Thành phố chủ trương mở rộng không gian đô thị theo nhiều hướng: Đông, Đông Nam, Nam, Tây-Bắc… Một số khu đô thị mới đã và đang được hình thành như: Nam Sài Gòn quận 7, Thủ Thiêm quận 2,
TỔNG QUAN KIẾN TRÚC
Giới thiệu về công trình
Trước thực trạng dân số phát triển nhanh nên nhu cầu mua đất xây dựng nhà ngày càng nhiều trong khi đó quỹ đất của thành phố thì có hạn, chính vì vậy mà giá đất ngày càng leo thang khiến cho nhiều người dân không đủ khả năng mua đất xây dựng Để giải quyết vấn đề cấp thiết này giải pháp xây dựng các chung cư cao tầng và phát triển quy hoạch khu dân cư ra các quận, khu vực ngoại ô trung tâm thành phố là hợp lý nhất
Thành phố chủ trương mở rộng không gian đô thị theo nhiều hướng: Đông, Đông Nam, Nam, Tây-Bắc… Một số khu đô thị mới đã và đang được hình thành như: Nam Sài Gòn (quận 7), Thủ Thiêm (quận 2), Tây Bắc (huyện Củ Chi), Hiệp Phước, Phước Kiểng (huyện Nhà Bè), Sinh Việt (huyện Bình Chánh), An Phú Hưng (huyện Hóc Môn) … Ở những quận mới và một số khu vực ngoại thành, quá trình đô thị hóa diễn ra khá nhanh, nhất là các quận: 2, 7, 9, 10, Gò Vấp, Bình Tân, Thủ Ðức và các huyện: Củ Chi, Hóc Môn, Bình Chánh, Nhà Bè…
Tình hình đầu tư nước ngoài gia tăng và sự phát triển mạnh mẽ của nền kinh tế thành phố đã tạo cơ hội lớn cho việc xây dựng các công trình chất lượng cao, đáp ứng nhu cầu của người dân Các tòa cao ốc văn phòng, khách sạn cao tầng và chung cư cao cấp đang mọc lên nhanh chóng, mang đến diện mạo mới cho thành phố và nâng cao chất lượng cuộc sống của cư dân.
Có thể nói sự xuất hiện ngày càng nhiều các cao ốc trong thành phố không những đáp ứng được nhu cầu cấp bách về cơ sở hạ tầng mà còn góp phần tích cực vào việc tạo nên một bộ mặt mới cho thành phố, đồng thời cũng là cơ hội tạo nên nhiều việc làm cho người dân
Hơn nữa, đối với ngành xây dựng nói riêng, sự xuất hiện của các nhà cao tầng cũng đã góp phần tích cực vào việc phát triển ngành xây dựng thông qua việc tiếp thu và áp dụng các kỹ thuật hiện đại, công nghệ mới trong tính toán, thi công và xử lý thực tế, các phương pháp thi công hiện đại của nước ngoài…
Chính vì thế, công trình chung cư D126 được thiết kế và xây dựng nhằm góp phần giải quyết các mục tiêu trên Đây là một khu nhà cao tầng hiện đại, đầy đủ tiện nghi, cảnh quan đẹp… thích hợp cho sinh sống, giải trí và làm việc, một chung cư cao tầng được thiết kế và thi công xây dựng với chất lượng cao, đầy đủ tiện nghi để phục vụ cho nhu cầu sống của người dân
1.1.2 Vị trí và điều kiện tự nhiên
1.1.2.1 Vị trí công trình Địa chỉ: Số 171A Hoàng Hoa Thám – Quận Tân Bình – TP Hồ Chí Minh Công trình nằm ở vị trí thuận lợi, thoáng và đẹp sẽ tạo điểm nhấn, đồng thời sẽ tạo sự hài hoà, hợp lí và hiện đại cho tổng thể quy hoạch khu vực
Công trình nằm trên trục Hoàng Hoa Thám nên giao thông thuận lợi, thuận tiện cho việc cung cấp vật tư và giao thông ngoài công trình Đồng thời hệ thống cấp điện , cấp nước trong khu vực đã hoàn thiện đáp ứng tốt các yêu cầu cho công tác xây dựng
Khí hậu ở TP.HCM mang khí hậu nhiệt đới gió mùa, có 2 mùa rõ rệt: mùa mưa và mùa khô Mưa bão tập trung từ tháng 5 đến tháng 11 Số giờ nắng trung bình/tháng 160-270 giờ Nhiệt độ không khí trung bình 270C Hàng năm có tới trên 330 ngày có nhiệt độ trung bình 25-280C Lượng mưa cao, bình quân/năm 1949 mm Số ngày mưa trung bình/năm là 159 ngày Ðộ ẩm tương đối của không khí bình quân/năm 79.5%; bình quân mùa mưa 80% và trị số cao tuyệt đối tới 100%; bình quân mùa khô 74.5% và thấp tuyệt đối xuống tới 20%
Về gió, TP.HCM chịu ảnh hưởng bởi hai hướng gió chính và chủ yếu là gió mùa Tây- Tây Nam và Bắc-Ðông Bắc Gió Tây-Tây Nam từ Ấn Ðộ Dương thổi vào trong mùa mưa, khoảng từ tháng 6 đến tháng 10, tốc độ trung bình 3.6 m/s và gió thổi mạnh nhất vào tháng 8, tốc độ trung bình 4.5 m/s Gió Bắc-Ðông Bắc từ biển Đông thổi vào trong mùa khô, khoảng từ tháng 11 đến tháng 2, tốc độ trung bình 2.4 m/s
Công trình dân dụng cấp 2 (5000 m 2 ≤ Ssàn ≤ 10000 m 2 hoặc 9 ≤ số tầng ≤ 19)
Tổng số tầng: 19 tầng, trong đó: 1 tầng hầm; 18 tầng nổi
Bảng 1.1 Cao độ mỗi tầng
Tầng Cao độ (m) Tầng Cao độ (m)
Tầng Cao độ (m) Tầng Cao độ (m)
Chiều cao công trình, H = 64.8 m (Tính từ cao trình ± 0.00, chưa tính tầng hầm)
Diện tích xây dựng của công trình là: 58.00 m x 38.00 m = 2204.00 m 2
Tầng hầm: Bố trí nhà xe các phòng kĩ thuật và phòng chức năng
Tầng trệt: Siêu thị, của hàng, văn phòng, phòng ban quản lí
Tầng mái: Bố trí bể nước mái, phòng kĩ thuật thang máy.
Giải pháp kiến trúc công trình
Mặt bằng có dạng hình chữ nhật với diện tích khu đất là 2204.0 m 2
Tầng hầm đặt ở cao độ -2.600 m, có 2 ram dốc từ mặt đất để thuận tiện di chuyển lên xuống, độ dốc là 20% Diện tích tầng hầm chủ yếu dùng làm bãi đỗ xe, bố trí riêng khu vực đỗ ô tô và xe máy Bố trí hệ thống hộp gen hợp lý, tạo không gian thông thoáng cho tầng hầm Hệ thống thang bộ và thang máy đặt ngay giữa hầm, thuận tiện cho việc di chuyển và quan sát khi xảy ra sự cố Ngoài ra, hệ thống PCCC cũng dễ dàng nhìn thấy khi cần xử lý sự cố cháy nổ.
Tầng trệt được coi như khu sinh hoạt chung cho toàn khối nhà, được trang trí đẹp mắt với việc: cột ốp đá, bố trí khu căn tin và cửa hàng tạo không gian sinh hoạt chung cho tầng trệt của khối nhà Đặc biệt phòng quản lý cao ốc được bố trí vị trí khách có thể nhìn
Trang 19 / 243 thấy nếu có việc cần thiết và khu nội bộ của cao ốc được bố trí 1 khu có lối ra vào riêng Nói chung rất dễ hoạt động và quản lý khi bố trí các phòng như kiến trúc mặt bằng đã có
Tầng điển hình (tầng 2 đến 18) đây là mặt bằng tầng cho ta thấy rõ nhất chức năng của khối nhà, các căn hộ được bố trí hợp lý xung quanh lối đi chung giúp cho giao thông tiện lợi cùng với việc hiệu quả trong quá trình sử dụng công trình
Trang 20 / 243 Hình 1.1 Mặt bằng tầng hầm
Hình 1.2 Mặt bằng tầng trệt
Trang 21 / 243 Hình 1.3 Mặt bằng tầng 2-18
Trang 22 / 243 Hình 1.4 Mặt bằng tầng mái
1.2.2 Giải pháp mặt đứng và hình khối
Nét đặc trưng của công trình đó là 1 mặt tiếp giáp với đường, cùng mục đích sử dụng làm chung cư, nên các mặt của công trình được xây tường và ốp gạch trang trí khu vực Logia làm nổi bật công trình với không gian xung quanh
Hình 1.5 Mặt đứng công trình trục 1-6
Hình dáng bên ngoài của công trình là 1 khối hình chữ nhật nên phù hợp với vị trí khu đất
1.2.2.3 Giải pháp giao thông công trình
Hệ thống giao thông giúp nối liền các không gian chức năng của công trình theo phương ngang và phương đứng Hệ thống giao thông ngang bao gồm các hành lang, lối đi lộ thiên… Hệ thống giao thông đứng bao gồm thang bộ, thang máy…
Giao thông đứng: có 4 buồng thang máy, và 2 cầu thang bộ nằm giữa 2 lõi cứng được đặt trong công trình giúp tăng ổn định của công trình
Hệ thống giao thông ngang: xung quanh công trình có bố trí lối đi rộng đảm bảo các yêu cầu về không gian kiến trúc cũng như yêu cầu kỹ thuật về lưu thông xe xung quanh công trình, phòng cháy chữa cháy trong trường hợp khẩn cấp Ở các tầng có bố trí hành lang giữa dẫn đến các văn phòng, lối đi đơn giản xen giữa hai lõi thang máy đảm bảo độ thông thoáng cho các nút giao thông đứng và ngang trong công trình.
Giải pháp kết cấu của kiến trúc
- Hệ kết cấu của công trình là hệ khung vách lõi BTCT toàn khối
- Mái phẳng bằng BTCT và được chống thấm
- Cầu thang bằng BTCT toàn khối
- Bể ngầm để tích nước cho toàn bộ, từ đó cung cấp nước cho việc sử dụng của toàn bộ các tầng và việc cứu hỏa
- Tường bao che dày 200 mm, tường ngăn dày 100 mm
- Phương án móng dùng phương án móng sâu.
Giải pháp kỹ thuật khác
Công trình sử dụng điện được cung cấp từ 2 nguồn: lưới điện TP.HCM và máy phát điện (kèm theo 1 máy biến áp tất cả được đặt dưới tầng hầm để tránh gây ra tiếng ồn và độ rung ảnh hưởng đến sinh hoạt của công trình)
Toàn bộ đường dây điện được đi ngầm (được tiến hành lắp đặt đồng thời với lúc thi công) 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 được nối tới các bảng điện tổng tạo điều kiện dễ dàng khi cần sửa chữa
Hệ thống cấp nước của công trình bao gồm hồ nước ngầm, hệ thống ống dẫn nước cấp PVC và các máy bơm Hệ thống này tiếp nhận nước từ nguồn nước cấp của thành phố Nước được bơm lên hồ nước mái bằng các máy bơm để tạo áp lực cần thiết cung cấp cho các thiết bị vệ sinh ở từng căn hộ chung cư Hệ thống bơm nước cho công trình đươc
Trang 26 / 243 thiết kế tự động hoàn toàn để đảm bảo nước trong bể ngầm luôn đủ để cung cấp cho sinh hoạt và cứu hỏa
1.4.3.1 Hệ thống thoát nước thải
Hệ thống thoát nước thải của công trình bao gồm hệ thống các ống dẫn từ các thiết bị thu nước thải dẫn xuống bể tự hoại để xử lý, lắng đọng chất thải trước khi đưa ra hệ thống cống thoát nước thành phố
1.4.3.2 Hệ thống thoát nước mưa
Mặt bằng mái và các lan can được tạo độ dốc để tập trung nước mưa thoát xuống đất bằng hệ thống ống đứng PVC
1.4.3.3 Hệ thống thông gió Ở các tầng đều có cửa sổ thông thoáng tự nhiên Hệ thống máy điều hòa được cung cấp cho tất cả các tầng Họng thông gió dọc cầu thang bộ, sảnh thang máy Sử dụng quạt hút để thoát hơi cho các khu vệ sinh và ống gen được dẫn lên mái
1.4.3.4 Hệ thống phòng cháy chữa cháy
Hệ thống phòng cháy chữa cháy bao gồm các họng cứu hoả, các bình cứu hoả được lắp đặt ở các vị trí hành lang, cầu thang Ngoài ra, còn lắp đặt hệ thống còi báo cháy và các biển báo an toàn cháy nổ dọc các hành lang
Bố trí hệ thống cứu hoả gồm các họng cứu hoả tại các lối đi, các sảnh… với khoảng cách tối đa theo đúng tiêu chuẩn TCVN 2622-1995
Sử dụng hệ thống thu sét Stormaster ESE với khả năng bảo vệ khu vực chống sét tốt hơn so với loại kim thu sét thông thường Bố trí các kim thu sét trên mái nối với các dây đồng nối đất Được trang bị hệ thống chống sét theo đúng các yêu cầu và tiêu chuẩn về chống sét nhà cao tầng (thiết kế theo TCVN 46-84)
Rác thải được tập trung ở các tầng thông qua kho thoát rác bố trí ở các tầng, chứa gen rác được bố trí ở tầng hầm và sẽ có bộ phận để đưa rác thải ra ngoài Gen rác được thiết kế kín đáo và xử lý kỹ lưỡng để tránh tình trạng bốc mùi gây ô nhiễm môi trường
TỔNG QUAN KẾT CẤU CÔNG TRÌNH
Cơ sở lựa chọn giải pháp kết cấu
Căn cứ vào sơ đồ làm việc thì kết cấu nhà cao tầng có thể phân loại như sau:
Các hệ kết cấu cơ bản: Kết cấu khung, kết cấu tường chịu lực, kết cấu lõi cứng và kết cấu 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
Các hệ kết cấu đặc biệt: Hệ kết cấu có tầng cứng, hệ kết cấu có dầm truyền, kết cấu có hệ giằng liên tầng và kết cấu có khung ghép
Mỗi loại kết cấu trên đều có những ưu nhược điểm riêng tùy thuộc vào nhu cầu và khả năng thi công thực tế của từng công trình
2.1.1.1 Hệ khung Được cấu tạo từ các cấu kiện dạng thanh (cột, dầm) liên kết cứng với nhau tạo nút
Hệ khung có khả năng tạo ra không gian tương đối lớn và linh hoạt với những yêu cầu kiến trúc khác nhau
Sơ đồ làm việc rõ ràng, tuy nhiên khả năng chịu tải trọng ngang kém, sử dụng tốt cho công trình có chiều cao đến 15 tầng nằm trong vùng tính toán chống động đất cấp 7, 10-
12 tầng nằm trong vùng tính toán chống động đất cấp 8 và không nên áp dụng cho công trình nằm trong vùng tính toán chống động đất cấp 9
Sử dụng phù hợp với mọi giải pháp kiến trúc nhà cao tầng
Thuận tiện cho việc áp dụng linh hoạt các công nghệ xây khác nhau như vừa có thể lắp ghép vừa có thể đổ tại chỗ các kết cấu bê tông cốt thép
Vách cứng chủ yếu chịu tải trọng ngang, được đổ toàn khối bằng hệ thống ván khuôn trượt, có thể thi công sau hoặc trước
Hệ khung vách có thể sử dụng hiệu quả với các kết cấu có chiều cao trên 40m
Lõi cứng chịu tải trọng ngang của hệ, có thể bố trí trong hoặc ngoài biên
Hệ sàn gối trực tiếp lên tường lõi hoặc qua các cột trung gian
Phần trong lõi thường bố trí thang máy, cầu thang và các hệ thống kỹ thuật
Sử dụng hiệu quả với các công trình có độ cao trung bình hoặc lớn
Trong công trình hệ sàn có ảnh hưởng rất lớn tới sự làm việc không gian của kết cấu Việc lựa chọn phương án sàn hợp lý là rất quan trọng Do vậy, cần phải có sự phân tích đúng để lựa chọn ra phương án phù hợp với kết cấu của công trình
Ta xét các phương án sàn sau: Hệ sàn sườn
Cấu tạo bao gồm hệ dầm và bản sàn Ưu điểm
- 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
- Chiều cao dầm và độ võng của bản sàn rất lớn khi vượt khẩu độ lớn, dẫn đến chiều cao tầng của công trình lớn nên gây bất lợi cho kết cấu công trình khi chịu tải trọng ngang và không tiét kiệm chi phí vật liệu
- Không tiết kiệm không gian sử dụng.
Bê tông sử dụng cho công trình theo tiêu chuẩn TCVN 5574-2018
Dùng B30 với các chỉ tiêu như sau:
Cường độ tính toán: Rb = 17 MPa
Cường độ chịu kéo tính toán: Rbt =1.15 MPa
Mođun đàn hồi: Eb = 32.5x10 3 MPa
Thép sử dụng cho công trình theo tiêu chuẩn TCVN 5574-2018
Cốt thép gân Φ ≥10 dùng làm cốt thép dọc
Dùng loại CB400-V với các chỉ tiêu:
- Cường độ chịu kéo tính toán Rs= 350 Mpa
- Cường độ chịu nén tính toán Rsc = 350 Mpa
- Cường độ tính cốt thép ngang: Rsw (0 Mpa
- Modul đàn hồi Ea = 20x10 4 Mpa
Dùng loại CB500-V với các chỉ tiêu:
- Cường độ chịu kéo tính toán Rs= 435 Mpa
- Cường độ chịu nén tính toán Rsc = 435 Mpa
- Cường độ tính cốt thép ngang: Rsw 00 Mpa
- Modul đàn hồi Ea = 20x10 4 MPa
Cốt thép trơn Φ 1 (s) thì giá trị Gf được xác định như sau [10.2.7.3 2737:2023]
- I(Zs) là độ rối ở độ cao tương đương Zs , xác định theo công thức:
- cr là hệ số, phụ thuộc vào các dạng địa hình khác nhau, lấy theo Bảng 10 [2737:2023]
- Zs là độ cao tương đương của công trình, lấy bằng 0,6h;
- h là chiều cao của công trình;
- gQ là hệ số đỉnh cho thành phần xung của gió, lấy bằng 3,4;
- gv là hệ số đỉnh cho thành phần phản ứng của gió, lấy bằng 3,4;
- gR là hệ số đỉnh cho thành phần cộng hưởng của gió, được xác định theo công thức:
2ln (3600𝑛 ) với: n1 là tần số dao động riêng cơ bản thứ nhất;
- Q là hệ số kể đến thành phần phản ứng nền của kết cấu chịu tải trọng gió, xác định theo công thức:
với: b là chiều rộng công trình, vuông góc với hướng gió tác dụng;
- L (Zs) là thang nguyên kích thước xoáy (chiều dài rối) tại độ cao tương đương Zs, xác định theo công thức:
Với l và ⋷ là các hệ số, phụ thuộc vào các dạng địa hình khác nhau, lấy theo Bảng 10
- R là hệ số phản ứng cộng hưởng, được xác định theo công thức:
𝛽𝑅 𝑅 𝑅 (0.53 + 0.47𝑅 ) với: β là độ cản, lấy bằng:
0,015 – cho kết cấu liên hợp thép - bê tông;
0,02 – cho kết cấu bê tông và bê tông cốt thép;
V (Zs)3600s,50 là vận tốc gió trung bình trong khoảng thời gian 3600s ứng với chu kỳ lặp 50 năm, tại độ cao tương đương Zs, được xác định theo công thức:
V3s,50 là vận tốc gió 3s (lấy trung bình trong khoảng thời gian 3s) ứng với chu kỳ lặp 50 năm,lấy theo [Bảng 5.1 -QCVN 02:2022]
Rh, Rb, Rd là các hàm số dẫn suất khí động, được xác định theo các công thức:
𝑉(𝑍 ) , h, b và d lần lượt là chiều cao, chiều rộng và chiều sâu (hoặc chiều dài) của công trình
3.2.7.5 Hệ số khí động (Phụ Lục F)
Công trình thuộc dạng nhà mái dốc hai phía có mặt bằng hình chữ nhật nên dùng Phụ lục F.4
Hệ số khí động ce cho các vùng trên các tường của nhà có mặt bằng chữ nhật (Hình F.5a) lấy theo Bảng F.4
2 Tải trọng gió theo phương Y:
- Hệ số hiệu ứng giật: G f,Y = 0.872
- Hệ số khí động c e cho các vùng:
*Bảng giá trị áp lực gió tác dụng lên tâm hình học công trình theo phương Y:
Cao độ tính toán gió
Tổ hợp tải trọng
3.3.1 Các trường hợp tải trọng
Bảng 3.6 Các trường hợp tải trọng
STT TẢI TRỌNG LOẠI Ý NGHĨA
1 TLBT Dead Tải trọng bản thân
2 CLHT Supper Dead Tải các lớp hoàn thiện
3 TUONG Supper Dead Tải tường
Hình 3.6 Phương hướng gán tải gió
3.3.2 Các trường hợp trung gian
Bảng 3.7 Các trường hợp trung gian
STT Tải Trọng Loại TLBT TUONG CLHT
Nguyên tắc tổ hợp tải trọng
- Tĩnh tải + 0.9 Hoạt tải + 0.9 Gió
- Tĩnh tải + động đất + 𝜓 , ×Hoạt tải (Mục 3.2.4 (TCVN 9386:2012))
- Các giá trị 𝜓 , cho trong Bảng 3.4 TCVN 9386:2012
Bảng 3.8 Các giá trị ψ2,i đối với nhà Các giá trị ψ2,i đối với nhà
Tải trọng đặt lên nhà, loại
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 ≤ 30kN 0.6
Loại G: Khu vực giao thông, 30kN ≤ Trọng lượng xe ≤ 160kN 0.3
Ngoài ra đối với tổ có tải trọng động đất TCVN 9386:2012 mục 4.3.1(7) quy định về việc sử dụng hệ số suy giảm độ cứng 0.5 cho tất cả các cấu kiện, hệ số này nhằm kể đến hệ quả của vết nứt của các cấu kiện Để làm được điều này sinh viên thực hiện mô phỏng
2 mô hình trong Etabs như sau:
- Mô hình 1 không kể đến hệ số suy giảm độ cứng dùng để tính toán nội lực cho tất cả các tổ hợp tải trọng trừ những tổ hợp có sự tham gia của tải trọng động đất
- Mô hình 2 có kể đến hệ số suy giảm độ cứng bằng 0.5 cho tất cả các cấu kiện
Mô hình này chỉ dùng để tính toán nội lực cho nhưng tổ hợp có chứa tải trọng động đất
Các tổ hợp tải trọng và tổ hợp nội lực:
Dựa vào những nguyên tắc tổ hợp đã nêu, ta có bảng tổ hợp tải trọng sau:
Bảng 3.9 Các trường hợp tổ hợp tải trọng theo trạng thái giới hạn I của mô hình
Bảng 3.10 Các trường hợp tổ hợp tải trọng theo trạng thái giới hạn II
HT TLBT CLHT TUONG GIO X1 GIO X2 GIO X3 GIO X4 GIO Y1 GIO Y2 GIO Y3 GIO Y4 CB1.1 1.1 1.3 1.3 1.3
HT TLBT CLHT TUONG GIO X1 GIO X2 GIO X3 GIO X4 GIO Y1 GIO Y2 GIO Y3 GIO Y4
THIẾT KẾ SÀN TẦNG 2
Phương án bố trí dầm
Dựa vào kích thước hình học và bố trí tường của mặt bằng kiến trúc bố trí được hệ dầm
Xác định nội lực theo phương pháp phần tử hữu hạn
Thiết kế theo “TCVN 5574:2018 KẾT CẤU BÊ TÔNG VÀ BÊ TÔNG CỐT THÉP” Quy trình thiết kế
Bước 1: Lựa chọn sơ bộ kích thước và cấu kiện
Lựa chọn vật liệu cho cấu kiện (ở mục 2.2)
Lựa chọn kích thước cấu kiện (ở mục 2.4)
Bước 2: Xác định tải trọng Được tính toán ở “Chương 3:TẢI TRỌNG VÀ TÁC ĐỘNG”
Bước 3: Thiết lập mô hình tính toán sàn bằng phần mềm Safe
Tạo hệ lưới Định nghĩa về vật liệu Định nghĩa về tiết diện: dầm, cột, sàn, vách
Trang 60 / 243 xây dựng mô hình: hệ vách → cột → dầm → sàn Định nghĩa về tải trọng
Gán tải trọng vào mô hình
Tiến hành tạo Mesh để kết nối sàn và dầm làm việc hiệu quả, truyền tải tải trọng đều lên dầm Nhờ đó, dầm có thể làm việc gần với trạng thái thực tế, giúp đảm bảo tính chính xác và độ tin cậy của kết quả phân tích kết cấu.
Tạo cỏc dói Strip bề rộng ẳ nhịp : lấy nội lực tớnh thộp cho sàn 1.3.1 Tiờu chuẩn thiết kế
Thiết kế theo “TCVN 5574:2018 KẾT CẤU BÊ TÔNG VÀ BÊ TÔNG CỐT THÉP” 1.3.2 Quy trình thiết kế
Bước 1: Lựa chọn sơ bộ kích thước và cấu kiện
+ Lựa chọn vật liệu cho cấu kiện (ở mục 2.2)
+ Lựa chọn kích thước cấu kiện (ở mục 0)
Bước 2: Xác định tải trọng Được tính toán ở “Chương 3:TẢI TRỌNG VÀ TÁC ĐỘNG” Bước 3: Thiết lập mô hình tính toán sàn bằng phần mềm Safe
+ Định nghĩa về vật liệu
+ Định nghĩa về tiết diện: dầm, cột, sàn, vách
+ xây dựng mô hình: hệ vách → cột → dầm → sàn
+ Định nghĩa về tải trọng
+ Gán tải trọng vào mô hình
Tiến hành tạo Mesh nhằm mục đích để sàn và dầm cùng nhau làm việc, sàn sẽ truyền tải phân bố đều lên dầm, nhờ đó dầm sẽ làm việc gần với thực tế hơn.
+ Tạo các dãi Strip bề rộng 1m: lấy nội lực tính thép cho sàn
+ Tổ hợp tính toán cốt thép cho sàn lấy:
COMBO1.0 = TT+HT (xét đến nội lực dưới tác động của tải trọng tính toán.)
Trong đó: TT và HT lần lượt là nội lực do tĩnh tải và hoạt tải tính toán gây ra
+ Tổ hợp tính toán TTGHII lấy:
COMBO1.1 = TTTC+HTTC (xét đến tác dụng ngắn hạn của toàn bộ tải trọng)
COMBO2.3 = TTTC+HTDH (xét đến tác dụng ngắn hạn và tác dụng dài hạn của tải trọng thường xuyên và tải trọng tạm thời dài hạn)
- TTTC và HTTC lần lượt là nội lực do tĩnh tải và hoạt tải tiêu chuẩn gây ra
- HTDH là nội lực do giá trị tải tiêu chuẩn của phần dài hạn hoạt tải sử dụng gây ra
Bước 4: Tính toán cốt thép cho sàn Tính toán giống như Bước 4 mục 4.2.2
Bước 5: Kiểm tra điều kiện sử dụng bình thường của sàn (biến dạng)
1.3.3 Xây dựng mô hình và vẽ Strip
1.3.4 Tính toán thiết kế sàn
Xây dựng mô hình bằng phần mềm Safe và gán tải trọng như các hình bên dưới
Tổ hợp tính toán cốt thép cho sàn lấy:
COMBO1.0 = TT+HT (xét đến nội lực dưới tác động của tải trọng tính toán.)
Trong đó: TT và HT lần lượt là nội lực do tĩnh tải và hoạt tải tính toán gây ra
Tổ hợp tính toán TTGHII lấy:
COMBO1.1 = TTTC+HTTC (xét đến tác dụng ngắn hạn của toàn bộ tải trọng)
COMBO2.3 = TTTC+HTDH (xét đến tác dụng ngắn hạn và tác dụng dài hạn của tải trọng thường xuyên và tải trọng tạm thời dài hạn)
TTTC và HTTC lần lượt là nội lực do tĩnh tải và hoạt tải tiêu chuẩn gây ra
HTDH là nội lực do giá trị tải tiêu chuẩn của phần dài hạn hoạt tải sử dụng gây ra
Bước 4: Tính toán cốt thép cho sàn
Bước 5: Kiểm tra điều kiện sử dụng bình thường của sàn (biến dạng)
4.2.2 Xây dựng mô hình và vẽ Strip
4.2.3 Tính toán thiết kế sàn
Xây dựng mô hình bằng phần mềm Safe và gán tải trọng như các hình bên dưới (trình bày trong Phụ lục 1)
Công trình có các ô bản đối xứng theo 2 phương để thuận tiện trong việc sắp xếp thứ tự giá trị momen trong các dãy Strip đánh số thứ tự ô bản của mặt bằng như trong Hình 1.6 Phụ Lục 1
Tiến hành cắt các dãy Strip có bề rộng L/4 ở gối và L/2 ở nhịp để tiến hành tính toán
Nội lực xuất ra từ phần mềm được trình bày cụ thể trong Phụ lục Mỗi ô bản theo mỗi phương sẽ có 3 dãy Strip quy momen về trên 1m chiều dài để so sánh lựa chọn trường hợp có momen lớn hơn để tính toán cốt thép cho sàn, kết quả tính toán được trình bày trong bảng tính toán thép sàn trong Phụ Lục 1
Kiểm tra khả năng chịu cắt của sàn
Hình 4.2 Lực cắt V13 từ COMBO1
Hình 4.3 Lực cắt V23 từ COMBO1
Lực cắt lớn nhất trong sàn: Qmax V ; V13 23 58; 4658 kN
Cắt bản sàn có bê rộng 1m để tính toán khả năng chịu cắt của sàn
Trang 64 / 243 Đặc trưng tiết diện: b = 1 m, h = 150 mm a = 20 mm ho = h – a = 150 – 20 = 130 mm
Kiểm tra khả năng chịu cắt của bê tông sàn: ( mục 8.1.3.3 trang 70, TCVN 5574:2018)
Q1 lực cắt trong tiết diện thẳng góc do ngoại lực, Q max Q 1 58 kN
Q1,b được xác định theo công thức Q 0.5R bh 1,b bt o , nhưng lấy giá trị Q 1,b không lớn hơn 2.5R bh bt o
Thiên về an toàn ta có thể chọn Q 1,b 74.75 kN
Ta thấy Q 1 58 kN Q b,1 74.75 kN Sàn thỏa điều kiện chịu cắt.
Kiểm tra chọc thủng sàn
Khả năng chọc thủng của sàn được tính toán theo mục 8.1.6.2 trang 86, TCVN
Tính toán chọc thủng cho cấu kiện khi không có cốt thép ngang chịu lực tập trung được tiến hành theo điều kiện:
F là lực tập trung do ngoại lực
Fb,u là lực tập trung giới hạn mà bê tông có thể chịu được, F b,u R bt A b
Tiết diện ngang tính toán Ab được xác định tại vị trí 0,5ho tính từ mép diện tích truyền tải lực tập trung F, với chiều cao làm việc ho tương ứng Diện tích Ab phụ thuộc vào chu vi u của đường bao tiết diện ngang tính toán và chiều cao làm việc quy đổi h0 được tính theo công thức: h0 = 0,5 (h0x + h0y).
+ h0x và h0y là chiều cao làm việc của tiết diện đối với cốt thép dọc nằm theo phương các trục X v à Y
Hình 4.4 Sơ đồ tính toán chọc thủng không cốt thép ngang Tính toán các thông số: tan g san
sàn thỏa điều kiện về chọc thủng
Tính toán vết nứt cho sàn
4.5.1.1 Điều kiện hình thành vết nứt
Theo TCVN 5574:2018, việc tính toán theo sự hình thành vết nứt của cấu kiện bê tông cốt thép được áp dụng khi thỏa mãn điều kiện:
M là mô men do ngoại lực đối với trục vuông góc với mặt phẳng tác dụng của mô men uốn và đi qua trọng tâm tiết diện ngang quy đổi của cấu kiện
Mcrc là mô men uốn do tiết diện thẳng góc của cấu kiện chịu khi hình thành vết nứt (đối với cấu kiện chịu uốn)
Xác định Mcrc crc pl bt,ser
Trong đó: Wpl là mô men kháng uốn đàn dẻo của tiết diện đối với thớ bê tông chịu kéo ngoàicùng
Xác định Wpl: pl red
Wred là mô men kháng uốn đàn hồi của tiết diện quy đổi theo vùng chịu kéo của tiết diện
là hệ số, lấy bằng 1.3
Xác định Wred: red red t
Ired là mô men quan tính của tiết diện quy đổi của cấu kiện đối với trọng tâm của nó, cho phép lấy Ired = I là mô men quán tính của bê tông yt là khoảng cách từ thớ bê tông chịu kéo nhiều nhất đến trọng tâm quy đổi của cấu kiện
Trong trường hợp, khi mà các điều M M crc xảy ra thì tính toán chiều rộng vết nứt 4.5.1.2 Tính toán chiều rộng vết nứt
Tính toán bề rộng vết nứt được tiến hành theo điều kiện: crc crc,u a a Trong đó: acrc là chiều rộng vết do tác dụng của ngoại lực
+ acrc,u là chiều rộng vết nứt giới hạn cho phép, lấy theo bảng 17 TCVN 5574:2018
Chiều rộng vết nứt dài hạn được xác định theo công thức: acrc = acrc,1
Chiều rộng vết nứt ngắn hạn: acrc = acrc,1 + acrc,2 – acrc,3
Trong đó: acrc,1 là chiều rộng vết nứt do tác dụng dài hạn của tải trọng thường xuyên và tạm thời dài hạn acrc,2 là chiều rộng vết nứt do tác dụng ngắn hạn của tải trọng thường xuyên và tạm thời (dài hạn và ngắn hạn) acrc,3 là chiều rộng vết nứt do tác dụng ngắn hạn của tải trọng thường xuyên và tạm thời dài hạn
slà ứng suất trong cốt thép dọc chịu kéo tại tiết diện thẳng góc có vết nứt do ngoại lực tương ứng
Ls là khoảng cách cơ sở ( không kể đến ảnh hưởng của loại bề mặt cốt thép) giữa các vết nứt thẳng góc kề nhau
slà hệ số, kể đến sự phân bố không đều biến dạng tương đối của cốt thép chịu kéo giữa các vết nứt, cho phép lấy s = 1 Nếu không thỏa tính lại theo công thức: s M crc
1 là hệ số, kể đến thời hạn tác dụng của tải trọng, lấy bằng:
1.0 – khi có tác dụng ngắn hạn của tải trọng;
1.4 – khi có tác dụng dài hạn của tải trọng
2là hệ số, kể đến loại hình dạng bề mặt của cốt thép dọc, lấy bằng:
0.5 – đối với cốt thép có gân và cáp;
0.8 – đối với cốt thép trơn;
3là hệ số, kể đến đặc điểm chịu lực, lấy bằng:
1.0 – đối với cấu kiện chịu uốn và chịu nén lệch tâm;
1.2 – đối với cấu kiện chịu kéo
Trong đó: zs là khoảng cách từ trọng tâm cốt thép chịu kéo đến điểm đặt hợp lực của các nội lực trong vùng chịu nén của cấu kiện
Giá trị Ls lấy không nhỏ hơn 10ds và 100mm và không lớn hơn 40ds và 400 mm
Abt là diên tích tiết diện bê tông chịu kéo;
As là diện tích tiết diện cốt thép chịu kéo; ds là đường kính danh nghĩa của cốt thép
4.5.2 Kiểm tra sự hình thành vết cho sàn
So sánh momen của Strip khi đã quy về 1m ta thấy rằng gối trên của Strip CSB 10,10’ có độ giá trị mô men lớn nhất bằng -34.3 kNm
Bảng 4.1 Nội lực Strip CSB 10,10’ tại vị trí tính toán vết nứt
STT Ô bản Tên Strip Mô men Mô men trên 1m
4.5.2.2 Kiểm tra sự hình thành vết nứt
Tính toán kiểm tra với giá trị nội lực khi đã quy về 1m Chiều dày sàn hs = 150 mm, bề rộng Strip là 1m, momen là -34.3 kNm
Khoảng cách từ thớ bê tông chịu kéo nhiều nhất đến trọng tâm tiết diện quy đổi của cấu kiện: t ,red t red
S : là mô men tĩnh của diện tích tiết diện quy đổi của cấu kiện đối với thớ bê tông chịu kéo nhiều hơn
Mômen quán tính của tiết diện quy đổi của cấu kiện đối với trọng tâm của nó:
I, I , s I ' s : là mô men quán tính lần lượt của tiết diện bê tông, của diện tích cốt thép chịu kéo và của cốt thép chịu nén
yc : là khoảng cách từ thớ bê tông chịu kéo nhiều nhất đến trọng tâm tiết diện quy đổi của cấu kiện c t y h y 150 73 77 mm
Mô men kháng uốn đàn hồi của tiết diện quy đổi theo vùng chịu kéo của tiết diện Wred: red 3 red t
Mô men kháng uốn đàn hồi của tiết diện quy đổi theo vùng chịu kéo của tiết diện:
Mô men hình thành vết nứt:
Mô men lớn nhất cần kiểm tra: M max 34.3 kNm
Kết luận: M 34.3 kNm > M crc 9.8 kNm Sàn bị nứt
4.5.3 Tính toán chiều rộng vết nứt
4.5.3.1 Xác định nội lực cần thiết
Để xác định chiều rộng khe nứt, cần xác định các giá trị mômen cần thiết thông qua việc tính toán các thông số a crc,1, a crc,2, a crc,3 Ý nghĩa của các thông số này được trình bày trong mục 4.5.1.2, hỗ trợ cho việc tính toán chiều rộng vết nứt dài hạn và ngắn hạn.
Bảng 4.2 Momen tính toán vết nứt
STT Chiều rộng vết nứt cần tính Giá trị mô men
4.5.3.2 Tính toán chiều rộng vết nứt
Theo điều kiện crc ≤ acrc,u, bề rộng vết nứt được tính toán Trong đó, acrc là chiều rộng vết nứt do tác dụng của ngoại lực, còn acrc,u là chiều rộng vết nứt giới hạn cho phép theo bảng 17 TCVN 5574:2018 Chiều rộng vết nứt ngắn hạn được xác định bằng công thức đã cung cấp.
(Giá trị Ls lấy không nhỏ hơn 10ds và 120mm và không lớn hơn 40ds và 480 mm)
Tính toán tương tự ta được: crc,1 crc,3 m a a
Chiều rộng vết nứt dài hạn: crc crc,1 crc,u a a 0.0433 mma 0.3 mm Thỏa Chiều rộng vết nứt ngắn hạn: crc crc,1 crc,2 crc,3 0.0433 0.0543 0.0606 0.037 mm a a a a crc crc,u a 0.037 mma 0.4 mm Thỏa
Vậy sàn thỏa điều kiện vết nứt.
Kiểm tra độ võng của sàn
4.6.1 Lựa chọn vị trí kiểm tra
Giá trị chuyển vị xuất ra từ phần mềm Safe để chọn những vị trí có độ võng lớn kiểm tra theo TCVN 5574:2018 Lựa chọn kiểm tra độ võng tại vị trí V1
Hình 4.5 Độ võng sàn xuất ra từ phần mềm Safe 4.6.2 Lí thuyết tính toán
TCVN 5574:2018 mục 8.2.3.2 hướng dẫn cách tính toán độ võng cho cấu kiện bê tông cốt thép như sau:
Tính toán độ võng của cấu kiện bê tông cốt thép được tiến hành theo điều kiện (177) mục 8.2.3.2.1 trang 106 TCVN 5574:218: f f u
+ 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 u
Khoản c bảng M1 Phụ Lục M của TCVN 5574:2018 cho phép lấy giá trị độ võng giới hạn theo phương đứng của “Mái và sàn tầng khi trên chúng có các bộ phận có thể bị tách (các lớp lót, mặt sàn, vách ngăn)” là L/150 m m u u f L/150 66.7 mm f m f 20.18 mm f 20.18 mm 66.7 m
(Thỏa điều kiện độ võng sàn)
THIẾT KẾ TÍNH TOÁN CẦU THANG BỘ
Cấu tạo cầu thang
Thiết kế cầu thang hai vế dạng bản, bậc xây gạch Cầu thang tính cho các tầng từ tầng 2 đến tầng 18
Cầu thang là loại thang 2 vế dạng bản, chiều cao 1 tầng là 3.5 m
Tổng số bậc cầu thang: 21 bậc (10 bậc vế 1 và 11 bậc vế 2)
Chiều cao mỗi bậc: b 3500 h 167 mm
Sơ bộ tiết diện
Chọn bản thang có chiều dày h s 120 mm
Chọn tiết diện dầm chiếu tới: 200 350 mm
Chọn bề rộng mỗi bậc: b = 300 mm
Tải trọng tác dụng lên bản thang
Hình 5.1 Mặt bằng và mặt đứng cầu thang Xét bản thang có bề rộng 1m
Trọng lượng bản thân các lớp cấu tạo:
Bảng 5.1 Các lớp cấu tạo chiếu nghỉ
Hệ số độ tin cậy
Tải trọng tính toán kN/m 3 mm kN/m 2 kN/m 2
Chiều dày tương đương của các lớp cấu tạo bậc thang theo phương bản xiên: b b i tdi b
Lớp đá hoa cương: td1
Lớp bậc thang: b td1 h cos 167 0.874
Bảng 5.2 Các lớp cấu tạo bản thang
Hệ số độ tin cậy
Tải trọng tính toán kN/m 3 mm kN/m 2 kN/m 2
Hệ số độ tin cậy
Tải trọng tính toán kN/m 3 mm kN/m 2 kN/m 2
Bản chiếu nghỉ và chiếu tới: tt tc 2
Bảng 5.1 Tổng tải cầu thang
Loại sàn Tĩnh tải Hoạt tải Tổng tải
Chiếu tới và chiếu nghỉ 4.58 3.90 8.48
Trên thực tế tính toán cầu thang có một số bất cập trong sơ đồ tính như sau
- Trong kết cấu bê tông toàn khối thì không có liên kết nào hoàn toàn là ngàm tuyệt đối và liên kết khớp tuyệt đối Liên kết giữa bản thang với vách là liên kết trung gian giữa liên kết ngàm và khớp
- Trong trường hợp nếu liên kết giữa bản thang với vách được xem là ngàm thì dẫn đến thiếu thép bụng và dư thép gối kết cấu bị phá hoại do thiếu thép tại bụng bản thang là nguy hiểm với kết cấu
- Trong trường hợp nếu liên kết giữa bản thang với vách được xem là khớp thì dẫn đến thiếu thép gối và dư thép bụng kết cấu không bị phá hoại mà gây nứt tại gối (do thiếu thép gối) và trở dần về sơ đồ khớp
- Trong kết cấu nhà nhiều tầng thì cột, dầm và vách được thi công từng tầng, bản thang là kết cấu độc lập được thi công sau cùng Chính vì vậy, rất khó đảm bảo độ ngàm cứng của bản thang và vách (việc này rất hay xảy ra trong quá trình thi công ngoài công trường)
Sơ đồ tính toán thang chịu tải phải ưu tiên sử dụng trong điều kiện thang chịu tải bất lợi nhất khi xảy ra sự cố, đảm bảo tính an toàn cho người sử dụng Vì vậy, cần lựa chọn sơ đồ hai đầu khớp theo trạng thái chịu lực cuối cùng để tính toán và bố trí thiên về an toàn cho nhịp Ngoài ra, cần bố trí thép tăng cường cho gối để đảm bảo gối không bị phá hoại hoặc nứt vỡ.
Cầu thang là bản làm việc 1 phương Cắt 1 dải rộng 1m theo phương cạnh ngắn để tính toán, hai đầu liên kết khớp vào vách và được đỡ bởi dầm chiếu tới Sơ đồ tính là một dầm liên tục bị gãy khúc liên kết khớp 2 đầu
Tiết diện dầm gãy khúc: b = 1m; h = 0.12 m
Hình 5.2 Tĩnh tải tác dụng lên bản thang (đơn vị kN/m)
Hình 5.3 Hoạt tải chất đầy ( đơn vị kN/m )
5.3.5 Nội lực các vế thang
+ COMBO1: Tĩnh tải + hoạt tải chất đầy
Hình 5.4 Momen bản thang vế (đơn vị kNm)
Từ giá trị momen trong 2 vế thang, lựa chọn momen lớn nhất tại mỗi vị trí tương ứng để tính toán cốt thép Kết quả momen tính toán được trình bày trong bảng sau:
Bảng 5.3 Momen tính toán cầu thang
Bản thang Vị trí mặt cắt
Mmax (gối) (kNm) Mmax (nhịp) Đầu trái Đầu phải (kNm)
Tính toán cốt thép dọc cho bản thang
Giá trị R được xác định theo công thức: ( TCVN 5574-2018, mục 8.1.2.2.3 trang 56)
- s,el là biến dạng tương đối của cốt thép chịu kéo khi ứng suất bằng Rs, s,el s s
- b2 là biến dạng tương đối của bê tông chịu nén khi ứng suất bằng Rb , lấy theo chỉ dẫn trong mục 6.1.4.2, TCVN 5574-2018 khi có tác dụng ngắn hạn của tải trọng b2 0.0035
Diện tích cốt thép dọc cần thiết: s b o
Chọn mô men ở nhịp và gối lớn nhất tính và bố trí cho cả bản thang
Kết quả tính toán và chọn thép được thể hiện trong bảng dưới đây:
Với h = 120 mm, b = 1000 mm, a = 25 mm, h0 = 95 mm
Chọn mô men ở gối và nhịp lớn nhất để tính toán và bố trí cho cả bản thang
Bảng 5.4 Tính toán thép cầu thang
Vị trí Mô men kN.m α ξ As mm 2 Chọn thép As chọn
Gối 11.02 0.080 0.08 384 Φ10a200 393 0.40 0.98 Nhịp 12.0 0.087 0.09 420 Φ10a175 449 0.44 0.94 5.4.3 Kiểm tra khả năng chịu cắt
Dù lực cắt xuất hiện trong bản thang tương đối nhỏ, nhưng thiên về an toàn sinh viên tiến hành kiểm tra khả năng chịu cắt của bản thang
Hình 5.5 Lực cắt bản thang 2 ( đơn vị kN)
Hình 5.6 Lực cắt bản thang 1 ( đơn vị kN) Lực cắt lớn nhất trong bản thang: Q max 22.52 kN
Cắt bản thang có bê rộng 1m để tính toán khả năng chịu cắt của bản thang Đặc trưng tiết diện:
Kiểm tra khả năng chịu cắt của bê tông sàn: ( mục 8.1.3.3 trang 70, TCVN 5574:2018)
- Q1 lực cắt trong tiết diện thẳng góc do ngoại lực, Q max Q 1 22.52 kN
- Q1,b được xác định theo công thức Q 0.5R bh 1,b bt o , nhưng lấy giá trị Q 1,b không lớn hơn 2.5R bh bt o
Vậy sàn đảm bảo khả năng chống cắt
Tính thép dầm cầu thang
5.5.1 Tính thép dầm chiếu tới
5.5.1.1 Sơ bộ tiết diện dầm chiếu tới Đã trình bày ở mục 5.2
Tiết diện dầm chiếu tới: 2 0 0 3 5 0 m m
Tải trọng tác dụng lên dầm chiếu tới bao gồm:
- Tải trọng do hai bản thang truyền vào
- Trọng lượng bản thân dầm chiếu tới
Phản lực do 2 hai bản thang truyền vào:
Hình 5.7 Phản lực liên kết bản thang vế 2 Theo phương đứng R 2 60.72 kN/m
Hình 5.8 Phản lực liên kết bản thang vế 1 Theo phương đứng R 1 60.71 kN/m
Tải trọng bản thân dầm chiếu tới:
Vậy tải trọng tác dụng vào dầm thang gồm qbt và R2 ( do R1< R2 thiên về an toàn)
2 bt q R q 60.72 1.27 61.99 kN/m 5.5.1.3 Nội lực của dầm
Chọn sơ đồ tính của dầm là dầm đơn giản Do đó ta có
- Lực cắt lớn nhất: qL 61.99 2.9
5.5.1.4 Tính thép dầm chiếu tới
1 Tính toán cốt thép dọc cho dầm thang
Lý thuyết tính toán giống như mục 5.4.1 Kết quả tính toán như sau
Bảng 5.5 Kết quả tính toán cốt thép cho dầm chiếu tới
Mô men kN.m h mm b mm a mm h 0 mm α ξ
2 Tính toán cốt thép đai cho dầm thang a Lý thuyết tính toán
Khi tiết diện thẳng góc, mà trong đó kể đến lực cắt Q1, nằm gần gối tựa ở khoảng cách a nhỏ hơn 2.5 h0 phải tính toán theo công thức (93) theo TCVN 5574:2018, mục 8.1.3.3.1 trang 72 như sau: b,1 sw,1
Q1 là lực cắt trong tiết diện thẳng góc do ngoại lực Q b,1 ,Q sw,1 được tính theo công thức (94), (95) theo TCVN 5574:2018, mục 8.1.3.3.1 trang 72 như sau: b,1 bt 0
- Khi lực cắt Q1 nằm gần gối tựa ở khoảng cách a nhỏ hơn 2.5h0 thì nhân gia trị
Qb,1 với hệ số bằng 2.5/(a/h0), nhưng lấy giá trị Qb,1 không lớn hưn 2.5Rbtbh0
- Khi lực cắt Q1 nằm gần gối tựa ở khoảng cách a nhỏ hơn h0 thì nhân giá trị Qsw,1 với hệ số bằng a/h0
Với các điều kiện đã cho, có thể vẽ biểu đồ thể hiện khả năng chịu lực của đoạn dầm từ gối tới vị trí 2,5h₀ được bố trí đai như nhau.
Hình 5.9 Biểu đồ bao lực cắt của đoạn dầm gần gối
- Khi 0 a 0.5h 0 thì khả năng chịu lực dầm có độ dốc dương (suy ra từ đạo hàm), còn đồ thị của ngoại lực cắt có độ dốc âm Điều này giúp ta suy ra nếu ta thiết kế ở vị trí L=0 thỏa điều kiện chịu lực thì tại vị trí z=0.5h0 chắc chắn cũng sẽ thỏa Vì thế ko cần kiểm tra lực cắt ở vị trí này
- Khi 0.5h 0 a h 0 ở đoạn này ta chưa biết chắc độ dốc tiếp tuyến của đồ thị là âm hay dương vì trong đoạn này từ trái qua phải khi càng đi xa gối khả năng chịu cắt của bê tông ngày càng giảm còn khả năng chịu lực cắt của cốt thép lại tăng
Trang 85 / 243 Để thiên về an toàn ta giả thiết đồ thị khả năng chịu lực của dầm có độ dốc âm, khi ấy ta cần tính toán kiểm tra cốt đai ở vị trí a cách gối 1 đoạn h0
- Khi h 0 a 2.5h 0 khả năng chịu lực của cấu kiện trong đoạn này giảm dần khi ta tăng a, trong khi biểu đồ lực cắt cũng có xu hướng giảm dần, vì thế ta cần tính toán cốt đại cho 2 vị trí trong đoạn này là tại h và 0 2.5h 0 b Phân loại các trường hợp tính toán theo lí thuyết TCVN 5574:2018
Thông thường trong thi công ta chọn bố trí đai có khoảng cách và đường kính bằng nhau trong đoạn từ gối đến L/4, trên giả thiết đó dựa vào các nhận xét ở phần vừa nêu trên ta chia ra được 2 trường hợp tính toán sau đây:
Trong trường hợp L/4 > 2.5h0, cần tính toán cốt đai tại 3 vị trí 1, 2, 3 ở gối để xác định vị trí có lực cắt lớn nhất Cốt thép tối đa tại vị trí này sẽ được bố trí cho đoạn L/4 ở gối trái Tương tự, tính toán tại 3 vị trí 1’, 2’, 3’ cho gối phải Đối với nhịp, lấy lực cắt ở vị trí 4 để tính toán bố trí cốt đai cho đoạn L/2 giữa nhịp.
Hình 5.10 Hình minh họa cho trường hợp L/4>2.5h0 Trường hợp 2: khi L/4 < 2.5h0 Tính toán cốt đai tại 3 vị trí 1,2,3 ở gối trái Sau đó lấy giá trị cốt thép lớn nhất trong 3 vị trí tính toán này để bố trí cốt thép cho đoạn L/4 ở gối trái Tính toán tương tự cho 3 vị trí 1’,2’,3’ cho gối phải Ở nhịp tính toán cốt đai tại 2 vị trí 3 và 4 sau đó lấy giá trị cốt thép lớn hơn trong 2 vị trí tính toán này để bố trí cho đoạn L/2 giữa nhịp
Hình 5.11 Hình minh họa cho trường hợp L/4 M crc 24.5 kNm Thành bể bị nứt
* Tính toán bề rộng vết nứt được tiến hành theo điều kiện mở rộng vết nứt:
Bảng 6.11 Nội lực tính bề rộng vết nứt
Chiều rộng vết nứt cần tính Tổ hợp tương ứng Mô men trên 1m
3 𝑎 , COMBO 5 11.2 Điều kiện bề rộng vết nứt:
𝑎 ≤ 𝑎 , Trong đó: acrc là chiều rộng vết do tác dụng của ngoại lực acrc,u là chiều rộng vết nứt giới hạn cho phép, lấy theo bảng 17 TCVN 5574:2018
Chiều rộng vết nứt ngắn hạn được xác định theo công thức:
(Giá trị Ls lấy không nhỏ hơn 10ds và 120mm và không lớn hơn 40ds và 400 mm)
Tính toán tương tự ta được:
𝑎 , = 0.004 mm Chiều rộng vết nứt dài hạn:
𝑎 = 𝑎 , = 0.004 mm ≤ 𝑎 , = 0.3 mm ⇒ Thỏa Chiều rộng vết nứt ngắn hạn:
Vậy sàn thỏa điều kiện vết nứt
* Ô bản còn lại ta tính toán tương tự và được bảng sau:
Bảng 6.12 Tính toán sự hình thành vết nứt Bản xét
Ared (mm 2 ) 355904 254871 yt (mm) 175 125 yc (mm) 175 125
Tính lún cho bể
Số liệu lớp đất: Lớp đất 1: Sét, xám trắng – vàng – nâu đỏ: Trạng thái dẻo cứng (giả thiết lớp đất đắp được đắp bằng lớp đất 1 này khi đào đất móng lên) có các thông số: 19.1 kN/m3
; γdn = 9.5kN/m 3 ; φ = 3 0 24’ Mực nước ngầm ở độ sâu 4.2 m tính từ mặt đất tự nhiên
Tính ứng suất hữu hiệu do tải trọng bản thân gây ra:
Tại đáy bể (z = 3 m): bt z 3 19.1 57.3 kN/m 2
+ Tính áp lực đáy bể Ptctb:
Lấy nội lực N xuất ra từ bảng Base Reaction trong SAP2000 với trường hợp TH5:
Lực đẩy nổi của nước tác dụng lên bể:
Fdn 2 6.5 6.5 10 0.35 8.1 8.1 10 1074.64kN Lực dọc tác dụng lên đáy bể: N tc N F dn 3581.64 1074.64 2507 kN Suy ra: tc tc tb
Trang 125 / 243 Ứng suất gây lún tại đáy bể: p = p0 – σ bt z = 38.63 – 57.3 = -19.09kN/m 2 < 0 Bể không lún
THIẾT KẾ KHUNG
Thông số tính toán
- Vật liệu và tiết diện sơ bộ đã được trình bày trong 2.2
- Tải trọng và tác động được tính toán trong CHƯƠNG 3
- Mô hình bài toán đã được thực hiện trong
Nhiệm vụ thiết kế
- Tính toán thiết kế mặt bằng dầm tầng 2, cột điển hình khung trục 2
- Tính toán và thiết kế vác, lõi cứng thang máy điển hình
- Thể hiện bản vẽ các cấu kiện thiết kế.
Nội lực khung
Sinh viên trình bày trong Hình 2.1, 2.2, 2.3, 2.4, 2.5, 2.5, 2.6 Phụ Lục 2
Thiết kế dầm
Các dầm cần tính toán thiết kế bao gồm:
Bảng 7.1 Kích thước các dầm cần tính toán
Lý thuyết tính toán theo TCVN 5574:2018 Do dầm là cấu kiện chịu uốn nên lí thuyết tính toán sẽ tương tự như mục 5.4.1 Tuy nhiên để tiện theo dõi sinh viên sẽ trình bày lại như sau:
Bước 1: Xác định momen tính toán M, kích thước hình học của dầm b,h giả thiết abvgt
Nếu R tăng tiết diện hoặc tính bài toán cốt kép
R Bước 5: Chọn thép và tính lại abv
Nếu abv=abvgt thì nhận giá trị As là diện tích cốt thép cần tìm
Nếu abvabvgt thì nhận gán abvgt=abv và thực hiện lại từ Bước 2 đến Bước 5
Kiểm tra hàm lượng thép: stt b min t max R
1 Tính toán cốt dọc ở vị trí “Đầu” với giá trị momen âm M- dầm D1-AB tầng 2 Bước 1:
- Xác định thông số đầu vào Cụ thể ta có M(-) = - 341.9 kNm
- Sử dụng bê tông B30, cốt thép CB500-V
s,el là biến dạng tương đối của cốt thép chịu kéo khi ứng suất bằng Rs, s,el s s
b2 là biến dạng tương đối của bê tông chịu nén khi ứng suất bằng Rb , lấy theo chỉ dẫn trong mục 6.1.4.2, TCVN 5574-2018 khi có tác dụng ngắn hạn của tải trọng b2 0.0035 Bước 3: Tính m 2 2 b o
Bước 5: Chọn thép Chọn 2 28 2 16 có A sch 1634 mm 2
Chọn C0% mm (tính từ mép bê tông đến mép ngoài thanh thép ngoài cùng)
Chọn t0mm (khoảng hở giữa hay lớp thép tính từ mép trên thép lớp dưới đến mép dưới thép lớp trên)
Vì abvabvgt nên cần giả thiết lại abvgt = 60 mm và thực hiện lại các tính toán từ Bước 2 đến Bước 5 tương tự như trình bày ở trên Sau cùng với abvgt = 62 mm ta thu được
Astt 1350 mm Ta vẫn chọn 2 28 2 16 có:
Lúc này ta có abv=abvgt Nên A stt 1350 mm 2 là giá trị cốt thép cần tìm
Kiểm tra hàm lượng thép t stt
2 Tính toán cho các giá trị momen khác của dầm D1-AB tầng 2
Thực hiện các tính toán tương tự như mục 1 Ta thu được bảng tính thép như sau:
Bảng 7.2 Tính toán và chọn cốt dọc cho dầm D1-AB
3 Tính toán cốt dọc cho tất cả các dầm tầng 2
Sinh viên trình bày trong Bảng 2.1 Phụ Lục 2
7.4.3 Tính toán cốt đai cho dầm
Lí thuyết tính toán đai cho dầm tương tự như lí thuyết tính đai cho dầm chiếu tới của cầu thang đã được trình bày ở mục 5.5.1.4, để tiện theo dõi sinh viên trình bày cụ thể lại như sau:
Khi tiết diện thẳng góc, mà trong đó kể đến lực cắt Q1, nằm gần gối tựa ở khoảng cách a nhỏ hơn 2.5 h0 phải tính toán theo công thức (93) theo TCVN 5574:2018, mục 8.1.3.3.1 trang 72 như sau: b,1 sw,1
+ Q1 là lực cắt trong tiết diện thẳng góc do ngoại lực Q b,1 ,Q sw,1 được tính theo công thức (94), (95) theo TCVN 5574:2018, mục 8.1.3.3.1 trang 72 như sau: b,1 bt 0
Q q h Xét mặt bằng tầng 2 dầm D3-CD có lực cắt trong dầm lớn nhất nên ta tính cốt đai đại diện cho tất cả các dầm
Bảng 7.3 Tính toán cốt đai cho dầm tầng 2
Tên Vị Trí V max b h a = a' h 0 Q b,1 Điều kiện Điều Kiện
Dầm Mặt Cắt kN mm mm mm mm kN Tính Cốt Đai Ứng Suất Nén
Gối Trái-L/4 449.72 350 700 25 675 136 Tính Toán 1205 Thoả
Gối Phải-L/4 419.89 350 700 25 675 136 Tính Toán 1205 Thoả
Tính Toán & Chọn Thép Đai
Tổng Hợp Thép Ф Đai mm
S chọn mm S max mm S cấutạo mm Kiểm Tra A sw mm 2 q sw kN C crit mm Điều kiện C crit Q b kN
Thiết kế cột
Khung trục 2 có 4 cột trên một tầng gồm C4, C14, C13, C1 Trong đó kích thước cột C4 giống cột C1và cột C14 giống cột C13
Kích thước cụ thể của cột như sau:
Bảng 7.4 Kích thước tiết diện cột
Cx (mm) Cy (mm) Cx (mm) Cy (mm)
7.5.2.1 Các tổ hợp để tính toán cốt thép cho cột
Nội lực tính toán cột bao gồm các tổ hợp nội lực sau:
Bảng 7.5 Các tổ hợp nội lực để tính cột
7.5.3 Tính toán cốt dọc cho cột
Thông thường khi tính toán cốt thép cột ta thường lọc ra các trường hợp sau để tính toán:
Tuy nhiên, hiện nay việc áp dụng phần mềm Excel vào công tác tính toán thiết kế công trình đã trở nên phổ biến Nhờ vào đó, khối lượng tính toán và thời gian được giảm thiểu đáng kể Do đó, trong phạm vi các đồ án, sinh viên thường không tiến hành lọc nội lực mà sử dụng toàn bộ các cặp nội lực của tổ hợp tải trọng để tính toán và lựa chọn diện tích thép lớn nhất.
2 Tính toán cốt thép dọc cho cột chịu nén lệch tâm xiên
Nén lệch tâm xiên là trường hợp phổ biến trong kết cấu công trình Xảy ra khi:
HT TLBT CLHT TUONG GIO X1 GIO X2 GIO X3 GIO X4 GIO Y1 GIO Y2 GIO Y3 GIO Y4
Lực dọc N không nằm trong mặt phẳng đối xứng nào
Khi tính toán cột chịu lực dọc N lệch tâm xiên, do mặt phẳng tác dụng của momen M không trùng với bất kỳ mặt phẳng đối xứng nào nên đây là trường hợp tính toán phức tạp Tiêu chuẩn Việt Nam hiện tại chưa có hướng dẫn cụ thể cho trường hợp này Do đó, trong thiết kế, thường sử dụng các phương pháp dự đoán diện tích cốt thép và kiểm tra lại bằng biểu đồ tương tác Hai phương pháp dự đoán phổ biến là:
Phương pháp 1: Tính riêng cho từng trường hợp lệch tâm phẳng và bố trí thép theo mỗi phương
Phương pháp 2: Dùng phương pháp tính gần đúng quy đổi từ bài toán lệch tâm
Xét về mặt chịu lực, khi nén lệch tâm phẳng thì việc bố trí thép theo chu vi ít hiệu quả hơn sơn với việc đặt cốt thép theo từng phương Tuy vậy khi kích thước tiết diện khá lớn, số lượng cốt thép khá nhiều thì việc đặt cốt thép theo chu vi làm cho thi công đơn giản hơn và không cần đặt thêm cốt thép cấu tạo Hơn nữa khi cột có thể bị uốn theo hai phương thì việc đặt cốt thép theo chu vi trở nên cần thiết
→Sinh viên tính toán thép cho cột lệch tâm xiên theo phương pháp 2 Cơ sở lý thuyết dựa vào quyển “KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT THÉP-PHẦN CẤU KIỆN CƠ BẢN-GS.TS PHAN QUANG MINH (Chủ biên)-NXB KHOA HỌC VÀ KỸ THUẬT- HÀ NỘI 2013” và quyển “TÍNH TOÁN TIẾT DIỆN CỘT BÊ TÔNG CỐT THÉP- GS NGUYỄN ĐÌNH CỐNG-NXB XÂY DỰNG- HÀ NỘI 2006”
3 Lý thuyết tính toán của bài toán quy lệch tâm xiên về lệch tâm phẳng tương đương
Hình 7.2 Cột chị đồng thời lực dọc và momen uốn theo 2 phương
Theo lý thuyết, Mx tượng trưng cho momen nằm trong mặt phẳng XOZ, còn My là momen nằm trong mặt phẳng YOZ Song song với đó, Cx và Cy là hai cạnh của tiết diện cột theo chiều X và Y Từ đó có thể xác định quy trình tính cột lệch tâm xiên như sau:
Bước 1: Xác định chiều dài tính toán Theo mục 8.1.2.4.4 trang 62 TCVN 5574:2018, đối với cấu kiện có liên kết một đầu khớp cố định và một đầu ngàm cứng L0 = 0.7H
Bước 2: Tính toán độ lệch tâm ban đầu và độ mảnh của thanh
Kiểm tra điều kiện tính gần đúng của cột lệch tâm xiên x y
Với Cx và Cy lần lượt là cạnh của tiết diện cột theo phương X và Y
Tính toán độ ảnh hưởng của uốn dọc theo từng phương Độ lệch tâm ngẫu nhiên: ay L C y e = max ;
Độ lệch tâm tĩnh học: 1x M x e N ; 1y M y e N Độ lệch tâm tính toán (hệ siêu tĩnh): e0x = max(eax , e1x,10 mm ) ; e0y = max(eay , e1y,10 mm ) Độ mãnh theo từng phương: y 0y 0y y y l l i 0.288C
Bước 3: Tính hệ số ảnh hưởng của uốn dọc:
Nếu x 14 x =1 (bỏ qua ảnh hưởng uốn dọc)
(kể đến ảnh hưởng uốn dọc)
là lực tới hạn theo phương X :
D là độ cứng của cấu kiện ở trạng thái giới hạn theo phương X, TCVN 5574:2018 hướng dẫn xác định độ cứng D như sau: b b s s s
L là hệ số kể đến ảnh hưởng của thời hạn tác dụng của tải trọng được xác định theo công thức sau:
e là giá trị độ lệch tâm tương đối của lực dọc được xác định được xác định theo công thức sau:
Trong đó:I ,I A s A' s = momen quán tính đối với trục trọng tâm của cốt thép vùng chịu kéo, nén vì trị số nhỏ nên có thể bỏ qua Đồng thời trong trường hợp cốt thép đối xứng ta có A A' s s nên biểu thức tính I s được ghi gọn lại thành:
Bước 4: Theo phương Y: Tương tự như tính toán theo phương X
Bước 5: Quy đổi bài toán lệch tâm xiên về bài toán lệch tâm phẳng tương đương Giá trị mô men dùng trong tính toán khi đã kể đến uốn dọc sẽ là
Mô hình Theo phương X Theo phuong y Điều kiện * x * y x y
M1 = M * x; M2 = M * y ea = eax + 0.2eay b = Cx; h = Cy
b Độ lệch tâm tính toán: 0 h e e a
2 Với e0 = max(ea ;e1,10 mm), e1 = M/N (đã xét uốn dọc)
Bước 6: Tính toán cốt thép
+ Tổng diện tích cốt thép Ast b b o st sc a
Trường hợp 2 : x 1 R 0 h thì x được xác định bằng công thức sau :
- Với As được tính trên cơ sở giả thiết hàm lượng thép trong cột 1 %
- Tổng diện tích cốt thép :
4 Xử lý kết quả tính toán
Tính hàm lượng cốt thép: t st b
Khi đặt thép theo chu vi thì lấy Ab là diện tích toàn bộ tiết diện và 0 = 2min
Yêu cầu: min t max, với :
Tính toán cột dọc cho cột
Thực hiện các bước như mục 3 vừa trình bày ta được kết quả diện tích cốt dọc cần thiết cho cột như Bảng 2.2 Phụ Lục 2
7.5.4 Tính toán cốt đai cho cột
Lí thuyết tính toán cốt đai cho cột tương tự như lí thuyết tính toán cốt đai cho dầm vì thế có thể tham khảo mục 7.4.3.1 vừa trình bày ở trên Lưu ý rằng biểu đồ nội lực của cột có dạng hàm hằng nên ta chỉ cần tính cho vị trí khả năng kháng lực cắt của thanh nhỏ nhất là đủ cụ thể hơn là vị trí từ 2.5h0
Do cột có biểu đồ lực cắt là hằng số theo chiều dài thanh, nên sử dụng tổ hợp BAO 1 để tính toán cốt đai Dựa trên lý thuyết tính toán cốt đai của dầm, ta chọn khả năng chịu cắt nhỏ nhất tương ứng ở vị trí 2.5h0 để tính toán cốt đai cho cột.
Kết quả tính toán cốt đai điển hình cho cột được trình bày trong bảng 2.3 Phụ Lục 2
7.5.4.3 Yêu cầu cấu tạo thép đai cho cột
Theo TCVN 9386:2012 mục 5.4.3.2.2 Cốt đai trong cột phải thỏa các điều kiện sau:
Chiều dài của vùng tới hạn lcr max h ; l / 6; 0.45 c c l
Trong đó: h là kích thước lớn nhất của tiết diện cột (tính bằng m) c l là chiều dài thông thủy của cột cl
Ta có lcr = 2.8 m hc nhỏ nhất là 0.8 m lcr max h ; 2.8 / 6; 0.45 c h (m)c
Khoảng cách s giữa các vòng đai (tính bằng mm) không được vượt quá
b là kích thước tối thiểu của lõi bê tông (tính tới đường trục của cốt thép đai) (tính 0 bằng mm)
d là đường kính tối thiểu của các thanh cốt thép dọc bL
Với bề rộng cột nhỏ nhất b = 800 mm, c0 = 25 mm, cốt thép đai có đường kính là 10mm ta có b0 = 730 Đường kính cốt thép dọc trong cột nhỏ nhất là 16 mm Ta có:
Sinh viên chọn cách bố trí thép đai cho cột như sau:
Bố trí đai 10a100 cho cả cột cho vùng tới hạn hc, và đoạn nối cốt dọc của thép dọc cột trên và dưới Đối với đoạn giữa cột bố trí đai 10a200
Các bố trí phía trên chỉ thõa mãn các yêu cầu cấu tạo, thực tế bố trí thép sẽ so sánh kết quả cốt thép cấu tạo và cốt thép tính ra theo lực cắt và chọn kết quả cốt thép lớn hơn để bố trí
THIẾT KẾ VÁCH LÕI
Thiết kế pier lõi
Tiêu chuẩn Việt Nam về nhà cao tầng (TCXD 198:1997) lại chưa có quy định cụ thể về cách tính toán vách cứng cho nhà cao tầng Một số cách tính toán vách cứng thông dụng thường được sử dụng để tính toán và thiết kế vách cứng cho nhà cao tầng sẽ được trình bày trong chương này.
8.1.1 Tính toán cốt thép dọc cho pier
8.1.1.1 Phương pháp phân bố ứng suất đàn hồi
Phương pháp tính cốt thép vách cứng theo lý thuyết cột ứng suất đồng đều chia vách thành các phần tử nhỏ chịu kéo hoặc nén đúng tâm Ứng suất được coi là phân bố đều trong mỗi phần tử và cốt thép được tính toán cho từng phần tử Nói cách khác, phương pháp này coi vách cứng như một tập hợp các cột nhỏ chịu kéo nén đúng tâm Phương pháp này dựa trên các giả thiết cơ bản:
Bỏ qua khả năng chịu kéo của bê tông
Lực kéo do cốt thép chịu
Lực nén do bê tông và cốt thép cùng chịu
Bước 1: Xác định trục chính x-x và các nội lực tính toán trong vách cứng N và Mx
Bước 2: Chia vách thành n phần tử nhỏ chịu kéo nén đúng tâm
Hình 8.1 Mô hình tính vách theo phương pháp ứng suất đàn hồi Bước 3: Tính lực dọc tác dụng vào mỗi phần tử do các nội lực tính toán gây ra dựa vào giả thiết tiết diện phẳng x i n i
Nếu N 14 Độ mảnh w
với t w là chiều dày vách
Bước 5: Chọn bố trí cốt thép và kiểm tra hàm lượng quy cách theo TCXD 198:1997 Để tính toán vách lõi, trước hết phải hiểu rõ cấu tạo và chức năng làm việc của thép trong vách lõi Cấu tạo vách lõi theo TCXDVN 375:2006 như sau:
Hình 7.2 Cấu tạo vách theo TCXDVN 9386-2012 Bảng 8.1 Cấu tạo vách theo TCXDVN 9386-2012
Thông số Thép dọc Thép ngang Điều
Hàm lượng thép min 0.4%Ac 0.2%Ac 5354 (13)p
Hàm lượng thép max 4%Ac 4%Ac 5354 (13)p Đường kớnh thộp min 8mm 1/4ỉdọc 5354 (15) Đường kính thép max 1/8bw 1/8bw 5345 (15)
Khoảng cách thép min 75mm 75mm 5345 (15)
Khoảng cách thép max min(3bw, 400) min(3b w , 400) 5345 (15)
Hàm lượng thép gia cường vùng biên >=0.5% 4342 (10)
Ngoài ra, còn có thép đai phân bố được rải theo cấu tạo Theo TCXDVN 375:2006 thì có thể dùng đai chữ C hoặc chữ S, trong trường hợp có kháng chấn khoảng cách lớn nhất theo phương đứng là min (16d dọc, 2bw), theo phương ngang là 2bw
Có nhiều phương pháp để sơ bộ thép dọc trong lõi, ở đây sinh viên chia lõi ra nhiều phần tử nhỏ sau đó dùng phương pháp phân bố ứng suất đàn hồi để phân phối lại nội lực trong
Phương pháp tính toán trực tiếp được thực hiện bằng cách chia tường thành các bộ phận chịu lực kéo hoặc nén, sau đó tính toán thép gia cố cho từng bộ phận Phương pháp này cho rằng ứng suất phân bố đều trên mặt cắt ngang của mỗi bộ phận Sau khi tính toán cốt thép cho từng bộ phận, chúng sẽ được kết hợp lại với nhau để bố trí cho toàn bộ bức tường.
7.1.2 Chia phần tử và phân phối nội lực
Hình 7.3 Chia nhỏ phần tử vách, lõi
7.1.2.2 Xác định trọng tâm lõi và trọng tâm phần tử
Trọng tâm lõi được xác định trong AutoCad 2007 bằng cách tạo miền đặc bằng lệnh Region dùng lệnh Massprop để xem các thông số trong đó có trọng tâm đưa
Trang 144 / 243 gốc tọa độ về trọng tâm lõi
Dựa vào Autocad ta xác định được các thông số tiết diện sau:
Xác định kích thước và trọng tâm các phần tử : Sinh viên trình bày trong Bảng 3.1 Phụ Lục 3 7.1.2.3 Phân phối nội lực
Nội lực được phân phối cho các phần tử như sau:
Mx = M2, My = M3 - giá trị môment Pier quay quanh trục X, Y tương ứng với trục 2,
3 trong Etabs (kN.m) Lưu ý: giá trị momen lấy đúng dấu trong etabs.
xi, yi - giá trị tọa độ trọng tâm phần tử so với trọng tâm lõi (mm).
Ix, Iy – momen quán tính đối với trục X, Y của lõi (mm 4 )
A - diện tích tiết diện của lõi (mm 2 )
Ai - diện tích tiết diện phần tử i (mm 2 )
N - lực dọc tác dụng lên phần tử thứ i (kN).
Nội lực Pier(P1) và Pier(P5) xuất từ Etabs: Sinh viên trình bày trong Bảng 3.2 Phụ Lục 3 Qui ước: Dấu ứng suất: ứng suất dương (+): nén, ứng suất âm (-): kéo
Ta phân phối nội lực tất cả các combo và lọc ra kết quả ứng suất max và min tương ứng cho mỗi phần tử
Kết quả phân phối nội lực cho các phần tử: Sinh viên trình bày trong Bảng 3.3 Phụ Lục 3
GVHD: PGS TS NGUYỄN MINH ĐỨC
7.1.3 Tính toán và bố trí thép cho lõi
Chọn bêtông cấp độ bền B30 với các thông số sau:
Cường độ chịu nén tính toán RbMPa
Cường độ chịu kéo tính toán Rbt=1.15MPa
Module đàn hồi của vật liệu Eb2.5x10 3 MPa b Cốt thép
Sử dụng cốt thộp nhúm (ỉ≥10mm) với cỏc thụng số sau:
Cường độ chịu kéo, nén tính toán Rs=Rsc50MPa
Cường độ chịu cắt tính toán Rsw(0 MPa
Module đàn hồi Es=2x10 5 MPa
Sử dụng cốt thộp nhúm (ỉ
