dk apartment

❖ Ưu điểm: • Tính toán đơn giản • Được sử dụng phổ biến ở nước ta với công nghệ thi công phong phú nên thuận tiện cho... 2.2.2 Kết cấu chịu lực theo phương đứng Hệ kết cấu chịu lực the

TỔNG QUAN CÔNG TRÌNH

Giới thiệu công trình

Tên công trình: DK Apartment Địa chỉ: Số nhà 63 Đường số 4 Khu Đô thị Water Front City Cầu Rào 2 Phường Vĩnh Niệm Quận

Lê Chân Hải Phòng DK APARTMENT, Thành phố Hải Phòng, Việt Nam

Loại hình dự án: Khu phức hợp căn hộ kết hợp thương mại, dịch vụ

Hình 1.2: Vị trí công trình

Quy mô công trình

Quy mô: Công trình gồm 17 tầng và 1 tầng hầm

Công trình dân dụng cấp II (8 < số tầng < 20) theo TT03/16

Cung cấp chỗ ở có ban công, DK APARTMENT nằm ở Hải Phòng Trong số các tiện nghi của chỗ nghỉ này có nhà hàng, lễ tân 24 giờ, thang máy và WiFi miễn phí Trong khuôn viên có bãi đậu xe và chỗ nghỉ có trạm sạc xe điện

Căn hộ có 1 phòng ngủ, 1 phòng tắm, khăn trải giường, khăn tắm, truyền hình cáp màn hình phẳng, khu vực ăn uống, bếp đầy đủ tiện nghi và sân hiên nhìn ra thành phố Căn hộ máy lạnh tại nơi nghỉ có góc tắm vòi sen mở và phòng thay quần áo Để tăng thêm sự riêng tư, chỗ ở có lối vào riêng và được bảo vệ an ninh cả ngày

Căn hộ có siêu thị nhỏ

Dịch vụ cho thuê xe đạp có sẵn tại căn hộ

Nhà Hát Lớn Hải Phòng cách DK APARTMENT 4,8 km trong khi trung tâm thương mại Vincom Plaza Ngô Quyền cách đó 6,1 km Sân bay gần nhất là Quốc tế Cát Bi, cách chỗ ở 3 km và chỗ nghỉ cung cấp dịch vụ đưa đón sân bay có tính phí

Hình 1.3: Mặt bằng tầng điển hình

Bảng 1.1: Cao độ mỗi tầng

Tầng Cao độ Tầng Cao độ

Công trình có chiều cao 56.9m (tính từ cao độ ±0.000m, chưa kể tầng hầm)

1.2.2 Vị trí giới hạn công trình

Hướng Đông: Giáp với công trình dân dụng

Hướng Tây: Giáp với đường Võ Nguyên Giáp

Hướng Nam: Giáp với công trình dân dụng

Hướng Bắc: Giáp với công trình dân dụng

Tầng hầm: Sử dụng cho việc bố trí bể tự hoại, nhà kho, phòng kỹ thuật, phòng bảo vệ và bãi đổ xe

Tầng trệt: Gồm sảnh đón, các gian hàng mua sắm, các dịch vụ vui chơi giải trí…cho các hộ gia đình cũng như nhu cầu chung của khu vực và khu quản lí siêu thị

Tầng 2 đến tầng áp mái: Bố trí các căn hộ phục vụ cho nhu cầu ở của người dân

Tầng mái: Bố trí các khối kỹ thuật

Hải Phòng nằm trong khu vực gió mùa, mùa hè nóng ẩm, mưa nhiều, mùa đông lạnh, ít mưa Khí hậu vừa mang đặc điểm chung khí hậu vùng đồng bằng miền Bắc, vừa có những đặc điểm riêng của vùng ven biển, nhiệt độ trung bình năm là 24,4°C; lượng mưa trung bình năm 1.343,9mm; độ ẩm không khí trung bình năm 90%

Chế độ thủy văn: Vùng biển Hải Phòng có chế độ nhật chiều thuần nhất điển hình là thủy triều theo chế độ nhật chiều: Độ cao 3,7-3,9m, cao nhất là +4,44m, chu kỳ triều ổn định kéo dài 24 giờ, nước ròng xuất hiện trong tháng 7,8; nước cường xuất hiện trong tháng 12 và tháng 1

Các giải pháp kỹ thuật

Toàn công trình sử dụng 3 thang máy cộng với 1 cầu thang bộ Bề rộng cầu thang bộ là 1.2m được thiết kế đảm bảo yêu cầu thoát người, an toàn khi có sự cố xảy ra Thang máy được đặt ở vị trí trung tâm nhằm đảm bảo khoảng cách xa nhất đến cầu thang

Bao gồm các hành lang đi lại, sảnh, ban công

Công trình sử dụng điện được cung cấp từ hai nguồn: lưới điện thành phố và máy phát điện riêng có công suất 150KVA (kèm thêm 1 máy biến áp, tất cả được đặt dưới hầm để tránh gây tiếng ồn và độ rung làm ảnh hưởng sinh hoạt) Toàn bộ đường dây điện được đi ngầm (được tiến hành lắp đặt đồng thời khi thi công) Hệ thống cấp điện chính đi trong các hộp kỹ thuật đặt ngầm trong tường và phải bảo đảm an toàn không đi qua các khu vực ẩm ướt, tạo điều kiện dễ dàng khi cần sửa chữa Ở mỗi tầng đều có lắp đặt hệ thống an toàn điện: hệ thống ngắt điện tự động từ 1A đến 80A được bố trí theo tầng và theo khu vực (đảm bảo an toàn phòng chống cháy nổ)

1.3.3 Hệ thống cung cấp nước

Công trình sử dụng nguồn nước từ 2 nguồn: nước ngầm và nước máy Tất cả được chứa trong bể nước ngầm đặt tầng hầm Sau đó máy bơm sẽ đưa nước phân phối đi qua các tầng của công trình theo các đường ống dẫn nước chính

Nước mưa từ mái sẽ được thoát theo các lỗ chảy (bề mặt mái được tạo dốc) và chảy vào các ống thoát nước mưa ( 0mm) đi xuống dưới Riêng hệ thống thoát nước thải sử dụng sẽ được bố trí đường ống riêng

Toàn bộ toà nhà được chiếu sáng bằng ánh sáng tự nhiên (thông qua các cửa sổ được lắp đặt bằng kính phản quang ở các mặt của toà nhà) và bằng điện Ở tại các lối đi lên xuống cầu thang, hành lang và nhất là hầm đều có lắp đặt thêm đèn chiếu sáng

1.3.6 Thông gió Ở các tầng đều có cửa sổ tạo sự thông thoáng tự nhiên Ở tầng lững có khoảng trống thông tầng nhằm tạo sự thông thoáng thêm cho tầng trệt là nơi có mật độ người tập trung cao nhất

1.3.7 An toàn phòng cháy chữa cháy Ở mỗi tầng đều được bố trí một chỗ đặt thiết bị chữa cháy (vòi chữa cháy dài khoảng 20m, bình xịt CO2,…) Ngoài ra ở mỗi phòng đều có lắp đặt thiết bị báo cháy (báo nhiệt) tự động

Rác thải được chứa ở gian rác được bố trí ở tầng hầm và sẽ có 3 bộ phận đưa rác ra ngoài Kích thước gian rác là 1.5m x 3.6m Gian rác được thiết kế kín đáo, kỹ càng để tránh làm bốc mùi gây ô nhiễm.

GIẢI PHÁP KẾT CẤU CÔNG TRÌNH

Cơ sở thiết kế

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

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

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

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

❖ Bê tông sàn, vách, cọc, cột, dầm, cầu thang, móng sử dụng bê tông có cấp độ bền B30 có các chỉ tiêu sau:

• Cường độ chịu nén tính toán: Rb MPa( )

• Cường độ chịu kéo tính toán: Rbt =1.15 MPa( )

• Môdun đàn hồi: Eb 2.5 10 MPa 3 ( )

• Cường độ chịu kéo tính toán của thép dọc: Rs !0 MPa( )

• Cường độ chịu nén tính toán của thép dọc: R sc !0 MPa( )

• Môdun đàn hồi của thép dọc: E s = 2 10 MPa 5 ( )

• Cường độ chịu kéo tính toán của cốt thép đai: R sw 0 MPa( )

• Cường độ chịu kéo tính toán của thép dọc: R s 50 MPa( )

• Cường độ chịu nén tính toán của thép dọc: R sc 50 MPa( )

• Môdun đàn hồi của thép dọc: E s = 2 10 MPa 5 ( )

• Cường độ chịu kéo tính toán của cốt thép đai: Rsw (0 MPa( )

❖ Vữa xi măng có:  = 18 kN / m ( 3 )

❖ Gạch lát nền có:  = 20 kN / m ( 3 )

Giải pháp kết cấu

Hệ thống sàn đóng vai trò quan trọng trong kết cấu công trình, ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng sử dụng không gian Vì vậy, việc lựa chọn phương án sàn phù hợp là rất cần thiết Để đưa ra lựa chọn chính xác, cần tiến hành phân tích kỹ lưỡng, cân nhắc các yếu tố liên quan để đảm bảo khả năng đáp ứng nhu cầu sử dụng và hiệu quả hoạt động của công trình.

2.2.1.1 Hệ sàn sườn toàn khối

Cấu tạo: bao gồm dầm chính và sàn kê lên dầm chính, dầm chính gác trực tiếp lên cột Theo phương án này, dầm chính có bước nhịp là 8-9m có chiều cao lớn, tuỳ vào là dầm đơn giản hay dầm liên tục Ô sàn có chiều dày từ 22-25cm Thép đặt 2 lớp

• Được sử dụng phổ biến ở nước ta với công nghệ thi công phong phú nên thuận tiện cho việc lựa chọn công nghệ thi công

• Độ võng của dầm và 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 tốn thêm chi phí vật liệu

• Không tiết kiệm được không gian sử dụng

Cấu tạo: Gồm các bản kê trực tiếp lên cột

• Tiết kiệm được không gian sử dụng

• Dễ phân chia không gian

• Thích hợp với công trình khẩu độ vừa (6-8m)

• Thi công nhanh hơn so với phương án sàn dầm bởi vì không cần phải gia công cốp pha, cốt thép dầm, cốt thép được đặt và định hình tương đối đơn giản

• Các cột không được liên kết với nhau để tạo thành khung do đó độ cứng nhỏ hơn nhiều so với phương án sàn dầm, do đó khả năng chịu lực theo phương ngang kém hơn, chính vì vậy tải trọng ngang hầu hết do vách chịu và tải trọng đứng do cột chịu

2.2.1.3 Sàn có hệ dầm trực giao

Trong thực tế thường gặp sàn bản kê 4 cạnh có L1 và L2 lớn hơn 6m, về nguyên tắc ta vẫn tính ô sàn này thuộc bản kê 4 cạnh Nhưng với nhịp lớn, nội lực trong bản lớn, chiều dày bản tăng lên, độ võng của bản cũng tăng, đồng thời trong quá trình sử dụng sàn sẽ bị rung Để khắc phục các nhược điểm này, người ta bố trí thêm các dầm ngang và dầm dọc thẳng góc với nhau, để chia ô bản thành nhiều ô nhỏ có kích thước nhỏ hơn 6m Trường hợp này gọi là sàn có hệ dầm trực giao

• Được sử dụng phổ biến ở nước ta với công nghệ thi công phong phú nên thuận tiện cho

• Không tiết kiệm chi phí vật liệu

→ Kết luận: Với kích thước ô sàn điển hình 9 9 m  ( ) 2 và chiều cao tầng 3.6m

➢ Chọn phương án: Sàn có hệ dầm trực giao

2.2.2 Kết cấu chịu lực theo phương đứng

Hệ kết cấu chịu lực theo phương đứng gồm các loại sau:

• Các hệ kết cấu cơ bản: Hệ kết cấu khung, hệ kết cấu tường chịu lực, kết cấu lõi cứng và kết cấu hộp (ống)

• Các hệ kết cấu hỗn hợp: Kết cấu khung – giằng, kết cấu khung vách, kết cấu ống – lõi và kết cấu ống tổ hợp

Trong thiết kế kiến trúc, các hệ kết cấu đặc biệt đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo sự kiên cố và bền vững của công trình Các hệ kết cấu đặc biệt gồm có: hệ kết cấu có tầng cứng, hệ kết cấu có dầm chuyển, kết cấu có hệ giằng liên kết tầng và kết cấu có khung ghép Mỗi hệ kết cấu đặc biệt có những đặc điểm và ứng dụng riêng, phù hợp với các yêu cầu thiết kế cụ thể của từng công trình.

Quy mô công trình 1 tầng hầm và 17 tầng nổi, tổng chiều cao 59.9m lựa chọn hệ khung kết hợp lõi làm kết cấu chịu lực cho công trình (khung chịu tải trọng đứng và lõi vừa chịu tải trọng đứng vừa chịu tải trọng ngang cũng như các tác động khác đồng thời làm tăng độ cứng công trình)

Móng là cấu kiện tiếp nhận toàn bộ tải trọng của công trình, rồi truyền tải đó xuống nền sao cho cả móng và nền đều làm việc không vượt quá trạng thái giới hạn Việc tính toán nền móng phải được tiến hành với tổ hợp nội lực bất lợi nhất trong suốt quá trình sử dụng và thi công

Thiết kế bên dưới nhà cao tầng bao gồm các tính toán liên quan đến nền và móng công trình Việc thiết kế nền móng phải đảm bảo các tiêu chí sau:

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

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

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

- Ảnh hưởng của việc xây dựng công trình đến các công trình lân cận được khống chế.

Lựa chọn sơ bộ tiết diện

2.3.1 Sơ bộ tiết diện sàn

Với kích thước ô sàn điển hình 9m 9m

Sơ bộ sàn theo công thức: h s D L 1

- D=(0.8 1.4)− : Hệ số phụ thuộc vào tải trọng, lấy D = 1

- m = ( 30 35 − ) đối với sàn 1 phương, L1 là cạnh của phương chịu lực

Sơ bộ sàn tầng hầm 250 mm

2.3.2 Sơ bộ tiết diện dầm

→Chọn sơ bộ tiết diện dầm biên: 300 700 mm ( )

→Chọn sơ bộ tiết diện dầm biên: 200 500 mm  ( )

2.3.3 Sơ bộ tiết diện lõi thang máy

Chiều dày vách của lõi cứng được lựa chọn sơ bộ dựa vào chiều cao tòa nhà, số tầng,…đồng thời đảm bảo các điều quy định theo điều 3.4.1.TCXD 198:1997 Tổng diện tích mặt cắt ngang của vách (lõi) cứng có thể xác định theo công thức gần đúng sau: v san tan g tan g

- Fst: Diện tích sàn từng tầng

2.3.4 Sơ bộ tiết diện cột

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

- q: Tải trọng phân bố đều trên 1 m 2 sàn,theo kinh nghiệm như sau: chung cư q= (10÷15) kN/m 2, lấy qkN/m 2

- S: Diện tích truyền tải của sàn

- n: Số tầng phía trên tiết diện đang xét

- k: hệ số kể đến ảnh hưởng của moment (k=1.1 cho cột giữa và k=1.2 cho cột biên)

- Rb: Cường độ chịu nén của bê tông, Rb MPa

Theo TCXD 198:1997 tiết diện cột nên chọn sao cho tỉ số giữa chiều cao thông thủy của tầng và chiều cao tiết diện cột không lớn quá 25, chiều rộng tối thiểu của tiết diện không nhỏ hơn 220mm thongthuy c c c c h 3600 700 h 116

Bảng 2.1: Bảng sơ bộ tiết diện cột biên

Tầng S tr,tải q N k F tt b h F c m 2 kN/m 2 kN m 2 m m m 2

Bảng 2.2: Bảng sơ bộ tiết diện cột giữa

Tầng S tr,tải q N k F tt b h F c m 2 kN/m 2 kN m 2 m m m 2

THIẾT KẾ CẦU THANG TẦNG ĐIỂN HÌNH

Sơ bộ kích thước

Cầu thang của tầng điển hình là cầu thang 2 vế dạng bản

Mỗi vế gồm 10 bậc thang với chiều cao mỗi tầng là 3.6m nên ta có thể chọn kích thước bậc thang: hb = 180 mm, lb = 300 mm

- Góc nghiêng của cầu thang: ( ) b o b h 180 tan 0.6 30.9 l 300

- Với nhịp tính toán của dầm chiếu nghỉ: Lod '00mm

- Với nhịp tính toán của bản thang (tính từ mép): Lob U00 mm

Kích thước Giá trị Đơn vị

Chiều cao bậc thang 180 mm

Bề rộng bậc thang 300 mm

Chiều dày bản thang 150 mm Độ dốc  = 30.9 o ( o )

Hình 3.1: Mặt cắt cầu thang tầng điển hình

Hình 3.2: Mặt bằng cầu thang tầng điển hình

Tải trọng tác dụng lên cầu thang

Hình 3.3: Các lớp cấu tạo cầu thang 3.2.1.1 Bản nghiêng cầu thang

- Đối với bản thang nghiêng, chiều dày  i được quy đổi thành chiều dày tương đương  tdi theo phương thẳng đứng

- Lớp gạch (đá hoa cương, đá granite, ) và các lớp vữa có chiều dày  i :

( bac bac ) td i bac b h b cos

STT Các lớp cấu tạo

Tĩnh tải hoàn thiện với hệ số vượt tải trung bình n=1.2 2.68 1.2 3.21

- Cầu thang là bản làm việc 1 phương, xét trên dãy có bề rộng b=1m theo phương cạnh ngắn:

- Tải các lớp cấu tạo được tính theo công thức:

•  i : khối lượng riêng của lớp thứ i

• n i : Hệ số vượt tải của lớp thứ i

•  i : Chiều dày của lớp thứ i

Bảng 3.1: Tải trọng tác dụng lên bảng chiếu nghỉ

Tĩnh tải hoàn thiện với hệ số vượt tải trung bình n=1.2 1.13 1.2 1.35

Bảng 3.2: Tổ hợp tải trọng cầu thang

→ Hai vế thang có sơ đồ tính giống nhau, chọn 1 vế thang để tính toán và bố trí cho cả 2 vế

→ Xem bản thang và chiếu nghỉ là dầm gãy khúc liên kết vào các dầm chiếu tới và chiếu nghỉ

→ Liên kết bản thang vào dầm chiếu tới có thể xem là liên kết khớp di động

→ Liên kết bản thang vào vách có thể xem là khớp cố định.

Tính toán bản thang

Xét 1 dãy có bề rộng 1m để tính:

Hình 3.4: Tĩnh tải tác dụng vào bản thang

Hình 3.5: Hoạt tải tác dụng vào bản thang

Hình 3.7: Biểu đồ lực cắt

- Độ võng lớn nhất từ phần mềm SAP : f = 10.71 mm ( ) (1)

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

- Ta có nhịp theo tính toán 9000 (mm) Từ đó dùng phương pháp nội suy

→ Từ (1) và (2) f 71 mm( )<   f = 28.7 mm (Thỏa điều kiện độ võng) ( )

3.3.2 Tính toán cốt thép cầu thang

Từ kết quả nội lực, ta được:

Cốt thép CB400V: Rs = 350 Mpa

Giả sử: a gt %mm→h 0 = −h a gt , với b = 1000 mm m 2 b o

Bảng 3.3: Tính toán thép cầu thang

A sc  kNm mm mm mm mm 2 mm 2 %

Nhịp chiếu tới 32.2 150 125 1000 0.124 0.133 813.3 ứ12a100 1131 0.65% Nhịp bản thang 44.58 150 125 1000 0.167 0.184 1122 ứ12a100 1131 0.89%

Nhịp chiếu nghỉ 33.2 150 125 1000 0.124 0.133 813.3 ứ12a100 1131 0.65% Thộp cấu tạo chọn ứ8a200.

Tính dầm chiếu tới

Hình 3.9: Phản lực bản thang truyền vào dầm

- Trọng lượng bản thân dầm

( ) d d d b g =b     =h n 0.2 0.3 25 1.1 1.65 kN / m   - Trọng lượng tường xây tác dụng vào dầm (tường dày 0.2m, cao 3.3 m)

( ) t t t t g =     =b h n 0.2 3.3 18 1.15 13.662 kN / m   - Trọng lượng lớp vữa trát tường dày 15mm

- Tổng tải trọng bản thang truyền vào dầm

- Tổng tải trọng tác dụng lên dầm chiếu tới

3.4.2 Sơ đồ tính và nội lực

Hình 3.10: Biểu đồ moment và lực cắt của dầm chiếu tới

- Lực cắt lớn nhất: Q = 62.32 (kN)

3.4.3 Tính toán cốt thép dầm chiếu tới

3.4.3.1 Tính toán cốt thép chịu moment

- Tiết diện tính toán: b x h = 200 x 300 (mm)

- Tính toán hệ số  m và :

- Chiều cao vùng nén tương đối:

= = → Chọn thép 3 16 →As,ch `3.18 mm( 2 )

- Kiểm tra hàm lượng cốt thép: s

 =   =   =  - Vậy  min     max →Thỏa mãn

- Chọn cốt đai φ6, 2 nhánh; Rsw = 210 MPa, chọn khoảng cách cốt đai là 150 (mm) sw sw sw

→ Kết luận: Cốt đai đủ khả năng chịu cắt bố trí cốt đai theo cấu tạo

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ SÀN ĐIỂN HÌNH

Sơ bộ kích thước

- Sàn được cấu tạo từ vật liệu bê tông cốt thép có các thông số và đặc trưng vật liệu “Chương 2 ở mục 2.2.1”

+ Sơ bộ chiều dày sàn “ Chương 2 ở mục 2.3.1”

+ Sơ bộ kích thước dầm “ Chương 2 ở mục 2.3.2”

Bảng 4.1: Kích thước cấu kiện

Hình 4.1: Mặt bằng kiến trúc tầng điển hình

Hình 4.2: Mặt bằng kết cấu tầng điển hình

Hình 4.3: Mặt bằng phân chia ô sàn tầng điển hình

Tải trọng tác dụng lên sàn tầng điển hình

4.2.1 Tải trọng các lớp cấu tạo sàn

Tải trọng các lớp cấu tạo sàn được tính toán trong các bảng sau, trong đó tải trọng trong các lớp hoàn thiện chưa kể đến sàn bê tông cốt thép

Bảng 4.2: Tải các lớp cấu tạo sàn sinh hoạt

Tải tính toán kN/m 3 m kN/m 2 n kN/m 2

Tổng tỉnh tải hoàn thiện 0.89 1.2 1.10

Bảng 4.3: Tải các lớp cấu tạo sàn hành lang

Bảng 4.4: Tải các lớp cấu tạo sàn vệ sinh

Bảng 4.5: Tải các lớp cấu tạo sàn ban công

Tải tường tác dụng lên dầm tầng điển hình: g t =    n t b t h t n=1.15: Hệ số vượt tải

Với kích thước dầm chính 300x700 (mm), dầm phụ 200x500 (mm) và chiều cao tầng là 3600 (mm) ta có tải trọng tường tác dụng lên dầm được tính toán theo bảng sau:

Bảng 4.6: Tải trọng tường xây tác dụng lên dầm các tầng

Tầng Loại tường  t b t h t g tc n g tt kN/m 2 m m kN/m kN/m

Tường 100 trên dầm chính 18 0.1 2.9 5.22 1.15 6.00 Bảng 4.7: Tải trọng tường xây tác dụng lên sàn các tầng

Phân tích tính toán

- Tiến hành lên mô hình bằng phần mền SAFE 16 để tính toán sàn

Hình 4.4: Khai báo các trường hợp tải trọng

Hình 4.5: Tổ hợp tải trọng tiêu chuẩn

Hình 4.6: Tổ hợp tải trọng tính toán

Hình 4.7: Mô hình 3D sàn, dầm trong SAFE

Hình 4.9: Tĩnh tải tường xây tác dụng lên dầm, sàn

Hình 4.11: Chia dãy strip theo phương X

Hình 4.13: Biểu đồ moment theo phương X

- Tính toán minh hoạ cho ô sàn 1 kích thước b h 00 180mm

- Momen nhịp tính toán theo phương X của ô sàn 1 Strip: M7.6 kN.m( )

- Cốt thép sàn sử dụng loại CB400-V ( d  10 ) và CB240- T ( d 10  )

- Tính toán hệ số  m và :

- Chiều cao vùng nén tương đối:

= =  → Chọn thép 12a150→As,ch =7.54 cm( ) 2

- Kiểm tra hàm lượng cốt thép: s

 =   =   =  - Vậy  min     max →Thỏa mãn

- Tính toán tương tự cho các ô sàn còn lại Kết quả tính và bố trí thép sàn được trình bày trong bảng 4.1 và bảng 4.2 ở phụ lục 4

4.3.3 Kiểm tra trạng thái giới hạn 2

4.3.3.1 Kiểm tra độ võng ngắn hạn

- Ta cần kiểm tra độ võng do tác dụng ngắn hạn của toàn bộ tải trọng

- Tổ hợp dùng tính toán võng ngắn hạn: COMBO CV :

- Cách xem độ võng bằng SAFE: Display → Show Deformed Shape →Chọn COMBO

Hình 4.15: Độ võng ngắn hạn của sàn

- Độ võng lớn nhất từ phần mềm SAFE : f = 9.5 mm ( ) (1)

→ Từ (1) và (2)f = 9.5 mm ( ) <   f = 43.5 mm (Thỏa điều kiện độ võng) ( )

4.3.3.2 Kiểm tra độ võng và nứt dài hạn

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

- Hệ số từ biến và biến dạng tương đối của bê tông được xét đến trong quá trình tính toán chuyển vị do các loại tải trọng gây ra thông qua phần mềm SAFE

- Độ võng toàn phần của sàn được tính toán như sau:

- f 1 : độ võng do tác dụng ngắn hạn của toàn bộ tải trọng

- f 2 : độ võng do tác dụng ngắn hạn của tải trọng dài hạn

- f 3 : độ võng do tác dụng dài hạn của tải trọng dài hạn

Hình 4.20: Độ võng dài hạn

- Độ võng lớn nhất từ phần mềm SAFE : f = 23.93 mm ( ) (1)

→ Từ (1) và (2)f #.93 mm( )<   f = 43.5 mm (Thỏa điều kiện độ võng) ( )

- Theo bảng 17 mục 8.2.2.1.3 TCVN 5574-2018 tính toán bề rộng vết nứt được tiến hành theo điều kiện: :a crc < a crc,u

- Chiều rộng của vết nứt giới hạn cho phép:

- Kiểm tra vết nứt ngắn hạn: Display → Show Crack Width

Hình 4.21: Khai báo vết nứt ngắn hạn

Hình 4.22: Khai báo vết nứt dài hạn

Hình 4.23: Vết nứt ngắn hạn

→ Vết nứt ngắn hạn:a crc =0.081 mm( )< a crc,u = 0.4 mm (Thỏa) (TCVN 5574:2018 Bảng 17) ( )

Hình 4.24: Vết nứt dài hạn

→ Vết nứt dài hạn :acrc =0.064 mm( )< a crc,u = 0.3 mm (Thỏa) (TCVN 5574:2018 Bảng 17) ( )

PHÂN TÍCH KHUNG

Tải trọng

5.1.1.1 Tải trọng các lớp cấu tạo sàn

Tải trọng các lớp cấu tạo sàn được tính toán theo bảng sau, trong đó không kể đến trọng lượng của sàn bê tông cốt thép

Bảng 5.1: Tải các lớp cấu tạo sàn sinh hoạt

Bảng 5.2: Tải các lớp cấu tạo sàn vệ sinh

Bảng 5.3: Tải các lớp cấu tạo sàn ban công

Bảng 5.4: Tải các lớp cấu tạo sàn hành lang

Bảng 5.5: Tải các lớp cấu tạo sàn nắp hầm

3 Lớp vữa tạo dốc và chống thấm 18 0.08 1.44 1.3 1.87

Bảng 5.6: Tải các lớp cấu tạo sàn hầm

Bảng 5.7: Tải các lớp cấu tạo sàn văn phòng

Bảng 5.8: Tải các lớp cấu tạo sàn sân thượng, mái

Tổng tĩnh tải hoàn thiện 1.82 1.2 2.306

Bảng 5.9: Tải các lớp cấu tạo sàn thương mại

Bảng 5.10: Tải các lớp cấu tạo khu vực sửa chữa

Bảng 5.11: Tải các lớp cấu tạo sàn kho

Tải tường tác dụng lên dầm tầng điển hình: g t =    n t b t h t

t: Hệ số được tính toán theo chiều dày tường và các lớp vật liệu đi kèm ht: Chiều cao tầng n=1.15: Hệ số vượt tải

Với kích thước dầm chính 300x700 (mm), dầm phụ 200x500 (mm) và chiều cao tầng là 3600 (mm) ta có tải trọng tường tác dụng lên dầm được tính toán theo bảng sau:

Bảng 5.12: Tải trọng tường xây tác dụng lên dầm các tầng

Sân thượng Tường 100 trên dầm phụ 18 0.1 1.5 2.70 1.15 3.11

Tầng hầm Tường 200 trên dầm phụ 18 0.2 3.5 12.60 1.15 14.49

Tường 200 trên dầm chính 18 0.2 3.3 11.88 1.15 13.66 Bảng 5.13: Tải trọng tường xây tác dụng lên sàn các tầng

Tầng điển hình (2-15) Tường 100 trên sàn 18 0.1 3.42 6.16 1.15 7.08

Chức năng của các loại sàn Hoạt tải tiêu chuẩn Hệ số vượt tải Hoạt tải tính toán kN/m 3 n kN/m 3

Giá trị tiêu chuẩn của tải trọng gió Wk tại độ cao tương đương ze được xác định theo công thức: k 3s,10 ( ) e f

→ W3s,10: Áp lực gió 3 giây ứng với chu kỳ 10 năm được xác định theo công thức

Áp lực gió cơ sở (Wo) được tính bằng công thức: W = T Wo, trong đó:- W là áp lực gió có chu kỳ lặp 10 năm- T là hệ số chuyển đổi áp lực gió từ chu kỳ lặp 20 năm xuống 10 năm, lấy bằng 0,852- Wo là áp lực gió cơ sở được xác định theo vùng trên lãnh thổ Việt Nam

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

Công trình năm ở Hải Phòng, thuộc vùng gió IV, dạng địa hình C W0 = 155 daN/m 2

→ k(ze): Hệ số kể đến sự thay đổi áp lực gió theo độ cao và dạng địa hình tại độ cao tương đương ze, được xác định bằng ( )

→ Gf: Hệ số hiệu ứng giật

+ Đối với kết cấu cứng (có chu kỳ dao động riêng cơ bản T1 ≤ 1s), Gf =0.85

+ Đối với kết cấu mềm (có chu kỳ dao động riêng cơ bản T1 > 1s), Gf được xác định bằng công thức:

I : Độ rối ở cao độ zs, zs = 0.6h với h là chiều cao công trình

• Hệ số đỉnh thành phần xung và phản ứng của gió gQ = gv = 3.4

• Hệ số đỉnh thành phần cộng hưởng R 1

  với n1 là tần số dao động riêng cơ bản thứ nhất

• Hệ số thành phần phản ứng của nền

• Hệ số phản ứng cộng hưởng n h b ( d )

Vì công trình dạng kết cấu bê tông cốt thép  =0.02

Hàm số dẫn suất khí động

 =   =   =  ; h, b, d lần lượt là chiều cao, chiều rộng, chiều sâu công trình

Tải trọng gió được quy đổi thành lực tập trung tại các cao trình sàn, lực tập trung này được đặt tại tâm hình học của mỗi tầng

Loại kết cấu Kết cấu bê tông cốt thép

Vận tốc gió 3s, 50 năm V3s,50 = 55 (m/s) Bảng 5.1 QCVN 02:2012/BXD

Tần số dao động riêng thứ nhất theo phương X n1-X = 0.433 (Hz) Lấy từ Etabs

Tần số dao động riêng thứ nhất theo phương Y n1-Y = 0.533 (Hz) Lấy từ Etabs

Tính toán hệ số giật theo phương X

Mô tả Kí hiệu Diễn giải

Bề rộng đón gió (m) B = 34.8 (m) Theo mô hình

Bề dài công trình (m) D = 45 (m) Theo mô hình

Hệ số phụ thuộc vào dạng địa hình cr = 0.3 Bảng 10, mục 10.2.7.3,

TCVN 2737:2023 Độ cao tương đương của công trình (m) zs = 34.14(m) zs = 0.6×h Độ rối ở độ cao tương đương z I(zs) = 0.244 Công thức (14) mục 10.2.7.3

Hệ số đỉnh cho thành phần phản ứng gV = 3.4

Tần số riêng cơ bản thứ nhất n1-X = 0.433 (Hz) Lấy từ Etabs

Hệ số đỉnh cho thành phần cộng hưởng gR = 3.985 Công thức (15) mục 10.2.7.3

Hệ số phụ thuộc vào các dạng địa hình = 97.540 Bảng 10, mục 10.2.7.3,

Hệ số phụ thuộc vào dạng địa hình ϵ̅ = 0.333 Bảng 10, mục 10.2.7.3,

Thang nguyên kích thước xoay L(zs) = 146.871 Công thức (17) mục 10.2.7.3

Hệ số kể đến thành phần phản ứng của nền Q = 0.825 Công thức (16) mục 10.2.7.3

TCVN 2737:2023 Độ cản phụ thuộc theo loại kết cấu Β = 0.02 Cho kết cấu bê tông và bê tông cốt thép

Hệ số phụ thuộc vào các dạng địa hình = 0.45 Bảng 10, mục 10.2.7.3,

Hệ số phụ thuộc vào các dạng địa hình  = 0.25 Bảng 10, mục 10.2.7.3,

Vận tốc gió trung bình trong 3600 giây (m/s) V(zs)3600s,50 = 33.643 (m/s) Công thức (21) mục 10.2.7.3

Hệ số để tính Rn N1 = 1.890 Công thức (20) mục 10.2.7.3

Hệ số để tính hệ số cộng hưởng Rn = 0.092 Công thức (19) mục 10.2.7.3

Hệ số để tính hàm số dẫn suất khí động h = 3.369

Hệ số để tính hàm số dẫn suất khí động b = 2.060

Hệ số để tính hàm số dẫn suất khí động d = 8.919

Hàm số dẫn suất khi động Rh = 0.253 Công thức (22) mục 10.2.7.3

Hàm số dẫn suất khí động Rb = 0.369 Công thức (23) mục 10.2.7.3

Hàm số dẫn suất khí động Rd = 0.106 Công thức (24) mục 10.2.7.3

Hệ số phản ứng cộng hưởng R = 0.500 Công thức (18) mục 10.2.7.3

Hệ số hiệu ứng giật theo phương X G f = 0.931 Công thức (13) mục 10.2.7.3

Tính toán hệ số giật theo phương Y

Mô tả Kí hiệu Diễn giải

Bề rộng đón gió (m) B = 45 (m) Theo mô hình

Bề dài công trình (m) D = 34.8 (m) Theo mô hình

Hệ số phụ thuộc vào dạng địa hình cr = 0.3 Bảng 10, mục 10.2.7.3,

TCVN 2737:2023 Độ cao tương đương của công trình (m) zs = 34.14(m) zs = 0.6×h Độ rối ở độ cao tương đương zs

Hệ số đỉnh cho thành phần xung gQ = 3.4

Hệ số đỉnh cho thành phần phản ứng gV = 3.4

Tần số riêng cơ bản thứ nhất n1-Y = 0.533 (Hz) Lấy từ Etabs

Hệ số đỉnh cho thành phần cộng hưởng gR = 4.037 Công thức (15) mục 10.2.7.3

Hệ số phụ thuộc vào các dạng địa hình = 97.54 Bảng 10, mục 10.2.7.3,

Hệ số phụ thuộc vào dạng địa hình ϵ̅ = 0.333 Bảng 10, mục 10.2.7.3,

Thang nguyên kích thước xoay L(zs) = 146.871 Công thức (17) mục 10.2.7.3

Hệ số kể đến thành phần phản ứng của nền Q = 0.816 Công thức (16) mục 10.2.7.3

TCVN 2737:2023 Độ cản phụ thuộc theo loại kết cấu Β = 0.02 Cho kết cấu bê tông và bê tông cốt thép

Hệ số phụ thuộc vào các dạng địa hình = 0.45 Bảng 10, mục 10.2.7.3,

Hệ số phụ thuộc vào các dạng địa hình  = 0.25 Bảng 10, mục 10.2.7.3,

Hệ số để tính hệ số cộng hưởng Rn = 0.081 Công thức (19) mục 10.2.7.3

Hệ số để tính hàm số dẫn suất khí động h = 4.147

Hệ số để tính hàm số dẫn suất khí động b = 3.279

Hệ số để tính hàm số dẫn suất khí động d = 8.491

Hàm số dẫn suất khi động Rh = 0.212 Công thức (22) mục 10.2.7.3

Hàm số dẫn suất khí động Rb = 0.259 Công thức (23) mục 10.2.7.3

Hàm số dẫn suất khí động Rd = 0.111 Công thức (24) mục 10.2.7.3

Hệ số phản ứng cộng hưởng R = 0.361 Công thức (18) mục 10.2.7.3

Hệ số hiệu ứng giật theo phương X G f = 0.883 Công thức (13) mục 10.2.7.3

Tính hệ số khí động theo phương X

Gió đẩy (Vùng D) Ce+ = 0.8 Bảng F4, TCVN 2737:2023

Gió hút ( Vùng E) Ce- = -0.51 Bảng F4, TCVN 2737:2023

Hệ số khí động tổng C ex C ex = 1.31 Bảng F4, TCVN 2737:2023

Tính hệ số khí động theo phương Y

Gió đẩy (Vùng D) Ce+ = 0.8 Bảng F4, TCVN 2737:2023

Gió hút ( Vùng E) Ce- = -0.53 Bảng F4, TCVN 2737:2023

Hệ số khí động tổng C ex C ex = 1.33 Bảng F4, TCVN 2737:2023

Bảng 5.14: Mode dao động của công trình

Mode Period Frequency U x U y SumU x SumU y R z

Bảng 5.15: Bảng tính gió theo phương X

Tính gió theo phương X Tầng

Cao độ tầng z (m) Độ cao tương đương z e (m)

Hệ số k Bề rộng đón gió

Chiều cao đón gió (m) Áp lực gió tiêu chuẩn W tc (kN) Áp lực gió tính toán W tt (kN)

Bảng 5.16: Bảng tính gió theo phương Y

Tính gió theo phương Y Tầng

Cao độ tầng z (m) Độ cao tương đương z e (m)

Hệ số k Bề rộng đón gió

Chiều cao đón gió (m) Áp lực gió tiêu chuẩn W tc (kN) Áp lực gió tính toán W tt (kN)

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

Cả hai phương pháp đều là phương pháp qui 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 kì dao động riêng thứ nhất thỏa mãn: T1 < 2s

• Công trình thỏa mãn những tiêu chí đều đặn về mặt đứng qui 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 X và phương Y 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 thỏa 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 tới tất cả các dạng dao động góp phần đáng kể vào phản ứng tổng thể của công trình Các yêu cầu này thoả 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 DK Apartment có T1 = 2.31 > 2s và công trình không đều đặn theo mặt đứng nên ta chọn phương pháp phổ phản ứng để tính toán

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

• agR: Gia tốc nền tham chiếu quy đổi theo gia tốc trọng trường, lấy theo TCVN 9386:2012 phụ lục H

•  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 mạnh: ag < 0.08g, phải tính toán cấu tạo kháng chấn

• Động đất yếu: 0.04g < ag < 0.08g , chỉ cần áp dụng các giải pháp kháng chấn đã được giảm nhẹ

• Động đất rất yếu: ag < 0.04g, không cần thiết kế kháng chấn

Công trình DK Apartment đặt tại quận Lê Chân, thành phố Hải Phòng

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

→ Công trình DK Apartment có giá trị SPT trung bình ở 30m đầu tiên tính từ mặt đất tự nhiên nằm trong khoảng 15-50 búa nên đất loại C

→ Hệ số tầm quan trọng của công trình được xác định theo phụ lục E TCVN 9386:2012 công trình thuộc cấp 1  = I 1

Là hệ số xét đến khả năng tiêu tán năng lượng của kết cấu do công trình là hệ khung, hệ

Bảng 5.17: Thông số đầu vào của tải động đất

Phươn pháp phân tích Phân tích phổ phản ứng dao động

Gia tốc nền tham chiếu agR 0.1293g TCVN 9386:2012,Phụ lục H

Hệ số tầm quan trọng  =I 1 TCVN 9386:2012, Phụ lục E

Gia tốc nền thiết kế g I gR a =  a

Loại nền C TCVN 9386:2012, mục 5.2.2.2 và bảng 5.1

Hệ kết cấu kháng chấn Hệ không thuộc hệ tường kép

❖ Bước 2: Khai báo Mass Sour

Hình 5.1: Khai báo Mass Sour 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)

Hệ số Mass Source: 1DL+1SDL+1WALL+0.24LA+0.24LB+0.48LD+0.64LE+0.48LF+0LH

❖ Bước 3: Khai báo phổ phản ứng tự động trong Etabs

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

Hình 5.2: 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

Hình 5.3: Khai báo phổ phản ứng của công trình

- Chọn Convert to User Defined → OK

Hình 5.4: Phổ phản ứng tự động của Etab

STT Kí hiệu Nhóm tải trọng Tải trọng

1 SW Thường xuyên Trọng lượng bản thân của cấu kiện kết cấu

2 HE Thường xuyên Áp lực đất

3 SDL Thường xuyên Trọng lượng bản thân của lớp hoàn thiện

4 WALL Thường xuyên Tải tường xây

5 LW Dài hạn Hoạt tải bể nước

6 LE Dài hạn Hoạt tải khu vực kho lưu trữ

7 LF Ngắn hạn Hoạt tải khu vực giao thông phương tiện

Tiêu đề	DK APARTMENT
Tác giả	Nguyễn Quang Tiên
Người hướng dẫn	TS. Nguyễn Văn Chúng
Trường học	Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh
Chuyên ngành	Công nghệ kỹ thuật công trình xây dựng
Thể loại	Đồ án tốt nghiệp
Năm xuất bản	2024
Thành phố	Tp. Hồ Chí Minh

Định dạng
Số trang	205
Dung lượng	13,38 MB