Bước 5: Chọn loại tổ hợp để kiểm tra và lựa chọn vùng vách cần kiểm tra

Hình 9 14: Chọn loại tổ hợp và vùng vách cần kiểm tra

Bước 6: Kết quả kiểm tra thép và chú ý đến hệ số D/C (D/C < 1 đạt yêu cầu chịu lực )

Hình 9 15: Kết qủa kiểm tra bằng Etabs

=> Căn cứ vào kết quả kiểm tra bằng Etabs nhận nhận thấy thép đã chọn thõa mãn yêu cầu

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MÓNG

Quy trình tính toán thiết kế móng

Hình 9.1 Lưu đồ nội dung tính toán – thiết kế móng

Số liệu địa chất

Thống kế địa chất dựa vào các tiêu chuẩn sau:

TCVN 9153 – 2012: Công trình thủy lợi – Phương pháp chỉnh lý kết quả thí nghiệm mẫu đất:

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

Thống kê địa chất 4 trị hố khoan BH01, BH02, BH03, BH04 Kết quả thống kê địa chất:

Bảng 9.1 Bảng mô tả các lớp đất

2 1.0 - 10 Sét lẫn sạn sỏi, xám trắng - nâu đỏ, dẻo cứng nửa cứng

3 10 - 55 Cát pha màu nâu vàng, xám trắng - nâu đỏ

4 55 - 80 Sét, nâu vàng - xám trắng - xám xanh - nâu đỏ, cứng

Bảng 9.2 Bảng phân loại các lớp đất

STT Nhóm đất Tên đất Trạng thái đất

2 Hạt mịn Sét pha cát Dẻo

3 Hạt thô Cát bụi Chặt

4 Hạt mịn Sét Nửa cứng – cứng

Biểu đồ SPT hố khoang BH01

Biểu đồ SPT hố khoang

Bảng 9.3 Kết quả thống kê địa chất

STT Độ sâu Mô tả Các chỉ tiêu

Sét lẫn sạn sỏi, xám trắng - nâu đỏ, dẻo cứng nửa cứng g(kN/m3) 19.62 - 19.46 19.787 19.52 19.72 c(kN/m2) 20.33 - 13.34 27.32 16.07 24.6 j (º) 18.31 - 16.70 21.8 17.6 19.03

Cát pha, màu nâu vàng - xám trắng - nâu đỏ g (kN/m3) 20.09 - 20.017 20.16 20.04 20.14 c (kN/m2) 8.49 - 2.56 14.41 4.76 12.21 j (º) 27.12 - 25.6 28.4 26.1 27.9

STT Độ sâu Mô tả Các chỉ tiêu

Tính toán TTGHI TTGHII vàng - xám trắng - xám xanh - nâu đỏ, cứng j (º) 31.42 - 29.24 o 33.8 o 30.1 o 33 o

Cát pha, màu nâu vàng, xắm trắng - xắm xanh g (kN/m3) 20.88 - 20.557 20.79 20.6 20.75 c (kN/m2) 4.16 - -3.86 19.88 0.55 15.47 j (º) 33.42 - 29.24 o 33.8 o 30.1 o 33 o

Bảng 9.4 Bảng Module biến dạng của đất Lớp E oed (kN/m 2 ) E oedhc (kN/m 2 ) G (kN/m 2 )

Số liệu thiết kế

• Cao độ mặt trên của sàn hầm - 2.5 (m)

• Chọn chiều cao đài cọc Hđ = 2.0 (m)

• Chọn chiều cao đài cọc móng lõi thang Hđ = 2.5 (m)

• Cao trình đáy đài cọc Df = -7m – 2.0m = - 9 (m)

• Chiều sâu mũi cọc: -63.3 (m) Mũi cọc cắm vào lớp đất số 5: Cát pha sét, bụi, xám trắng, nâu vàng; kết cấu chặt

• Đoạn cọc ngàm vào đài: 0.1 (m)

• Tổng đoạn đập đầu cọc và đoạn neo vào đài: 0.6m + 0.1m = 0.7 (m)

• Chiều dài cọc tính từ đáy đài: L = 55 (m)

• Chọn cọc có đường kính D = 0.8 (m)

Bảng 9.5 Thông số thiết kế cọc khoan nhồi D800 Khái niệm Kí hiệu Giá trị Đơn vị Đường kính cọc khoan nhồi D 0.8 m

Diện tích tiết diện ngang cọc Ab 0.503 m 2

Chu vi tiết diện cọc u 2.513 m

Số lượng cốt thép dọc n 12 thanh Đường kính cốt thép dọc d 18 mm

Diện tích cốt thép dọc As 3054 mm 2

Diện tích tiết diện bê tông Abt 0.5 m 2

Lớp bê tông bảo vệ cọc co 50 mm

Hình 9.2 Mặt cắt lớp đất và độ sâu chôn cọc

Sức chịu tải của cọc khoan nhồi

9.4.1 Sức chịu tải cọc khoan nhồi theo vật liệu

Mục 7.1 TCVN 10304:2014, sức chịu tải vật liệu của cọc khoan nhồi

Bảng 9.6 Tính toán SCT cọc theo vật liệu

Thông số Kí hiệu Đơn vị Giá trị

Hệ số điều kiện làm việc gcb 0.85

Hệ số kể đến phương pháp thi công g'cb 0.8 Cường độ chịu nén của bê tông làm cọc Rb Mpa 17

Cường độ chịu nén của cốt thép Rsc Mpa 260

Diện tích tiết diện ngang cọc Ab m 2 0.50272

Số lượng thanh thép f20 số thanh 16

Diện tích cốt thép As m 2 0.00502

Chiều dài đoạn cọc từ đát đài cao đến cao trình san nền lo m 0

Thông số Kí hiệu Đơn vị Giá trị

Hệ số tỷ lệ phụ thuộc vào đất quanh cọc k kN/m 4 9936.09

Chiều rộng quy ước của cọc bp m 1.8

Module đàn hồi của vật liệu làm cọc E Mpa 32500 Momen quán tính của tiết diện ngang cọc I m 4 0.02011

Hệ số điều kiện làm việc cọc gc 3

Hệ số biến dạng ae 1/m 0.39087

Khoảng cách cọc ngàm vào đất từ đáy đài l1 m 5.11681 Độ mảnh l 6.39601

Sức chịu tải cọc theo vật liệu Rvl kN 7176.71

9.4.2 Sức chịu tải cọc khoan nhồi theo chỉ tiêu cơ lý của đất nền

Theo mục 7.2.3 TCVN 10304:2014, SCT của cọc khoan nhồi theo chỉ tiêu cơ lí đất nền được tính theo công thức :

Sức kháng đất dưới mũi cọc: q b =0.75  4 ( 1 1 d+  2 3 2 h )

Bảng 9.7 Bảng tính cường độ kháng đất mũi cọc theo chỉ tiêu cơ lý

Thông số Đơn vị Giá trị a1 - 48.6 a2 - 78.6 a3 - 0.67 a4 - 0.25 g1 kN/m 3 11.32 g2 kN/m 3 10.631 d m 0.8 h m 63.3 qb kN/m 2 6553.477

Sức kháng thân cọc : Q f =u  cf f l i i

Bảng 9.8 Bảng tính sức kháng thành fi theo chỉ tiêu cơ lý

STT Lớp đất Z t Z d Z tb l i Đất I L / loại cát g cf f i g cf f i l i

2 Lớp 3 -10.00 -55.00 32.50 45.00 Cát chặt Cát bụi 0.7 48.50 1527.75

4 Lớp 5 -60.00 -63.30 61.65 3.30 Cát chặt Cát thô 0.7 100.00 231.00

Bảng 9.9 Sức chịu tải cọc khoan nhồi theo chỉ tiêu cơ lý của đất nền

Thông số Đơn vị Giá trị gc - 1 gcq - 0.9 gcf - 0.7 qb kN/m 3 6553.477

Rc,u=gc(gcqqbAb + uSgcffili) kN 8380.03

9.4.3 Sức chịu tải cọc khoan nhồi theo chỉ tiêu cường độ của đất nền

Theo phụ lục G, TCVN 10304:2014, sức chịu tải cọc theo chỉ tiêu cường độ đất nền được tính theo công thức :

Theo mục G.2.2 TCVN 10304:2014, càng xuống sâu, cường độ sức kháng thân cọc càng tăng Tuy nhiên chỉ tăng đến độ sâu dưới hạn ZL nào đó bằng khoảng 15 lần đến

20 lần đường kính cọc Ta có thể xác định ZL dựa vào tỉ số ZL/d Trạng thái đất chặt →

Sức kháng đất dưới mũi cọc: q b =q N  p q

Trong đó: Nq là hệ số sức chịu tải của đất dưới mũi cọc ( Bảng G.1 TCVN 10304-2014), Nq0

Bảng 9.10 Bảng sức kháng mũi q b theo tiêu chuẩn cường độ đất nền

𝑞 𝑏 = 𝑞 𝛾𝑝 𝑁 𝑞 = 325.97 × 100 = 32597.6(𝑘𝑁/𝑚 2 ) Sức kháng trên thân cọc: Q f =u  cf f l i i

Bảng 9.11 Bảng sức kháng trung bình trên thân cọc f i theo chỉ tiêu cường độ đất nền Lớ p l i

Cu a g' s' v tb g cf fi g cfi l i f i

Bảng 9.12 Sức chịu tải cọc khoan nhồi theo chỉ tiêu cường độ đất nền

Thông số Đơn vị Giá trị gc - 1 gcq - 0.9 gcf - 0.7 qb kN/m 3 32597.6

9.4.4 Sức chịu tải cọc khoan nhồi theo thí nghiệm SPT

(Công thức của viện kiến trúc Nhật Bản 1988) Mục G.3.2 TCVN 10304:2014

Sức chịu tải theo thí nghiệm SPT :

, , , c u c cq b b cf ci ci ci cf si si si

R =  q A +u   f l + f l  Sức kháng đất dưới mũi cọc: q b 0N q

- Nq: chỉ số SPT trung bình trong khoảng 4d phía dưới và 1d phía trên mũi cọc,

Sức kháng trên thân cọc: Q f = u (  (  cf ci , f l ci ci +  cf si , f l si si ) )

Bảng 9.13 Bảng tính sức kháng trung bình trên thân cọc theo thí nghiệm SPT

Lớp l i Đất dính N SPT Cu g' s' v c u /s v ' a P g cf fi g cfi l i f i

Bảng 9.14 Sức chịu tải cọc khoan nhồi theo thí nghiệm SPT

Thông số Đơn vị Giá trị gc - 1 gcq - 0.9 gcf - 0.7 qb kN/m 3 5600

9.4.5 Tổng hợp SCT cọc khoan nhồi

Giá trị tiêu chuẩn sức chịu tải cọc: R c k , =minR c u , 

Giá trị sức chịu tải cọc thiết kế: c d , c u , k

THI CÔNG CỌC KHOAN NHỒI

Tiêu đề	Thiết Kế Công Trình Chung Cư Orient Apartment
Tác giả	Huỳnh Hữu Nguyên
Người hướng dẫn	PhD. Bùi Phạm Đức Tường
Trường học	Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh
Chuyên ngành	Công Nghệ Kỹ Thuật
Thể loại	Đồ Án Tốt Nghiệp
Năm xuất bản	2024
Thành phố	Tp. Hồ Chí Minh

Định dạng
Số trang	257
Dung lượng	14,12 MB