chung cư bảo quân

Giải pháp mặt bằng Công trình có 18 tầng: - Tầng hầm có diện tích 1370m2 cao 3m dùng làm nơi để xe,đặt phòng kỹ thuật điện,kỹ thuật nước,phòng bảo vệ và nơi đặt máy phát điện....vì vậy

Tổng quan về động đất

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

Quan điểm thiết kế kháng chấn hiện đại là chấp nhận tính không chắc chắn của hiện tượng động đất và tập trung vào thiết kế công trình có mức độ an toàn chấp nhận được Theo đó, công trình phải có độ cứng, độ bền, độ dẻo thích hợp để đảm bảo sinh mạng con người được bảo vệ khi có động đất xảy ra, các hư hỏng được hạn chế, những công trình quan trọng vẫn có thể duy trì được hoạt động

Việc thiết kế công trình trong vùng động đất dựa trên cơ sở sau:

Khi có động đất dưới cấp độ quy định tại khu vực xây dựng, công trình vẫn tồn tại nguyên vẹn nhờ đảm bảo độ cứng để tránh hư hỏng phần kiến trúc Tình trạng này được gọi là "Trạng thái giới hạn làm việc", tương ứng với mức độ động đất thấp hơn mức quy định.

- Đối với các trận động đất có cường độ trung bình, độ bền cho phép giới hạn giới hạn các xuất hiện hư hỏng cục bộ nhưng vẫn duy trì được khả năng hoạt

32 động Tương ứng với nó là “trạng thái giới hạn cuối cùng” hay “Trạng thái giới hạn kiểm soát hư hỏng”

- Khi xảy ra các trận động đất có cường độ mạnh hoặc rất mạnh, độ dẻo cho phép công có các chuyển vị không đàn hồi lớn mà không bị sụp đổ Tương ứng với nó là “Trạng thái giới hạn sụp đổ” hoặc “Trạng thái giới hạn tồn tại”

Khi thiết kế chống động đất cho nhà cao tầng cần phân các kết cấu thành 4 cấp chống động đất Sự phân loại này phụ thuộc vào cấp động đất tính toán cho công trình và loại hình kết cấu.

Cơ sở lý thuyết tính toán

Tỉnh (Thành phố): Vĩnh Yên

C 1.15 0.20 0.60 2.00 Đỉnh gia tốc nền tham chiếu a gR = 0.8397

Hệ số tầm quan trọng γ I = 1.25

Hệ số q ứng xử phương ngang q h = 2.76

Để phân tích và tính toán đ ộng đất có hai phương pháp chính: phương pháp phân tích đàn hồi tuyến tính và phương pháp phân tích phi tuyến Trong đó, phương pháp phân tích đàn hồi tuyến tính được sử dụng cho các công trình theo TCVN 9386-2012.

3.4.2.1 Phân loại theo tính chất tác động của động đất lên công trình

Phương pháp phân tích đàn hồi tuyến tính

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

- Phương pháp “phân tích lực ngang tương đương”

3.4.2.2 Phương pháp phân tích tĩnh lực ngang tương đương

Phương pháp tĩnh lực ngang tương đương sử dụng lực tĩnh ngang tương đương để thay thế lực quán tính ngang do động đất tác động; được dùng phổ biến để thiết kế chịu lực động đất cho hầu hết công trình xây dựng thông thường Lực ngang còn được gọi là lực cắt đáy hoặc lực cắt chân công trình, được phân bổ trên chiều cao công trình tại các vị trí khối lượng tập trung (thường là cao trình bản sàn) Phương pháp này áp dụng cho các nhà có phản ứng không chịu ảnh hưởng đáng kể bởi các dạng dao động bậc cao hơn dạng cơ bản trong mỗi phương Ưu điểm của phương pháp là tính toán nhanh, đơn giản và cho kết quả chấp nhận được Tuy nhiên, phương pháp tĩnh lực ngang tương đương không phù hợp với các công trình hình dạng không đều hoặc phân bố khối lượng, độ cứng không đồng đều theo cả mặt bằng và chiều cao.

❖ Điều kiện áp dụng :Phương pháp này có thể áp dụng nếu nhà và công trình đáp ứng được cả hai điều kiện sau đây: c 1

▪ Thỏa mãn những tiêu chí về tính đều đặng theo mặt đứng cho trong

4.2.3.3,Error! Reference source not found

3.4.2.3 Phương pháp phân tích phổ phản ứng dao động

Đầu tiên, xác định các dạng dao động chính của hệ thống kết cấu bằng cách tính toán thông thường Sau đó, từ phổ phản ứng động đất đã cho, xác định các phổ gia tốc cực đại ứng với chu kỳ dao động chính Tiếp theo, dựa trên kỹ thuật phân tích dạng, xác định phản ứng lớn nhất của hệ thống kết cấu bằng phương pháp tổ hợp thống kê các phản ứng lớn nhất ở các dạng dao động chính.

❖ Điều kiện áp dụng Phương pháp phân tích phổ phản ứng là phương pháp có thể áp dụng cho tất cả các loại nhà (xem Điều 4.3.3.1 Error! Reference source n ot found.Error! Reference source not found.)

❖ Số dạng dao động cần xét đến: Phải xét đến phản ứng của tất cả các dao động góp phần đáng kể vào phản ứng tổng thể của công trình Như vậy phải đáp ứng một trong hai điều kiện sau:

▪ Tổng các trọng lượng hữu hiệu của các dạng dao động (mode) được xét chiếm ít nhất 90% tổng trọng lượng kết cấu

▪ Tất cả dạng dao động (mode) có trọng lượng hữu hiệu lớn hơn 5% của tổng trọng lượng đều được xét đến

Kết Luận: Từ kết quả phân tích trên sinh viên chọn sử dụng phương pháp phổ phản ứng dao động để áp dụng cho bài làm của mình

- Khai báo hệ số triết giảm khối lượng theo TCXD 229-1999 giá trị hoạt tải lấy 30%

3.8.1: Khai báo hệ số triết giảm mass source

Hình 3.9: Biểu đồ Phổ thiết kế

Biểu đồ Phổ thiết kế

Bảng 3.9: Bảng giá trị lực động đất tác dụng lên các tầng theo phương X

Gán tải trọng động đất theo phương X

Gán tải trọng động đất theo phương Y

Bảng 3.10: Bảng giá trị lực động đất tác dụng lên các tầng theo phương Y

3.4.2.4 Phổ thiết kế theo phương đứng

Thành phần thẳng đứng của tải trọng động đất chỉ cần xem xét khi a vg 0, 25g

Công trình xây dựng tại tỉnh Vĩnh Phúc có hệ số gia tốc mặt đất tính toán (ag) là 0,8397 m/s2, nhỏ hơn giá trị gia tốc tối thiểu theo tiêu chuẩn (0,25g = 2,5 m/s2) Do đó, có thể bỏ qua thành phần đứng của lực động đất trong thiết kế Điều này giúp tiết kiệm thời gian và chi phí xây dựng do không cần tiến hành xây dựng phổ phản ứng theo phương đứng.

Tổ hợp các hệ quả của các thành phần động đất

Việc tổ hợp các thành phần nằm ngang tác động động đất có thể thực hiện như sau:

3 Tra theo Điều 4.3.3.5.2, Error! Reference source not found

Giá trị lớn nhất của mỗi hệ quả tác động lên kết cấu do hai thành phần nằm ngang của tác động động đất, có thể xác định bằng căn bậc hai của tổng bình phương các giá trị của hệ quả tác động do mỗi thành phần nằm ngang gây ra

Quy tắc ở trên nói chung cho kết quả thiên về an toàn

Tổ hợp tải trọng động đất được xác định theo phương pháp căn bậc hai của tổng bình phương:

- E Emax Các giá trị hệ quả tác động lớn nhất do tác động đồng thời của các lực động đất ngang trong cả 2 phương chính gây ra

- E Edx và E Edy Tương ứng là các giá trị hệ quả tác động do các lực động đất tác động theo phương x-x và y-y gây ra

Trong thực tế, lực động đất tác động theo hai phương ngang vuông góc với nhau không phải lúc nào cũng cùng pha với nhau Vì vậy, TCVN 9386:2012 cho phép sử dụng một phương án tổ hợp khác trong đó lấy 100% hệ quả tác động động đất theo một phương kết hợp với 30% hệ quả tác động động đất theo phương vuông góc:

Trong đó: “+” có nghĩa là “tổ hợp với”, EEdx và EEdy tương ứng là các giá trị hệ quả tác động do tải trọng động đất tác động theo phương x – x và y – y gây ra

Hệ kết cấu chịu lực của bất kỳ công trình xây dựng nào cũng phải được thiết kế đảm bảo có đủ khả năng chịu được tất cả các tác động của tải trọng có thể xảy ra trong quá trình công trình đó tồn tại và sử dụng Các tác động của tải trọng đó có thể tác động riêng hoặc đồng thời nhưng phải theo các sơ đồ nguy hiểm nhất hoặc tập hợp các tải trọng bất lợi nhất.

Tổ hợp tải trọng bao gồm tải trọng thường xuyên và một hoặc nhiều tải trọng tạm thời

Trong thực tế, khả năng nhiều tải trọng tạm thời cùng đạt giá trị thiết kế và tác dụng đồng thời theo sơ đồ nguy hiểm nhất là rất thấp Để tiết kiệm vật liệu, tiêu chuẩn thiết kế cho phép giảm tải trọng tạm thời xuống mức hợp lý, vẫn đảm bảo an toàn cho công trình.

Ngoài những tổ hợp tải trọng trên những giá trị nội lực lớn nhất và nhỏ nhất gây ra bởi tất cả các tổ hợp tải trọng sẽ được tổ hợp lại trong tổ hợp bao

Bảng 3.11: Các loại tải trọng tác dụng vào công trình

Tên Ý nghĩa tải trọng tiêu chuẩn Hệ số tin cậy quy đổi

DL Trọng lượng cấu kiện chịu lực 1.1

SDL Trọng lượng các lớp hoàn thiện sàn, tường, vách, trần… 1.2

LL1 Tải trọng tạm thời dài hạn lên sàn, mái, cầu thang nền… 1.3 Tạm thời dài hạn WXL

Tải trọng gió theo phương X hướng từ trái sang phải

Tạm thời ngắn hạn WYL

Tải trọng gió theo phương Y hướng từ trái sang phải

EX Tải trọng động đất theo phương X hướng từ trái sang phải 0.3(1)

EY Tải trọng động đất theo phương Y hướng từ trái sang phải 1(0.3)

Bảng 3.12: Tổ hợp combo tải trọng tính toán

TRỌNG DL SDL DW LL GX GY EX EY

KIỂM TRA ỔN ĐỊNH TỔNG THỂ CÔNG TRÌNH

Kiểm tra chuyển vị đỉnh công trình

Combo kiểm tra chuyển vị: ta lấy từ COMB1 đến COMB15 để kiểm tra chuyển vị công trình

Dựa vào phụ lục M của TCVN 5574:2018

Hình 3.10: Chuyển vị giới hạn theo phương ngang f u theo yêu cầu cấu tạo

Theo chỉ dẫn tại Bảng M.4, phụ lục M – TCVN 5574:2018, 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 : Chuyển vị ngang tại đỉnh của công trình Giá trị này được lấy kết quả từ phần mềm phân tích kết cấu ứng với trường hợp công trình chịu tải trọng gió

H : Chiều cao công trình nhiều tầng, lấy bằng khoảng cách từ mặt móng đến đỉnh công trình Đối với công trình chung cư Fairy Town chiều cao từ mặt móng đến đỉnh (Tầng mái) là H = 57.82m fu : Chuyển vị giới hạn theo phương ngang theo yêu cầu cấu tạo

→ Chuyển vị ngang cho phép tại đỉnh công trình: u

= 500 Chỉ kiểm tra đối với tổ hợp tải trọng WINDCHECK:

Xuất giá trị cần kiểm tra từ Etabs 19:

Chọn mặt bằng tầng mái → quét chọn hết mặt bằng → vào Display → Show table → Chọn theo hình:

Hình 3.11: Chọn giá trị cần xuất để kiểm tra chuyển vị đỉnh công trình

Dò giá trị đã xuất để kiểm tra:

Chuyển vị lớn nhất theo phương X: f x 39(mm)f u 5.64(mm)

Chuyển vị lớn nhất theo phương Y: f y %.5(mm)f u 5.64(mm)

+ Chuyển vị ngang của công trình:

→ Thỏa kiểm tra chuyển vị đỉnh

Kiểm tra dao động công trình

Theo yêu cầu sử dụng, gia tốc cực đại của chuyển động tại đỉnh công trình dưới tác động của gió có giá trị nằm trong giới hạn cho phép:

-   a :Giá trị cho phép của gia tốc, lấy bằng 150mm/s 2

- a: Giá trị tính toán của gia tốc cực đại, được xác định theo công thức

T là chu kỳ dao động của dạng dao động cơ bản 1 theo cả 2 phương X và Y y dong : biên độ dao động theo phương X và Y tại đỉnh tòa nhà ứng với mode đang xét

Hình 3.12: Chuyển vị đỉnh lớn nhất theo tải gió

Kiểm tra chuyển vị lệch tầng của công trình:

Kiểm tra đối với tải trọng động đất:

Theo mục 4.4.3.2 TCVN 9386 – 2012, hạn chế chuyển vị ngang tương đối giữa các tầng đối với các nhà có bộ phận bao che bằng vật liệu giòn có gắn với kết cấu thì: dr ν 0.005h Trong đó: dr : Chuyển vị lệch tầng (chuyển vị ngang tương đối giữa các tầng), là hiệu của các chuyển vị ngang trung bình ds tại trần và sàn của tầng đang xét ( s d c d =q d ) d : Chuyển vị của một điểm của hệ kết cấu gây ra bởi tác động động s đất thiết kế

Hệ số ứng xử chuyển vị qd được giả thiết bằng q (hệ số ứng xử đã xác định ở phần tải trọng động đất, mặc định là 3.9) trừ khi có quy định khác Chuyển vị dc tại cùng một điểm của hệ kết cấu sẽ được xác định bằng phép phân tích tuyến tính dựa trên phổ phản ứng (dc = Drift x h), với chiều cao tầng h Hệ số chiết giảm phụ thuộc vào tầm quan trọng công trình, cụ thể: công trình quan trọng cấp I - II: hệ số chiết giảm ν = 0,4; công trình quan trọng cấp III - IV: hệ số chiết giảm ν = 0,5 Trong trường hợp này, công trình cấp I nên chọn hệ số chiết giảm ν = 0,4.

Chỉ kiểm tra đối với tổ hợp có tác dụng của tải trọng động đất:

Xuất giá trị cần kiểm tra từ Etabs 19:

Chọn vào Display → Show table → Chọn theo hình:

Hình 3.13: Chọn giá trị cần xuất để kiểm tra chuyển vị lệch tầng công trình

Xuất giá trị Excel tiến hành lọc giá trị rồi kiểm tra:

Bảng 3.13: Kiểm tra chuyển vị lệch tầng do động đất theo phương X

Hướng Động đất Tên tầng

Chuyển vị ngang từ mô hình (Drift)

Chuyển vị ngang tương đối, d c

Hầm 1 3.40 0.000002 0.01 0.03 0.01 17.00 OK Bảng 3.14: Kiểm tra chuyển vị lệch tầng do động đất theo phương Y

Hướng Động đất Tên tầng

Chuyển vị ngang từ mô hình (Drift)

Chuyển vị ngang tương đối, d c

Kết luận: Chuyển vị lệch tầng công trình theo hai phương X, Y nằm trong giới hạn cho phép

Kiểm tra lật ( Mục 3.2, TCVN 198-1997)

Tỷ lệ momen gây lật do tải trọng ngang phải thoả điều kiện:

Xét: Công trình có hình dạng thay đổi theo phương đứng, với khối đế mở rộng Vì vậy, xét điều kiện lật và chóng lật đối với hệ kết cấu vách phía trên tầng chuyển

Chiều cao H= 57.82(m), chiều rộng B= 45 (m) (xét khối tầng điển hình trên hệ chuyển)

B = 45 =  vì vậy không cần kiểm tra lật công trình

THIẾT KẾ SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH

Hình 4 1:Mô hình sàn 3D vào phầm mềm Safe V16

Bảng 4 1:Vật liệu tính toán sàn

- Mpa Mpa Mpa Mpa Mpa -

Cấu kiện sàn đã tính toán trong chương II Chiều dày sàn căn hộ , sàn chính 150mm, sàn nhà vệ sinh 150mm

Cấu kiện dầm, vách đã trình bày trong chương II

Dầm chính chọn kích thước dầm bxh = 300mm x 700mm

Dầm phụ, kích thước dầm bxh = 300mm x 500mm

Do công trình có nhịp khá lớn L = 10.0m nên sinh viên dùng kết cấu hệ dầm chính- phụ để đỡ sàn, tăng độ cứng cho sàn và độ cứng không gian của công trình, đặc biệt là đối với các công trình cao tầng chịu tải trọng ngang lớn như (gió, động đất…)

Tải trọng

Bảng 4 2:Tĩnh tải hoàn thiện cho căn hộ, hành lang

Vật liệu g d g tc n g tt kN/m 3 mm kN/m 2 kN/m 2

Trọng lượng bản thân sàn 25 150 3.75 1.1 4.125

Các lớp hoàn thiện sàn và trần

Tổng tĩnh tải hoàn thiện 0.88 - 1.112

Bảng 4 3:Tĩnh tải hoàn thiện cho sàn nhà vệ sinh

Vật liệu g d g tc n g tt kN/m 3 mm kN/m 2 kN/m 2

Trọng lượng bản thân sàn 25 150 3.75 1.1 4.125

Các lớp hoàn thiện sàn và trần

Tổng tĩnh tải hoàn thiện 1.08 - 1.372

Hình 4 2:Gán tĩnh tải hoàn thiện lên sàn

❖ Tải tường tác dụng lên dầm

Thông thường dưới các tường thường có kết cấu dầm đỡ nhưng để tăng tính linh hoạt trong việc bố trí tường ngăn vì vậy một số tường này không có dầm đỡ bên dưới Do đó khi xác định tải trọng tác dụng lên ô sàn ta phải kể thêm trọng lượng tường ngăn, tải này được gán trực tiếp vào các dầm ảo ta khai báo trong SAFE v16

Bảng 4 4:Tải trọng tường tác dụng lên công trình

Hình 4 3: Tải tường trên dầm

❖ Tải tường tác dụng lên sàn

Bảng 4.5: Tải tường tác dụng lên sàn Ô sàn B t L t H t g t B b L b n g tc g tt

Hình 4 4:Gán tải tường vào sàn

Hoạt tải được xác định dựa trên công năng của các phòng, tuân theo bảng 3, điều 4.3.1 TCVN 2737-2023: Tải trọng và tác động

Bảng 4.6: Hoạt tải tác dụng lên sàn

Chức năng phòng p tc n P tt

Hình 4.5: Gán hoạt tải lên sàn XÂY DỰNG MÔ HÌNH TẦNG 3 BẰNG PHẦN MỀM SAFE V16

Trong thiết kế sàn thường dùng các phương pháp tính toán nội lực sau:

❖ Phương pháp 1: Tính ô bản đơn theo sơ đồ đàn hồi bằng phương pháp tra bảng

❖ Phương pháp 2: Phương pháp phần tử hữu hạn – Sử dụng phần mềm để tính toán (SAFE) Nhận xét: Phương pháp 1, chỉ xét sự làm việc riêng rẽ của các ô bản nên cho kết quả không chính xác so với thực tế Phương pháp phần tử hữu hạn là phương pháp hiện đại có kể đến sự làm việc chung, tương tác giữa các ô sàn, cũng như

54 tương quan độ cứng để xét liên kết, sơ đồ tính chính xác hơn Chính vì vậy, dưới đây sinh viên sử dụng phương pháp phần tử hữu hạn để tính toán nội lực sàn

Xác định nội lực bằng phương pháp phần tử hữu hạn

Tiến hành chia các dãy strip có bề rộng 1m qua các ô cần tính toán đẻ xác định momen âm và dương như sau:

Hình 4.6: Kẻ strips vào sàn

Hình 4 7:Biểu đồ moment đường Strips theo phương X (MAX)

Hình 4 8:Biểu đồ moment đường Strips theo phương X (MIN)

Hình 4 9:Biểu đồ moment đường Strips theo phương Y (MAX)

Hình 4 10:Biểu đồ moment đường Strips theo phương Y (MIN)

Bảng 4 7:Gía trị moment max min của các dải strips theo phương X

Bảng 4 8:Gía trị moment max min của các dải strips theo phương Y

Tính toán thép cho sàn

Giá trị chiều cao tương đối giới hạn của vùng chịu nén bê tông được xác định như sau: ξ R =X R h o = 0.8

X R : là chiều cao giới hạn của vùng bê tông chịu nén ε s,el : biến dạng tương đối của cốt thép chịu kéo khi ứng suất bằng R s ;ε s,el R s

𝛆 𝐛𝟐 : là biến dạng tương đối của bê tông chịu nén khi ứng suất bằng 𝐑 𝐛 , lấy theo chỉ dẫn 6.1.4.2-TCVN:5574-2018, 𝛆 𝐛𝟐 = 𝟎 𝟎𝟎𝟑𝟓

Bê tông B30, cốt thép CB400-V: ξ R =X R h o = 0.8

= 0.533 Xác định: α m = M γ b × R b × b × h o 2 ξ = 1 − √1 − 2 × α m < ξ R Kiểm tra điều kiện α m ≤ α R hoặc ξ ≤ ξ R , nếu không thỏa cần tăng kích thước tiết diện dầm hoặc tăng cấp độ bền bê tông

Tính diện tích cốt thép:

R s Hàm lượng thép: μ min = 0.05% < μ = A s bh o < μ max =ξ R R b

Chọn a = 25mm h o = h − a = 150 − 25 = 125mm Hàm lượng thép: μ max = A s bh o =ξ R R b

350 = 2.58% đối với thép CB400 − V Kết quả tính toán các ô bản được trình bày dưới đây:

Lấy ô sàn điển hình để tính toán cốt thép (M nhịp = 23.112 kNm) h o = h − a = 150 − 25 = 125mm α m = M γ b × R b × b × h o 2 = 23.112 × 10 6

Hàm lượng thép: μ max = A s bh o = 561

Bảng 4 9:Tính toán thép sàn theo phương X Loại

(mm 2 ) m tt % Bố trí A s chọn m%

CAS1 3.55 0.125 0.013 0.013 81.692 0.07 d10a150 523 0.42 SA1 6.5 0.125 0.024 0.025 150.435 0.12 d10a150 523 0.42 SA2 5.97 0.125 0.022 0.023 138.026 0.11 d10a150 523 0.42 SA3 5.81 0.125 0.022 0.022 134.285 0.11 d10a150 523 0.42 SA4 5.09 0.125 0.019 0.019 117.479 0.09 d10a150 523 0.42 SA5 3.95 0.125 0.015 0.015 90.967 0.07 d10a150 523 0.42 SA6 3.69 0.125 0.014 0.014 84.937 0.07 d10a150 523 0.42 SA7 3.95 0.125 0.015 0.015 90.967 0.07 d10a150 523 0.42 SA8 5.11 0.125 0.019 0.019 117.946 0.09 d10a150 523 0.42 SA9 5.81 0.125 0.022 0.022 134.285 0.11 d10a150 523 0.42 SA10 5.97 0.125 0.022 0.023 138.026 0.11 d10a150 523 0.42 SA11 6.27 0.125 0.024 0.024 145.047 0.12 d10a150 523 0.42 SA12 3.31 0.125 0.012 0.013 76.134 0.06 d10a150 523 0.42

CAS1 9.65 0.125 0.036 0.037 224.731 0.18 d12a120 943 0.75 SA1 32.62 0.125 0.123 0.131 798.049 0.64 d12a120 943 0.75 SA2 5.87 0.125 0.022 0.022 135.688 0.11 d12a120 943 0.75 SA3 11.1 0.125 0.042 0.043 259.249 0.21 d12a120 943 0.75 SA4 16.35 0.125 0.062 0.064 385.983 0.31 d12a120 943 0.75 SA5 11.18 0.125 0.042 0.043 261.160 0.21 d12a120 943 0.75 SA6 7.77 0.125 0.029 0.030 180.276 0.14 d12a120 943 0.75 SA7 7.64 0.125 0.029 0.029 177.215 0.14 d12a120 943 0.75 SA8 16.47 0.125 0.062 0.064 388.913 0.31 d12a120 943 0.75 SA9 11.83 0.125 0.045 0.046 276.705 0.22 d12a120 943 0.75 SA10 18.98 0.125 0.071 0.074 450.545 0.36 d12a120 943 0.75 SA11 32.3 0.125 0.122 0.130 789.635 0.63 d12a120 943 0.75

Bảng 4 10:Tính toán thép sàn theo phương Y Loại

(mm 2 ) m tt % Bố trí A s chọn m%

CSB2 2.68 0.125 0.010 0.010 61.57 0.05 d10a150 523 0.42 CSB3 6.14 0.125 0.023 0.023 142.00 0.11 d10a150 523 0.42 CSB4 6.07 0.125 0.023 0.023 140.37 0.11 d10a150 523 0.42 CSB5 6.18 0.125 0.023 0.024 142.94 0.11 d10a150 523 0.42 CSB6 2.5 0.125 0.009 0.009 57.41 0.05 d10a150 523 0.42 CSB7 3.54 0.125 0.013 0.013 81.46 0.07 d10a150 523 0.42 CSB8 3.27 0.125 0.012 0.012 75.21 0.06 d10a150 523 0.42 CSB9 3.83 0.125 0.014 0.015 88.18 0.07 d10a150 523 0.42 CSB10 2.18 0.125 0.008 0.008 50.03 0.04 d10a150 523 0.42 CSB11 4.35 0.125 0.016 0.017 100.26 0.08 d10a150 523 0.42 CSB12 4.93 0.125 0.019 0.019 113.75 0.09 d10a150 523 0.42

CSB2 5.98 0.125 0.023 0.023 138.26 0.11 d12a120 943 0.75 CSB3 32.56 0.125 0.123 0.131 796.47 0.64 d12a120 943 0.75 CSB4 7.17 0.125 0.027 0.027 166.16 0.13 d12a120 943 0.75 CSB5 11.95 0.125 0.045 0.046 279.58 0.22 d12a120 943 0.75 CSB6 14.67 0.125 0.055 0.057 345.12 0.28 d12a120 943 0.75 CSB7 12.01 0.125 0.045 0.046 281.02 0.22 d12a120 943 0.75 CSB8 5.92 0.125 0.022 0.023 136.86 0.11 d12a120 943 0.75 CSB9 7.32 0.125 0.028 0.028 169.69 0.14 d12a120 943 0.75 CSB10 15.93 0.125 0.060 0.062 375.74 0.30 d12a120 943 0.75 CSB11 15.73 0.125 0.059 0.061 370.87 0.30 d12a120 943 0.75 CSB12 23.3 0.125 0.088 0.092 558.23 0.45 d12a120 943 0.75

* Chú ý: Vì moment ở gối dầm phụ nhỏ hơn gối dầm chính nên sinh viên chọn bố trí thép gối dầm phụ là d12a200.

KIỂM TRA KHẢ NĂNG CHỊU LỰC CỦA SÀN

Kiểm tra khả năng chịu cắt của sàn

Hình 4 11:Biểu đồ lực cắt theo phương X(Max)

Hình 4 12:Biểu đồ lực cắt theo phương X(Min)

Hình 4 13:Biểu đồ lực cắt theo phương Y(Max)

Hình 4 14:Biểu đồ lực cắt theo phương Y(Min)

Lực cắt lớn nhất trong sàn : Qmax = 34.6( kN )

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

Cắt bản sàn có bê rộng 1m để tính toán khả năng chịu cắt của sàn:

Khả năng chịu cắt của bêtông theo mục 8.1.3.3 trang 70 TCVN 5574-2018:

+ Q1: Lực cắt trong tiết diện thẳng góc do ngoại lực Qmax = Q1 = 34.6kN + Q1,b: Được xác định theo Q1,b = 0.5bRbtbh0, nhưng không lớn hơn

Ta thấy Qmax = Q1 = 34.6kN < Q1,b = 359.38kN

=>Vậy sàn đủ khả năng chịu cắt.

Kiểm tra nứt cho sàn bằng phần mềm safe

Tính toán chiều rộng nứt được tiến hành theo điều kiện:

Trong đó: a crc - Chiều rộng vết nứt do tác dụng của ngoại lực

, crc u a - Chiều rộng vết nứt giới hạn cho phép, lấy theo “Bảng 17 TCVN 5574 – 2018”

Tính toán cấu kiện bê tông cốt thép cần được tiến hành theo sự mở rộng dài hạn và ngắn hạn của các vết nứt thẳng góc và xiên

Chiều rộng vết nứt dài hạn được xác định theo công thức:

Chiều rộng vết nứt ngắn hạn được xác định theo công thức:

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

,2 a crc - Chiều rộng vết nứt do tác dụng ngắn hạn của tải trọng thường xuyên và tạm thời (dài hạn và ngắn hạn)

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

Theo TCVN 5574 – 2018, bề rộng khe nứt của cấu kiện chịu uốn được xác định theo công thức:

 = - Phụ thuộc vào thời hạn tác dụng của tải trọng

 = - Phụ thuộc vào hình dạng bề mặt cốt thép dọc

 = - Phụ thuộc vào đặc điểm chịu lực

 s - Hệ số kể đến sự phân bố không đồng đều biến dạng tương đối của cốt thép chịu kéo:

L s - Khoảng cách cơ sở giữa các vết nứt thẳng góc kề nhau:

A bt - Diện tích vùng bê tông chịu kéo

A s - Diện tích thép chịu kéo d s - Đường kính cốt thép chịu kéo

 s - Ứng suất trong cốt thép chịu kéo:

M i - Moment do ngoại lực tác động trên tiết diện đang xét., tương ứng với các trường hợp tải trọng

 = - Hệ số quy đổi cốt thép về bê tông đối với cốt thép chịu kéo và chịu nén

= - Modun biến dạng qui đổi của bê tông chịu nén, lấy

 = (ngắn hạn),  b red 1, dài hạn tra bảng 9 TCVN 5574 – 2018

I red - Momen quán tính của tiết diện ngang quy đổi, chỉ kể đến vùng bê tông chịu nén, cốt thép chịu kéo và cốt thép chịu nén Công thức tính I red lúc này khác với công thức xác định I red khi tính M crc

I =  - Momen quán tính của tiết diện của vùng bê tông chịu nén

I = A h − y - Momen quán tính của tiết diện cốt thép chịu kéo

I = A y − a - Momen quán tính của tiết diện cốt thép chịu nén y c - Chiều cao vùng chịu nén của của tiết diện ngang quy đổi của cấu kiện, xác định từ công thức (195) - (197) trong TCVN 5574 – 2018:

❖ Tính toán bằng phần mềm safe

Hình 4 1:Khai báo vết nứt ngắn hạn

Hình 4 2:Khai báo vết nứt dài hạn

Hình 4 3:Trích chiều rộng vết nứt theo TCVN 5574 2018

Hình 4 4: Kết quả vết nứt ngắn hạn

Ta có vết nứt ngắn hạn lớn xảy ra là 1.062x10 -4 mm < 0.3mm

Hình 4 5: Kết quả vết nứt dài hạn

Ta có vết nứt dài hạn lớn xảy ra là 2.34x10 -4 mm < 0.4mm

➔ Thỏa điều kiện vết nứt

Kiểm tra võng sàn

Hình 4 9:Khai báo combo võng

Hình 4 10:Kết quả võng sàn

Chuyển vị lớn nhất của sàn tầng điển hình: f max = - 20.48mm

Theo “Bảng M.1 TCVN 5574 – 2018” độ võng cho phép xác định bằng nội suy tuyến tính với chiều dài L = 5m

➔ Sàn thoả điều kiện độ võng theo TCVN 5574 – 2018

SỐ LIỆU ĐẦU VÀO

Tĩnh tải

Hình 4 15:Chi tiết các lớp hoàn thiện cầu thang

- Công thức tính: g s tt = Σn i × γ i × δ i (kN/m 2 )

+ ni : hệ số tin cậy của tải trọng

+ i :trọng lượng riêng của các lớp vật liệu (kN/m 3 )

+ i : chiều dày từng lớp (mm)

+ gtt : tĩnh tải tính toán (kN/m 2 )

❖ Tải trọng tác dụng lên bản chiếu nghĩ

Bảng 5 1::Tải hoàn thiện tác dụng lên chiếu nghỉ

(mm) (kN/m 3 ) (kN/m 2 ) Đá hoa cương 20 24 1.1 0.53

Lớp bê tông cốt thép 120 25 1.1 3.30

Tổng tải trọng (có lớp BTCT) 4.65 Tổng tải trọng (không có lớp BTCT) 1.35

❖ Tải trọng tác dụng lên bản thang

- Chiều dày tương đương vữa trát δ td =ℎ 𝑏 × cos 𝛼

- Chiều dày tương đương các lớp vữa trác, đá hoa cương δ td =(𝑙 𝑏 + ℎ 𝑏 )𝛿 × cos 𝛼

- Trọng lượng của lan can: g tc s = n lc × g lc tc

+ g lc tc = 0.3 (kN/m): trọng lượng tiêu chuẩn của lan can

+ n lc = 1.1: hệ số tin cậy của tải trọng

Bảng 5 2:Tải hoàn thiện tác dụng lên bản thang đã quy đổi

(mm) (mm) (kN/m 3 ) (kN/m 2 ) Đá hoa cương 20 27.58 24 1.1 0.73

Lớp bê tông cốt thép 120 120.00 25 1.1 3.30

Tổng tải trọng ( có lớp BTCT) 6.78

Tổng tải trọng (không có lớp BTCT) 3.48

Hoạt tải

Hoạt tải cầu thang được xác định theo “TCVN 2737-2023” có 3( / 2)

Và hệ số vượt tải n = 1.3 Đối với bản thang:

Tổng tải tác dụng lên cầu thang

XÁC ĐỊNH NỘI LỰC TÍNH TOÁN

Sơ đồ tính

- Xét tỷ số giữa hai cạnh của vế 1 - 2 theo tài liệu Kết Cấu Bê Tông Cốt Thép 3 (Võ Bá Tầm)

- Vì bản thang liên kết với vách nên được tính là liên kết ngàm và dầm chiều tới là 500/120 = 4.16 > 3 là liên kết ngàm

- Bản thang (vế 1-2) được tính như bản làm việc một phương, một đầu liên kết với dầm sàn và đầu còn lại liên kết với vách

- Cắt một dải bản bề rộng 1m để tính toán

Hình 5 13:Sơ đồ tính (2 đầu ngàm)(kN/m 2 )

Nội lực bản thang

- Sử dụng SAP 2000 để giải nội lực ra kết quả như sau:

Tính toán thép chịu lực

Vì tính chất giống nhau của 2 vế lên và xuống của bản thang, ta tính toán nội lực cho một vế, vế kia hoàn toàn tương tự

Xem bản thang và chiếu nghỉ là dầm gãy khúc liên kết vào dầm chiếu tới và vách Dùng phần mềm SAP 2000 V14 tính toán nội lực với tổ hợp:

Hình 5 15:Biểu đồ nội lực cầu thang(kNm)

- Giả thiết khoảng cách từ mép cấu kiện đến trọng tâm cốt thép a 25 (mm) h o = h s − a = 120 − 25 = 95 (mm)

- Bề rộng tính toán của dải bản: b = 1000 (mm)

- Tính toán cốt thép cho tiết diện hình chữ nhật b × h s = 1 × 0.12 (m)

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

 = E - biến dang tương đối của cốt thép chịu kéo khi ứng suất bằng

 b = - biến dạng tương đối của bê tông chịu nén khi ứng suất bằng

Bảng 5 3:Kết quả tính toán cốt thép vế 1 và 2

Kiểm tra lại khả năng chịu cắt của bê tông bản thang

Hình 5 16:Biểu đồ lực cắt (kN)

➔ Với Qmax = 10.46kN để kiểm tra

Q max = 10.62 (kN) < 0.6 × 1150 × 1 × 0.095 = 65.55(kN) Trong đó: φ b3 = 0.6 đối với bê tông nặng φ f = 0 hệ số xét đến ảnh hưởng của cánh chịu nén

→ Vậy bê tông của bản thang đủ khả năng chịu cắt

Dựa vào bản vẽ kiến trúc và công năng của chung cư , công trình sử dụng hệ kế cấu lõi vách cứng nhằm đáp ứng các yêu cầu về thiết kế lẫn sử dụng như sau:

Do chiều cao lớn của công trình (57,82m), yêu cầu về độ cứng theo phương ngang phải cao để chịu được tải trọng tác động theo phương ngang do gió và động đất gây ra Hệ vách lõi cứng có khả năng chịu lực tốt hơn hệ khung truyền thống trong trường hợp này.

+ Công trình chủ yếu là các căn hộ, không đòi hỏi không gian lớn theo mặt bằng sử dụng, vì vậy bố trí các hệ vách cứng gần nhau là phương án hợp lí Ngoài ra việc sử dụng hệ vách nhằm tránh sự chiếm chỗ về kích thước cột khi chiều cao công trình lớn, cột lớn dẫn đến nhiều khó khăn trong bố trí kiến trúc, nội thất bên trong căn hộ Tiến hành mô hình khung trong Etabs ( version 2019 ), và chọn c ộ t d ầ m v á c h sau đó xuất nội lực và tính toán, kiểm tra các cấu kiện trong khung

Hình 6 1: Mô hình 3D công trình

Sinh viên tính thép trong dầm theo TCVN5574:2018 Để thuận tiện cho việc bố trí cốt thép, sinh viên chỉ tính cốt đơn, không tính cốt kép

Bê tông B30 Thép CB400-V Thép CB300-V

Mác 400 Rs (MPa) 350 Rs (MPa) 260

Rb (MPa) 17 Rsc (Mpa) 350 Rsc (Mpa) 260

Rbt (MPa) 1.2 Rsw (MPa) 280 Rsw (MPa) 210

Eb (MPa) 32500 Es (MPa) 200000 Es (MPa) 200000

Bê tông bảo vệ a(mm) 30

- Với thộp cú ỉ < 10 sử dụng thộp CB240-T

- Với thộp cú ỉ ≥ 10 sử dụng thộp CB400-V

- Giá trị chiều cao tương đối của vùng chịu nén bê tông được xác định như sau:

- Bê tông B30, cốt thép CB400-V: 𝜉 𝑅 = 𝑋 𝑅

Bước 1: Xuất kết quả nội lực trong dầm (chỉ tổ hợp BAOU)

Bước 2: Lọc ra nội lực cần tính Đối với dầm, Etabs xuất ra giá trị nội lực tại nhiều vị trí tiết diện Sinh viên lọc ra giá trị M3min để tính thép gối và M3max để tính thép nhịp; V2max để tính thép đai; và V2 của dầm phụ tại vị trí gác lên dầm chính để tính cốt treo

Bước 3: Tiến hành tính toán và bố trí cốt thép

Tính toán thép dọc cho dầm

Hình 6.2: Biểu đồ bao moment khung tại tầng 10

Thiết kế cốt thép cho dầm theo công thức thiết kế cốt thép cho các cấu kiện chịu uốn, trường hợp đặt cốt thép đơn, tiết diện hình chữ nhật

- Vật liệu sử dụng: Bê tông B30, thép CB-400V: :  R = 0.533;  R = 0.391

- Chiều cao làm việc của tiết diện: h o = h − a, trong đó:

+ a: khoảng cách từ trọng tâm cốt thép đến mép dầm;

+ ho : chiều cao làm việc của tiết diện

- Hệ số điều kiện làm việc:  b = 1

− =  R - Kiểm tra điều kiện  m   R hoặc    R , nếu không thỏa cần tăng tiết diện dầm hoặc tăng cấp độ bề bê tông

- Tính và kiểm tra hàm lượng cốt thép: s b b min max R

- Giá trị hàm lượng cốt thép hợp lý: 0.8% -1.6%

Xét dầm B21 tầng T10 có moment gối M= - 655.41kNm, tiết diện 300700, sử dụng vật liệu bê tông cấp độ bên B30 với các thông số sau:

- Khối lượng riêng bê tông cốt thép γ %kN/m 3 , γ b = 1

- Cường độ chịu nén tính toán R b = 17 MPa

- Cường độ chịu kéo tính toán R bt = 1.15 MPa

- Mô đun đàn hồi E b = 32.5x10 3 MPa

Sử dụng cốt thép CB400 – V để bố trí thép dọc cho các cấu kiện trong khung (dầm, cột, vách), có các thông số sau:

- Cường độ chịu kéo, nén tính toán (TTGH I) R s = R sc = 350 Mpa

- Cường độ chịu kéo tiêu chuẩn, kéo tính toán (TTGH II) Rs ,n = R s,ser = 300 Mpa

- Cường độ chịu cắt tính toán Rsw = 350 Mpa

- Mô đun đàn hồi E s = 2.0x10 5 Mpa

Bảng 6 1: Tính toán thép dầm khung tầng 10

Trục Nhịp Labels Vị trí Moment b h 0 a m x A s m tt

Tính toán thép đai cho dầm

Hình 6.3: Biểu đồ bao lực cắt khung tầng 10

Mục 8.1.3.3: TCVN-5574:2018 quy định cấu kiện bê tông cốt thép chịu tác dụng của lực cắt cần được tính toán để đảm bảo độ bền trên dải nghiêng theo điều kiện:

+ Q : là lực cắt trên tiết diện nghiêng với chiều dài hình chiếu C lên trục dọc của cấu kiện, được xác định do tất cả các ngoại lực nằm ở một phía của tiết diện nghiêng đang xét; khi đó, cần kể đến tác dụng nguy hiểm nhất của tải trọng trong phạm vi tiết diện nghiêng;

+ Qb : là lực cắt chịu bởi bê tông trong tiết diện nghiêng;

+ Qsw : là lực cắt chịu bởi cốt thép ngang trong tiết diện nghiêng

− Trong phạm vi luận văn không bố trí cốt thép uống lên tận dụng khả năng chịu lực nên không xét đến ảnh hưởng của lực cắt chịu bởi cốt thép xiên

Khả năng chịu lực cắt của bê tông:

Nếu Q  Qb,min = 0.5Rbtbho : không cần bố trí cốt đai chịu lực cắt

Q  Qb,max = 2.5Rbbh0: cấu kiện bê tông không đảm bảo độ bền trên dải nghiêng giữa các vết nứt xiên,cần tăng cấp độ bền bê tông hoặc chọn lại kích thước tiết diện Kiểm tra ứng suất nén chính:

+  b1 : hệ số kể đến đặt điểm trạng thái ứng suất của bê tông trong dải nghiêng, lấy bằng 0.3

+ Q: là lực cắt trong tiết diện thẳng góc của cấu kiện

Lực cắt Qsw đối với cốt thép ngang nằm vuông góc với trục dọc của cấu kiện được xác định theo công thức:

+ sw : hệ số, kể đến sự suy giảm nội lực dọc theo chiều dài hình chiếu của tiết diện nghiêng C, lấy bằng 0.75

+ qsw lực dọc trong cốt thép ngang trên một đơn vị chiều dài cấu kiện, được xác định theo công thức: sw sw w w

R × A s S q Từ đó xác định khoảng cách bố trí cốt đai: sw sw w w

Bước cốt đai tối đa được tính toán như sau:

Theo mục 10.3.4.2;10.3.4.3-TCVN:5574-2018 quy định bước cốt đai theo cấu tạo như sau:

− Đường kính cốt thép ngang (cốt thép đai) trong các khung cốt thép buộc của các cấu kiện chịu nén lệch tâm lấy không nhỏ hơn 0,25 lần đường kính cốt thép dọc lớn nhất và không nhỏ hơn 6 mm (8 mm khi sử dụng bê tông từ B70 đến B100)

− Trong các cấu kiện chịu nén lệch tâm dạng thanh, cũng như trong các cấu kiện chịu uốn khi cần đặt cốt thép dọc chịu nén theo tính toán, thì để ngăn ngừa cốt thép dọc này bị phình cần phải đặt cốt thép ngang với bước không lớn hơn 15d và không lớn hơn 500 mm (400 mm khi sử dụng bê tông từ B70 đến B100) (d là đường kính cốt thép dọc chịu nén)

− Nếu diện tích tiết diện cốt thép dọc chịu nén, đã được đặt ở một trong số các mặt bên của cấu kiện, lớn hơn 1,5 % thì cần đặt cốt thép ngang với bước không lớn hơn 10d và không lớn hơn 300 mm (250 mm khi sử dụng bê tông từ B70 đến B100).” Cốt đai được bố trí như sau cho bê tông B30 và cốt thép CB400-V:

❖ Tính toán cho dầm sinh ra lực cắt lớn nhất

Hình 6.4: Biểu đồ lực cắt lớn nhất tại dầm B66 tầng 10

- Lực cắt lớn nhất trong dầm móng Qmax = 443.86kN

- Kiểm tra điều kiện tính toán cấu kiện bê tông cốt thép dải bê tông giữa các tiết diện nghiêng:

𝑄 𝑚𝑎𝑥 ≤ 𝜑 𝑏1 × 𝑅 𝑏 × 𝑏 × ℎ 𝑜𝑡𝑡 Trong đó jb1 là hệ số kể đến ảnh hưởng của đặc điểm trạng thái ứng suất bê tông trong dải nghiêng lấy jb1 = 0.3

➔ Thỏa điều kiện tính toán

➔ Dải không bị phá hoại do ứng suất nén chính

- Kiểm tra khả năng chịu cắt của bê tông:

➔ Bê tông không đủ chịu lực cắt cần bố trí thêm cốt đai

- Chọn cốt đai d8, số nhánh cốt đai n = 4, Aw = 201.062 mm 2

- Xác định bước cốt đai:

+ Khoảng cách lớn nhất giữa các cốt đai

+ Khoảng cách cốt đai tính toán:

= 187.43𝑚𝑚 + Khoảng cách cốt đai cấu tạo: Do h > 450 (mm) nên

+ Chọn bước cốt đai bố trí cho đoạn L/4 đầu dầm:

S = min(Stt, Smax, Sct) = min(328.4;187.43; 300) => Chọn S = 150 (mm) bố trí d8a150 cho đoạn đầu dầm

- Lực trong cốt thép ngang trên 1 đơn vị chiều dài cấu kiện:

- Kiểm tra khả năng chịu lực cắt của cấu kiện

Chiều dài nguy hiểm nhất của hình chiếu tiết diện nghiêng C

- Khả năng chịu cắt của cấu kiện sau khi rải cốt đai

➔ Chọn d8a150 bố trí cho các đoạn L/4 đầu dầm

➔ Chọn d8a200 bố trí cho đoạn L/2 giữa dầm

Sinh viên tính cốt treo theo TCVN 5547:2018 w w , ,

F – Lực tập trung do dầm phụ gác lên dầm chính; hs – Khoảng cách từ lực tập trung đến trọng tâm cốt thép dọc; ho – Chiều cao có ích của tiết diện; m – Tổng số lượng cốt treo dạng đai cần thiết; n – Số nhánh cốt treo ; asw – Diện tích cốt treo;

Rsw – Cường độ tính toán cốt treo;

As,inc – Diện tích cốt V;

Rs,inc – Cường độ tính toán cốt V; α – Góc uốn cốt V

Để thuận tiện cho việc tính toán và thi công cốt thép dầm, cần xác định lực cắt lớn nhất trong các dầm khung tại tầng 10 để tính toán cốt thép đai gia cường Sau đó, dựa vào kết quả tính toán, bố trí thép cho các dầm còn lại Lực tập trung này có giá trị lớn nhất.

Hình 6.6: Biểu đồ lực cắt lớn nhất tại dầm B69 tầng 10

Pmax = 1.13 + 3.185 = 4.315 (kN) sử dụng cốt treo dạng đai d8 (Asw = 50.3mm 2 ) đai hai nhánh:

Xác định các thông số:

+ Do khoảng cách hs quá nhỏ không bố trí được đai nên ta có thể bỏ qua hs

Sử dụng cốt đai dạng treo hai nhánh d8 có asw = 50.3mm 2 (Vớihs = 0)

=> Chọn m = 6 đai bố trí mỗi bên 2 đai với khoảng cách 50 mm

Cấu tạo và kiểm tra theo trạng thái cực hạn

Cốt thép lớp trên của các tiết diện đầu mút của dầm kháng chấn chính có tiết diện chữ T hoặc chữ L cần dược bố trí chủ yếu trong phạm vi chiều rộng

LÝ THUYẾT THỐNG KÊ

Hệ số biến động

- Chúng ta dựa vào hệ số biến động v phân chia đơn nguyên

- Hệ số biến động 𝑣 được xác định theo công thức: 𝑣 = 𝜎

+ Giá trị trung bình của một đặc trưng: 𝐴̅ = ∑ 𝐴 𝑖

+ Độ lệch phương trung bình:𝜎 = √ 1

+ Khi kiểm tra để loại trừ sai số thô đối với các tiêu chí kép như lực dính (c) và góc ma sát trong 𝜑 thì độ lệch phương trung bình được xác định như sau:

+ Với 𝐴 𝑖 là giá trị riêng của đặc trưng thí nghiệm riêng trong cùng lớp đất

+ 𝑛 là mẫu thí nghiệm của đại lượng A trong cùng lớp đất

Quy tắc loại trừ các sai số nhỏ

- Trong tập hợp mẫu của một lớp đất có hệ số bến động 𝑣 ≤ [𝑣] thì đạt còn ngược lại thì ta phải loại trừ các số liệu có sai số lớn hoặc bé

- Trong đó [𝑣] : Hệ số biến động lớn nhất, tra bảng 1 tuỳ thuộc vào từng loại đặc trưng

Bảng 7 1: Hệ số biến động Đặc trưng của đất Hệ số biến động [𝒗]

Trọng lượng riêng 0.15 Độ ẩm tự nhiên 0.15

Chỉ tiêu sức chống cắt 0.3

- Kiểm tra thống kê, loại trừ các giá trị quá lớn hoặc quá bé của 𝐴 𝑖 theo công thức sau: |𝐴̅ − 𝐴 𝑖 | ≥ 𝜈𝜎 𝑐𝑚 Trong đó ước lượng độ lệch

Bảng 7 2: Bảng tra giá trị chuẩn số

Giá trị tiêu chuẩn các đặc trưng của đất

Giá trị tiêu chuẩn các chỉ tiêu đơn

- Giá trị tiêu chuẩn của tất cả các chỉ tiêu đơn (chỉ tiêu vật lý như độ ẩm, khối lượng thể tích, chỉ số dẻo, độ sệt,… Và các chỉ tiêu cơ học như module tổng biến dạng, cường độ kháng nén,…) là giá trị trung bình cộng của các kết quả thí nghiệm riêng lẻ 𝐴̅ sau khi đã loại trừ sai số thô

Giá trị tiêu chuẩn các chỉ tiêu kép

Các giá trị tiêu chuẩn của lực dính đơn vị (c) và góc ma sát trong (𝜑) được xác định bằng phương pháp bình phương cực tiểu của mối quan hệ tuyến tính giữa ứng suất pháp (𝜎 𝑖) và ứng suất tiếp cực hạn (𝜏 𝑖) trong các thí nghiệm cắt tương đương.

- Lực dính đơn vị tiêu chuẩn 𝑐 𝑡𝑐 và góc ma sát trong tiêu chuẩn 𝜑 𝑡𝑐 được xác định theo công thức sau:

Nếu theo công thức trên tính được 𝑐 𝑡𝑐 ≤ 0 thì ta chọn 𝑐 𝑡𝑐 = 0 và tính lại theo công thức:

Tính toán các đặc trưng của đất

Giá trị tính toán các chỉ tiêu đơn

- Nhằm mục đích nâng cao độ an toàn cho ổn định làm việc của nền chịu tải, một số tính toán ổn định của nền được tiến hành với các đặc trưng tính toán

- Giá trị tính toán các tiêu chí đơn được xác định theo công thức sau: 𝐴 𝑡𝑡 = 𝐴 𝑡𝑐

+ 𝐴 𝑡𝑐 là giá trị tiêu chuẩn của các đặc trưng đang xét

+ Hệ số an toàn về đất được xác định theo công thức: 𝑘 𝑑 = 1

- Chỉ số độ chính xác 𝜌 được xác định theo công thức 𝜌 = 𝑡 𝑎 𝑣

+ 𝑡 𝑎 : hệ số phụ thuộc vào xác xuất tin cậy 𝛼

+ Hệ số động v được xác định theo mục 1.2.1 + Khi tính nền theo cường độ (TTGH I) thì 𝛼 = 0.95 + Khi tính nền theo biến dạng (TTGH II) thì 𝛼 = 0.85

- Số lượng tối thiểu của một thí nghiệm chỉ tiêu nào đó với mỗi đơn nguyên địa chất công trình cần phải đảm bảo là 6

- Nếu trong phạm vi đơn nguyên địa chất công trình có số lượng mẫu ít hơn 6 thì giá trị tính toán các chỉ tiêu của chúng được tính toán theo phương pháp trung bình cực tiểu và trung bình cực đại:

- Việc chọn tính theo một trong hai công thức là tùy thuộc vào chỉ tiêu làm tăng độ an toàn cho công trình.

Giá trị tính toán các chỉ tiêu kép

- Giá trị tính toán chỉ tiêu kép được xác định theo công thức sau: 𝐴 𝑡𝑡 = 𝐴 𝑡𝑐

+ 𝐴 𝑡𝑐 là giá trị tiêu chuẩn của các đặc trưng đang xét

- Đối với các chỉ tiêu kép như: lực dính c về hệ số ma sát 𝑡𝑔𝜑

+ Ta có công thức: 𝜌 = 𝑡 𝑎 𝑣 + Hệ số biến động 𝑣 được xác định theo các công thức sau:

+ Độ lệch phương trung bình được xác định theo các công thức sau:

+ Khi tính nền theo cường độ (TCGH I) thì 𝛼 = 0.95 + Khi tính nền theo biến dạng (TCGH II) thì 𝛼 = 0.85

+ Để tìm trị tiêu chuẩn và trị tính toán c và 𝝋 cần phải xác định không nhỏ hơn 6 giá trị 𝝉 đối với mỗi trị số áp lực pháp tuyến

+ Khi tìm giá trị tính toán c và 𝝈 dùng tổng số lần thí nghiệm 𝝈 làm n Bảng 7 3: Bảng tra giá trị t  với xác suất tin cậy một phía 

Các giá trị t  với xác suất tin cậy một phía  bằng

Các giá trị t với xác suất tin cậy hai phía  bằng

Bảng 7 4: Giá trị chuẩn số F ứng với  = 0,95

Bảng 7 5: Các giá trị chuẩn số  với xác suất tin cậy hai phía  = 0,95

Bảng 7.5: Giá trị hệ số V  ( = 0,95)

- Các đặc trưng tính toán theo TTGH I và TTGH II có giá trị nằm trong một khoảng

- Tùy theo trường hợp thiết kế cụ thể mà ta lấy dấu (+) hoặc dấu (-) để đảm bảo an toàn hơn

- Khi tính toán nền theo cường độ và ổn định thì ta lấy các đặc trưng tính toán theo TTGH I (nằm trong khoản lớn hơn 𝛼 = 0.95)

- Khi tính toán nền theo biến dạng thì ta lấy các đặc trưng tính toán theo TTGH II (nằm trong khoảng nhỏ hơn 𝛼 = 0.85)

-Để tìm trị tiêu chuẩn và trị tính toán c và  cần phải xác định không nhỏ hơn 6 giá trị

 đối với mỗi trị số áp lực pháp tuyến 

- Khi tìm giá trị tính toán c,dùng tổng số lần thí nghiệm  làm n

GIỚI THIỆU CÔNG TRÌNH VÀ ĐỊA CHẤT

Giới thiệu công trình và địa chất

Tên và vị trí công trình

- Tên công trình: Chung cư Bảo Quân

-Vị trí: Đường Tôn Đức Thắng, phường Khai Quang, Vĩnh Yên, Vĩnh Phúc

Cấu tạo các lớp đất của địa chất

Với chiều sâu các hố khoan tới 100m , có 7 hố khoan , qui mô tả hiện trường và kết quả thí nghiệm cơ đất trong phòng cho thấy: Địa tầng, trật tự các lớp đất đá khá giống nhau, chỉ khác nhau về chiều sâu và bề dày của lớp Địa tầng khu vực khảo sát được phân thành

6 lớp chính Được phân bố như sau :

• Lớp 1: Bụi sét rất mềm (MH): Lớp xuất hiện bên dưới lớp đất đắp dày trung bình

• Lớp 2: Sét gầy dẻo mềm (CL) dày trung bình 4.1m

• Lớp 3: Cát sét – cát bụi, xốp – chặt vừa( SC -SM) dày trung bình 16.4m

• Lớp 4 : Cát bụi chặt vừa (SM) dày trung bình 12m

• Lớp 5 : Sét béo – sét gầy,nửa cứng -cứng (CH – CL) dày trung bình 12.6m

• Lớp 6: Cát sét – cát bụi chặt vừa đến chặt (SC – SM) dày trung bình 7.4m

• Lớp 7: Cát bụi chặt vừa – rất chặt (SM) dày trung bình chưa xác định

Bảng 7.6: Độ sâu trung bình các hố khoan

Bảng 7.7:Phân bố nước ngầm của địa chất tại các hố khoan

➔ Dựa vào bề dày các lớp đất ta nhận thấy lớp đất 1 và 2 thuộc loại đất yếu sức chịu tải thấp Sinh viên ưu tiên lựa 3 hố khoan có bề dày lớp đất yếu lớn nhất để thống kê và dựa vào đó để thiết kế Cụ thể sinh viên chọn BH01 , BH02, BH07

TIẾN HÀNH THỐNG KÊ ĐỊA CHẤT

• Các lớp trên 6 mẫu của hố khoan 7 gồm lớp 4 (6 mẫu ), lớp 5 ( 8 mẫu ), lớp 7 (28 mẫu )

Thống kê mẫu lớp 7: Cát bụi chặt vừa – rất chặt

❖ Dung trọng tự nhiên g t (kN/m 3 )

TRỌNG LƯỢNG RIÊNG TỰ NHIÊN g t

STT Số hiệu mẫu g t (kN/m 3 )

Bảng 7.8: TRỌNG LƯỢNG RIÊNG TỰ NHIÊN g t

- Độ lệch quân phương σ = √ 1 n − 1∑(γ tb − γ i ) 2 n i=1

- Loại bỏ sai số : σ CM = √1 n∑(A i − A̅) 2 n i=1

➔ Tất cả các mẫu điều thoả điều kiện |γ̅ − γ i | ≥  σ CM

- Gía trị tiêu chuẩn : γ tc = γ tb = 20.733 (kN/m 3 )

Xác suất độ tin cậy a = 0.95 ➔ ta = 1.67

Xác suất độ tin cậy a = 0.85 ➔ ta = 1.05 ρ = t α ν

Theo TTGH 1: a = 0.95 n = 84 t a = 1.67 r = 0.005 g tt = 20.733(1 ± 0.005) kN/m 3 g tt max

❖ Dung trọng đẩy nổi g’ t (kN/m 3 )

TRỌNG LƯỢNG RIÊNG TỰ NHIÊN g’ t

Bảng 7.9: TRỌNG LƯỢNG RIÊNG TỰ NHIÊN g’t

- Độ lệch quân phương σ = √ 1 n − 1∑(γ tb − γ i ) 2 n i=1

- Loại bỏ sai số : σ CM = √1 n∑(A i − A̅) 2 n i=1

➔ Tất cả các mẫu điều thoả điều kiện |γ̅ − γ i | ≥  σ CM

- Gía trị tiêu chuẩn : γ tc = γ tb = 11.152 (kN/m 3 )

❖ Lực dính c và góc ma sát j Đã loại bỏ sai số

- Dùng hàm LINEST trong excel để tính C và j, thu được bảng sau :

Khoan Mẫu Áp lực nén (kPa) Sức chống cắt cực đại  (kPa)  2

63416 701.5226 tan tc 0.6296  tc 32 o 11'41'' n 22 c tc 11.2284091KẾT QUẢ HÀM LINEST

- Sai số toàn phương trung bình : σ c = σ τ × √1

3520000= 0.0148 v c = σ c c tc = 3.219 11.228 = 0.286 > [v] = 0.3 →𝐭𝐡ỏ𝐚 v tanφ = σ tanφ tanφ tc =0.0148

- Tính toán theo tiêu chuẩn:

+ Số bậc tự do : n-2 = 22 - 2 = 20 và a = 0.95➔ t a = 1.72 + Góc ma sát jI: ρ tanφ = t α ν tanα = 1.72 × 0.0235 = 0.04045 tanφ I = tanφ tc (1 ± ρ tanφ ) = 0.6296 × (1 ± 0.04045) = (0.604 ÷ 0.655)

• Tính theo TTGH II tanϕ tc 0.6295625 c tc 11.228409

[=0.3TÍNH TOÁN THEO TRỊ TIÊU CHUẨN

+ Số bậc tự do : n-2 = 22 -2 = 20 và a = 0.85➔ t a = 1.06 + Góc ma sát jII: ρ tanφ = t α ν tanα = 1.06 × 0.0235 = 0.0249 tanφ II = tanφ tc (1 ± ρ tanφ ) = 0.6296 × (1 ± 0.0249) = (0.613 ÷ 0.645)

+ Góc dính cII ρ c = t α ν c = 1.06 × 0.286 = 0.30391 c II = c tc (1 ± ρ c ) = 11.228 × (1 ± 0.30391)

- Bảng tổng hợp kết quả tính toán :

Tổng hợp kết quả thống kê các lớp đất

Lớp 2 : Sét gầy, dẻo mềm

❖ Dung trọng tự nhiên y t (kN/m 3 ) tan 0.60 ÷ 0.66 0.61 ÷ 0.65

Chỉ số độ chính xác ρ =t  ρ c = 0.493130 0.303906 ρ tan =

Chỉ tiêu Trạng thái giới hạn I Trạng thái giới hạn II

Bảng 7.10: Dung trọng tự nhiên y t (kN/m 3 )

TRỌNG LƯỢNG RIÊNG TỰ NHIÊN  t

❖ Dung trọng đẩy nổi g' t (kN/m 3 )

TRỌNG LƯỢNG RIÊNG ĐẨY NỔI  t

Bảng 7.11: Trọng lượng riêng đẩy nổi y t

Theo TTGH 1: a = 0.95 n = 8 t a = 1.86 r = 0.003 g' tt = 10.15(1 ± 0.003) kN/m 3 g' tt max

❖ Lực dính c và góc ma sát j (< 6 mẫu ta lấy trung bình)

Lớp 3 : Cát sét – cát bụi, xốp – chặt vừa

STT Hố khoan Mẫu c tc (kPa)  tc ( o )

Bảng 7.12: Trọng lượng riêng tự nhiên gt

Bảng 7.13: TRỌNG LƯỢNG RIÊNG ĐẨY NỔI g’ t

TRỌNG LƯỢNG RIÊNG ĐẨY NỔI g’ t

STT Số hiệu mẫu g' t (kN/m 3 )

❖ Lực dính c và góc ma sát j (< 6 mẫu ta lấy trung bình)

Lớp 4 : Cát bụi, chặt vừa

Bảng 7.14: Trọng lượng riêng tự nhiên g t

Bảng 7.15 : Dung trọng đẩy nổi g' t

❖ Lực dính c và góc ma sát j

7 Lớp 5 Sét béo – sét gầy, nửa cứng – cứng

❖ Dung trọng tự nhiên g t (kN/m 3 ) Bảng 7.16: Trọng lượng riêng tự nhiên g t

Tiêu đề	Chung cư Bảo Quân
Tác giả	Nguyễn Minh Trí
Người hướng dẫn	TS. Phạm Đức Thiện
Trường học	Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh
Chuyên ngành	Công Nghệ Kỹ Thuật
Thể loại	Đồ án tốt nghiệp
Năm xuất bản	2024
Thành phố	Tp. Hồ Chí Minh

Định dạng
Số trang	319
Dung lượng	14,8 MB