chung cư bcons miền đông

Kết quả tính toán sức chịu tải do thành ma sát của cọc theo chỉ tiêu cơ lý của đất nền .... Phương án kết cấu chịu tải trọng đứng Cấu tạo Gồm các hộp rỗng được liên kết với nhau bằng

TỔNG QUAN KIẾN TRÚC

Giới thiệu về công trình

Hiện nay, Việt Nam đang bước vào giai đoạn vàng của sự phát triển và hội nhập với thế giới Thành phố Hồ Chí Minh đóng vai trò quan trọng nhất trong quá trình này, là một trong những trung tâm đô thị sầm uất với mật độ dân cư cao, thu hút hàng trăm ngàn lao động từ các tỉnh thành khác đổ về mỗi năm Đời sống của người dân tại đây ngày càng được nâng cao, thành phố cũng là nơi đặt trụ sở của nhiều tập đoàn lớn trong nước và quốc tế

Do đó, nhu cầu sinh hoạt của cư dân không chỉ đơn thuần là nơi ở và ăn uống mà còn bao gồm các dịch vụ tiện ích như văn phòng, trung tâm thương mại và dịch vụ y tế

Tận dụng những cơ hội này, dự án chung cư cao cấp Bcons Miền Đông do Bcons làm chủ đầu tư, nhằm cung cấp những căn hộ chất lượng và các tiện ích thiết yếu cho khách hàng, tiếp nối thành công của các dự án trước đây như Bcons Suối Tiên, Bcons Tower,

1.1.2 Vị trí và đặc điểm công trình

Tọa lạc trên đường Tân Tập, xã Đông Hòa, thị xã Dĩ An, tỉnh Bình Dương

Hình 1.1 Vị trí dự án Bcons Miền Đông 1.1.2.2 Điều kiện tự nhiên

Tỉnh Bình Dương sở hữu địa hình tương đối bằng phẳng, với hệ thống sông ngòi chằng chịt cùng nhiều loại tài nguyên thiên nhiên phong phú Khí hậu Bình Dương mang đặc trưng nhiệt đới gió mùa, nóng ẩm quanh năm, phân hóa hai mùa rõ rệt: mùa mưa kéo dài từ tháng 5 đến tháng 11 và mùa khô từ tháng 12 đến tháng 4 năm sau Lượng mưa trung bình năm ở Bình Dương dao động từ 1.800 mm đến 2.000 mm.

Về mùa khô gió thịnh hành chủ yếu là hướng Đông, Đông – Bắc, về mùa mưa gió thịnh hành chủ yếu là hướng Tây, Tây – Nam Tốc độ gió bình quân khoảng 0.7m/s, tốc độ gió lớn nhất quan trắc được là 12m/s thường là Tây, Tây – Nam Chế độ không khí ẩm tương đối cao, trung bình 80 – 90% và biến đổi theo mùa

Công trình dân dụng cấp I (Chiều cao 76.7m, tổng diện tích sàn > 30.000 m 2 ) – [Phụ lục II – Ban hành kèm theo Thông tư số 06/2021/TT-BXD ngày 30 tháng 06 năm 2021 của

Công trình có tổng cộng 1 tầng hầm, 20 tầng nổi, 1 tầng tum và 1 tầng kỹ thuật

Hình 1.2 Mặt bằng sàn tầng điển hình

Hình 1.3 Mặt bằng tầng hầm

Hình 1.4 Mặt đứng công trình

1.1.3.2 Thông số của các tầng

Bảng 1.1 Bảng thông số các tầng của công trình

Tầng Chiều cao (m) Cao độ (m) Công năng

3.0 +72.400 Phòng kỹ thuật, bao che công trình

Tầng thượng 3.35 +69.400 Phòng kỹ thuật

Tầng 2 3.6 +5.500 Trung tâm thương mại

Tầng 1 4.5 +1.000 Lễ tân, trung tâm thương mại

Tầng hầm 3.0 -3.000 Bãi đỗ xe

Giải pháp về kiến trúc của công trình

Do đặc tính kết hợp giữa trung tâm thương mại và căn hộ cao cấp của công trình, lưu lượng xe cộ khá đông, vì thế cần phải bố trí ram dốc và thang bộ một cách hợp lý để đảm bảo thông thoáng và quản lí công trình dễ dàng

Hệ thống thang máy và thang bộ thoát hiểm được đặt gần trung tâm tầng hầm để đảm bảo vững chắc về kết cấu và thuận tiện cho việc di chuyển xuống tầng hầm Hệ thống phòng cháy chữa cháy cũng được tích hợp trong khu vực thang bộ, giúp việc tiếp cận dễ dàng và nhanh chóng khi có sự cố xảy ra.

Các tầng điển hình (từ 3 đến 20) được sử dụng cho căn hộ cao cấp, phục vụ nhu cầu sinh hoạt của cư dân khu vực Hành lang trên mặt bằng tầng đảm bảo đáp ứng tiêu chuẩn (độ cao ≥ 2m)

1.2.2 Giải pháp giao thông trong công trình

Giao thông đứng: có 3 buồng thang máy, 2 cầu thang bộ

Giao thông ngang: hành lang là lối giao thông chính

Hành lang ở các tầng giao với cầu thang tạo ra nút giao thông thuân tiện và thông thoáng cho người đi lại, đảm bảo sự thoát hiểm khi có sự cố như cháy, nổ,

Giải pháp về kỹ thuật của công trình

Hệ thống cấp điện chính được đi trong hộp kỹ thuật luồn trong gen điện và đặt ngầm trong tường và sàn, đảm bảo không đi qua khu vực ẩm ướt và tạo điều kiện dễ dàng khi cần sửa chữa

Công trình sử dụng nguồn nước chứa vào bể chứa ngầm sau đó bơm lên bể nước mái, từ đây sẽ phân phối xuống các tầng của công trình theo các đường ống dẫn nước chính Hệ thống bơm nước cho công trình đươc thiết kế tự động hoàn toàn để đảm bảo nước trong bể mái luôn đủ để cung cấp cho sinh hoạt và cứu hỏa

Các đường ống qua các tầng luôn được bọc trong các hộp gen nước Hệ thống cấp nước đi ngầm trong các hộp kỹ thuật Các đường ống cứu hỏa chính luôn được bố trí ở mỗi tầng dọc theo khu vực giao thông đứng và trên trần nhà

Thoát nước mưa: Nước mưa trên mái được thoát xuống dưới thông qua hệ thống ống nhựa đặt tại những vị trí thu nước mái nhiều nhất Từ hệ thống ống dẫn chảy xuống rãnh thu nước mưa quanh nhà đến hệ thông thoát nước chung của thành phố

Thoát nước thải sinh hoạt: Nước thải khu vệ sinh được dẫn xuống bể tự hoại làm sạch sau đó dẫn vào hệ thống thoát nước chung của thành phố

Về quy hoạch: xung quanh công trình trồng hệ thống cây xanh để dẫn gió, che nắng, chắn bụi, điều hoà không khí Tạo nên môi trường trong sạch thoáng mát

Về thiết kế: Các phòng ở trong công trình được thiết kế hệ thống cửa sổ, cửa đi, ô thoáng, tạo nên sự lưu thông không khí trong và ngoài công trình Đảm bảo môi trường không khí thoải mái, trong sạch

Kết hợp ánh sáng tự nhiên và chiếu sáng nhân tạo

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

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

1.3.6 Hệ thống phòng cháy chữa cháy

Tại mỗi tầng và nút giao thông giữa hành lang và cầu thang Thiết kết đặt hệ thống hộp họng cứa hoả được nối với nguồn nước chữa cháy Mỗi tầng đều được đặt biển chỉ dẫn về phòng và chữa cháy Đặt mỗi tầng 4 bình cứu hoả CO2MFZ4 (4kg) chia làm 2 hộp đặt hai bên khu phòng ở

1.3.7 Hệ thống chống sét Được trang bị hệ thống chống sét theo đúng các yêu cầu và tiêu chuẩn về chống sét nhà cao tầng

Rác thải được tập trung ở các tầng thông qua kho thoát rác bố trí ở các tầng, chứa gian rác được bố trí ở tầng hầm và sẽ có bộ phận để đưa rác thải ra ngoài.

Những tiêu chuẩn xây dựng và quy chuẩn thiết kế

Các tiêu chuẩn quy phạm hiện hành của Việt Nam:

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

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

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

- TCVN 5574:2018: Kết cấu Bê Tông và Bê Tông toàn khối

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

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

Các tiêu chuẩn quy phạm hiện hành của Việt Nam:

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

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

Nguyên tắc tính toán

2.2.1 Các giả thiết tính toán

Sàn tuyệt đối cứng trên mặt phẳng của nó, liên kết giữa sàn vào cột, vách được tính là liên kết ngàm (xét cùng cao độ)

Mọi thành phần hệ chịu lực trên từng tầng đều chuyển vị ngang như nhau

Các cột, vách cứng, lõi thang máy được ngàm ở vị trí chân cột và chân vách, lõi ngay tại vị trí đài móng

Các tải trọng ngang tác dụng lên sàn dưới dạng lực tập trung tại các vị trí cứng của từng tầng, từ đó sẽ truyền vào cột, vách, lõi rồi chuyển đến móng

2.2.2 Tính toán theo trang thái giới hạn

Khi tính toán thiết kế kết cấu bê tông cốt thép cần phải thỏa mãn những yêu cầu về tính toán theo độ bền (TTGH I) và đáp ứng điều kiện sử dụng bình thường

Nhóm trạng thái giới hạn thứ nhất (độ bền) nhằm đảm bảo khả năng chịu lực của kết cấu, cụ thể đảm bảo cho kết cấu:

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

- Không bị mất ổn định về hình dáng hoặc vị trí

- Nhóm trạng thái giới hạn thứ (điều kiện sử dụng) nhằm đảm bảo sự làm việc bình thường của kết cấu, cụ thể cần hạn chế:

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

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

Phần mềm sử dụng

Bảng 2.1 Phần mềm sử dụng trong đồ án

Triển khai bản vẽ kiến trúc Triển khai bản vẽ kết cấu

Phân tích dao động công trình Tính toán nội lực của các cấu kiện Microsoft Office 2019 Trình bày thuyết minh, lập bảng tính,

Vật liệu sử dụng

Bảng 2.2 Phân loại bê tông cho từng loại cấu kiện

Cấu kiện Loại bê tông

Vách, lõi thang, cầu thang, đài móng, cọc khoan nhồi B30

Bảng 2.3 Phân loại cốt thép cho từng loại cấu kiện

Cấu kiện Loại cốt thép

Dầm, vách đơn, vách lõi thang, đài móng, cọc khoan nhồi

Yêu cầu về cấu tạo

2.5.1 Lớp bê tông bảo vệ

Theo TCVN 5574:2018, chiều dày lớp bê tông bảo vệ cần phải đảm bảo các yêu cầu:

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

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

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

- Khả năng chịu lửa của kết cấu

Bảng 2.4 Quy định chiều dày lớp bê tông bảo vệ trong TCVN 5574:2018 Điều kiện làm việc của kết cấu Chiều dày tối thiểu của lớp bê tông bảo vệ (mm)

Trong các gian phòng được che phủ với độ ẩm bình thường và thấp (không lớn hơn 75%)

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

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

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

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

Bảng 2.5 Chiều dày lớp bê tông bảo vệ cho các cấu kiện

STT Cấu kiện Chiều dày lớp bê tông bảo vệ (mm)

4 Kết cấu tiếp xúc với đất, có bê tông lót 35

2.5.2 Khoảng cách thông thủy giữa các thanh thép

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

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

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

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

Lựa chọn phương án kết cấu

Hình 2.1 Lưu đồ nội dung lựa chọn phương án kết cấu

2.6.1 Lựa chọn phương án kết cấu phần thân

2.6.1.1 Kết cấu chịu tải trọng đứng

Bảng 2.6 Phương án kết cấu chịu tải trọng đứng

Tiêu chí Sàn rỗng Sàn dầm

Cấu tạo Gồm các hộp rỗng được liên kết với nhau bằng hệ thống dầm và cột

Gồm các dầm chính, dầm phụ và bản sàn

Tùy thuộc vào kích thước hộp và mật độ dầm

Phụ thuộc vào tiết diện dầm và bản sàn

Trọng lượng Nhẹ hơn Nặng hơn

Chiều cao Thấp hơn Cao hơn

Khả năng thi công Phức tạp hơn sàn dầm Dễ dàng thi công

Chi phí Cao hơn sàn dầm Thấp hơn sàn rỗng Ứng dụng Phù hợp với công trình có nhịp nhỏ, yêu cầu tiết kiệm chiều cao Phù hợp với phần lớn công trình

Căn cứ vào các tiêu chí ở trên, sinh viên nhận thấy phương án sàn dầm phù hợp hơn với đồ án bởi phương pháp tính toán, thi công dễ dàng, phổ biến và khả năng chịu lực tốt hơn Sinh viên lựa chọn phương án kết cấu sàn dầm để chịu tải trọng đứng cho công trình

2.6.1.2 Kết cấu chịu tải trọng ngang

Bảng 2.7 Phương án kết cấu chịu tải trọng ngang

Tiêu chí so sánh Phương án

Khung Vách - Lõi Khả năng chịu tải trọng ngang Trung bình Cao

Khả năng chịu xoắn Trung bình Cao

Tính linh hoạt trong thiết kế Cao Trung bình

Khả năng thi công Trung bình Khó

Chi phí thi công Trung bình Cao

Phương án Khung: Thích hợp cho công trình có tải trọng ngang vừa phải, yêu cầu tính linh hoạt cao và chi phí thi công hợp lý

Phương án Vách - Lõi phù hợp với các công trình yêu cầu khả năng chịu lực ngang lớn, độ cứng vặn tốt Đồng thời, phương án này mang lại tính thẩm mỹ cao, tuy nhiên chi phí thi công không phải là yếu tố quan trọng được cân nhắc.

Căn cứ vào các tiêu chí trên, sinh viên nhận thấy phương án Vách – Lõi phù hợp cho công trình hơn Sinh viên lựa chọn phương án Vách – Lõi để chịu tải trọng ngang cho công trình

2.6.2 Lựa chọn phương án kết cấu phần ngầm

Bảng 2.8 Phương án kết cấu phần ngầm

Tiêu chí Cọc ép Cọc khoan nhồi

Thích hợp cho các công trình chịu tải trọng trung bình

Thích hợp cho các công trình chịu tải trọng lớn Độ sâu thi công Hạn chế về độ sâu Thi công được ở độ sâu lớn

Kích thước Kích thước nhỏ Kích thước lớn Độ rung lắc Gây rung lắc mạnh Gây rung lắc ít Độ ồn Gây tiếng ồn lớn Gây tiếng ồn ít

Thời gian thi công Nhanh Chậm

Chi phí thi công Thấp Cao Ứng dụng Nhà dân, nhà phố, công trình nhỏ Cao ốc, nhà máy, công trình lớn Ưu điểm Thi công nhanh, chi phí thấp Khả năng chịu tải lớn, độ sâu thi công lớn, ít rung lắc, ít tiếng ồn

Nhược điểm Khả năng chịu tải thấp, độ sâu thi công hạn chế, rung lắc mạnh, tiếng ồn lớn

Chi phí thi công cao, thời gian thi công chậm

Căn cứ vào các tiêu chí có thể đáp ứng cho yêu cầu công trình, sinh viên lựa chọn phương án Cọc khoan nhồi để tiến hành tính toán

2.6.3 Lựa chọn sơ bộ kích thước cấu kiện

Kích thước dầm được sơ bộ theo công thức kinh nghiệm nhằm đảm bảo độ cứng, phụ thuộc vào nhịp dầm

Sơ bộ dầm được chọn theo công thức kinh nghiệm:

Bảng 2.9 Công thức sơ bộ tiết diện dầm Loại dầm Chiều cao h (mm) Chiều rộng b (mm)

Bảng 2.10 Sơ bộ tiết diện dầm (bxh)

L dc h dc Chọn h dc b dc Chọn b dc m mm mm m mm mm mm

Kích thước dầm sơ bộ:

Chiều dày sàn dầm được lựa chọn sơ bộ dựa trên kích thước nhịp cạnh ngắn của ô sàn (sàn có kích thước lớn nhất)

Kích thước ô sàn lớn nhất trong tầng điển hình: × = 7.4 × 5.6

Chiều dày sơ bộ sàn:

40 × 5600 = (124 ÷ 140) Trong thiết kế nhà cao tầng thì chiều dày sàn nên chọn lớn để đảm bảo vai trò sàn như tấm cứng trong mặt phẳng của nó, chọn: ℎ = 150

Bảng 2.11 Sơ bộ chiều dày sàn

Tên sàn Chiều dày sơ bộ (mm)

2.6.3.3 Sơ bộ vách và lõi

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

- Chiều dày của vách không nhỏ hơn 150mm (h v 150mm)

- Chiều dày của vách không nhỏ hơn 1/20 chiều cao tầng ( v t h h

- Tổng diện tích mặt cắt ngang của vách và lõi trên từng tầng phải lớn hơn hoặc bằng 1.5% diện tích sàn từng tầng (S v 1.5%S s )

Sinh viên lựa chọn chiều dày vách =

Sinh viên lựa chọn tiết diện vách dựa trên cấu tạo đã cho Sau khi tính toán nội lực và cốt thép, cần đánh giá lại sự hợp lý của tiết diện dựa trên hàm lượng cốt thép Nếu không hợp lý, phải tiến hành sơ bộ lại kết cấu và tính toán lại để đảm bảo yêu cầu.

Hình 2.2 Mặt bằng bố trí kết cấu sàn tầng điển hình

TẢI TRỌNG VÀ TỔ HỢP TẢI TRỌNG

Tải trọng đứng

3.1.1.1 Tĩnh tải các lớp cấu tạo sàn

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

- Giá trị tĩnh tải tiêu chuẩn: g s tc    i i

- Giá trị tĩnh tải tính toán: g tt s     i i n i

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

 Chiều dày của lớp cấu tạo sàn thứ i n : Hệ số tin cậy đối với các loại tải trọng thứ i, được lấy theo chủ dẫn của Bảng 1 i trong TCVN 2737:2023

Bảng 3.1 Hệ số tin cậy đối với tải trọng do khối lượng kết cấu xây dựng và đất

Các loại kết cấu Hệ số tin cậy

2 Bê tông có khối lượng thể tích lớn hơn 1600 kg/m 3 , bê tông cốt thép, gạch đá, gạch đá có cốt thép và gỗ

Các loại kết cấu Hệ số tin cậy

3 Bê tông có khối lượng thể tích không lớn hơn 1600 kg/m 3 , các vật liệu ngăn cách, các lớp trát và hoàn thiện (tấm, vỏ, các vật liệu cuộn, lớp phủ, lớp vữa lót,…) tùy theo điều kiện sản xuất:

Bảng 3.2 Tĩnh tải các lớp cấu tạo sàn tầng 1 đến tầng TUM

STT Các lớp cấu tạo sàn Chiều dày (mm)

Giá trị tiêu chuẩn (kN/m 2 )

Giá trị tính toán (kN/m 2 )

Tổng tĩnh tải (chưa xét đến TLBT sàn) 1.41 1.74

Bảng 3.3 Tĩnh tải các lớp cấu tạo sàn kỹ thuật, sàn mái

3.1.1.2 Tĩnh tải tường xây Đối với tường xây lên dầm, sinh viên quy đổi tải tường thành tải phân bố đều lên dầm Còn với trường hợp tường xây lên sàn, sinh viên sử dụng phương án quy đổi tải tường thành tải phân bố đều lên sàn (chọn ô sàn có nhiều tường nhất để lấy tải tường quy đổi của ô sàn này tính toán cho các ô sàn còn lại)

Bảng 3.4 Tĩnh tải phân bố trên diện tích của tường xây 100

Tải trọng tường xây 100 trên dầm chính (300x600) × (ℎ −ℎ ) =0.96× (3.35 − 0.6) = 2.64 ( / ) Tải trọng tường xây 100 trên dầm phụ (200x400) × (ℎ −ℎ ) =0.96× (3.35 − 0.4) = 2.832 ( / )

Bảng 3.5 Tĩnh tải phân bố trên diện tích của tường xây 200

Tải trọng tường xây 200 trên dầm chính (300x600) × (ℎ −ℎ ) =1.71× (3.35 − 0.6) =4.723( / ) Tải trọng tường xây 200 trên dầm phụ (300x450) × (ℎ −ℎ ) =1.71× (3.35 − 0.4) =5.045( / ) Tải trọng tường xây 100 trên sàn (quy về tải phân bố đều trên diện tích)

 Cho các tầng có chiều cao 3.35m × (ℎ −ℎ ) ×

Tham khảo bảng 3 trích TCVN 2737:2023, phụ thuộc vào loại phòng của từng loại nhà và công trình

Bảng 3.6 Hoạt tải theo công năng của từng loại phòng

Loại phòng Tải trọng tiêu chuẩn (kN/m 2 )

Tải trọng tính toán (kN/m 2 )

2 Phòng ăn, phòng khách, phòng vệ sinh, phòng tắm

5.1 Tiền sảnh, cầu thang bộ

 Trước cửa ra vào chính

5.2 Sảnh, phòng chờ, hành lang tầng 1

7 Mái bằng có sử dụng

8 Mái bằng không sử dụng

Tải trọng ngang

3.2.1.1 Yêu cầu tính toán tải trọng gió theo TCVN 2737:2023

Theo TCVN 2737:2023, tải trọng gió được phân thành hai loại chính:

- Đối với các công trình thấp tầng (< 40m), công trình chịu rung động ít, chỉ cần xác định thành phần tĩnh của tải trọng gió tác động lên công trình

- Đối với các công trình có chiều cao lớn hơn (> 40m) hoặc có hình dạng đặc biệt, cần tính đến thành phần động của tải trọng gió tác động lên công trình

Căn cứ theo tiêu chuẩn, công trình Bcons Miền Đông có chiều cao 74.75m nên sinh viên khi xác định tải trọng gió tác dụng lên công trình sẽ xét đến cả hai thành phần gió tĩnh và gió động

3.2.1.2 Lựa chọn phương án gán tải trọng gió Đối với thành phần gió tĩnh, sinh viên sẽ gán vào tâm hình học của các tầng dưới dạng lực tập trung Do cách gán này thường được áp dụng cho các bài toán với nhà cao tầng

Với thành phần gió động, sinh viên sẽ gán vào tâm khối lượng của các tầng dưới dạng lực tập trung Bởi vì thành phần động của gió tác dụng lên công trình là lực do xung của vận tốc gió và lực quán tính của công trình gây ra

3.2.1.3 Tính toán thành phần tĩnh của tải trọng gió

Theo TCVN 2737:2023, giá trị tiêu chuẩn thành phần tĩnh của tải trọng gió W tại tầng thứ j được xác định theo công thức:

, : là áp lực gió 3s ứng với chu kỳ lặp 10 năm: , : hệ số chuyển đổi áp lực gió từ chu kỳ lặp từ 20 năm xuống 10 năm, lấy 0.852

W0 : Áp lực gió tiêu chuẩn vùng IA, W0 = 0.55 kN/m 2

: Hệ số tính đến sự thay đổi của áp lực gió theo độ cao ze so với mốc chuẩn và dạng địa hình, được xác định theo công thức:

/ c : Hệ số khí động, phụ thuộc vào hướng gió và hình dạng công trình

: hệ số hiệu ứng giật

Bảng 3.7 Giá trị áp lực gió W 0 theo phân vùng áp lực gió trên bản đồ (daN/m 2 )

Vùng áp lực gió trên bản đồ

Bảng 3.8 Xác định hệ số z g , z min và  khi tính kzj

Dạng địa hình zg zmin 

Bảng 3.9 Số liệu tính toán thành phần tĩnh của tải trọng gió

STT Thông tin Giá trị

1 Vị trí xây dựng công trình Dĩ An, Bình Dương

3 Áp lực gió tiêu chuẩn W0 = 55 (daN/m 2 )

6 Hệ số tin cậy tải trọng gió = 2.1

Tính hệ số hiệu ứng giật G f :

Mô hình và phân tích dao động công trình trong ETABS với các thông số sơ bộ:

Bảng 3.10 Kích thước sơ bộ các thành phần cấu kiện

Cấu kiện Giá trị (mm)

Sàn tầng điển hình Sàn tầng mái

Hình 3.2 Mô hình công trình trong ETABS

Bảng 3.11 Kết quả phân tích chu kì dao động TABLE: Modal Participating Mass Ratios

(sec) UX UY RX Frequency

Bảng 3.12 Tính hệ số hiệu ứng giật

Các thông số Giá trị Phương

+ Hệ số phụ thuộc vào các dạng địa hình: cr = 0.15 0.15 + Độ cao tương đương của công trình (m): zs = 44.85 44.85 + Độ rối ở độ cao tương đương Zs: I(zs) = 0.117 0.117

+ Hệ số đỉnh cho thành phần xung: gQ = 3.4 3.4

+ Hệ số đỉnh cho thành phần phản ứng: gV = 3.4 3.4

+ Tần số riêng cơ bản thứ nhất (Hz): n1-x= 0.552 0.596 + Hệ số đỉnh cho thành phần cộng hưởng: gR = 4.045 4.064 + Hệ số phụ thuộc vào các dạng địa hình: l = 198.120 198.120 + Hệ số phụ thuộc vào các dạng địa hình: ϵ̅ = 0.13 0.13 + Thang nguyên kích thước xoáy: L(zs) = 239.000 239.000 + Hệ số kể đến thành phần phản ứng nền: Q = 0.842 0.829

+ Độ cản phụ thuộc theo loại kết cấu: β = 0.02 0.02

+ Hệ số phụ thuộc vào các dạng địa hình: b͞ = 0.80 0.80 + Hệ số phụ thuộc vào các dạng địa hình: a̅ = 0.11 0.11 + Vận tốc gió trung bình trong 3600 giây (m/s): V(zs)3600s,50 = 34.026 34.026

+ Hệ số để tính Rn: N1 = 3.877 4.186

+ Hệ số để tính hệ số cộng hưởng: Rn = 0.060 0.057

+ Hệ số tính hàm số dẫn suất khí động: hh = 5.578 6.023 + Hệ số tính hàm số dẫn suất khí động: hb = 3.492 5.527 + Hệ số tính hàm số dẫn suất khí động: hd = 17.139 12.624

+ Hàm số dẫn suất khí động: Rh = 0.163 0.152

+ Hàm số dẫn suất khí động: Rb = 0.245 0.165

+ Hàm số dẫn suất khí động: Rd = 0.057 0.076

+ Hệ số phản ứng cộng hưởng: R = 0.258 0.201

Hệ số hiệu ứng giật G f-x = 0.886 0.874

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

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

Bảng 3.13 Kết quả tính toán thành phần tĩnh tải trọng gió dạng lực tập trung

3.2.2.1 Khai báo hệ số Mass source cho động đất

Hệ số Mass source cho động đất là: 1*TT + 0.24*HT

3.2.2.2 Phân tích dao động động đất

Sử dụng phần mềm ETABS 18.1.1 để phân tích dao động, kết quả dao động sẽ phải phụ thuộc vào hai điều kiện sau:

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

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

Bảng 3.14 Kết quả phân tích dao động động đất

Cuz.mas.UX Cuz.mas.UY Cuz.mas.UZ

Bảng 3.15 Số liệu tính toán của công trình

CÔNG TRÌNH BCONS MIỀN ĐÔNG

Vị trí địa lý Dĩ An, Bình Dương Đất nền loại C S = 1.15

Tỷ số đỉnh gia tốc nền tham chiếu

(Tra phụ lục H – TCVN 9386:2012) agR/g = 0.0663g

Hệ số tầm quan trọng (công trình cấp I) γI = 1.25

3.2.2.3 Tính toán lực cắt đáy lên các tầng bằng phần mềm ETABS

Khai báo tải động đất trong phần Define Load Patterns với tiêu chuẩn TCVN 9386:2012

Hình 3.3 Khai báo tải động đất trong ETABS

Hình 3.4 Lực cắt ngang tại các tầng do động đất gây ra theo phương X Bảng 3.16 Kết quả tính toán lực cắt theo phương X trong ETABS

TABLE: Story Response Story Elevation Location X-Dir m kN

Hình 3.5 Lực cắt ngang tại các tầng do động đất gây ra theo phương Y

Bảng 3.17 Kết quả tính toán lực cắt theo phương Y trong ETABS

Story Elevation Location Y-Dir m kN

Story20 66.4 Top 877.2181 Story19 63.05 Top 834.874 Story18 59.7 Top 792.5299 Story17 56.35 Top 750.1858

Story15 49.65 Top 665.4976 Story14 46.3 Top 623.1535 Story13 42.95 Top 580.8094 Story12 39.6 Top 538.4653 Story11 36.25 Top 496.1212 Story10 32.9 Top 453.7771

Tổ hợp tải trọng

3.3.1 Chỉ dẫn tổ hợp tải trọng theo TCVN 2737:2023

Theo chỉ dẫn tại 2.4 – TCVN 2737: 2023, tùy thành phần các tải trọng tính đến, tổ hợp tải trọng gồm có tổ hợp cơ bản và tổ hợp đặc biệt

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

Tổ hợp tải trọng đặc biệt gồm các tải trọng thường xuyên, tải trọng tạm thời dài hạn, tải trọng tạm thời ngắn hạn có thể xảy ra và một trong các tải trọng đặc biệt Tổ hợp tải trọng đặc biệt do tác động của động đất không tính đến tải trọng gió

3.3.2 Tổ hợp tải trọng cơ bản

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

Khi tổ hợp tải trọng cơ bản có từ hai tải trọng tạm thời thì giá trị của tải trọng tạm thời phải được nhân với hệ số tổ hợp = 0.9

3.3.3 Tổ hợp tải trọng đặc biệt

Khi tổ hợp đặc biệt có một tải trọng tạm thời thì giá trị của tải trọng tạm thời được lấy toàn bộ

Khi tổ hợp đặc biệt có hai tải trọng tạm thời trở lên thì giá trị tải trọng đặc biệt được lấy không giảm, giá trị tải trọng tạm thời được nhân với hệ số tổ hợp = 0.8 (đối với tải trọng tạm thời ngắn hạn)

3.3.4 Chỉ dẫn tổ hợp tải trọng theo TCVN 9386:2012

Theo chỉ dẫn tại 3.2.4 – TCVN 9386:2012, giá trị thiết kế E d của các hệ quả tác động do động đất gây ra phải được xác định theo công thức:

" + ": Có nghĩa là tổ hợp với

, : Giá trị đặc trưng của tác động lâu dài (tĩnh tải)

: Giá trị thiết kế của tác động ứng lực trước

: Giá trị thiết kế của tác động động đất

, : Giá trị đặc trưng của tác động thay đổi (hoạt tải)

, : Hệ số lấy theo Bảng 3.4 – TCVN 9386:2012

Bảng 3.18 Giá trị hệ số Ψ2,i đối với nhà – TCVN 9386:2012

Loại A: Khu vực nhà ở, gia đình 0.3

Loại B: Khu vực văn phòng 0.3

Loại C: Khu vực hội họp 0.6

Loại D: Khu vực mua bán 0.6

Loại E: Khu vực kho lưu trữ 0.8

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

Loại G: Khu vực giao thông, 30 kN ≤ trọng lượng xe ≤ 160 kN 0.3

Do công trình BCONS Miền Đông với phần lớn công năng chính là nhà ở (loại A) và chỉ có 1 tầng có công năng mua bán (loại D)

Vì vậy, sinh viên lấy hệ số tổ hợp = 0.3

3.3.5.1 Các trường hợp tải trọng

Bảng 3.19 Các trường hợp tải trọng tác dụng lên công trình

STT Loại tải trọng Ký hiệu Loại tải khai báo

3 Gió theo phương X GX Wind

4 Gió theo phương Y GY Wind

5 Thành phần động đất theo phương X Edx Quake

6 Thành phần động đất theo phương Y Edy Quake

7 Động đất theo phương X DDX Quake

8 Động đất theo phương Y DDY Quake

Các trường hợp tải trên đều là giá trị tiêu chuẩn (vì để thuận tiện cho kiểm tra công trình theo cả hai trạng thái giới hạn)

Thành phần tĩnh tải (TT) bao gồm TLBT + Cấu tạo + Tường xây

Thành phần động đất theo phương X (DDX) bao gồm 100% tác động động đất theo phương X + 30% tác động động đất theo phương Y

Thành phần động đất theo phương Y (DDY) bao gồm 100% tác động động đất theo phương Y + 30% tác động động đất theo phương X

Trong đồ án, sinh viên tiến hành nhập tải tiêu chuẩn để tiện cho việc kiểm tra công trình theo cả TTGH I và TTGH II

Tổ hợp TTGH I nhằm xác định nội lực và tính toán cốt thép cho cột, vách, lõi cứng, dầm, sàn

Bảng 3.20 Tổ hợp tải trọng tính toán, kiểm tra theo TTGH I

Loại tổ hợp Tổ hợp Cách tổ hợp

Tổ hợp cơ bản I I.ULS1 1.1 TT + 1.3 HT

Tổ hợp cơ bản II I.ULS6 1.1 TT + 0.9 (1.3 HT + 2.1 GX)

I.ULS7 1.1 TT + 0.9 (1.3 HT - 2.1 GX) I.ULS8 1.1 TT + 0.9 (1.3 HT + 2.1 GY) I.ULS9 1.1 TT + 0.9 (1.3 HT – 2.1 GY)

Tổ hợp đặc biệt I.ULS10 1.1 TT + 0.3 (1.3 HT) + DDX

I.ULS11 1.1 TT + 0.3 (1.3 HT) - DDX I.ULS12 1.1 TT + 0.3 (1.3 HT) + DDY I.ULS13 1.1 TT + 0.3 (1.3 HT) - DDY

Tổ hợp bao I.ULSAO ENVELOPE (ULS1,ULS2,…,ULS13)

- GX là gió ngược theo phương X

- GY là gió ngược theo phương Y

- DDX là động đất ngược theo phương X

- DDY là động đất ngược theo phương Y

Tổ hợp TTGH II nhằm phục vụ cho xác định chuyển vị ngang ở đỉnh công trình, chuyển vị lệch tầng, kiểm tra võng, sự hình thành và mở rộng vết nứt

Bảng 3.1 Tổ hợp tải trọng tính toán, kiểm tra theo TTGH II

Tổ hợp cơ bản I II.ULS1 TT + HT

Tổ hợp cơ bản II II.ULS6 TT + 0.9 (HT + GX)

II.ULS7 TT + 0.9 (HT - GX)

II.ULS8 TT + 0.9 (HT + GY)

II.ULS9 TT + 0.9 (HT - GY)

Tổ hợp đặc biệt II.ULS10 TT + 0.3 HT + DDX

II.ULS11 TT + 0.3 HT - DDX

II.ULS12 TT + 0.3 HT + DDY

II.ULS13 TT + 0.3 HT - DDY

Tổ hợp bao II.ULSBAO ENVELOPE (ULS1,ULS2,…,ULS13)

- GX là gió ngược theo phương X

- GY là gió ngược theo phương Y

- DDX là động đất ngược theo phương X

- DDY là động đất ngược theo phương Y.

Phương án kết cấu

Cầu thang được thiết kế trong các tòa nhà cao tầng, ngoài việc đi lại thì mục đích chính là thoát hiểm khi có sự cố nguy hiểm như cháy, nổ, xảy ra nên cầu thang phải được thiết kế theo yêu cầu sau cho các mục đích sau:

• Bố trí gần khu vực thang máy

• Chiều rộng phải đảm bảo đáp ứng yêu cầu đi lại và thoát hiểm Độ dốc tiêu chuẩn thiết kế

• Kết cấu phải có khả năng chịu lực, có độ ổn định cho phép và độ rung chịu lửa tốt

→ Từ các tiêu chí trên ta thấy phương án cầu thang bản sàn là hợp lí vì khả năng chống cháy, chịu lực tốt, thi công và tính toán dễ dàng, tính phổ biến

Trong chương thiết kế cầu thang, sinh viên có nhiệm vụ tính toán thiết kế cho cầu thang của tầng điển hình (tầng 3 đến tầng 20) Tọa độ vị trí của cầu thang thiết kế nằm giữa khung trục C, D và 4, 6

Hình 4.1 Mặt bằng cầu thang 4.1.2 Số liệu tính toán

4.1.2.1 Sơ bộ kích thước bậc thang

Chiều cao tầng điển hình là 3.35 mét Số lượng bậc thang theo quy định là 20 bậc, chia đều cho hai vế cầu thang Bề rộng của mỗi bậc thang là 250 mm.

Chiều cao của bậc thang:

20 7.5 ( ) Để đảm bảo yêu cầu về kiến trúc và thuận tiện cho thi công, chọn ℎ = 167 ( ) với bậc 1 có chiều cao ℎ = 177 ( )

4.1.2.2 Sơ bộ kích thước bản thang

Chiều dày bản thang (bao gồm chiếu nghỉ và 2 vế thang nghiêng):

25 ×6400= (213÷256)( ) Chọn sơ bộ chiều dày bản thang là: h bt = 170 (mm)

: Nhịp tính toán của bản thang

= + 2 00+ 2 ×2500d00( ) , : Nhịp tính toán của chiếu nghỉ và vế thang nghiêng

Góc nghiêng của bản thang:

Tải trọng và tổ hợp tải trọng

4.2.1 Tải trọng tác dụng lên bản thang

Tĩnh tải của lan can cầu thang ta lấy là 0.3 (kN/m)

Tĩnh tải các lớp cấu tạo bản thang (bản nghiêng) được xác định theo công thức: tt td i i i g   n Trong đó: i:

 Trọng lượng riêng của lớp cấu tạo bản thang thứ i n :i Hệ số tin cậy của lớp cấu tạo bản thang thứ i (Xem chi tiết Bảng 3.1) td i :

 Chiều dày tương đương của lớp cấu tạo thứ i theo phương cảu bản nghiêng, được xác định như sau:

- Đối với lớp gạch lát và lớp gạch vữa xi măng có chiều dày  td i : td b b i

- Đối với bậc thang có kích thước (hb, lb): td b

  (Tham khảo Sách Bê tông cốt thép – Tập 3 – Võ Bá Tầm)

Tĩnh tải các lớp cấu tạo theo phương thẳng đứng có giá trị là gtt cos (bỏ qua thành phần lực dọc trong bản nghiêng)

Bảng 4.1 Tĩnh tải phân bố trên mét vuông của bản thang

Tổng tĩnh tải theo phương nghiêng

Tổng tĩnh tải theo phương đứng

Giá trị tính toán (kN/m 2 ) STT Các lớp cấu tạo sàn

Chiều dày tương đương đá hoa cương:

Chiều dày tương đương vữa xi măng:

Chiều dày tương đương bậc thang:

Tra bảng 3 – TCVN2737:1995 ta xác định được hoạt tải tiêu chuẩn trên bản thang:

Xét trên một dãy 1m, tổng tải trọng phân bố trên mét dài tác dụng lên bản thang là:

4.2.2 Tải trọng tác dụng lên chiếu nghỉ

Bảng 4.2 Tĩnh tải tác dụng lên chiếu nghỉ

STT Các lớp cấu tạo sàn

Hoạt tải tác dụng lên bản chiếu nghỉ là: = × = 3 ×1.3=3.9 ( / ) Tổng tải trọng phân bố trên mét dài (xét với dãy 1m) tác dụng lên chiếu nghỉ là:

4.2.3 Tải trọng tác dụng lên chiếu tới

Bảng 4.3 Tĩnh tải tác dụng lên chiếu tới

STT Các lớp cấu tạo sàn

Hoạt tải tác dụng lên bản chiếu tới là: = × = 3 × 1.3 =3.9 ( / ) Tổng tải trọng phân bố trên mét dài (xét với dãy 1m) tác dụng lên chiếu nghỉ là:

Bảng 4.4 Các trường hợp tải tác dụng lên cầu thang

1 Trọng lượng bản thân TLBT Dead

2 Các lớp cấu tạo CT Super Dead

- Các trường hợp tải trên đều là giá trị tiêu chuẩn (vì để thuận tiện cho kiểm tra công trình theo cả hai trạng thái giới hạn)

- Thành phần tĩnh tải (TT) bao gồm TLBT + CT

Bảng 4.5 Các tổ hợp được thiết lập trong ETABS cho thiết kế cầu thang

STT Tổ hợp Cách tổ hợp Mục đích sử dụng

1 ULS1 1.1 TLBT + 1.3 CT +1.3 HT Kiểm tra TTGH I

2 ULS2 TLBT + CT + HT Kiểm tra TTGH II

Tính toán nội lực cầu thang

4.3.1 Sơ đồ tính của cầu thang

Vì cầu thang có chiều cao lớn nên để thuận tiện cho thi công và tính toán kết cấu được đơn giản, làm việc ổn định, giảm chuyển vị, hạn chế vết nứt, ta tiến hành đặt dầm tại vị trí chiếu nghỉ với cao độ 1.67m

Liên kết tại hai đầu cầu thang là liên kết khớp, liên kết giữa dầm và chiếu nghỉ là liên kết tựa

Hình 4.2 Sơ đồ tính của cầu thang

4.3.2 Tải phân bố trên cầu thang

Hình 4.3 Tĩnh tải Hình 4.4 Hoạt tải 4.3.3 Kết quả nội lực

Hình 4.6 Biểu đồ lực cắt

Hình 4.7 Phản lực tại gối

4.3.4 Kiểm tra chuyển vị cho cầu thang

Hình 4.8 Chuyển vị của cầu thang

Theo bảng M.1 – Phụ lục M của TCVN 5574:2018, độ võng giới hạn của bản thang được xác định tường ứng như độ võng cảu sàn với chiều dài nhịp là L = 10.5 (m) Ta xác định được giá trị độ võng giới hạn như sau:

225 = 46.67 Kết luận: f1 = 1.85mm < [fgh] = 46.67mm

Vậy cầu thang thỏa mãn điều kiện về chuyển vị

4.3.5 Kiểm tra khả năng chịu cắt cho cầu thang

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

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

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

Qsw: Lực cắt chịu bởi cốt thép ngang trong tiết diện nghiêng Qsw = 0

Q : Lực cắt chịu bởi bê tông trong tiết diện nghiêng b

Lực cắt Qb được xác định theo công thức sau:

Vậy bản thang đủ khả năng chịu cắt

Sơ đồ ứng suất dùng để tính toán cấu kiện chịu uốn tiết diện HCN đặt cốt đơn được thể hiện qua hình bên dưới Sơ đồ ứng suất dùng để tính toán tiết diện theo trạng thái giới hạn như sau:

- Ứng suất trong cốt thép chịu kéo A s đạt tới cường độ chịu kéo tính toán R s

- Ứng suất trong vùng bê tông chịu nén đạt đến cường độ chịu nén tính toán R b và được phân bố đều trên vùng chịu nén quy ước của bê tông

- Bỏ qua sự làm việc chịu kéo của bê tông

Hình 4.9 Sơ đồ ứng suất của tiết diện chữ nhật đặt cốt đơn 4.3.6.2 Tính toán cốt thép cho bản thang

Bảng 4.6 Thông số vật liệu bê tông và thép

Tiết diện tính toán của bản thang là ×ℎ= 1000 × 140 ( )

Chiều dày lớp bê tông bảo vệ của bản thang là = 20 ( )

Diện tích cốt thép được tính toán thông qua các công thức sau:

Kiểm tra hàm lượng cốt thép: tt s b min max R

Bảng 4.7 Kết quả tính toán cốt thép bản thang

(kN.m) (mm) (mm) (mm) (mm 2 ) (%) d (mm) a (mm) (mm 2 ) (%)

Kiểm tra chuyển vị đỉnh

Theo bảng M.4, phụ lục M – TCVN5574:2018, đối với kết cấu công trình nhiều tầng thì chuyển vị đỉnh do tải trọng gió cần phải đảm bảo điều kiện sau: u f f H

 500 Trong đó: f: Là chuyển vị theo phương ngang tại đỉnh kết cấu xuất từ ETABS

H: Là chiều cao công trình tính từ mặt trên của đài móng đến mái

Bảng 5.1 Kết quả chuyển vị lớn nhất tại đỉnh của công trình theo phương X và Y

Tầng Nút Trường hợp tải trọng

Với H = 76.7(m) nên ta xác định được:

  500 Vậy chuyển vị đỉnh của công tình theo 2 phương X, Y thỏa mãn diều kiện cho phép.

Kiểm tra gia tốc đỉnh

Tải trọng gió tác động vào công trình, kết cấu sẽ dịch chuyển và xuất hiện gia tốc chuyển động Khi gia tốc này đủ lớn để khiến con người cảm nhận được sự chuyển động của kết cấu thì sẽ làm ảnh hưởng đến cuộc sống sinh hoạt của người đang sinh sống và làm việc tại đó Theo chỉ dẫn 2.6.3 – TCVN198:1997, để đảm bảo yêu cầu sử dụng thì gia tốc chuyển động cực đại phải ở trong mức cho phép sau:

  y  Y Trong đó: y : Là giá trị tính toán của gia tốc cực đại

  Y : Là giá trị cho phép của gia tốc,   Y 150(m / s ) 2 Để xác định giá trị tính toán của gia tốc cực đại gần đúng, ta có thể dùng lý thuyết dao động điều hòa để tính toán với công thức sau:

A: Chuyển vị công trình do tải trọng gió gây ra fi: Tần số dao động tại mode thứ i của công trình

(Lấy f2 = 0.4 trong Bảng 3.12 – Chương 3 Tải trọng và tác động)

Bảng 5.2 Đánh giá kết quả gia tốc đỉnh

Tầng Trường hợp tải trọng f2 A

Kiểm tra chuyển vị lệch tầng

Chuyển vị lệch tầng theo TCVN9386:2012 là hiệu của các chuyển vị ngang trung bình ds tại trần và sàn của tầng đang xét

5.3.1 Chuyển vị lệch tầng dưới tác động của tải trọng gió

Theo Bảng M.4, phụ lục M – TCVN5574:2018, chuyển vị ngang của một tầng của nhà nhiều tầng được giới hạn như sau:

- Tường và vách ngăn bằng gạch, bằng bê tông thạch cao, bằng panel bê tông cốt thép: r u h s d f

- Tường (ốp đá tự nhiên) làm từ gạch ceramic: r u h s d f

  700 Trong đó: dr: Là chuyển vị ngang tương đối giữa các tầng do trường hợp tải trọng gió gây ra (Giá trị UX, UY xuất từ phần mềm ETABS) hs: Là chiều cao tầng

Bảng 5.3 Kết quả đánh giá chuyển vị lệch tầng dưới tác động của tải trọng gió

Tầng Gió X dr UX (mm)

Gió Y dr UY (mm) hs

Tầng Gió X dr UX (mm)

Gió Y dr UY (mm) hs

Hình 5.1 Biểu đồ chuyển vị ngang tương đối giữa các tầng do tải trọng gió gây ra

Chuyển vị lệch tầng (mm)

Chuyển vị lệch tầng (Trường hợp tải trọng gió)

Chuyển vị lệch tầng phương X Chuyển vị lệch tầng phương YChuyển vị lệch tầng cho phép

5.3.2 Chuyển vị lệch tầng dưới tác động của tải trọng động đất

Theo mục 4.4.3.2 – TCVN9386:2012, điều kiện giới hạn chuyển vị ngang tương đối giữa các tầng như sau:

- Đối với các nhà có bộ phận phi kết cấu bằng vật liệu giòn: r u d f 0.005h

- Đối với các nhà có bộ phận phi kết cấu bằng vật liệu deo: r u d f 0.0075h Trong đó: dr: Là chuyển vị lệch tầng, hiệu cảu các chuyển vị ngang trung bình ds tại trần và của tầng đang xét.ds qddc 

Trong đó: ds: Là chuyển vị của một điểm của hệ kết cấu gây ra bởi tác động động đất thiết kế qd: Hệ số ứng xử chuyển vị, giả thiết là q “hệ số ứng xử theo tác động ngang của động đất” dc: Chuyển vị của cùng điểm đó của hệ kết cấu được xác định bằng phân tích tuyến tính dựa trên phổ phản ứng h: Chiều cao tầng v: Hệ số chiết giảm xét đến chu kỳ lặp thấp hơn cảu tác động động đất liên quan đến yêu cầu hạn chế hư hỏng, phụ thuộc vào mức độ quan trọng của công trình Với mức độ quan trọng cấp I, II thì v = 0.4 còn với mức độ quan trọng cấp III, IV thì v = 0.5

Từ đây ta có điều kiện kiểm tra chuyển vị lệch tầng do tải trọng động đất như sau: r u d f  q 0.005h

Bảng 5.4 Kết quả đánh giá chuyển vị lệch tầng dưới tác động của tải trọng động đất

DDY dr UY (mm) dr UX v.q (mm) dr UY v.q (mm) h (m)

Hình 5.2 Biểu đồ chuyển vị ngang tương đối giữa các tầng do tải trọng động đất gây ra

Chuyển vị lệch tầng (mm)

Chuyển vị lệch tầng (Trường hợp tải động đất)

Chuyển vị lệch tầng phương X Chuyển vị lệch tầng phương YChuyển vị lệch tầng cho phép

Kiểm tra hiệu ứng P-Delta

Theo mục 4.4.2.2 – TCVN 9386:2012, hiệu ứng bậc 2 (hiệu ứng P-) được đánh giá thông qua hệ số nhạy sau: tot r tot

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

P :tot Là tổng tải trọng tường tại tầng đang xét và các tầng bên trên nó khi thiết kế chịu động đất; d :r Là 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 theo mục 4.3.4

Vtot :Là tổng lực cắt tầng do động đất gây ra h: Là chiều cao tầng

Các điều kiện xem xét ảnh hưởng của hiệu ứng bậc 2 P-Delta:

- Khi 0.1    0.2 :Xem xét đến một cách gần đúng bằng cách nhân các hệ quả tác động động đất với một hệ số bằng 1

- Trong mọi trường hợp không được để   0.3

Bảng 5.5 Kết quả đánh giá hiệu ứng bậc 2 với trường hợp động đất theo phương X

(kN) dr UX (mm) dr UX q (mm) h

(m)  Kiểm tra TẦNG 1 -542728.7 17500.9 0.064 0.232 4.50 0.0016 Bỏ qua TẦNG 2 -509819.8 17476.8 1.450 5.221 3.60 0.0423 Bỏ qua TẦNG 3 -482716.6 17284.2 1.735 6.247 3.40 0.0513 Bỏ qua TẦNG 4 -458014.3 16953.4 1.989 7.161 3.40 0.0569 Bỏ qua TẦNG 5 -433884.9 16469.1 2.267 8.161 3.40 0.0632 Bỏ qua

(m)  Kiểm tra TẦNG 6 -409754.9 15828.6 2.491 8.969 3.40 0.0683 Bỏ qua TẦNG 7 -385624.9 15044.5 2.667 9.601 3.40 0.0724 Bỏ qua TẦNG 8 -361494.9 14138.5 2.799 10.077 3.40 0.0758 Bỏ qua TẦNG 9 -337364.9 13139.3 2.894 10.418 3.40 0.0787 Bỏ qua

Bảng 5.6 Kết quả đánh giá hiệu ứng bậc 2 với trường hợp động đất theo phương Y

(kN) dr UY (mm) dr UY q (mm) h (m)

TẦNG 1 -542728.7 6207.1 0.012 0.043 4.50 0.0008 Bỏ qua TẦNG 2 -509819.8 6205.2 0.321 1.157 3.60 0.0264 Bỏ qua TẦNG 3 -482716.6 6184.5 0.399 1.435 3.40 0.0330 Bỏ qua TẦNG 4 -458014.3 6144.5 0.460 1.657 3.40 0.0363 Bỏ qua TẦNG 5 -433884.9 6080.9 0.516 1.859 3.40 0.0390 Bỏ qua TẦNG 6 -409754.9 5990.2 0.558 2.010 3.40 0.0404 Bỏ qua TẦNG 7 -385624.9 5870.0 0.587 2.114 3.40 0.0408 Bỏ qua TẦNG 8 -361494.9 5719.0 0.605 2.178 3.40 0.0405 Bỏ qua TẦNG 9 -337364.9 5536.1 0.613 2.208 3.40 0.0396 Bỏ qua TẦNG 10 -313234.8 5321.0 0.614 2.210 3.40 0.0383 Bỏ qua

(kN) dr UY (mm) dr UY q (mm) h (m)

TẦNG 11 -289104.8 5073.5 0.607 2.187 3.40 0.0366 Bỏ qua TẦNG 12 -264974.8 4794.1 0.595 2.142 3.40 0.0348 Bỏ qua TẦNG 13 -240844.8 4483.3 0.578 2.079 3.40 0.0329 Bỏ qua TẦNG 14 -216714.8 4142.2 0.556 2.001 3.40 0.0308 Bỏ qua TẦNG 15 -192584.8 3771.7 0.531 1.910 3.40 0.0287 Bỏ qua TẦNG 16 -168454.8 3373.3 0.503 1.810 3.40 0.0266 Bỏ qua TẦNG 17 -144324.8 2948.4 0.473 1.704 3.40 0.0245 Bỏ qua TẦNG 18 -120194.8 2498.5 0.443 1.595 3.40 0.0226 Bỏ qua TẦNG 19 -96064.8 2025.3 0.414 1.489 3.40 0.0208 Bỏ qua TẦNG 20 -71934.7 1530.2 0.386 1.391 3.40 0.0192 Bỏ qua

Từ kết quả của 2 bảng trên, sinh viên đưa ra đánh giá Công trình BCONS Miền Đông có độ cứng theo phương ngang lớn nên chuyển vị lệch tầng dr nhỏ, dẫn đến hệ số   1 Vậy không cần xét đến hiệu ứng P-Delta

THIẾT KẾ SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH

Mô hình phân tích 3D trong ETABS

Tận dụng mô hình 3D đã xây dựng để tính toán trong Chương 3, sinh viên chọn ra tầng 8 để trình bày thuyết minh thiết kế sàn trong đồ án

Các kích thước sơ bộ tiết diện được mô phỏng trong ETABS là:

Hình 6.2 Mô hình kết cấu dầm sàn tầng điển hình 6.1.2 Tải trọng và tổ hợp tải trọng

Bảng 6.1 Các tổ hợp được thiết lập trong ETABS cho thiết kế sàn

STT Tổ hợp Cách tổ hợp Mục đích sử dụng

1 ULS1 1.1 TT +1.3 HT Kiểm tra TTGH I

2 ULS2 TT + HT Kiểm tra TTGH II

6.1.3 Phân tích nội lực sàn

Hình 6.3 Mô hình của sàn trong ETABS

Hình 6.4 Biểu đồ phân bố Momen theo trục Y – ULS1

Hình 6.5 Biểu đồ phân bố Momen theo trục X – ULS1

Hình 6.6 Biểu đồ Momen X theo strip – ULS1

Tính toán trạng thái giới hạn I

Tiết diện tính toán của bản sàn là ×ℎ= 1000 × 150 ( )

Chiều dày lớp bê tông bảo vệ của bản sàn là = 20 ( ), từ đó ta giả thiết khoảng cách = + ∅/2 = 20 + 10/2 = 25( )

Diện tích cốt thép được tính toán thông qua các công thức sau:

= (1 − 0.5 ) = 0.583 × (1 − 0.5 × 0.583) = 0.413 Kiểm tra hàm lượng cốt thép: tt s b min max R

Hình 6.8 Mặt bằng ký hiệu tên sàn

Bảng 6.3 Kết quả tính toán thép sàn theo phương Y

Tính thép Chọn thép α m ξ μ tt μ bt μ max

Bảng 6.4 Kết quả tính toán thép sàn theo phương X

(cm 2 /b) (mm) (mm) (mm) (cm 2 /b)

Tên ô sàn Vị trí tính

Bề rộng dãy b (mm) hs

Tính thép Chọn thép αm ξ μ tt μ bt μ max Kiểm tra

As tt ỉ @ tt @ bt As bt

(cm 2 /b) (mm) (mm) (mm) (cm 2 /b)

As tt ỉ @ tt @ bt As bt

(cm 2 /b) (mm) (mm) (mm) (cm 2 /b)

6.2.2 Kiểm tra khả năng chịu cắt của sàn

Sinh viên khảo sát trên ô sàn S9 có lực cắt cục bộ lớn nhất Qmax = 97.48 (kN)

Hình 6.9 Kết quả lực cắt của ô sàn S9 tại vị trí (57.3m, 26.78m)

Theo mục 8.1.3.2 – TCVN 5574:2018, tính toán cấu kiện bê tông cốt thép chịu uốn theo dải bê tông giữa các tiết diện nghiêng được tiến hành theo điều kiện: max b1 b

Qmax:Là lực cắt trong tiết diện thẳng góc của cấu kiện b1:

 Là hệ số, kể đến ảnh hưởng của đặc điểm trạng thái ứng suất của bê tông trong dải nghiêng, lấy bằng 0,3

Vậy sàn thỏa mãn điều kiện chịu cắt.

Tính toán trạng thái giới hạn II

Theo bảng 11 – TCVN5574:2018, công trình nằm ở Bình Dương thuộc vùng có độ ẩm cao lớn hơn 75% và bê tông có cấp độ bền B30 nên , = 1.6

Theo mục 9.1.8 – TCVN5574:2018, biến dạng co ngót của bê tông phụ thuộc vào cấp độ bền của bê tông, với B30 < B35 nên

Sinh viên khảo sát trên ô sàn S2 có momen nhịp lớn nhất trên sàn tầng điển hình là Mxx = 20.9(kN.m)

6.3.1 Tính toán độ võng sàn

Theo mục 8.2.3.2 – TCVN5574:2018, tính toán độ võng của cấu kiện bê tông cốt thép được xác định theo điều kiện: ffu

Trong đó: f :Là độ võng của cấu kiện bê tông cốt thép dưới tác dụng của ngoại lực f : Là độ võng giới hạn cho phép của cấu kiện bê tông cốt thép, lấy theo Bảng u

6.3.1.1 Cơ sở lý thuyết tính toán độ võng cho cấu kiện chịu uốn

Theo mục 8.2.3.2.2 TCVN 5574-2018, đối với cấu kiện bê tông cốt thép chịu uốn, độ võng được tính toán trong từng đọan cấu kiện, xác định độ cong và độ võng dài hạn theo công thức sau.

M :x Là momen uốn trong tiết diện x do tác dụng của lwucj đơn vị đặt theo hướng chuyển vị cần tìm của cấu kiện trong tiết diện trên chiều dài nhịp L cần xác định độ võng sup,L sup,R

Lần lượt là độ cong của cấu kiện ở gối trái và gối phải i ,L i ,R

Lần lượt là các độ cong của cấu kiện tại các tiết diện đối xứng nhau i và i’ (i = i') ở phía trái và phía phải của trục đối xứng (giữa nhịp) c

  Độ cong của cấu kiện tại giữa nhịp n :Số chẵn của các đoạn bằng nhau được chia từ nhịp, lấy không nhỏ hơn 6 L:Nhịp cấu kiện

6.3.1.2 Tính toán độ cong toàn phần đối với các cấu kiện không có vết nứt trong vùng chịu kéo

1 2 f f f Trong đó: f :Độ võng do tác dụng ngắn hạn của tải trọng tạm thời ngắn hạn (lấy bằng 1

0.7HT, gây ra momen M1) f :Độ võng do tác dụng dài hạn của tải trọng thường xuyên và tạm thời dài 2 hạn (lấy bằng TT + 0.3HT, gây ra momen M2)

Lưu ý: Các hệ số 0.3 là hệ số phổ biến cho phần dài hạn của tải trọng tạm thời, nhưng không phải lúc nào cũng cố định (Xem chi tiết TCVN2737:1995)

6.3.1.3 Tính toán độ cong toàn phần đối với các cấu kiện có vết nứt trong vùng chịu kéo

1 2 3 f f f f Trong đó: f :Độ võng do tác dụng ngắn hạn của toàn bộ tải trọng thường xuyên và tạm 1 thời (lấy bằng TT + HT, gây ra momen M1) f :Độ võng do tác dụng ngắn hạn của tải trọng thường xuyên và tạm thời dài 2 hạn (lấy bằng TT + 0.3HT, gây ra momen M2) f : Độ võng do tác dụng dài hạn của tải trọng thường xuyên và tạm thời dài 3 hạn (lấy bằng TT + 0.3HT, gây ra momen M3) Ta có M2 = M3

Bảng 6.5 Kết quả kiểm tra độ võng toàn phần đối với các đoạn cấu kiện có vết nứt trong vùng chịu kéo f1

Bảng 6.6 Độ võng do tác dụng ngắn hạn của toàn bộ tải trọng thường xuyên và tạm thời (f1)

Các thông số đầu vào Kết quả tính toán

Cấp độ bền bê tông: B30 Chiều cao vùng nén của BT: x m = x 38.3 mm Module đàn hồi của bê tông: Eb 32500 MPa x m  h sqrt 0 { [ (  s ) 2  2 .     s ] s } Độ ẩm tương đối không khí: Trên

MMQT của tiết diện quy đổi: I red 10417.25 cm 4

Hệ số từ biến của bê tông: φb,cr 1.6 3 2 ' ' 2 red m s 0 m s m

Tác dụng của tải trọng: Ngắn hạn

Tính monen tại 5 vị trí tiết diện (chia thành 4 đoạn)

Nhóm cốt thép: Eb1 27625 MPa Momen M 1,td1 M 1,td2 M 1,td3 M 1,td4 M 1,td5

Module đàn hồi của thép: Es 200000 MPa

Hệ số quy đổi CT về BT: α 7.24 Ghi chú: Giá trị M 1 này gây ra bởi TT + HT

Tiết diện tính toán Độ cong 1/r 1,td1 1/r 1,td2 1/r 1,td3 1/r 1,td4 1/r 1,td5

Chiều cao tiết diện: h 150 mm Giá trị

Chiều rộng tiết diện: b 1000 mm

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

Khoảng cách a’: a' 0 mm Độ võng lớn ở giữa nhịp: f 1 16.2 mm

Chiều cao làm việc của tiết diện: h0 125 mm f1 2 / r[ 1,td1 12 / r1,td2 20 / r1,td3 12 / r1,td4 2 / r1,td5  L / 384 2 ]

Nội lực và bố trí cốt thép

- Diện tích cốt thép chịu kéo: As 866.60 mm 2

- Hàm lượng cốt thép chịu kéo: μs 0.56%

- Diện tích cốt thép chịu nén: A ' s 0.00 mm 2

- Hàm lượng cốt thép chịu nén: μ ' s 0.00%

Bảng 6.7 Kết quả độ võng do tác dụng ngắn hạn của tải trọng thường xuyên và tạm thời dài hạn (f2)

Các thông số đầu vào Các hệ số tính toán

Cấp độ bền bê tông: B30 Chiều cao vùng nén của BT: x m = x 38.3 mm

Module đàn hồi của bê tông: Eb 32500 MPa xm  h sqrt 0 { [ ( s ) 2  2 .    s ] s } Độ ẩm tương đối không khí: Trên

75% MMQT của tiết diện quy đổi: I red 10417.25 cm 4

Hệ số từ biến của bê tông: φb,cr 1.6 = /3 + [ (ℎ − ) + ′ ( − ′ ) ]

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

Hệ số quy đổi CT về BT: α 7.24 Ghi chú: Giá trị momen M 2 gây ra bởi TT + 0.3HT

Chiều cao tiết diện: h 150 mm

Chiều cao làm việc của tiết diện: h0 125 mm f2  2 / r[ 2,td1 12 / r2,td2 20 / r2,td3 12 / r2,td4 2 / r2,td5  L / 384 2 ]

Bảng 6.8 Kết quả độ võng do tác dụng dài hạn của tải trọng thường xuyên và tạm thời dài hạn (f3)

Các thông số đầu vào Các hệ số tính toán

Cấp độ bền bê tông: B30 Chiều cao vùng nén của BT: x m = x 51.3 mm Module đàn hồi của bê tông: Eb 32500 MPa xm  h sqrt 0{ [ ( s ) 2  2 .    s ] s } Độ ẩm tương đối không khí: Trên

75% MMQT của tiết diện quy đổi: I red 19388.19 cm 4

Hệ số từ biến của bê tông: φb,cr 1.6 Ired  b.xm 3 / 3  [A hs ( 0 xm) 2 A x ' s ( ma ' 2 ) ]

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

Hệ số quy đổi CT về BT: α 7.24 Ghi chú: Giá trị M 3 gây ra bởi TT + 0.3HT

Chiều cao tiết diện: h 150 mm

Chiều cao làm việc của tiết diện: h0 125 mm f3 2 / r[ 3,td1 12 / r3,td2 20 / r3,td3 12 / r3,td4 2 / r3,td5  L / 384 2 ]

Thiết kế cấu kiện dầm

7.1.1 Phân tích nội lực dầm

Hình 7.1 Mặt bằng dầm tầng 10

Hình 7.2 Kết quả Momen của dầm tầng 10 - ULSAO

7.1.2 Tính toán cốt thép dọc

Sinh viên chọn dầm MBX1-1 để tính toán chi tiết:

Hình 7.3 Sơ đồ ứng suất dùng để tính toán tiết diện chữ T

Bảng 7.1 Thông số vật liệu bê tông và cốt thép cho dầm

Bê tông Thép Rb (MPa) Eb (MPa) Rs (MPa) Es (MPa)

Bảng 7.2 Biểu đồ momen và lực cắt của dầm MBX1-1 (300x800)

Tính toán cốt thép gối M = 370.5 (kN.m)

Giả thiết agt 48 mm .Do momen gối căng thớ trên, cánh chữ T nằm trong vùng chịu kéo nên ta bỏ qua sự làm việc của bê tông sàn Tính toán như tiết diện hình chữ nhật b h 300 800(mm )

Chiều cao làm việc của dầm: h 0 800 48 752(mm) Áp dụng các công thức tính toán:

Kiểm tra hàm lượng cốt thép: b b min chon max R s

Tính toán cốt thép nhịp M = 201.63 (kN.m)

Giả thiết agt 50 mm .Do momen nhịp căng thớ dưới, cánh chữ T nằm trong vùng chịu nén nên ta kể đến sự làm việc của bê tông sàn Tính toán như tiết diện hình chữ T

Chiều cao làm việc của dầm: h 0 800 48 752(mm)

Xác định vị trí trục trung hòa: c f f c

Do MT > M = 263.73(kN.m) nên trục trung hòa đi qua cánh, tính toán tiết diện chữ nhật lớn b f  h 2460 800(mm) Áp dụng các công thức tính toán:

Kiểm tra hàm lượng cốt thép: b b min chon max R s

7.1.3 Tính toán cốt thép ngang

Hình 7.4 Sơ đồ tính toán cấu kiện BTCT chịu tác dụng của lực cắt

Lực cắt lớn nhất trong dầm: Qmax = 175.8 (kN)

Giả thiết a = 50(mm), lớp bê tông bảo vệ c = 20(mm)

Chọn đường kính đai 8, số nhánh đai n = 2

Chiều cao tính toán của tiết diện: h 0 800 50 750(mm)

Kiểm tra điều kiện đặt cốt đai:

Do Q  175.8 kN Qb,min 129.38(kN) nên cần phải tính toán cốt đai Xác định khoảng cách cốt đai tính toán:

 Xác định khoảng cách cốt đai lớn nhất:

 Xác định khoảng cách cốt đai cấu tạo: (h = 800 > 450mm)

Xác định khoảng cách cốt đai bố trí:

Bảng 7.3 Kết quả tính toán cốt thép dọc cho dầm

Kích thước tiết diện dầm

Kích thước Tính cốt thép Chọn cốt thép Hàm lượng cốt thép

A s TT Lớp trên + Lớp dưới

A schọn μ chọn μ max x M gh Kiểm tra b (mm) h

Bảng 7.4 Kết quả tính toán cốt thép ngang cho dầm theo phương Y

Kích thước Nội lực Tính cốt thép Chọn cốt thép Kiểm tra HLCT Kiểm tra KNCL b h a

Lớp trên A schọn μ μ max Kiểm tra x M gh

Kiểm (mm) (mm) (mm) tra

(kN.m) (mm 2 ) n ỉ n ỉ (mm 2 ) (mm) (kN.m)

300 800 52 Gối 364.35 0.128 0.137 1493.6 3 20 + 3 16 1545 0.69% 2.59% OK 106.0 375.9 OK MBY2-1 300 800 58 Gối 439.62 0.156 0.171 1849.8 3 20 + 3 20 1884 0.85% 2.59% OK 129.3 447.0 OK

300 800 35 Gối 62.08 0.021 0.021 234.3 2 20 + 0 16 628 0.27% 2.59% OK 43.1 163.4 OK MBY4-6 300 600 58 Gối 282.94 0.189 0.211 1665.6 3 20 + 3 20 1884 1.16% 2.59% OK 129.3 315.1 OK

300 600 33 Gối 78.26 0.048 0.049 404.2 3 16 + 0 0 603 0.35% 2.59% OK 41.4 115.3 OK SBY4-1 300 600 33 Gối 25.37 0.015 0.016 128.9 2 16 + 0 0 402 0.24% 2.59% OK 27.6 77.8 OK

7.1.4 Cấu tạo kháng chấn đối với cốt đai

Theo mục 5.4.3.1.2, TCVN 9386-2012, trong các dầm kháng chấn chính, phải bố trí cốt đai thỏa các yêu cầu: Đường kính (dbw) của các thanh cốt đai không được nhỏ hơn 6mm

Khoảng cách s của các vòng đai không được vượt quá:

  w bw bL s min h ; 24d ; 225;8d min 200;192; 225;128 200(mm)

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

Hình 7.5 Quy định vùng tới hạn trong dầm chịu động đất

Từ các yêu cầu tính toán và cấu tạo:

Chọn bố trớ ỉ8a100 ở vựng khỏng chấn chớnh lờn hai đầu mỳt dầm

Chọn bố trớ ỉ8a200 ở vựng giữa nhịp dầm

7.1.5 Tính toán cốt treo gia cường tại vị trí dầm phụ đặt lên dầm chính

Hình 7.6 Bố trí cốt thép gối tựa trong vùng hai dầm giao nhau

Theo mục 10.4.12 – TCVN5574:2018, cần bố trí cốt thép ngang bổ sung để chịu phản lực do dầm phụ gây ra tại các nút giao dầm

Dựa vào biểu đồ lực cắt, sinh viên chọn vị trí có dầm phụ gây ra lực cắt lớn nhất lên dầm chính để bố trí cho các vị trí tương tự

Hình 7.7 Lực tập trung do dầm phụ truyền lên dầm chính MBX01

Cốt treo được tính toán theo điều kiện:

Trong đó: , = 0.8 [2 ℎ − ] với Sử dụng cốt treo dạng đai d8 ( = 78.5 ), số nhánh = 2, số lượng cốt treo cần thiết:

2 × 78.5 × 170 = 3.43 Chọn m = 8 đai, bố trí mỗi bên dầm phụ 4 đai

Bước cốt đai , tính toán:

152662 ×450 = 193.9 Chọn bước cốt đai thiết kế , 0 Đối với dầm chính, cốt thép này được bố trí trên khoảng: L m  b 2h Đối với dầm phụ, cốt thép tăng cường trên đoạn: Ls = h/3

Trong đó: b: Là chiều rộng của dầm phụ h: Là chiều cao của dầm phụ

Chọn cốt treo có đường kính8a50, 2 nhánh để tăng cường tại vị trí dầm phụ kê lên dầm chính

7.1.6 Tính toán đoạn neo, nối cốt thép

Theo TCVN 5574:2018, mục 10.3.5.5, chiều dài neo tính toán yêu cầu của cốt thép, được xác định từ công thức s,cal = (san / σan) x s,ef, trong đó: san là chiều dài neo theo yêu cầu kết cấu; σan là ứng suất neo; s,ef là chiều dài neo hiệu dụng.

   A Theo mục 10.3.5.4, chiều dài neo cơ sở là:

Neo cốt thép trong vùng chịu kéo: an an

L  1 33.33  1 33.33 Chon L 35 Neo cốt théo trong vùng chịu nén: an an

Theo mục 10.3.6.2, TCVN 5574:2018: Các mối nối cốt thép thanh chịu kéo hoặc chịu nén phải có chiều dài nối chồng không nhỏ hơn giá trị chiều dài Llap xác định theo công thức: s,cal lap 0,an s,ef

Nối cốt thép trong vùng chịu kéo: lap lap

L 1.2 33.33   1 39.9 Chon L 40 Nối cốt théo trong vùng chịu nén: lap lap

Thiết kế cấu kiện vách đơn

Có 3 phương pháp để tính cốt thép dọc cho vách:

- Phương pháp phân bố ứng suất đàn hồi

- Phương pháp giả thiết vùng biên chịu momen

- Phương pháp biểu đồ tương tác

Sinh viên sử dụng phương pháp vùng biên chịu moment để tính toán bởi phương pháp này tính toán đơn giản, nhưng chỉ phù hợp để tính toán cho vách đơn

Phương pháp giả thiết vùng biên chịu momen cho rằng cốt thép đặt trong vùng biên ở hai đầu vách chịu toàn bộ momen Momen tương đương một cặp ngẫu lực đặt tại hai vùng biên của vách Lực dọc giả thiết là phân bố đều trên toàn bộ chiều dài mặt cắt ngang của vách

Các giả thiết cơ bản khi tính toán theo phương pháp này:

- Vật liệu làm việc trong giai đoạn đàn hồi

- Ứng suất kéo do cốt thép chịu

- Ứng suất nén do cả bê tông và cốt thép chịu

Phương pháp này có ưu điểm là tính toán đơn giản, tuy nhiên thường chỉ áp dụng cho tính toán cốt thép các vách đơn

Hình 7.8 Sơ đồ tính vách

Hình 7.9 Phân chia vách để tính toán theo phương pháp vùng biên chịu moment

Trong phạm vi đồ án, sinh sử dụng phương pháp phân bố ứng suất đàn hồi để tính cốt thép dọc cho vách lõi thang (vì phương pháp này có thể áp dụng cho các vách của hình dạng chữ T, L, C) Đối với các vách đơn, sinh viên chọn phương pháp giả thiết vùng biên chịu momen Sau khi tính toán bố trí cốt thép theo hai phương pháp trên, tiến hành dùng phần mềm kiểm tra lại theo phương pháp biểu đồ tương tác

Tên bước Nội dung Công thức

Bước 1 Xác định các thông số đầu vào

Lực dọc N và momen uốn M Thông số vật liệu  R b , R s , R sc 

Giả thiết chiều dài vùng biên chịu momen bên trái  B t  và bên phải

 B p  Quy đổi momen thành một cặp ngẫu lực đặt ở hai vùng biên vách

Ban đầu chọn sơ bộ B t  B p  b Điều kiện: B t  B p  0.5L b : Chiều dày của vách

Bước 3 Xác định lực kéo, nén trong vùng biên của vách = × +

A b : Diện tích mặt cắt ngang của vùng biên, A b  B t  B p   b

A : Diện tích mặt cắt ngang của vách, A b  L b

Bước 4 Tính toán cốt thép chịu kéo, nén đúng tâm cho hai vùng biên

Nếu P p  0 , vùng biên chịu nén

Nếu P t  0 , vùng biên chịu kéo

 :Hệ số uốn dọc Trong mặt phẳng:   0.0050.8H / L  0.95

Bước 5 Kiểm tra hàm lượng cốt thép cho hai vùng biên

Lưu ý: Hàm lượng cốt thép dọc hợp lý trong vách  min  0.4%     max  4%

7.2.2 Tính toán vách đơn điển hình

Sinh viên lựa chọn vách G9, có tiết diện ×ℎ= (2000 400) để tính toán ví dụ điển hình

Bảng 7.5 Nội lực vách G9 tại tầng hầm

Bảng 7.6 Thông số vật liệu của vách

Bê tông B35 Cốt thép CB400-V

Rb (MPa)  b Rs (MPa) Rsc (MPa)

Giả thiết chiều dài vùng biên chịu momen bên trên  Bt và bên dưới Bd  Quy đổi moment thành một cặp ngẫu lực đặt ở hai vùng biên vách

Xác định lực kéo (nén) trong hai vùng biên vách:

Do Pt > 0, Pp > 0 nên vùng biên bên trái và bên phải vách đều chịu nén Tính toán diện tích cốt thép chịu kéo (nén) đúng tâm cho hai vùng biên vách:

Với hệ số uốn dọc là:

Do As,p < 0, As,t < 0 nên ta bố trí hàm lượng cốt thép tối thiều bằng  min

Tính toán cốt thép cho vùng giữa vách còn lại như cấu kiện chịu nén đúng tâm: Lực nén trong vùng giữa của vách:

2 × 0.4 = 1772( ) Diện tích cốt thép cho vùng giữa của vách:

Bố trí cốt thép cho vách:

Vùng biên (vùng đầu vách):

Kiểm tra hàm lượng cốt thép trong toàn vách: min 0.4% tot (1846 923) / (2000 400) 0.35% max 4%

Sinh viên sử dụng tất cả các ULSo để tính toán cốt thép vách, khi xác định được diện tích cốt thép lớn nhất cho vùng biên (bố trí đối xứng) thì sinh viên sẽ chọn được tổ hợp nội lực nguy hiểm nhất cho vách tại từng tầng để thống kê vào bảng kết quả dưới đây

Khối lượng tính toán vách bao gồm các vách trong Bảng 7.7, nhưng sinh viên chỉ trình bày kết quả của vách G9 trong phần thuyết minh đồ án để làm ví dụ tính toán.

Bảng 7.7 Kết quả tính thép cho vách G9

Tính cốt thép vùng biên Tính cốt thép vùng giữa b L M N A s,t A s,d

A sb,bt P g A sg,tt Bố trí

(mm) (mm) (m) (kN.m) (kN) (m) kN kN (cm 2 ) (cm 2 ) (cm 2 ) kN (cm 2 ) (cm 2 )

Tính cốt thép vùng biên Tính cốt thép vùng giữa b L M N A s,t A s,d

A sb,bt P g A sg,tt Bố trí

(mm) (mm) (m) (kN.m) (kN) (m) kN kN (cm 2 ) (cm 2 ) (cm 2 ) kN (cm 2 ) (cm 2 )

Bảng 7.8.Tổng hợp kết quả tính toán thép vách PY01

Tính cốt thép vùng biên Tính cốt thép vùng giữa b

(cm 2 ) Bố trí A sb,bt

(cm 2 ) Bố trí A sg,bt

Thiết kế cấu kiện vách lõi thang máy

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 thang thành những phần tử nhỏ chịu lực kéo hoặc nén đúng tâm, ứng suất phần tử sau đó kết hợp lại bố trí cho cả vách lõi

Phương pháp vùng biên chịu moment nên mô tả chính xác sự làm việc chung của các vách giao nhau và tách ra theo phương pháp biểu đồ moment Tránh tình trạng xem xét sự làm việc riêng lẻ của các vách, dẫn đến bố trí thép chồng chéo và lãng phí vật liệu.

7.3.2 Tính toán lõi thang máy

Hình 7.10 Phân chia phần tử cho lõi thang

Sinh viên định nghĩa từng phần tử được chia như trên thành từng core wall riêng biệt, sau đó lấy nội lực tại chân của các core wall để tính toán cho từng phần tử

Sinh viên sử dụng nội lực chân vách hầm B1 để tính toán cốt thép cho lõi thang Trong thuyết mình, sinh viên chỉ trình bày tính toán cho vị trí lõi thang tại cao độ -3.000, các kết quả tính toán còn lại sinh viên trình bày trong Phụ lục

7.3.2.1 Các trưng hình học của lõi thang

Bảng 7.9 Xác định đặc trưng hình học của các phần tử lõi thang

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

7.3.2.2 Xác định moment quán tính của lõi thang

Fi Ixi Iyi Ixi+d 2 Fi Ixi+d 2 Fi Ix Iy (mm 2 ) (mm 4 ) (mm 4 ) (mm 4 ) (mm 4 ) (mm 4 ) (mm 4 )

Bảng 7.10 Đặc trưng hình học của lõi thang

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

7.3.2.3 Xác định lực Ni trong mỗi phần tử

Bảng 7.11 Nội lực của lõi thang tại tầng hầm

Tầng Pier Lực Tổ hợp

Sinh viên tính toán chi tiết cho phần tử 1 của lõi thang làm vi dụ điển hình Ứng suất trong phần tử vách 1:

Lực kéo (nén) trong phần tử vách P1:

Kết quả tính toán cho các phần tử khác được trình bày trong Bảng 7.11

Do = 37.63( ) > 0 → Phần tử chịu nén

Bê tông B35: = 19.5( ), = 1 (đổ bê tông theo phương đứng) Thép nhóm CB400-V: = 350( )

→ Bố trí cốt thép cấu tạo 12∅14( = 1846 )

Kiểm tra HLCT: s min bt max

Trong thuyết minh, sinh viên chỉ trình bày tính toán điển hình các phần tử ở tầng 1

Bảng 7.12 Kết quả phân tích nội lực cho lõi thang tầng hầm

Phần tử Vị trí Tổ hợp P M2 M3 xi yi b h  Kéo /

(kN) (kN.m) (kN.m) (mm) (mm) (mm) (mm) (Mpa) (kN)

Bảng 7.13 Kết quả tính toán cốt thép cho lõi thang tầng hầm

Tổ hợp b h N Kéo Tính toán Bố trí

(mm) (mm) (kN) /Nén As μ Số cây Phi As chọn μ chọn

Pmin ULS11 600 400 37.63 Nộn -13259.6 Cấu tạo 14ỉ 14 2155.13 0.90%

M2min ULS13 600 400 5.49 Nộn -13355.1 Cấu tạo 14ỉ 14 2155.13 0.90%

M2max ULS12 600 400 28.46 Nộn -13286.8 Cấu tạo 14ỉ 14 2155.13 0.90%

5 Pmin ULS10 600 400 50.19 Nộn -13222.3 Cấu tạo 16ỉ 14 2463.01 1.03%

M2max ULS12 600 400 39.19 Nộn -13255 Cấu tạo 16ỉ 14 2463.01 1.03%

M3min ULS13 400 1000 42.28 Nộn -22160 Cấu tạo 16ỉ 14 2463.01 0.62%

Pmin ULS10 800 400 62.77 Nộn -17642 Cấu tạo 14ỉ 14 2155.13 0.67%

18 Pmin ULS11 400 600 68.78 Nộn -13167 Cấu tạo 16ỉ 14 2463.01 1.03%

27 Pmin ULS12 400 600 37.25 Nộn -13260.7 Cấu tạo 16ỉ 14 2463.01 1.03%

Số liệu địa chất

Thống kê địa chất 4 trụ hố khoan BH1, BH2, BH3, BH4

Bảng 8.1 Các lớp đất địa chất

STT Lớp đất Độ sâu Tên đất

2 1 1.0 – 10.0 Sét lẫn sạn sỏi, màu xám trắng – nâu đỏ, dẻo cứng nửa cứng

3 2 10.0 – 54 Cát pha màu nâu vàng – xám trắng – nâu đỏ

4 3 54 – 60 Sét màu nâu vàng – xám trắng – xám trắng – xám xanh – nâu đỏ, nửa cứng cứng

5 4 60 – 80.0 Cát pha màu nâu vàng – xám trắng – xám xanh

Bảng 8.2 Bảng phân loại các lớp đất

Lớp đất Nhóm đất Tên đất Trạng thái đất

1 Hạt mịn Sét pha cát Dẻo

2 Hạt thô Cát bụi Chặt

3 Hạt mịn Sét Nửa cứng – cứng

4 Hạt thô Cát thô vừa Chặt

Bảng 8.3 Kết quả thống kê địa chất

Mô tả Các chỉ tiêu Giá trị

Sét lẫn sạn sỏi, xám trắng

- nâu đỏ, dẻo cứng nửa cứng

2 10-54 Cát pha, màu nâu vàng - xám trắng

3 54-60 Sét, nâu vàng - xám trắng

- xám xanh - nâu đỏ, cứng

Cát, màu nâu vàng, xắm trắng

Tính toán sức chịu tải của cọc

8.2.1 Sức chịu tải của cọc theo vật liệu

Tính toán sức chịu tải của cọc theo cường độ vật iệu tuân theo các yêu cầu cảu TCVN 5574:2018 – Thiết kế kết cấu bê tông và bê tông cốt thép Đối với móng cọc đài thấp, cọc được tính toán theo công thức:

 Hệ số uốn dọc của cọc, phụ thuộc vào độ mảnh của cọc

L0: Chiều dài tính toán của cọc, L 0  v L L: Chiều dài cọc, v: Hệ số kể đến liên kết hai đầu cọc, (v = 0.5 khi đỉnh cọc ngàm vào đài và mũi cọc ngàm vào đá, đất cứng; v = 0.7 khi đỉnh cọc ngàm vào đài và mũi cọc treo trong đất hoặc tựa lên đá, đất cứng) cb:

 Hệ số kể đến việc đổ bê tông trong không gian chật hẹp của hố và ống vách,  cb 0.85(Mục 7.1.9, TCVN 10304:2014)

 Hệ số kể đến phương pháp thi công cọc,  ' cb 0.7(Mục 7.1.9, TCVN 10304:2014)

R :b Cường độ chịu nén của vật liệu bê tông cọc

R :b Cường độ chịu kéo của vật liệu cốt thép cọc b s

A , R : Lần luợt là diện tích ngang của bê tông và cốt thép cọc

Bảng 8.4 Kết quả tính toán sức chịu tải theo vật liệu của cọc

Các hệ số tính toán SCT cho cọc Các thông số tính toán của cọc khoan nhồi

- Hệ số kể đến cách đổ bê tông cọc: γcb 0.85 - Đường kính cọc: D800 D 800 mm

- Hệ số kể đến phương pháp thi công cọc: γ'cb 0.70 - Chiều dài cọc: L 35 m

- Hệ số uốn dọc của cọc: φ 0.903 - Cấp độ bền bê tông: B35 Rb 19.5 MPa φ = 1.028 - 0.0000288λ 2 - 0.0016λ - Diện tích tiết diện ngang bê tông cọc: Ab 502400 mm 2 Độ mảnh của cọc: Hệ số liên kết - Nhóm thép (thép dọc): CB400-V Rs 350 MPa λ = ψ.L/r 43.75 ψ 0.5 - Hàm lượng cốt thép μ: 0.6% As,yc 3014.4 mm 2

- Bố trớ cốt thộp dọc: 24 ỉ 20 Asc 7536.0 mm 2 Sức chịu tải trọng nén của cọc theo vật liệu: RVL = φ.(γcb.γ'cb.Rb.Ab + Rs.As) 7644.37 kN

8.2.2 Sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu cơ lý của đất nền

Theo chỉ dẫn tại mục 7.2.3 – TCVN 10304:2014, sức chịu tải trọng nén Rc,u1 của cọc đóng hoặc ép nhồi và cọc khoan nhồi mở rộng hoặc không mở rộng mũi theo chỉ tiêu cơ lý đất nền được xác định theo công thức:

 Hệ số điều kiện làm việc của cọc, khi cọc tựa trên nền đất dính với độ bão hòa S r  0.9 và trên đất hoàng thổ lấy   c 0.8 Với các trường hợp khác lấy c 1.

 Hệ số điều kiện làm việc của đất nền dưới mũi cọc Lấy  cq 0.9 cho trường hợp dùng phương pháp đổ bê tông dưới nước, các trường hợp khác lấy  cq 1. cf:

Hệ số điều kiện làm việc của đất nền trên thân cọc phụ thuộc vào phương pháp tạo lỗ và điều kiện đổ bê tông Theo TCVN 10304:2014, hệ số điều kiện làm việc được xác định dựa trên cường độ sức kháng của đất dưới mũi cọc (q :b) Bảng 5 của TCVN này cung cấp các giá trị hệ số điều kiện làm việc tương ứng với từng phương pháp tạo lỗ và điều kiện đổ bê tông.

A :b Diện tích tiết diện ngang của mũi cọc Đối với cọc khoan nhồi không mở rộng mũi lấy bằng diện tích tiết diện ngang của cọc u: Chu vi tiết diện ngang thân cọc (Lấy bằng chu vi hố khoan) f :i Cường độ sức kháng trung bình của lớp đất thứ i trên thân cọc (Bảng 3 – TCVN 10304:2014) Khi xác định trị số cường độ sức kháng fi trên thân cọc phải chia từng lớp đất thành các lớp phân tố đồng nhất dày tối đa 2m l :i Chiều dài đoạn cọc nằm trong lớp đất thứ i,  l i  2m 

8.2.2.2 Xác định sức chịu tải do thành phần mũi của cọc Đất nền dưới mũi cọc là lớp đất 2 (Cát pha, màu vàng nâu – xám trắng – nâu đỏ) thuộc loại đất cát nên cường độ sức kháng của đất nền dưới mũi cọc được tính:

= 17.3 và = 32.8 được nội suy từ Bảng 6 của TCVN 10304:2014 ứng với góc ma sát trong của đất nền dưới mũi cọc là = 27.12 và đã được nhân với hệ số chiết giảm 0.9

  được nội suy từ Bảng 6 của TCVN 10304:2014 ứng với góc ma sát trong của đất nền dưới mũi cọc là = 27.12 và tỷ số ℎ/ = 35/0.8 = 43.75 và đã được nhân với hệ số chiết giảm 0.9

  được nội suy từ Bảng 6 của TCVN 10304:2014 ứng với góc ma sát trong của đất nền dưới mũi cọc là   27.12 0 và đường kính cọc = 0.8 và đã được nhân với hệ số chiết giảm 0.9 h: Chiều sâu hạ cọc, kể từ mặt đất tự nhiên hoặc mặt đất thiết kế (khi có thiết kế đào đất) tới mũi cọc, ℎ= 40 − 5 = 35( ), với 40 là cao độ đặt mũi cọc tính từ MĐTN, 5 là cao độ của đáy sàn hầm

 Dung trọng tính toán của đất nền dưới mũi cọc (có xét đến tác dụng đẩy nổi trong đất bão hòa nước) Do đất nền dưới mũi cọc nằm hoàn toàn trong vùng nước ngầm, ′ = 10.28( / )

 Dung trọng tính toán trung bình (tính theo trung bình có trọng số các lớp) của đất nền nằm trên mũi cọc (có xét đến tác dụng đẩy nổi trong đất bão hòa nước), được xác định như sau:

Sức chịu tải do thành phần mũi của cọc được xác định như sau:

( cq : Hệ số điều kiện làm việc của đất nền dưới mũi cọc Lấy  cq 0.9 cho trường hợp dùng phương pháp đổ bê tông dưới nước)

8.2.2.3 Xác định sức chịu tải do thành phần ma sát của cọc

Sức chịu tải do thành phần ma sát của cọc được xác định theo công thức: f cf i i

Q u  f l Sinh viên trình bày tính toán ví dụ cho lớp đất 1

Lớp đất 1 dày 9m từ cos -1m đến -10m, đáy đài móng nằm tại cao độ -5m nên sinh viên bắt đầu chia lớp đất 1 dưới đáy đài thành 3 lớp phân tố có chiều dày 2m, 2m và 1m

Lớp phân tố 1 dày 2m có chỉ số sệt IL = 0.19 và độ sâu trung bình của phân tố

Mô hình tính toán móng cọc

8.3.1 Sơ bộ số lượng cọc trong đài

Xác định sơ bộ số lượng cọc: tt

 Hệ số kể đến ảnh hưởng của momen, móng chịu tải lệch tâm lấy 1.2 1.5

N : 0 Tổng tải trọng tính toán thẳng đứng truyền xuống móng (lực dọc tại vị trí ngàm của cột, vách, lõi thang Được lấy từ kết quả phân tích kết cấu)

R :tk Giá trị tính toán sức chịu tải thiết kế của cọc đơn

W :d Trọng lượng bản thân đài cọc và đất nền trên đáy đài

: Diện tích sơ bộ của đáy đài

= − ×ℎ ( = 25 / ) p tt : Phản lực quy ra phân bố đều từ đầu cọc lên đáy đài, = /(3 )

Bảng 8.10 Kết quả sơ bộ số lượng cọc trong đài dưới chân vách hầm

Sơ bộ kích thước đài nc1

(cọc) p tt (kPa) A sb d (m 2 ) Wd (kN) CW1 67146.4 4900 850.7 83.9 4193.0 17.47 21.84 22 W-S01 21462.3 4900 850.7 26.8 1340.2 5.58 6.98 7 W-S02 27586.2 4900 850.7 34.5 1722.6 7.18 8.97 9 W-C5 15185.2 4900 850.7 19.0 948.3 3.95 4.94 5 W-C6 14860.0 4900 850.7 18.6 927.9 3.87 4.83 5 W-D3 13997.7 4900 850.7 17.5 874.1 3.64 4.55 5

Sơ bộ kích thước đài nc1

(cọc) p tt (kPa) A sb d (m 2 ) Wd (kN) W-E1 15365.0 4200 729.2 22.6 1131.2 4.71 5.89 5

8.3.2 Bố trí cọc vào đài Đối với cọc ma sát, khoảng cách hai tim cọc không nhỏ hơn 3d

Khoảng cách từ mép đài đến tim cọc ngoài cùng là 0.7d

Số lượng cọc trong móng phải được xác định theo điều kiện tận dụng tối đa các đặc trưng về cường độ vật liệu làm cọc ứng với tải trọng tính cho phép truyền vào cọc

Khi bố trí cọc trên mặt bằng cố gắng sao cho số cọc trong nhóm là tối thiểu khoảng cách trong băng cọc là lớn nhất, tận dụng tối đa sức chịu tải của cọc

Cọc trong nhóm chịu tải trọng lệch tâm nên bố trí sao cho điểm đặt của hợp lực tải là gần nhất so với trọng tâm của mặt bằng nhóm cọc

Hình 8.2 Mặt bằng bố trí móng cọc 8.3.3 Tính toán độ cứng đàn hồi mô hình cọc đơn

Mục 7.4.2 – TCVN 10304:2014, độ lún của cọc đơn không mở rộng mũi được tính theo công thức sau:

N : Tải trọng thẳng đứng lớn nhất tác dụng lên cọc, NR c,d 3900(kN)

Giá trị mô đun trượt trung bình của các lớp đất thuộc phạm vi chiều sâu hạ cọc (G1) được xác định theo công thức G1 = 0,4E0, trong đó E0 là mô đun biến dạng của đất Chiều dài làm việc của cọc (ltt) được xác định là 35 mét Các thông số này là yếu tố quan trọng trong quá trình thiết kế và thi công cọc nền.

 Là hệ số xác định theo công thức:

Xác định module biến dạng E0: (Mục E.1.2, TCVN 9351:2012)

Nspt: Chỉ số SPT lấy trung bình cho tất cả các hố khoan, cùng lớp đất a: Là hệ số, được lấy bằng 40 khi Nspt > 15, lấy bằng 0 khi Nspt < 15 c: Là hệ số, được lấy phụ thuộc vào loại đất (đất sét là 3.5, đất cát trung là 4.5, đất cát thô là 7, đất cát lẫn sạn sỏi là 10 và đất sạn sỏi lẫn cát là 12)

G1: Module trượt của các lớp đất thuộc phạm vi chiều sâu hạ cọc, li i 2

G2: Module trượt của đất dưới mũi cọc,G 2 6640(kN / m ) 2

Bảng 8.11 Module biến dạng Ei và module trượt Gli của các lớp đất đặt cọc Lớp đất Thành phần Nspt a c Ei (kN/m 2 ) Gli (kN/m 2 )

1 + 2.12 × 3.245 / = 0.837 Xác định hệ số kn:

 Hệ số poisson (lấy thông số từ thí nghiệm bàn nén), = 0.3 đối với đất cát và cát pha, = 0.35 đối với đất sét pha, = 0.42 đối với đất sét i i 2 i l 0.35 5 0.3 30

 Độ lún cọc đơn là:

 Độ cứng đàn hồi mô hình cọc đơn là:

Thiết kế móng M2 (Vách W-J3 và W-J4)

Từ bảng 8.10, số lượng cọc sơ bộ của móng M2 là: 9 cọc

Khoảng cách giữa tim các cọc là 3d = 2.4 (m), khoảng cách từ tim cọc ngoài cùng tới mép đài móng là 0.7d = 0.6 (m)

Chiều cao đài cọc là: = 2( )

Kích thước đài móng là: × × = 6( ) × 6( ) × 2( )

Hình 8.3 Mặt bằng bố trí cọc móng M2 8.4.1 Kiểm tra phản lực đầu cọc

Bảng 8.12 Kết quả phản lực cọc của móng M2

Kiểm tra phản lực đầu cọc: tt max tk tt min

 Vậy kết quả phân tích thỏa mãn điều kiện phản lực đầu cọc

8.4.2 Kiểm tra ổn định nền dưới đáy khối móng quy ước

8.4.2.1 Xác định kích thước khối móng quy ước

Bảng 8.13 Số liệu xác định góc ma sát trung bình của khối móng quy ước

Lớp đất Chiều dày li (m)  i   i l i

4 = 6.36 Đoạn mở dưới khối móng quy ước: = = 35 × 6.36 = 3.9( ) Khoảng cách giữa 2 mép ngoài cọc biên trong đài móng: = 5.6( )

Chiều dài khối móng quy ước: = + 2 = 5.6 + 2 × 3.9 = 13.4( ) Chiều rộng khối móng quy ước: = + 2 = 5.6 + 2 × 3.9 = 13.4( ) Chiều sâu khối móng quy ước: H qu L c D f 35540(m)

8.4.2.2 Xác định trọng lượng bản thân khối móng quy ước

Bảng 8.14 Dung trọng trung bình dưới đáy khối móng quy ước

Lớp đất Chiều dày li (m) Dung trọng γi (kN/m 3 ) γtb (kN/m 3 )

Trọng lượng bản thân khối móng quy ước là bao gồm trọng lượng cọc, đài cọc và khối lượng đất trong khối móng quy ước

8.4.2.3 Xác định áp lực tiêu chuẩn dưới đáy khối móng quy ước

Lựa chọn tổ hợp tải trọng để tính toán và thiết kế móng theo nguyên tắc chung là lựa các cặp tổ hợp nội lực nguy hiểm Do sinh viên dùng phần mềm ETABS để tính toán, vì vậy sẽ tiến hành kiểm tra cho cả 13 tổ hợp nội lực

Chọn tổ hợp ULS7 để tính toán do có lực dọc lớn nhất và dùng các tổ hợp còn lại để kiểm tra

Bảng 8.15 Nội lực tính toán dưới chân vách

Tải trọng tiêu chuẩn tác dụng xuống móng, để đơn giản thì được xác định bằng giá trị tính toán chia cho hệ số vượt tải trung bình lấy bằng 1.15

Bảng 8.16 Nội lực tiêu chuẩn dưới chân vách

Do móng M1 là móng kết hợp cho hai vách W5 và W6, vì vậy phải dời lực từ tâm của từng vách về tâm của móng

Tổng lực dọc tiêu chuẩn tác dụng xuống móng:

Tổng lực ngang tiêu chuẩn tác dụng xuống móng:

Momen uốn tiêu chuẩn tác dụng xuống móng quay quanh trục X:

= −137.78 − 125.52 − 4.48 × 1.3 − (−65.16) × 1.3 = −184.41 (kN m) Momen uốn tiêu chuẩn tác dụng xuống móng quay quanh trục Y:

= + = −159.53 + 21.43 = −138.1 (kN m) Độ lệch tâm theo phương X:

Ta có: Áp lực tiêu chuẩn lớn nhất tại đáy khối móng quy ước:

13.4 = 518.26 ( ) Áp lực tiêu chuẩn trung bình tại đáy khối móng quy ước:

13.4 × 13.4 = 508.76 ( ) Áp lực tiêu chuẩn nhỏ nhất tại đáy khối móng quy ước:

8.4.2.4 Xác định áp lực tiêu chuẩn nền R II

Theo mục 4.6.9 – TCVN 9362:2012, áp lực tiêu chuẩn nền dưới đáy khối móng quy ước được xác định như sau:

Trong đó: m1 1.2 : Hệ số điều kiện làm việc của nền đất, lấy theo Bảng 15 – TCVN

9362:2012 m2 1: Hệ số điều kiện làm việc của công trình tác dụng qua lại với nền, lấy theo Bảng 15 – TCVN 9362:2012, nhà có sơ đồ kết cấu mềm nên lấy bằng 1 ktc1: Hệ số tin cậy, lấy theo mục 4.6.11 TCVN 9362:2012

A 0.95; B4.80; D7.28 : Là các hệ số không thứ nguyên, phụ thuộc vào góc ma sát trong của đất nền dưới đáy khối móng quy ước, với   24.37 0 nội suy theo Bảng 14 – TCVN 9362:2012 được các giá trị như trên

: Chiều rộng (cạnh ngắn) của đáy móng quy ước, = = 13.4

ℎ: Chiều sâu từ mặt đất tự nhiên đến đáy KMQU, qu c f hH L D 35540(m) cII 1 1 4 5 :Lực dính của đất nền dưới đáy khối móng quy ước

  Dung trọng của đất nền dưới đáy khối móng quy ước

  Dung trọng của đất nền trên đáy khối móng quy ước (lấy trung bình có trọng số nếu có nhiều lớp đất) h :0 Chiều sâu từ mặt đất tự nhiên đến nền tầng hầm, khi có tầng hầm:

ℎ =ℎ + −ℎ = 2 + 35 − 0.3 = 37.7( ): Chiều dày lớp đất ở phía trên đáy khối móng quy ước (tính từ cao trình mặt đáy sàn tầng hầm đến cao trình mặt phẳng mũi cọc)

ℎ = 0.3( ): Chiều dày của sàn tầng hầm

  Trọng lượng riêng của kết cấu sàn tầng hầm

Kết luận: tc 2 max II tc 2 tb II tc min p 518.26(kN) 1.2R 1.2 3434.28(kN / m ) p 508.76(kN) R (kN / m ) p )

 Vậy kết quả thỏa điều kiện áp lực nền dưới đáy khối móng quy ước

8.4.2.5 Kiểm tra lún dưới đáy khối móng quy ước

Chia lớp đất dưới đáy khối móng quy ước thành nhiều lớp có chiều dày

  hi  1 m Do lớp đất dưới khối móng quy ước có module E > 5 nên điều kiện dừng tính lún được kiểm tra theo công thức:

Trong đó: k :0i Tra bảng C1 – TCVN 9362:2012, phụ thuộc vào tỷ số qu qu qu

Theo mục C.16 – TCVN 9362:2012, độ lún tính theo phương pháp cộng tác dụng như sau: n gl i i 0 i

  Hệ số không thứ nguyên hi 1(m) :Chiều dày lớp đất thứ i

( / ): Module biến dạng của lớp đất thứ i

Bảng 8.17 Kết quả tính lún móng M2

Tên lớp Phân tố h i Điểm z Tỷ số Tỷ số Hệ số σ bt,z=zi σ gl,z=zi σ i σ gl,zi / σ bt,zi

(m) (m) 2z/B m L m /B m α i (KPa) (KPa) (KPa) (KPa) (cm

Kiểm tra độ lún của móng so với độ lún giới hạn (Phụ lục E - TCVN 10304:2014)

Từ kết quả trên ta có: = 2.72 ( ) ≤ [ ] = 8( ) Vậy kết quả thỏa điều kiện lún

Hình 8.4 Tháp xuyên thủng của móng M2 8.4.3.1 Xác định lực chống xuyên thủng

Theo mục 8.1.6.3 – TCVN 5574:2018, tính toán chọc thủng cấu kiện chịu lực tập trung và momen được kiểm tra theo công thức sau:

Fb ,u :Lực tập trung giới hạn mà bê tông có thể chịu được,

, = ℎ = 1.3 × 10 × 24 × 1.85 = 57720( ) : Chu vi đường bao tiết diện ngang tính toán,

R :bt Cường độ chịu kéo dọc trục của bê tông B35, = 1.3( ) h :0 Chiều cao làm việc của đài móng tại tiết diện đang xét,

M :Momen uốn tập trung giới hạn theo phương x,

Mby,u :Momen uốn tập trung giới hạn theo phương y,

= 32716.02( ) b :v Chiều tộng tiết diện vách, = 0.4( ) h :v Chiều dài tiết diện vách, ℎ = 2( )

M :x Momen tính toán tại chân vách theo phương X, = 16945.92( )

M :y Momen tính toán tại chân vách theo phương Y, = 471.6( ) Kết luận:

32716.02= 0.367 ≤ 1 Vậy móng M2 thỏa mãn điều kiện xuyên thủng

8.4.4 Tính toán cốt thép cho đài móng M1

Quy trình tính toán cốt thép cho đài móng tương tự với tính toán thép sàn

Hình 8.5 Kết quả momen MXX của đài móng M1

Dựa vào biểu đồ trên ta thu được các kết quả để tính toán như sau: Momen tính toán thép lớp dưới: = 398.63 ( )

Momen tính toán thép lớp trên: = 468.64 ( )

Hình 8.6 Kết quả momen MYY đài móng M2

Dựa vào biểu đồ trên ta thu được các kết quả để tính toán như sau: Momen tính toán thép lớp dưới: = 2773.03( )

Momen tính toán thép lớp trên: = 116.52 ( )

Tiết diện tính toán của đài móng là ×ℎ = 1000 × 2000( )

Chiều cao đài móng là ℎ = 2000( ), = 150( ), từ đó ta có:

Diện tích cốt thép được tính toán thông qua các công thức sau: tt b b 0 m 2 R m R s b b 0 s

Kiểm tra hàm lượng cốt thép: tt s b min max R

Bảng 8.19 Kết quả tính toán cốt thép móng M2

Thép theo phương X Thép theo phương Y Lớp dưới Lớp trên Lớp dưới Lớp trên

M (kN.m/m) 398.63 468.64 2773.03 116.52 b (mm) 1000 1000 1000 1000 h (mm) 2000 2000 2000 2000 a (mm) 150 60 150 60 h0 (mm) 1850 1940 1850 1940 αm 0.006 0.006 0.042 0.002 ξ 0.006 0.006 0.042 0.002

Thép theo phương X Thép theo phương Y Lớp dưới Lớp trên Lớp dưới Lớp trên

Bài toán Cốt đơn Cốt đơn Cốt đơn Cốt đơn

As tt (mm 2 ) 617.5 692.4 4375.5 171.7 ỉ (mm) 20 20 28 20 a (mm) 200 200 150 200

Kiểm tra HLCT Thỏa Thỏa Thỏa Thỏa x (mm) 33.82 33.82 84.69 33.82

Kiểm tra KNCL Thỏa Thỏa Thỏa Thỏa

Thiết kế móng M4 (Vách W-G7)

Từ bảng 8.10, số lượng cọc sơ bộ của móng M4 là: 4 cọc

Khoảng cách giữa tim các cọc là 3d = 2.4 (m), khoảng cách từ tim cọc ngoài cùng tới mép đài móng là 0.7d = 0.6 (m)

Chiều cao đài cọc là: = 2( )

Kích thước đài móng là: × × = 3.6( ) × 3.6( ) × 2( )

Hình 8.7 Mặt bằng bố trí cọc của móng M4 8.5.1 Kiểm tra phản lực đầu cọc

Bảng 8.20 Kết quả phản lực cọc của móng M4

Kiểm tra phản lực đầu cọc: tt max tk tt min

Vậy kết quả phân tích thỏa mãn điều kiện phản lực đầu cọc.

Tiêu đề	Chung cư BCONS Miền Đông
Tác giả	Bùi Dũng Toán
Người hướng dẫn	PGS. TS. Châu Đình Thành
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	Thành phố Hồ Chí Minh

Định dạng
Số trang	222
Dung lượng	18,71 MB