căn hộ heimdall

Với những nét ngang và thẳng đứng tạo nên sự bề thế vững vàng cho công trình, hơn nữa kết hợp với việc sử dụng các vật liệu mới cho mặt đứng công trình như đá Granite cùng với những mảng

TỔNG QUAN VỀ KIẾN TRÚC CÔNG TRÌNH

GIỚI THIỆU CÔNG TRÌNH

1.1.1 Vị trí và quy mô công trình

- Tên công trình: HEIMDALL APARTMENT

- Địa chỉ: 168 Phan Văn Trị, Phường 5, Quận Gò Vấp, Hồ Chí Minh

Hình 1.1: Vị trí công trình

- Công trình là tòa chung cư sang trọng bậc nhất quận Gò Vấp, được xây dựng trên khu đất đắc địa, mặt tiền giáp đường Phan Văn Trị Nó là một kiệt tác nghệ thuật với thiết kế độc đáo, tinh xảo, lấy cảm hứng từ một Sài Gòn sáng tạo, năng động và hội nhập quốc tế

- Loại hình dự án : chung cư cao cấp

- Tiện ích nội khu: : căn hộ, trung tâm mua sắm, trung tâm y tế, thể dục, bơi lội, trung

Hình 1.2: Mặt đứng công trình

+ Công trình bao gồm 1 tầng hầm được sử dụng làm nơi gửi xe cho tòa bộ tòa nhà,

+ Tầng trệt chiều cao là 3.9 m , tầng 2 đến 15 cao 3.4 m, tầng mái cao 2.4 m và tầng hầm cao 3.3m

+ Chiều cao công trình 60.6m ( tính từ cote – 3.300 m)

Bảng 1.1: Cao độ sàn các tầng

Chung cư gồm có các đặc điểm như sau:

- Mặt bằng hình chữ nhật với diện tích tổng thể BxL = 30x35.9m

- Cote 0.000 m nằm ở mặt sàn tầng trệt

- Tầng hầm có chức năng làm bãi đổ xe, phòng kỹ thuật

- Tầng trệt chức năng sảnh toàn nhà : phòng quản lí, sảnh, phòng khách

- Tầng 2 đến tầng 15 là căn hộ cho thuê

- Tầng mái: bồn nước mái

Hình 1.3: Mặt bằng tầng hầm

Hình 1.4: Mặt bằng tầng trệt

Hình 1.5: Mặt bằng tầng điển hình

GIẢI PHÁP KIẾN TRÚC

- Mặt bằng có dạng hình chữ nhật với diện tích xây dựng (1077 m 2 )

+ Tầng hầm ở cote – 3.300 m được bố trí ram dốc từ mặt đất đến tầng hầm (độ dốc i= 1%) theo hướng đường đi

+ Công năng công trình chính là cho thuê căn hộ nên tầng hầm diện tích phần lớn hầm làm cho người sử dụng có thể nhìn thấy ngay lúc vào phục vụ việc đi lại Đồng thời việc bố trí hệ thống PCCC cũng dễ dàng nhìn thấy

+ Tầng trệt đuợc bố trí làm sảnh, dịch vụ và có phòng quản lý cao ốc được bố trí có thể nhìn thấy nếu có việc cần thiết

+ Tầng điển hình ( tầng 2-15) là các căn hộ cao cấp gồm 2 loại căn hộ phân loại theo số phòng ngủ (PN): Căn hộ (3 PN), Căn hộ (2 PN) Các căn hộ đều đảm bảo có phòng sinh hoạt chung, nhà vệ sinh kèm phòng bếp riêng

1.2.2 Giải pháp mặt đứng & hình khối

- Công trình có hình khối kiến trúc hiện đại phù hợp với tính chất một chung cư cao cấp Với những nét ngang và thẳng đứng tạo nên sự bề thế vững vàng cho công trình, hơn nữa kết hợp với việc sử dụng các vật liệu mới cho mặt đứng công trình như đá Granite cùng với những mảng kiếng dày màu xanh tạo vẻ sang trọng cho một công trình kiến trúc

- Mái BTCT có lớp chống thấm và cách nhiệt Tường gạch, trát vữa, sơn nước, lớp chớp nhôm xi mờ Ống xối sử dụng Ф14, sơn màu tường Tầng trệt : ốp đá granite mắt rồng, kết hợp kính phản quang 2 lớp màu xanh lá

- Hình dáng bên ngoài của công trình là một hình khối làm phù hợp với vị trí khu đất

2 bên đều có công trình dân dụng xung quanh (mặt tiền và mặt bên giáp đường) 1.2.3 Giải pháp giao thông công trình

- Hệ thống giao thông đứng là thang bộ và thang máy Mặt bằng có 1 thang bộ 2 vế làm nhiệm vụ vừa là lối đi chính vừa để thoát hiểm Thang máy bố trí 3 thang được đặt ở vị trí trung tâm nhằm đảm bảo khoảng cách xa nhất đến cầu thang < 25m để giải quyết việc đi lại hằng ngày cho mọi người và khoảng cách an toàn để có thể thoát người nhanh nhất khi xảy ra sự cố Căn hộ bố trí xung quanh lõi phân cách bởi hành lang nên khoảng đi lại là ngắn nhất, rất tiện lợi, hợp lý và bảo đảm thông thoáng 1.2.4 Giải pháp thông gió và chiếu sáng

- Hệ kết cấu của công trình là hệ BTCT toàn khối

- Mái phẳng bằng BTCT và được chống thấm

- Cầu thang bằng BTCT toàn khối

- Bể chứa nước bằng bê tông cốt thép hoặc bể nước bằng inox được đặt trên tầng mái

- Bể dùng để trữ nước, từ đó 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 2 nguồn: lưới điện T.p Hồ Chí Minh và máy phát điện có công suất 150 kVA (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)

- Toàn bộ đường dây điện đi ngầm (được tiến hành lắp đặt động 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 tạo điều kiện dễ dàng khi cần sửa chữa

- Ở mỗi tầng đều lắp đặt hệ thống điện an toàn: hệ thống ngắt điện tự động từ 1A 80A được bố trí theo tầng và theo khu vực (đảm bảo an toàn phòng chống cháy nổ)

- Mạng điện trong công trình được thiết kế với những tiêu chí như sau:

 An toàn: không đi qua khu vực ẩm ướt như khu vệ sinh

 Dể dàng sửa chữa khi có hư hỏng cũng như dể kiểm soát và cắt điện khi có sự cố

- Mỗi khu vực thuê được cung cấp 1 bảng phân phối điện Đèn thoát hiểm và chiếu sáng trong trường hợp khẩn cấp được lắp đặt theo yêu cầu của cơ quan có thẩm quyền 1.3.2 Hệ thống thoát nước

- Nước mưa trên mái sẽ thoát theo các lỗ nước chảy vào các ống thoát nước mưa có đường kính 0 mm đi xuống dưới Riêng hệ thống thoát nước thải được bố trí đường ống riêng Nước thải từ các buồng vệ sinh có riêng hệ thống dẫn để đưa nước vào bể xử lý nước thải sau đó mới đưa vào hệ thống nước thải chung

1.3.3 Hệ thống phòng cháy chữa cháy

- Hệ thống báo cháy được lắp đặt mỗi khu vực cho thuê Các bình cứu hỏa được trang bị đầy đủ và được bố trí ở hành lang, cầu thang….theo sự hướng dẫn của ban phòng cháy chữa cháy của thành phố Hồ Chí Minh

- Bố trí hệ thống cứu hỏa gồm các họng cứu hỏa tại các lối đi, các sảnh… với khoảng cách tối đa theo đúng tiêu chuẩn TCVN 2622-1995

-Được trang bị hệ thống chống sét theo đúng tiêu yêu cầu và tiêu chuẩn về chống sét nhà cao tầng (Thiết kế theo TCVN 46-84)

1.3.5 Hệ thống thu gom rác thải

- Hộp thu rác cho mỗi tầng được lắp đặt thông hệ vách lõi đặt tại giữa tầng Rác thải của toàn tòa nhà thông qua ống dẫn rác sẽ được tập kết về tầng hầm của tòa nhà Tại đây rác được phân loại và xử lý sơ bộ trước khi được vận chuyển ra xe chở rác 1.3.6 Hệ thống cấp nước

Công trình được cấp nước từ hệ thống cấp nước của Thành phố Hồ Chí Minh Nước sẽ được chứa trong bể ngầm, sau đó bơm lên bể nước ở mái nhà Từ bể nước này, nước sẽ được phân phối đến các tầng khác nhau của công trình thông qua hệ thống đường ống chính Hệ thống bơm nước được thiết kế tự động để đảm bảo lượng nước trong bể mái luôn đủ cho nhu cầu sinh hoạt và chữa cháy.

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

PHÂN TÍCH KẾT CẤU

CƠ SỞ TÍNH TOÁN KẾT CẤU

2.1.1 Tiêu chuẩn và quy chuẩn áp dụng

- Tiêu chuẩn về thiết kế kết cấu:

 TCVN 5574 – 2012, 5574 – 2018: Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép – Tiêu chuẩn thiết kế

 TCVN 2737-2023,2737 – 1995: Tải trọng và tác động – Tiêu chuẩn thiết kế

 TCVN 9386 – 2012: Thiết kế công trình chịu động đất

 TCVN 198 – 1997: Nhà cao tầng - thiết kế bê tông cốt thép toàn khối

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

 TCVN 9362 – 2012: Thiết kế nền nhà và công trình

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

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

 Thông tư 06/2021/TT-BXD: Phân cấp công trình xây dựng

2.2 QUAN ĐIỂM TÍNH TOÁN KẾT CẤU

- Sàn xem như tuyệt đối cứng trong mặt phẳng sàn liên kết giữa sàn vào cột, dầm, vách (lõi) là liên kết ngàm (xét trên cùng cao trình) Không kể đến biến dạng cong ngoài mặt phẳng sàn lên các phần tử liên kết

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

- Các cột, vách hay lõi cứng thang máy đều được ngàm ở vị trí chân cột và chân vách cứng ở đài móng

- Các tải trọng ngang tác dụng lên sàn dưới dạng lực tập trung tại các vị trí cứng của từng tầng, từ đó sàn sẽ truyền vào cột, vách chuyền đến đất nền

2.2.2 Phương pháp xác định nội lực

Bảng 2.1: Phương pháp xác định nội lực

Phương pháp Ưu điểm Nhược điểm

Xem toàn bộ hệ chịu lực là các bậc siêu tĩnh → Trực tiếp giải phương trình vi phân → Tìm nội lực và tính thép

Hệ phương trình có rất nhiều biến và ẩn phức tạp → Việc tìm kiếm nội lực khó khăn

Rời rạc hóa toàn bộ hệ chịu lực của công trình, chia các hình dạng phức tạp thành đơn giản → Thông qua các phần mềm

→ Tìm nội lực gián tiếp và tính thép Đòi hỏi người dùng phải hiểu và sử dụng tốt phần mềm để có thể nhìn nhận đúng nội lực và biến dạng do phần mềm không mô tả chính xác thực tế và phụ thuộc vào người sử dụng

- Ở dự án này, sinh viên lựa chọn phương pháp phần tử hữu hạn (thông qua sự hỗ trợ của các phần mềm) để thực hiện tính toán thiết kế Thông qua các mô hình phân tích sinh viên có thể dễ dàng xuất được số liệu nội lực, chuyển vị, Phương pháp giải tích tốn rất nhiều thời gian để xác định Tuy nhiên, một số cấu kiện sinh viên kết hợp phương pháp giải tích và phần tử hữu hạn để kiểm tra lại kết quả tin cậy hơn

2.2.3 Kiểm tra theo các trạng thái giới hạn

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

- Trạng thái giới hạn thứ nhất TTGH I (về cường độ) nhằm đảm bảo khả năng chịu lực của kết cấu, cụ thể bảo đảm cho kết cấu:

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

+ Không bị mất ổn định về hình dạng và vị trí

+ Trạng thái giới hạn thứ hai TTGH II (về điều kiện sử dụng) nhằm đảm bảo sự làm việc bình thường của kết cấu, cụ thể cần hạn chế:

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

+ Không có những biến dạng quá giới hạn cho phép như độ võng, góc xoay, góc trượt, dao động

2.2.4 Các phần mềm áp dụng

- Phần mềm phân tích kết cấu CSI ETABS

- Phần mềm phân tích kết cấu CSI SAFE

- Bộ các phần mềm Microsoft Office

- Phần mềm thể hiện bản vẽ AutoCAD

LỰA CHỌN GIẢI PHÁP KẾT CẤU PHẦN THÂN

2.3.1 Hệ kết cấu theo phương đứng

- Căn cứ vào sơ đồ làm việc thì kết cấu nhà cao tầng có thể phân loại như sau:

+ Hệ kết cấu cơ bản: Kết cấu khung, kết cấu tường chịu lực, kết cấu lõi cứng, kết cấu ống

+ Hệ kết cấu hỗn hợp: Kết cấu khung-giằng, kết cấu khung-vách, kết cấu ống lõi và kết cấu ống tổ hợp

+ 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 sở hữu những ưu nhược điểm khác nhau, phù hợp với từng công trình có quy mô và yêu cầu thiết kế riêng biệt Do đó, việc lựa chọn giải pháp kết cấu phải được cân nhắc kỹ lưỡng, dựa trên đặc thù của từng công trình cụ thể Điều này nhằm bảo đảm hiệu quả kinh tế - kỹ thuật, tối ưu hóa công trình về cả mặt chi phí lẫn tính hiệu quả trong quá trình sử dụng.

- Hệ kết cấu khung có ưu điểm là có khả năng tạo ra những không gian lớn, linh hoạt, có sơ đồ làm việc rõ ràng Tuy nhiên, hệ kết cấu này có khả năng chịu tải trọng ngang kém (khi công trình có chiều cao lớn, hay nằm trong vùng có cấp động đất lớn) Hệ kết cấu này được sử dụng tốt cho công trình có chiều cao đến 20 tầng đối với công trình nằm trong vùng tính toán chống động đất cấp 7, 15 tầng cho công trình 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

- Hệ kết cấu khung – vách, khung – lõi chiếm ưu thế trong thiết kế nhà cao tầng do khả năng chịu tải trong ngang khá tốt Tuy nhiên, hệ kết cấu này đòi hỏi tiêu tốn vật liệu nhiều hơn và thi công phức tạp hơn đối với công trình sử dụng hệ khung

- Hệ kết cấu ống tổ hợp thích hợp cho công trình siêu cao tầng do khả năng làm việc đồng đều của kết cấu và chống chịu tải trọng ngang rất lớn Tuỳ thuộc vào yêu cầu kiến trúc, quy mô công trình, tính khả thi và khả năng đảm bảo ổn định của công trình mà có lựa chọn phù hợp cho hệ kết cấu chịu lực theo phương đứng

 Chọn kết cấu cho công trình: Quy mô công trình 1 tầng hầm và 17 tầng nổi, tổng chiều cao là 60.6 m, sinh viên lựa chọn hệ khung lõi làm kết cấu chịu lực cho công trình

2.3.2 Hệ kết cấu theo phương ngang

Việc lựa chọn giải pháp kết cấu sàn hợp lý là việc làm rất quan trọng, quyết định tính kinh tế của công trình Theo thống kê thì khối lượng bê tông sàn có thể chiếm 30 –

40 % khối lượng bê tông của công trình và trọng lượng bê tông sàn trở thành một loại tải trọng tĩnh chính Công trình càng cao tải trọng này tích lũy xuống các cột tầng dưới và móng càng lớn, làm tăng chi phí móng, cột, tăng tải trọng ngang do động đất

Vì vậy cần ưu tiên giải pháp sàn nhẹ để giảm tải trọng thẳng đứng

- Hệ sàn sườn: Cấu tạo gồm hệ dầm và bản sàn

 Ưu điểm: Tính toán đơn giản, được sử dụng phổ biến ở nước ta với công nghệ thi công phong phú nên thuận tiện cho việc lựa chọn công nghệ thi công

 Nhược điểm: Chiều cao dầm và độ võng của bản sàn rất lớn khi vượt khẩu độ lớn, dẫn đến chiều cao tầng của công trình lớn Không tiết kiệm không gian sử dụng

Căn cứ vào yêu cầu thiết kế của công trình về kiến trúc, lưới cột và mục đích sử dụng Với những công trình có nhịp sàn lớn, cần sự linh hoạt trong thiết kế không gian, đáp ứng yêu cầu về thẩm mỹ kiến trúc, sinh viên có thể xem xét lựa chọn hệ sàn sườn - một hệ kết cấu sàn gồm nhiều dầm chính chịu lực chính và dầm phụ nhỏ hơn vuông góc với dầm chính Giải pháp này cho phép tạo ra các không gian mở, linh hoạt trong việc bố trí các không gian chức năng, đáp ứng tốt các yêu cầu về thẩm mỹ và công năng của công trình.

- Phần móng nhà cao tầng phải chịu lực nén lớn, bên cạnh đó tải trọng động đất còn tạo ra lực xô ngang lớn cho công trình, vì thế các giải pháp đề xuất cho phần móng gồm:

- Các phương án móng cần phải được cân nhắc lựa chọn tuỳ thuộc tải trọng công trình, điều kiện thi công, chất lượng của từng phương án và điều kiện địa chất thuỷ văn của từng khu vực

 Chọn giải pháp kết cấu móng cho công trình:

- Chiều cao công trình lớn, tải trọng tác dụng lên móng là rất lớn Do đó phương án nền móng của công trình là móng cọc khoan nhồi.

LỰA CHỌN VẬT LIỆU CHO CÔNG TRÌNH

2.4.1 Yêu cầu về vật liệu

- Những yêu cầu về vật liệu cho công trình bao gồm:

+ Vật liệu xây dựng cần có cường độ cao, trọng lượng nhỏ, chống cháy tốt

+ Vật liệu có tính biến dạng cao: khả năng biến dạng cao có thể bổ sung cho tính năng chịu lực thấp

+ Vật liệu có tính thoái biến thấp: có tác dụng tốt khi chịu tác dụng của tải trọng lặp lại (động đất, gió bão)

+ Vật liệu có tính liền khối cao: có tác dụng trong trường hợp có tính chất lặp lại, không bị tách rời các bộ phận công trình

+ Vật liệu có giá thành hợp lý

- Nhà cao tầng thường có tải trọng rất lớn, nếu sử dụng các loại vật liệu trên tạo điều kiện giảm được đáng kể tải trọng cho công trình, kể cả tải trọng đứng cũng như tải trọng ngang do lực quán tính

Trong điều kiện hiện nay, vật liệu bê tông cốt thép (BTCT) hoặc thép là những lựa chọn phổ biến của các nhà thiết kế cho kết cấu của các tòa nhà cao tầng.

 Do đó sinh viên lựa chọn vật liệu cho công trình là bê tông cốt thép

2.4.2 Vật liệu và lớp bê tông bảo vệ

- Bê tông và cốt thép sử dụng cho công trình theo tiêu chuẩn TCVN 5574-2018 Các thông số kỹ thuật của vật liệu được tổng hợp bảng bên dưới

- Sử dụng bê tông B30 cho sàn, cầu thang, dần, cột ,vách và móng

Bảng 2.2: Bảng thông số vật liệu bê tông cho công trình

Bảng 2.3: Bảng thông số vật liệu thép cho công trình

Cấp độ bền B30 Giá trị Đơn Vị

Cường độ chịu nén tính toán Rb 17 MPa

Cường độ chịu kéo tính toán Rbt 1.15 MPa

Cường độ chịu nén tiêu chuẩn Rbn, Rb,ser 22 MPa

Cường độ chịu kéo tiêu chuẩn Rbt, Rbt,ser 1.75 MPa

Module đàn hồi Eb 32500 MPa

Cường độ chịu kéo tính toán Rs 350 MPa

Cường độ chịu nén tính toán Rsc 350 MPa

Cường độ chịu kéo tiêu chuẩn Rs,n 400 MPa

Cường độ chịu kéo thép ngang Rsw 280 MPa

Module đàn hồi Eb 200000 MPa

Cường độ chịu kéo tính toán Rs 210 MPa

Cường độ chịu nén tính toán Rsc 210 MPa

Cường độ chịu kéo tiêu chuẩn Rs,n 240 MPa

2.4.2.2 Lớp bê tông bảo vệ:

Theo TCVN 5574:2018 mục 10.3.1, lớp bê tông bảo vệ được lấy như bảng sau: Bảng 2.4: Lớp bê tông bảo vệ của cấu kiện

STT Tên cấu kiện Chiều dày lớp bê tông bảo vệ

2 Kết cấu có tiếp xúc với đất, có bê tông lót

2.4.3 Sơ bộ kích thước tiết diện

2.4.3.1 Sơ bộ chiều dày sàn

- Chiều dày sơ bộ sàn được tính theo công thức: s L h D

 m Trong đó: m = 30 ÷ 35 sàn 1 phương (l2 ≥ 2l1) m = 40 ÷ 50 sàn 2 phương (l2 < 2l1) m = 10 ÷ 15 bản công xôn

L : Nhịp theo phương cạnh ngắn D= 0.8 ÷ 1.4 phụ thuộc vào tải trọng Chọn ô sàn có kích thước lớn nhất (7.5m×9m) để chọn sơ bộ tiết diện

 Chọn chiều dày sàn sơ bộ hs 160  mm

2.4.3.2 Sơ bộ kích thước dầm

- Kích thước tiết dầm được xác định sơ bộ thông qua nhịp dầm (dựa theo công thức kinh nghiệm) sao cho đảm bảo thông thủy cần thiết trong chiều cao tầng, đủ khả năng

Kích thước dầm cho nhịp:

 Vậy kích thước dầm chính: 300x650 mm

- Tương tự ta sơ bộ cho dầm trục B’ có kích thước 300x400 mm

2.4.3.3 Sơ bộ kích thước cột

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

 N = nqS là tổng lực dọc tác dụng lên cột (n là số tầng bên trên cột, q là tải trọng phân bố trên 1m 2 sàn, S là diện tích truyền tải)

 q: là tải trọng tác dụng lên sàn

 Lấy theo kinh nghiệm : đối với chung cư q   10 15    kN m / 2 

 k là hệ số kể đến môment uốn (k = 1.1 đối với cột giữa, k = 1.2 đối với cột biên và k = 1.3 đối với cột góc)

 Rb = 17 MPa là cường độ chịu nén tính toán của bê tông B30

- Theo TCXD 198-1997 mục 3.2.2 tiết diện cột nên chọn sao cho tỉ số giữa chiều cao thông thủy của tầng và chiều cao tiết diện cột không lớn quá 25, chiều rộng tối thiểu của tiết diện không nhỏ hơn 220 mm

 Kết quả sơ bộ tiết diện cột

Bảng 2.5: Bảng sơ bộ tiết diện cột biên

Bảng 2.6: Bảng sơ bộ tiết diện cột giữa

Ac m 2 Cx mm Cy mm

2.4.3.4 Sơ bộ kích thước vách

- Theo TCXD 198-1997: Nhà cao tầng – Thiết kế kết cấu bê tông cốt thép toàn khối: + Phải bố trí ít nhất 3 vách cứng và không được gặp nhau tại 1 điểm

+ Nên thiết kế các vách giống nhau về độ cứng và kích thước hình học

Nên chia nhỏ diện tích chịu tải lớn thành nhiều vách nhỏ hơn có sức chịu tải tương đương nhau, sau đó bố trí chúng đều khắp bề mặt công trình.

+ Vách nên có chạy suốt từ móng đến mái và có độ cứng không đổi trên toàn bộ chiều cao của nó

+ Các lỗ cửa trên vách không được làm ảnh hưởng đáng kể đến sự làm việc của vách và cần có biện pháp cấu tạo tăng cường cho vùng xung quanh lỗ cửa

 Chiều dày vách được chọn sơ bộ theo công thức sau:

 ΣFv tổng diện tích mặt cắt ngang của vách và lõi cứng

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH

SƠ BỘ KÍCH THƯỚC

+ Sơ bộ chiều dày sàn “ Chương 2 ở mục 2.4.3.1”

+ Sơ bộ kích thước dầm “ Chương 2 ở mục 2.4.3.2”

Bảng 3.1: Kích thước cấu kiện ở Chương 2 mục 2.4.3

TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN SÀN

Tĩnh tải tác dụng lên sàn bao gồm trọng lượng bản thân bản BTCT, tức là trọng lượng của chính sàn bê tông cốt thép Bên cạnh đó, còn có trọng lượng của các lớp hoàn thiện như lớp láng, lớp ốp lát, cùng với trọng lượng của đường ống, thiết bị lắp đặt trên sàn Ngoài ra, nếu có tường xây trên sàn thì cũng cần tính đến trọng lượng của chúng vào tải trọng tĩnh.

Hình 3.2: Các lớp cấu tạo sàn

- Công thức tính tĩnh tải như sau:

( / ) tc tt tc g kN m g g n kN m

 : Trọng lượng riêng của vật liệu n: Hệ số tin cậy lấy theo TCVN 2737 : 2023

Bảng 3.2: Tĩnh tải tác dụng lên sàn tầng hầm

STT Các lớp cấu tạo sàn

Tải trọng tiêu chuẩn (kN/m 2 )

Tải trọng tính toán (kN/m 2 )

 Sàn sinh hoạt và sàn hành lang:

Bảng 3.3: Tĩnh tải tác dụng lên sàn sinh hoạt, sàn hành lang

Tổng tĩnh tải chưa kể trọng lượng bản thân 1.03 1.28 Tổng tĩnh tải đã kể đến trọng lượng bản thân 5.03 5.68

Bảng 3.4: Tĩnh tải tác dụng lên sàn vệ sinh

Bảng 3.5: Tĩnh tải tác dụng lên sàn sân thượng

Bảng 3.6: Tĩnh tải tác dụng lên sàn kỹ thuật

Tổng tĩnh tải đã kể đến trọng lượng bản thân 2.55 3.26 3.2.2 Hoạt tải

- Hoạt tải sử dụng được xác định tùy theo công năng sử dụng của từng ô sàn

- Hoạt tải tiêu chuẩn tra TCVN 2737 – 2023 mục 8.3.1 bảng Bảng 4

- Hệ số vượt tải TCVN 2737 – 2023 mục 8.3.5

Bảng 3.7: Hoạt tải tác dụng lên sàn

STT Công năng Tải trọng tiêu chuẩn (kN/m 2 )

Tải trọng tính toán (kN/m 2 )Phòng khách, phòng ngủ, phòng

STT Công năng Tải trọng tiêu chuẩn (kN/m 2 )

Sảnh thương mại Sảnh thương mại, Sảnh chung cư , phòng sinh hoạt cộng đồng

4 Phòng kỹ thuật, lô gia 2 1.3 2.6

3.2.3.1 Tải tường xây tác dụng lên sàn

- Trọng lượng tường ngăn được tính toán và gán bằng dầm None trực tiếp lên các ô sàn

- Công thức tính tải tường tác dụng lên dầm None: tc , tt tc t t t t t t g     b h  g g n Trong đó:

+ n: là hệ số độ tin cậy, lấy bằng 1.1

+  t : là trọng lượng riêng của tường lấy  t  18  kN m / 2 

3.2.3.2 Tải tường xây tác dụng lên dầm

- Công thức tính tải tường tác dụng lên dầm: tc , tt tc t t t t t t g    b h g g n Trong đó:

+ n: là hệ số độ tin cậy, lấy bằng 1.1

+  t : là trọng lượng riêng của tường  t  18  kN m / 2 

PHÂN TÍCH TÍNH TOÁN

- Để phản ánh ứng xử của sàn ta sử dụng phần mềm SAFE để tính toán Chia sàn thành nhiều dải theo phương X và phương Y, phân tích lấy nội lực sàn theo dải

- Dưới tác động của tải trọng ngang, nội lực xuất hiện trong sàn không đáng kể, nội lực trong sàn xuất hiện chủ yếu do tải trọng đứng Vậy khi tính toán sàn không nhất thiết phải tính đến ảnh hưởng của tải trọng ngang mà chỉ xét các trường hợp tải trọng đứng

- Tiến hành lên mô hình bằng phần mền SAFE 12.3 để tính toán sàn

Hình 3.3: Mô hình sàn trong SAFE

Hình 3.4: Tĩnh tải các lớp hoàn thiện tác dụng lên sàn

Hình 3.5: Tĩnh tải tường xây tác dụng lên dầm và sàn

Hình 3.6: Hoạt tải tác dụng lên sàn

Hình 3.7: Chia dãy Strip theo phương X

Hình 3.8: Chia dãy Strip theo phương Y

Hình 3.11: Mặt bằng phân chia ô sàn 3.3.2 Tính toán cốt thép

- Tính toán minh hoạ cho ô sàn 1 kích thước b h 1000 160 mm

- Tính toán hệ số  m và  :

- Chiều cao vùng nén tương đối:

- Kiểm tra hàm lượng cốt thép:

Vậy   max  min Thỏa mãn

- Tính toán tương tự cho các ô sàn còn lại Kết quả tính và bố trí thép sàn được trình bày trong bảng bên dưới:

Bảng 3.8: Tính toán thép sàn

As,tinh toán Chọn Thép As, chọn μ mm mm mm kNm cm 2 Φ a cm 2 %

Gối CSB4 160 1000 135 -30.8 0.10 0.10 6.88 12 140 8.08 0.51 Nhịp CSB4 160 1000 135 23.2 0.07 0.08 5.11 12 200 5.65 0.38 Gối CSB2 160 1000 135 -31.7 0.10 0.11 7.10 12 140 8.08 0.53

Gối CSA33 160 1000 135 -33.2 0.11 0.11 7.45 12 140 8.08 0.55 Nhịp CSA34 160 1000 135 24.4 0.08 0.08 5.39 12 200 5.65 0.40 Gối CSA39 160 1000 135 -34.5 0.11 0.12 7.75 12 140 8.08 0.57

Nhịp CSA5 160 1000 135 17.9 0.06 0.06 3.90 10 200 3.93 0.29 Phương Y Gối CSB4 160 1000 135 -16.6 0.05 0.06 3.62 10 200 3.93 0.27

Gối CSB31 160 1000 135 8.1 0.03 0.03 1.74 10 200 3.93 0.13 Nhịp CSB28 160 1000 135 3.4 0.01 0.01 1.35 10 200 3.93 0.10 Gối CSB28 160 1000 135 -27.0 0.09 0.09 5.99 12 140 8.08 0.44

Gối CSA34 160 1000 135 -11.9 0.04 0.04 2.57 10 200 3.93 0.19 Nhịp CSA38 160 1000 135 5.5 0.02 0.02 1.35 10 200 3.93 0.10 Gối CSA37 160 1000 135 -6.8 0.02 0.02 1.45 10 200 3.93 0.11 Phương Y Gối CSB37 160 1000 135 -15.2 0.05 0.05 3.29 10 200 3.93 0.24

Gối CSA30 160 1000 135 -17.1 0.06 0.06 3.73 10 200 3.93 0.28 Nhịp CSA30 160 1000 135 3.4 0.01 0.01 1.35 10 200 3.93 0.10 Gối CSA30 160 1000 135 -11.9 0.04 0.04 2.57 10 200 3.93 0.19

Gối CSA8 160 1000 135 -33.2 0.11 0.11 7.44 12 140 8.08 0.55 Nhịp CSA9 160 1000 135 24.4 0.08 0.08 5.38 12 200 5.65 0.40 Gối CSA7 160 1000 135 -33.2 0.11 0.11 7.44 12 140 8.08 0.55 Phương Y Gối CSB37 160 1000 135 -32.8 0.11 0.11 7.36 12 140 8.08 0.55

3.3.3 Kiểm tra trạng thái giới hạn II

3.3.3.1 Kiểm tra độ võng ngắn hạn

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

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

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

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

 Từ (1) và (2) f  12.17   mm <   f = 36.73   mm (Thỏa điều kiện độ võng) 3.3.3.2 Kiểm tra độ võng và nứt sàn dài hạn

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

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

- Với vùng xây dựng công trình là TP.HCM độ ẩm tương đối của môi trường ở mức trên 75% ta có:

- Hệ số từ biến  b cr , 1.6

- Hệ số biến dạng tương đối của bê tông:  b red 1, 0.00324

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

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

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

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

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

Hình 3.17: Độ võng dài hạn của sàn

- Độ võng lớn nhất từ phần mềm SAFE : f  31.18   mm (1)

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

 Từ (1) và (2) f  31.18   mm <   f = 36.73   mm (Thỏa điều kiện độ võng)

- Chiều rộng của vết nứt giới hạn cho phép:

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

Hình 3.18: Khai báo vết nứt ngắn hạn

- Tương tự ta khai báo vết nứt dài hạn cho sàn

Hình 3.19: Khai báo vết nứt dài hạn

Hình 3.20: Vết nứt ngắn hạn

 Vết nứt ngắn hạn:acrc 0.238  mm < a crc u , = 0.4   mm (Thỏa) (TCVN 5574:2018 Bảng 17)

Hình 3.21: Vết nứt dài hạn

 Vết nứt dài hạn :acrc 0.173  mm < a crc u , = 0.3   mm (Thỏa) (TCVN 5574:2018 Bảng 17)

TÍNH TOÁN CẦU THANG ĐIỂN HÌNH

SƠ BỘ KÍCH THƯỚC

4.1.1 Kích thước cầu thang bộ

Chọn cầu thang tầng điển hình là cầu thang hai vế dạng bản, chiều cao tầng là 3,4 m để thiết kế Các cầu thang còn lại có kiến trúc và kết cấu tương tự cầu thang tầng điển hình này.

- Cầu thang tổng cộng có 21 bậc, mỗi vế cao 1.7(m)

 Chiều cao mỗi bậc: hb 155 mm

 Bề rộng mỗi bậc: lb 300  mm

-Góc nghiêng của cầu thang:

- Chiều dày bản thang được chọn sơ bộ theo công thức:

 Với L 0b là nhịp tính toán của bản thang: L0 b 6700 mm

Bảng 4.1: Bảng tổng hợp thông số cầu thang

Kích thước Giá trị Đơn vị

Chiều dày bản thang 140 mm

Chiều cao bậc thang 155 mm

Bề rộng bậc thang 300 mm Độ dốc 27.32 0 Độ

Hình 4.1: Mặt bằng cầu thang tầng điển hình 4.2 TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN CẦU THANG

- Tĩnh tải bao gồm trọng lượng bản thân và các lớp cấu tạo:

Bảng 4.2: Tĩnh tải cấu tạo lên chiếu nghĩ

- Chiều dày tương đương của lớp đá hoa cương:

- Chiều dày tương đương của lớp vữa:

- Chiều dày tương đương của bậc thang:

Bảng 4.3: Tĩnh tải cấu tạo nên bản thang nghiêng

Chiều dày tương đương (mm)

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

- Theo TCVN 2737:2023 bảng 4, hoạt tải ngắn hạn tác dụng lên cầu thang là:

3 / ptc  kN m và hệ số vượt tải n = 1.3 với các hoạt tải có giá trị  2  kN m / 2 

- Hoạt tải đối với bản chiếu nghỉ:

1 tc tc 3 / , 1 tt tc 3 1.3 3.9 / p  p  kN m p  p   n  kN m

- Hoạt tải đối với bản thang nghiêng:

2 cos 3 0.884 2.67 / , 2 2 2.67 1.3 3.47 / tc tc tt tc p  p      kN m p  p  n   kN m

Bảng 4.4: Tổ hợp tải trọng

STT COMB TLBT CTS HT

MÔ HÌNH TÍNH TOÁN BẢN THANG

4.3.1 Phân tích và tính toán nội lực

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

- Xét 1 dãy bề rộng 1m để tính toán:

Hình 4.3: Sơ đồ tính cầu thang

Hình 4.4: Tĩnh tải tác dụng lên cầu thang

Hình 4.5: Hoạt tải tác dụng lên cầu thang

Hình 4.6: Biểu đồ moment cầu thang

Hình 4.7: Chuyển vị cầu thang

 Từ (1) và (2) f  17.133   mm <   f = 33.17   mm (Thỏa điều kiện độ võng) 4.3.2 Tính toán cốt thép cho cầu thang

- Từ mô hình ETABS sau khi chạy xuất kết quả nội lực như sau:

- Tính toán cầu thang tiết diện: b h   1000 170    mm

- Tính toán hệ số  m và  và tính diện tích cốt thép:

Vậy   max  min  Thỏa mãn

Bảng 4.5: Tính toán thép cầu thang

Asc μ kN.m mm mm mm cm 2 cm 2

PHÂN TÍCH KẾT CẤU KHUNG

TẢI TRỌNG TÁC ĐỘNG

- Tĩnh tải tác dụng lên sàn bao gồm trọng lượng bản thân bản BTCT, trọng lượng các lớp hoàn thiện, đường ống thiết bị và trọng lượng tường xây trên sàn

+ Tĩnh tải bản thân bản và trọng lượng các lớp hoàn thiện đã được tính toán “ Chương 3 mục 3.2.1”

+ Tĩnh tải tường xây đã được tính toán “ Chương 3 mục 3.2.3”

- Hoạt tải sử dụng được xác định tùy theo công năng sử dụng của từng ô sàn “ Chương

- Phần mềm sử dụng mô hình khung ETABS 18.1.1

- Tải gió tính toán theo TCVN 2737:2023 Cần mô hình kết cấu khung để có được tần số dùng để tính toán gió

- Khi khai báo tổ hợp cần lấy toàn bộ tĩnh tải và một phần của hoạt tải

- Theo mục 8.3.3 , Giá trị tiêu chuẩn giảm, của các tải trọng tạm thời ngắn hạn phân bố đều nêu trong Bảng 4 (trừ các khu vực B5 và H) nhân với hệ số giảm  0.35 (cho nhà ở)

- Theo mục 8.5.4, Giá trị tiêu chuẩn giảm của các tải trọng tạm thời ngắn hạn phân bố đều nêu trong Bảng 5 nhân với hệ số giảm  0.35 cho khu vực G (cho phương tiện)

Hình 5.1: Mô hình khung trong ETABS

Hình 5.2: Khai báo hệ số Mass Source tính gió

Hình 5.3: Kết quả chu kỳ và tần số dao động của công trình Bảng 5.1: Kết quả tính toán phương dao động của công trình

(Hz) Ux Uy SumUx SumUy Rz

- Tải trọng gió tính toán theo TCVN 2737:2023 được tính theo công thức sau:

+ W 3 ,10 s : là áp lực gió 3s ứng với chu kỳ lặp 10 năm: W 3 ,10 s  T W 0

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

 W 0 : là áp lực gió cơ sở Công trình ở quận Gò Vấp , nên vùng áp lực gió là II

+ k z  e : Là hệ số kể đến sự thay đổi áp lực gió theo độ cao và dạng địa hình tại độ cao tương đương z e

 Công trình thuộc dạng địa hình C nên tra bảng 8 TCVN 2737:2023 ta được các hệ số:

 z e : được xác định theo mục 10.2.4 TCVN 2737:2023, z e không lấy nhỏ hơn zmin

 Công trình tính toán thuộc vào trường hợp khi: b h 2b

+ c: là hệ số khí động Xác định theo phụ lục F.4 tại mục F.4.1 TCVN 2737:2023 ( Áp dụng cho công trình mặt bàng hình chữ nhật )

- Tính toán hệ số khí động cho phương X :

 Xác định giá trị: e  min ;2  b h 

 b: cạnh vuông góc với hướng gió : b  35.9   m

 h: là chiều cao của nhà :h54.9( )m

 d : là chiều sâu của nhà :d 30( )m

Hình 5.5: Hệ số khí động theo vùng

 Xét evà d để xác định hệ số khí động theo vùng e  35.9   m   d 30   m

 Xét tỉ số h d/ và tra bảng F.4 TCVN 2737:2023 hệ số ccho tường thẳng đứng mặt bằng hình chữ nhật các giá trị ctrung gian dùng nội suy tuyến tính Bảng 5.2: Bảng hệ số khí động theo vùng

- Tính toán hệ số khí động cho phương Y :

Hình 5.6: Phương tính toán gió cho công trình

 Xác định giá trị: e  min ;2  b h 

 b: cạnh vuông góc với hướng gió : b  30   m

 h: là chiều cao của nhà :h54.9( )m

 d : là chiều sâu của nhà :d 35.9( )m

Bảng 5.3: Bảng hệ số khí động theo vùng

Vậy hệ số khí động theo phương Y: c y 0.8 0.5265 1.326 

+ G f : Là hệ số hiệu ứng giật, công thức tính toán hệ số giật khi :  T  1 s 

 Công trình thuộc dạng địa hình C nên tra bảng 10 TCVN 2737:2023: Bảng 5.4: Giá trị hệ số phụ thuộc vào địa hình C

- Trong đó: I z  s : là độ rối ở độ cao tương đương z s , xác định theo công thức:

 c r : là hệ số, phụ thuộc vào các dạng địa hình khác nhau

 z s : là độ cao tương đương công trình: z s 0.6h0.6 54.9 32.94 

 g Q : là hệ số đỉnh cho thành phần xung của gió, lấy bằng 3.4

 g V : là hệ số đỉnh cho thành phần phản ứng của gió, lấy bằng 3.4

 g R : là hệ số đỉnh cho thành phần cộng hưởng của gió, được xác định theo công thức:

 n 1 : là tần số dao động riêng cơ bản thứ nhất, lấy trong mô hình ETABS:

 Q: là hệ số kể đến thành phần phản ứng nền của kết cấu chịu tải trọng gió, xác định theo công thức:

 L z  s :là thang nguyên kích thước xoáy (chiều dài rối) tại độ cao tương đương z s xác định theo công thức:

 R: là hệ số phản ứng cộng hưởng, được xác định theo công thức:

 : là độ cản cho kết cấu bê tông:  0.02

 V z  s 3600 ,50 s :là vận tốc gió trung bình trong khoảng thời gian 3

600 s ứng với chu kỳ lặp 50 năm, tại độ cao tương đương z s , được xác định theo công thức:

V :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: V3 ,50 s 44m s/ 

 R R R h , , b d :là các hàm số dẫn suất khí động, được xác định theo các công thức:

- Ta tính tương tự cho bề rộng đón gió phương Y, G f 0.869

Bảng 5.5: Tải trọng gió ứng với từng độ cao

Cao độ tầng (m) Độ cao tương đương

Hệ số k Bề rộng đón gió B(m)

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

Tầng Thượng 3.4 54.90 54.9 54.9 1.169 1.169 35.9 30 1.7 66.74 55.64 140.15 116.84 Tầng 16 3.4 51.50 54.9 54.9 1.169 1.169 35.9 30 3.4 133.47 111.28 280.29 233.68 Tầng 15 3.4 48.10 54.9 54.9 1.169 1.169 35.9 30 3.4 133.47 111.28 280.29 233.68 Tầng 14 3.4 44.70 54.9 54.9 1.169 1.169 35.9 30 3.4 133.47 111.28 280.29 233.68 Tầng 13 3.4 41.30 54.9 54.9 1.169 1.169 35.9 30 3.4 133.47 111.28 280.29 233.68 Tầng 12 3.4 37.90 54.9 54.9 1.169 1.169 35.9 30 3.4 133.47 111.28 280.29 233.68 Tầng 11 3.4 34.50 35.9 54.9 1.036 1.169 35.9 30 3.4 118.22 111.28 248.26 233.68 Tầng 10 3.4 31.10 35.9 54.9 1.036 1.169 35.9 30 3.4 118.22 111.28 248.26 233.68 Tầng 9 3.4 27.70 35.9 30 1.036 0.984 35.9 30 3.4 118.22 93.63 248.26 196.62 Tầng 8 3.4 24.30 35.9 30 1.036 0.984 35.9 30 3.4 118.22 93.63 248.26 196.62 Tầng 7 3.4 20.90 35.9 30 1.036 0.984 35.9 30 3.4 118.22 93.63 248.26 196.62 Tầng 6 3.4 17.50 35.9 30 1.036 0.984 35.9 30 3.4 118.22 93.63 248.26 196.62

- Tải trọng động đất tác dụng lên công trình được tính toán theo TCVN 9386:2012 5.1.4.1 Phương pháp tính toán

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

 Phương pháp tĩnh lực ngang tương đương:

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

 Chu kỳ dao động riêng thứ nhất thoả mãn:T12 s

 Công trình thoả mãn những tiêu chí đều đặn về mặt đứng qui định trong TCVN 9386:2012 mục 4.2.3.3

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

 Phương pháp phổ phản ứng

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

- Phương pháp phổ phản ứng phải xét tới tất cả các dạng dao động góp phần đáng kể vào phản ứng tổng thể của công trình và phải thỏa mãn những yêu cầu sau:

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

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

 Công trình HEIMDALL APARTMENT có công trình không đều đặn theo mặt đứng nên ta chọn phương pháp phổ phản ứng để tính toán

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

 Sinh viên lựa chọn tính toán động đất tự động bằng phần mềm ETABS

 Bước 1: Xác định các thông số đầu vào:

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

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

- Mục 3.2.1 TCVN 9386:2012, theo giá trị gia tốc nền thiết kế chia thành 3 trường hợp:

 Động đất mạnh a g 0.08g, tính toán và cấu tạo kháng chấn

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

 Động đất rất yếu: a g 0.04g,không cần thiết kế kháng chấn

 Công trình HEIMDALL APARTMENT tại quận GòVấp,TP.HCM: 0.0832 agR  g

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

- Công trình HEIMDALL APARTMENT có giá trị SPT trung bình ở 30m đầu tiên từ mặt đất tự nhiên từ 15-50  Đất loại C

- Hệ số tầm quang trọng của công trình được xác định theo phụ lục E TCVN 9386:2012 công trình HEIMDALL APARTMENT thuộc cấp 2  I 1

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

Theo mục 5.2.2.2 và bảng 5.1 TCVN 9386:2012, công thức xác định hệ số ứng xử đối với các tác động động đất theo phương nằm ngang như sau:

 q 0 : Giá trị cơ bản của hệ số ứng xử, phụ thuộc vào loại kết cấu và tính đều đặn của nó theo mặt đứng Tra bảng 5.1 TCVN 9386:2012 cho hệ có sự đều đặn theo mặt đứng kết cấu

 k w : Hệ số phản ánh dạng phá hoại phổ biến trong hệ kết cấu có tường

- Kết cấu công trình là hệ khung, hệ hỗn hợp, : q 0 3  u / 1 :

+  u / 1 1.3: Khung nhiều tầng nhiều nhịp

+ Theo mục 5.2.2.2(3) nhà không đều đặn theo mặt đứng giá trị q 0 giảm xuống 20%

- k w 1 do hệ khung và kết cấu hỗn hợp tương đương khung

Vậy hệ số ứng sử q q  0 k w 3.12 1 3.12 

Bảng 5.6: Thông số đầu vào của động đất

Phân tích phổ phản ứng dao động Chú thích

Gia tốc nến tham chiếu agR 0.0832g

Hệ số tầm quang trọng  I 1 TCVN 9386:2012,

Phụ lục E Gia tốc nền thiết kế a g  I gR a 0.0832g

Phân tích phổ phản ứng dao động Chú thích

Hệ kết cấu kháng chấn Hệ kết cấu khung

 Bước 2 : Khai hệ số Mass Source:

Hình 5.8: Khai báo hệ số Mass Source tính toán động đất

- Các hệ số trong tổ hợp tính toán:

 : mục 4.2.4 bảng 4.2, các tầng được sử dụng đồng thời   0.8

1TLBT + 1HOANTHIEN + 1TUONGXAY + 1TAIDAT + 0.24HT1 + 0.24HT2 + 0HT3 + 0.48HT4 + 0HT5 + 0.24HT6 + 0.64HT7

 Khai báo phổ phản ứng tự động vào phần mền ETABS:

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

Hình 5.9: Khai báo tiêu chuẩn thiết kế

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

- Ground Type : Nhập loại đất nền

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

Hình 5.10: Khai báo phổ phản ứng

- Chọn Convert to User Defined → OK

Hình 5.11: Phổ tự động ETABS 5.1.5 Tổ hợp tải trọng

5.1.5.1 Các trường hợp tải trọng

Bảng 5.7: Các trường hợp tải trọng

STT Kí hiệu Loại tải trọng Tải trọng

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

2 HOANTHIEN Thường xuyên Trọng lượng bản thân của lớp hoàn thiện

3 TUONGXAY Thường xuyên Tải trọng tường xây

4 TAIDAT Thường xuyên Áp lực đất

5 HT1 Ngắn hạn Hoạt tải khu vực nhà ở

STT Kí hiệu Loại tải trọng Tải trọng

6 HT2 Ngắn hạn Hoạt tải khu vực giao thông phương tiện

7 HT3 Ngắn hạn Hoạt tải mái không sử dụng

8 HT4 Ngắn hạn Hoạt tải khu vực thương mại

9 HT5 Dài hạn Hoạt tải bể nước mái

10 HT6 Ngắn hạn Hoạt tải cầu thang

11 HT7 Dài hạn Hoạt tải kho lưu trữ

12 WX Ngắn hạn Gió theo phương X

13 WY Ngắn hạn Gió theo phương Y

14 EX Đặt biệt Động đất theo phương X

15 EY Đặt biệt Động đất theo phương Y

Bảng 5.8: Khai báo trường hợp tải trong Load Cases

STT Kí hiệu Các loại tải trọng Tải trọng

+1TUONGXAY + 1TAIDAT Tĩnh tải tiêu chuẩn

3 HTNH-TT 1.3HT1 + 1.2HT2 + 1.3HT3

Hoạt tải ngắn hạn tính toán

4 HTNH-TC 1HT1 + 1HT2 + 1HT3

Hoạt tải ngắn hạn tiêu chuẩn

5 HTDH-TT 1HT5+1.3HT7 Hoạt tải dài hạn tính toán

6 HTDH-TC 1HT5+1HT7 Hoạt tải dài hạn tiêu chuẩn

7 GX- TT 2.1WX Gió tính toán theo phương X

8 GY- TT 2.1WY Gió tính toán theo phương Y

STT Kí hiệu Các loại tải trọng Tải trọng

TC 1HT5+0.8HT7 Hệ số giảm tải động đất tải trọng dài hạn

0.3HT1 + 0.3HT2 + 0HT3 +0.6HT4 + 0.3HT6

Hệ số giảm của tải động đất tải trọng ngắn hạn

13 HTNH-TC 0.35HT1 + 0.35HT2 + 0HT3

Hệ số giảm hoạt tải của tải trọng ngắn hạn 5.1.5.2 Tổ hợp tải trọng

Bảng 5.9: Bảng tổ hợp cơ bản TTGH I

Tổ hợp cơ bản TTGH I STT COMB TT

Bảng 5.10: Bảng tổ hợp động đất TTGH I

Tổ hợp động đất TTGH I

Bảng 5.11: Bảng tổ hợp tải trọng TTGH II

Tổ hợp cơ bản TTGH II

Bảng 5.12: Combo Bao cho các trạng thái giới hạn

1 CBBAO-TT ENV(CB1-TT, CB2-TT, ,CB17-

DD) Combo Bao TTGH II

1 CBBAO-TC-NH ENV(CB1-TC, CB2-TC, ,CB13-

2 CBBAO-TC-DH CB14-TC

KIỂM TRA ỔN ĐỊNH TỔNG THỂ CÔNG TRÌNH

5.2.1 Kiểm tra chuyển vị đỉnh

- Theo bảng M.4 TCVN 5574-2018 quy định: Chuyển vị ngang tương đối giữa các tầng do gió phải thoã mãn điều kiện sau:

 f : Chuyển vị theo phương ngang tại đỉnh công trình

- Kết quả chuyển vị ngang tại đỉnh công trình được xuất ra từ phần mềm ETABS như sau:  Display  Table  Joint Output : Joint Displacement

- Kiểm tra đối với những tổ hợp tải trọng tiêu chuẩn có tác dụng của tải trọng gió: CB2-TC, CB3-TC, CB4-TC, CB5-TC

Bảng 5.13: Kết quả chuyển vị đỉnh công trình

Chuyển vị lớn nhất (mm)

Chuyển vị giới hạn (mm)

5.2.2 Kiển tra gia tốc đỉnh

- Theo TCXD 198:1997 mục 2.6.3, theo yêu cầu sử dụng thì 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: y    Y

   Y :Giá trị cho phép của gia tốc, lấy bằng 150  mm s / 2 

 y : Giá trị tính toán của gia tốc cực đại dưới tác dụng của gió, được xác định theo công thức:

 F: Lực gió tại đỉnh công trình (N)

 m:Khối lượng của tầng cao nhất   kg

- Kết quả lực gió đã được tính toán ở mục 5.1.3 ,khối lượng tầng được lấy từ phần mềm ETABS

Bảng 5.14: Kết quả gia tốc đỉnh của công trình

Vậy gia tốc đỉnh nằm trong giới hạn cho phép

5.2.3 Kiểm tra chuyển vị lệch tầng

5.2.3.1 Chuyển vị lệch tầng do gió:

- Theo TCVN 5574:2018 bảng M.4, chuyển vị giới hạn theo phương ngang fu theo

 d c : Chuyển vị tại tầng thứ i (mm)

- Kết quả Drifts tại các tầng được xuất ra từ phần mềm ETABS theo phương X và Y tương ứng:: Display  Table  Joint Output : Diaphragm Max Over Avg Drifts

- Kiểm tra đối với những tổ hợp tải trọng tiêu chuẩn có tác dụng của tải trọng gió: CB2-TC, CB3-TC, CB4-TC, CB5-TC

Bảng 5.15: Kết quả chuyển vị lệch tầng do gió phương X

Tầng Drifts Giới hạn cho phép Kết luận

Bảng 5.16: Kết quả chuyển vị lệch tầng do gió phương Y

Vậy chuyển vị lệch tầng do gió nằm trong giới hạn cho phép

5.2.3.2 Chuyển vị lệch tầng do động đất

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

 d r : là chuyển vị ngang thiết kế tương đối giữa các tầng được xác định theo mục 4.3.4 theo công thức : s r d c d d q d Với:

 q d : là hệ số ứng xử chuyển vị, giả thiết q d  q 3.12 trừ phi có quy định khác;

 d r : là chuyển vị của cùng điểm đó của hệ kết cấu được xác định bằng phân tích trên phổ phản ứng thiết kế

- Từ đó ta có điều kiện kiểm tra:

- Trong đó Drifts xuất từ ETABS với tải trọng động đất theo phương X và Y tương ứng: Display  Table  Joint Output : Diaphragm Max Over Avg Drifts

- Kiểm tra đối với những tổ hợp tải có tác dụng của tải động đất: CB14-DD, CB15-

DD, CB16-DD, CB17-DD

Bảng 5.17: Kết quả chuyển vị lệch tầng do động đất phương X

Bảng 5.18: Kết quả chuyển vị lệch tầng do động đất phương Y

Vậy chuyển vị lệch tầng do động đất nằm trong giới hạn cho phép

5.2.4 Kiểm tra hiệu ứng P- delta

- Theo mục 4.4.2.2 của TCVN 9386:2012, không cần xét đến hiệu ứng bậc 2 P -  nếu tại tất cả các tầng thỏa mãn điều kiện: tot r tot

 P tot : Tổng tải trọng tường tại tầng đang xét và các tầng bên trên nó khi thiết kế chịu động đất lấy từ ETABS với tổ hợp CB1-TC

 d r : là chuyển vị của cùng điểm đó của hệ kết cấu được xác định bằng phân tích trên phổ phản ứng thiết kế

 V tot : là tổng lực cắt tầng do động đất gây ra

Vtot được lấy theo tổ hợp :VTOT-X X + 0.3EY, VTOT-Y = 0.3EX + 1EY

 : Hệ số độ nhạy của chuyển vị ngang tương đối giữa các tầng

 0.1  0.2: Có thể lấy gần đúng các hiệu ứng bậc hai bằng cách nhân các hệ quả tác động động đất cần xét với một hệ số bằng 1

  0.3: Thiết kế lại phương án kết cấu

- Trong đó Drifts xuất từ ETABS với tải trọng động đất theo phương X và Y tương ứng: Display  Table  Joint Output : Displacement StoryDrifts

- Kiểm tra đối với những tổ hợp tải có tác dụng của tải động đất: VTOT-X, VTOT-Y Bảng 5.19: Kết quả kiểm tra hiệu ứng P-delta theo phương X

Tầng Drifts q Ptot (kN) Vtot (kN)  Kết luận Tầng Thượng 0.000058 3.12 28370.32 157.2088 0.033 Thỏa

Tầng Drifts q Ptot (kN) Vtot (kN)  Kết luận

Tầng 15 0.000061 3.12 74961.56 369.8557 0.039 Thỏa Tầng 14 0.000061 3.12 98268.26 430.9089 0.043 Thỏa Tầng 13 0.000062 3.12 121575 472.3806 0.050 Thỏa Tầng 12 0.000062 3.12 145016.3 503.9527 0.056 Thỏa Tầng 11 0.000061 3.12 168457.7 533.4768 0.060 Thỏa Tầng 10 0.00006 3.12 191899.1 565.295 0.064 Thỏa Tầng 9 0.000059 3.12 215461.3 601.1318 0.066 Thỏa Tầng 8 0.000057 3.12 239023.6 641.5017 0.066 Thỏa Tầng 7 0.000054 3.12 262585.8 686.3639 0.064 Thỏa Tầng 6 0.00005 3.12 286465.1 735.1421 0.061 Thỏa Tầng 5 0.000046 3.12 310344.3 784.9883 0.057 Thỏa Tầng 4 0.00004 3.12 334223.6 830.2622 0.050 Thỏa Tầng 3 0.000033 3.12 358591.1 865.3809 0.043 Thỏa Tầng 2 0.000025 3.12 383980.7 886.1795 0.034 Thỏa Tầng Trệt 0.000007 3.12 432351.4 891.5026 0.011 Thỏa Bảng 5.20: Kết quả hiệu ứng P-delta theo phương Y

Tầng Thượng 0.000057 3.12 28370.32 158.8966 0.032 Thỏa Tầng 16 0.000058 3.12 51654.87 280.795 0.033 Thỏa Tầng 15 0.000059 3.12 74961.56 367.8381 0.038 Thỏa Tầng 14 0.00006 3.12 98268.26 428.3814 0.043 Thỏa

Tầng 9 0.000059 3.12 215461.3 599.9452 0.066 Thỏa Tầng 8 0.000057 3.12 239023.6 640.4669 0.066 Thỏa Tầng 7 0.000055 3.12 262585.8 685.6602 0.066 Thỏa Tầng 6 0.000051 3.12 286465.1 733.1722 0.062 Thỏa Tầng 5 0.000047 3.12 310344.3 780.5486 0.058 Thỏa Tầng 4 0.000041 3.12 334223.6 824.0842 0.052 Thỏa Tầng 3 0.000034 3.12 358591.1 859.0451 0.044 Thỏa Tầng 2 0.000025 3.12 383980.7 880.2933 0.034 Thỏa Tầng Trệt 0.000006 3.12 432351.4 885.7025 0.009 Thỏa 5.2.5 Kiểm tra điều kiện ổn định chống lật

- Theo TCVN 198-1997, nhà cao tầng bê tông cốt thép có tỷ lệ chiều cao chia chiều rộng lớn hơn 5 thì phải kiểm tra khả năng chống lật của công trình

- Công trình có chiều cao 58.2m ,bề rộng 30m: 58.2 1.94 5

Vậy không cần kiểm tra điều kiện ổn định chống lật cho công trình.

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ DẦM ĐIỂN HÌNH

PHÂN TÍCH TÍNH TOÁN

- Chọn dầm tầng điển hình tầng 3 để tính toán

Hình 6.1: Mặt bằng bố trí dầm tầng điển hình trong ETABS

Hình 6.2: Biểu đồ bao moment dầm tầng điển hình

 Kết quả tính toán thép dọc được lấy như sau:

- Xuất nội lực dầm từ ETABS: Display → Show tables → Element Output : Element Force – Beams

- Các tiết diện dầm được xuất từ ETABS: Display → Show tables → Frame Assignments : Section Properties

- Sử dụng tổ hợp tải CBBAO-TT để tính toán thép dầm

Bảng 6.1: Tên dầm từ ETABS

B1,B2,B3,B4,B5 B6,B7,B8,B9,B10 B11,B12 B47 B48 B13,B14,B15,B16,B17 B18,B19,B20,B21,B22 6.2 TÍNH TOÁN THÉP DẦM TẦNG ĐIỂN HÌNH

- Chọn dầm B10 kích thước dầm 300x650mm để tính toán

Hình 6.3: Biểu đồ lực cắt và Moment dầm B10

- Tính toán dầm có tiết diện b h 300 650 mm

- Cốt thép dầm sử dụng loại CB400-V có  R 0.533 và  R 0.391

- Bê tông sử dụng B30 R b 17(MPa)

- Tính toán hệ số  m và  :

- Tính diện tích cốt thép:

 Chọn bố trớ thộp: 3ỉ25+3ỉ25 : A s ch ,  2945  mm 2 

Vậy  min 0.1% tt 1.6% max 2.59% Thỏa mãn

- Tính toán tương tự cho các dầm còn lại Kết quả tính toán và bố trí thép dầm tầng điển hình được trình bày ở bảng bên dưới

Bảng 6.3: Bảng tính toán thép dầm

Gối dưới 451 300 650 65 585 0.26 0.30 25.99 1.48 3 Ф 25 + 3 Ф 25 29.5 Nhịp 339 300 650 65 585 0.19 0.22 18.59 1.06 3 Ф 25 + 2 Ф 25 24.5 Gối trên 401 300 650 65 585 0.23 0.26 22.54 1.28 3 Ф 25 + 3 Ф 25 29.5 B12

- Kiểm tra điều kiện để bê tông giữa các vết nứt xiên không bị ép vỡ do ứng suất chính:

 Q: Lực cắt trong tiết diện thẳng góc của cấu kiện

  b 1 : Hệ số kể đến ảnh hưởng của đặc điểm trạng thái ứng suất của bê tông trong dải nghiêng, lấy  b 1 0.3

- Tính toán cấu kiện chịu uốn theo tiết diện nghiêng được tiến hành theo điều kiện sau: b sw

 Q: Lực cắt trên tiết diện nghiêng với chiều dài hình chiếu C lên trục dọc cấu kiện, được xác định do tất cả các ngoại lực nằm ở một phía của tiết diện nghiêng đang xét Cần kể đến tác dụng nguy hiểm nhất của tải trọng

 Q b : Lực cắt chịu bởi bê tông trong tiết diện nghiêng, được xác định theo công

  b 2 : Hệ số ảnh hưởng của cốt thép dọc, lực bám dính và đặc điểm trạng thái ứng suất của bê tông nằm phía trên vết nứt xiên, lấy bằng  b 2 1.5

 C: Chiều dài hình chiếu của tiết diện nghiêng lên trục cấu kiện được khống chế trong khoảng: 0.6h 0  C 3h 0

- Lực cắt chịu bởi cốt thép ngang trong tiết diện nghiêng theo công thức sau: sw sw sw

  sw : Hệ số kể đến sự suy giảm nội lực dọc theo chiều dài hình chiếu của tiết diện nghiêng C, sw 0.75

 q sw : Lực trong cốt thép ngang trên một đơn vị chiều dài cấu kiện xác định theo công thức (5)

 C: Chiều dài hình chiếu của tiết diện nghiêng được khống chế trong khoảng

- Từ công thức (2), (3) và (4), ta có khả năng chịu cắt của thép đai và bê tông:

- Cho đạo hàm công thức trên bằng 0 để tìm giá trị cực trị, ta được chiều dài hình chiếu tiết diện nghiêng tại cực trị là:

 Vậy khả năng chịu cắt nhỏ nhất của thép đai và bê tông là: min 2

- Lực trong cốt thép ngang trên một đơn vị chiều dài cấu kiện theo công thức sau:

 R sw : Cường độ cốt thép đai, tra theo Bảng 14 TCVN 5574:2018

 A sw : Diện tích cốt đai

 s w : Khoảng cách giữa các cốt đai cần thoả mãn các điều kiện sau (theo mục 10.3.4 TCVN 5574:2018) (7)

- Khoảng cách giữa các cốt đai theo công thức sau: w 0.25 bt s  R b (7)

- Khoảng cách tính toán giữa các cốt đai: w tt , sw sw w s R A

- Khoảng cách lớn nhất giữa các cốt đai:

- Khoảng cách cấu tạo giữa các cốt đai:

 Đoạn cấu kiện mà bê tông không đủ chịu cắt:

 Dầmh150mm, bản nhiều sườn h300mm Không cần đai

 Dầmh150mm, bản nhiều sườn h300mm

- Có thể kể đến cốt thép ngang công thức (7) không thỏa mãn điều kiện (2) lấy Q b theo công thức (8)

- Khả năng chịu cắt của bê tông :

 Vậy 0.5 b R bh bt 0 101 kN Qmax 383.35 kN 0.3 b b R bh0 899 kN

- Điều kiện chịu cắt của tiết diện nghiêng khi có tải phân bố đều : min 2 max u max 2 b 2 bt 0 sw sw

- Từ công thức trên, ta có lực phân bố cốt ngang theo đơn vị chiều dài ứng vớiQ max :

 Vậy q sw ,min q sw  Thỏa mãn

- Chọn đường kớnh cốt đai ỉ10, a sw  78.54  mm 2 , số nhỏnh đai n2,

- Bước cốt đai theo tính toán :

- Bước cốt đai lớn nhất :

- Bước cốt đai theo yêu cầu cấu tạo :

, min 0.5 ;3000 min 0.5 588;300 294 sw ct  h mm   mm  mm

- Chọn bước cốt đai thiết kế s  100   mm s ,  200   mm trong đoạn L/4 cho vị

- Kiểm tra khả năng chịu lực cắt của dầm sau khi bố trí cốt đai:

 Tại vị trí bước cốt đai s w ,1 100 mm :

 Tại vị trí bước cốt đai s w ,2 200 mm :

 Vậyq sw 1 q sw ,min và q sw 2 q sw ,min  Thỏa mãn

- Tính toán hình chiếu tiết diện nghiêng ứng với lực phân bố lớn hơn :

Vậy h0 588 mm  C 736 mm 2h0 1176 mm  Thỏa mãn

- Kiểm tra khả năng chịu cắt:

Vậy Qmax 383.82 kN Q u 485 kN  Thỏa mãn

- Tính toán tương tự cho các dầm còn lại Kết quả tính toán và bố trí thép dầm tầng điển hình được trình bày ở bảng bên dưới.

Bảng 6.4: Bảng tính toán lực cắt cho dầm

Tên Vị Trí Qmax b h h0 Qb,max qsw Điều kiện tính cốt đai

Chọn Thép Đai Kiểm tra Thép Đai

Dầm Mặt Cắt kN mm mm mm kN N/mm Ф mm

C0 mm Ktra Qu kN Ktra B1

Gối dưới 192 300 650 613 937 440 Tính Toán Φ 10 100 767 Thỏa 506 Thỏa

Gối trên 158 300 650 613 937 440 Tính Toán Φ 10 100 767 Thỏa 506 Thỏa B2

Gối dưới 367 300 650 588 899 440 Tính Toán Φ 10 100 736 Thỏa 485 Thỏa Nhịp 198 300 650 613 937 220 Tính Toán Φ 10 200 1085 Thỏa 358 Thỏa Gối trên 294 300 650 588 899 440 Tính Toán Φ 10 100 736 Thỏa 485 Thỏa

Gối dưới 300 300 650 588 899 440 Tính Toán Φ 10 100 736 Thỏa 485 Thỏa Nhịp 203 300 650 613 937 220 Tính Toán Φ 10 200 1085 Thỏa 358 Thỏa Gối trên 374 300 650 588 899 440 Tính Toán Φ 10 100 736 Thỏa 485 Thỏa B11

Gối dưới 233 300 650 588 899 440 Tính Toán Φ 10 100 736 Thỏa 485 Thỏa Nhịp 210 300 650 593 907 220 Tính Toán Φ 10 200 1050 Thỏa 346 Thỏa Gối trên 383 300 650 588 899 440 Tính Toán Φ 10 100 736 Thỏa 485 Thỏa Gối dưới 359 300 650 588 899 440 Tính Toán Φ 10 100 736 Thỏa 485 Thỏa

C0 mm Ktra Qu kN Ktra

Gối dưới + 69 300 400 366 560 440 Tính Toán Φ 10 100 458 Thỏa 302 Thỏa Gối trên - 69 300 400 364 557 440 Tính Toán Φ 10 100 456 Thỏa 301 Thỏa

Gối Trái 147 300 650 614 939 440 Tính Toán Φ 10 100 769 Thỏa 507 Thỏa

Gối phải 118 300 650 614 939 440 Tính Toán Φ 10 100 769 Thỏa 507 Thỏa B24

Gối phải 150 300 650 614 939 440 Tính Toán Φ 10 100 769 Thỏa 507 Thỏa Gối Trái 150 300 650 614 939 440 Tính Toán Φ 10 100 769 Thỏa 507 Thỏa

C0 mm Ktra Qu kN Ktra Nhịp 183 300 650 614 939 220 Tính Toán Φ 10 200 1088 Thỏa 359 Thỏa Gối phải 266 300 650 613 937 440 Tính Toán Φ 10 100 767 Thỏa 506 Thỏa B28

Gối phải - 233 300 650 613 937 440 Tính Toán Φ 10 100 767 Thỏa 506 Thỏa B29

Gối Trái - 193 300 650 613 937 440 Tính Toán Φ 10 100 767 Thỏa 506 Thỏa

Gối Trái 260 300 650 613 937 440 Tính Toán Φ 10 100 767 Thỏa 506 Thỏa Nhịp 127 300 650 614 939 220 Tính Toán Φ 10 200 1088 Thỏa 359 Thỏa Gối phải 282 300 650 613 937 440 Tính Toán Φ 10 100 767 Thỏa 506 Thỏa B31

C0 mm Ktra Qu kN Ktra Gối phải 291 300 650 613 937 440 Tính Toán Φ 10 100 767 Thỏa 506 Thỏa B43

Gối phải 147 300 650 614 939 440 Tính Toán Φ 10 100 769 Thỏa 507 Thỏa

 Cấu tạo kháng chấn đối với cốt đai

Hình 6.4: Quy cách đặt đai cấu tạo kháng chấn

- Theo mục 5.4.3.1.2 (TCVN 9386:2012), trong các dầm kháng chấn chính, phải bố trí cốt đai thỏa các yêu cầu:

 Đường kính dbw của các thanh cốt đai (tính bằng mm) không được nhỏ hơn

 Khoảng cách s của các vòng cốt đai (tính bằng mm) không vượt quá min ; 24 ;225;8 min 163;240;225;144  144 

 dbw 10  mm đường kính thanh cốt đai

 d bL 18(mm)đường kính thanh cốt dọc nhỏ nhất

- Cốt đai đầu tiên đặt cách mép dầm không nhỏ hơn 50(mm)

- Chọn ỉ10a100 bố trớ ở vựng khỏng chấn chớnh lờn 2 đầu mỳt dầm

- Chọn ỉ10a200 bố trớ ở vựng giữa nhịp dầm

- Vậy khoảng cách đai chọn s s w ,1100 mm 144 mm nên đạt yêu cầu về kháng chấn

6.2.3 Tính toán chiều dài neo- nối thép

Bảng 6.5: Chiều dài neo cốt thép dầm Đường kính cốt thép

(mm) Cốt thép chịu kéo (mm) Cốt thép chịu nén (mm)

6.2.3.2 Chiều dài nối cốt thép

- Chiều dài đoạn neo cơ sở để truyền lực cho cốt thép:

Bảng 6.6: Chiều dài nối cốt thép dầm Đường kính cốt thép

6.2.4 Tính toán trạng thái giới hạn II

- Chọn dầm B12 kích thước 300×650 mm để tính toán Độ võng của dầm được tính như sau:

- Hệ số qui đổi cốt thép về bê tông :

- Momen quán tính của tiết diện qui đổi đối với trục trọng tâm tiết diện bê tông:

- Diện tích tiết diện ngang qui đổi của cấu kiện:

- Momen tĩnh của diện tích tiết diện qui đổi đối với thớ bê tông chịu kéo :

- Momen kháng uốn đàn hồi của tiết diện qui đổi:

- Momen kháng uốn đàn dẻo của tiết diện đối với thớ bê tông chịu kéo ngoài cùng:

- Giá trị momen uốn tới hạn khi hình thành vết nứt:

- Với tác dụng của toàn bộ tải trọng:

M  kNm M  kNm  Vậy cấu kiện bị nứt do nội lực

- Momen tác dụng của toàn bộ tải trọng:

- Momen tác dụng của tải thường xuyên và tải tạm thời dài hạn:

- Hàm lượng thép chịu kéo:

- Hàm lượng thép chịu nén:

 Do tác dụng ngắn hạn của tải trọng toàn phần

- Mô đun biến dạng quy đổi của cốt thép chịu kéo:

- Giá trị các hệ số quy đổi cốt thép về bê tông đối với cốt thép chịu nén:

- Giá trị các hệ số quy đổi cốt thép về bê tông đối với cốt thép chịu kéo:

- Xác định chiều cao vùng nén khi có xuất hiện vết nứt:

Thay số vào ta tìm được chiều cao vùng nén

- Momen quán tính lần lượt của vùng bê tông chịu nén, của cốt thép chịu kéo và của cốt thép chịu nén đối với trọng tâm tiết diện ngang qui đổi:

- Momen quán tính của tiết diện quy đổi của cấu kiện đối với trọng tâm của nó:

- Mô đun biến dạng của bê tông chịu nén khi có tác dụng ngắn hạn của tải trọng:

 Do tác dụng ngắn hạn của tải trọng thường xuyên và tạm thời dài hạn

- Mô đun biến dạng qui đổi của bê tông chịu nén:

Thay số vào ta tìm được chiều cao vùng nén

Mô men quán tính lần lượt của vùng bê tông chịu nén, của cốt thép chịu kéo và của cốt thép chịu nén đối với trọng tâm tiết diện ngang qui đổi.

- Độ cứng chống uốn của tiết diện ngang quy đổi do tác dụng của tải ngắn hạn:

 Do tác dụng dài hạn của tải trọng thường xuyên và tạm thời dài hạn

- Mô đun biến dạng qui đổi của bê tông chịu nén:

- Momen quán tính lần lượt của vùng bê tông chịu nén, của cốt thép chịu kéo và của cốt thép chịu nén đối với trọng tâm tiết diện ngang qui đổi:

- Độ cứng chống uốn của tiết diện ngang quy đổi do tác dụng của tải ngắn hạn:

- Các độ cong tính toán :

Thỏa độ võng cho phép

- Ứng suất trong cốt thép chịu kéo tại tiết diện tính toán :

- Khoảng cách cơ sở giữa các vết nứt thẳng góc được tính theo công thức :

 Do tác dụng ngắn hạn của tải trọng toàn phần

- Chiều cao vùng kéo của tiết diện:

 Vậy hbt 390  mm 0.5h325  mm hbt 325  mm

- Khoảng cách cơ sở giữa các vết nứt thẳng góc:

 Do tác dụng dài hạn của tải trọng thường xuyên và tạm thời dài hạn

- Chiều cao vùng kéo của tiết diện:

- Tính toán bề rộng khe nứt :

- Bề rộng khe nứt ngắn hạn :

 Vậy a crc 0.25 mm a crc u , 0.4 mm  Thỏa mãn

- Bề rộng khe nứt dài hạn :

 Vậy a crc 0.23 mm a crc u , 0.3 mm  Thỏa mãn

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CỘT – LÕI THANG

THIẾT KẾ CỐT THÉP CỘT

- Phương pháp gần đúng tính toán cốt thép cột lệch tâm xiên và bố trí cốt thép theo chu vi cột

- Do TCVN chưa có quy định cụ thể về cách tính cột chịu nén lệch tâm xiên nên cách tính dựa vào hướng dẫn của GS.Nguyễn Đình Cống Phương pháp gần đúng dựa trên việc biến đổi trường hợp nén lệch tâm xiên thành nén lệch tâm phẳng tương đương để tính cốt thép

- Các bước tính toán và thiết kế cột như sau:

Bước 1 : Kiểm tra điều kiện tính toán gần đúng cột lệch tâm xiên:

Với: C x ,C y : lần lượt là cạnh của tiết diện cột

Bước 2 : Tính toán ảnh hưởng uống dọc theo 2 phương:

- Độ lệch tâm ngẫu nhiên: max 0 ; ; max 0 ;

- Độ lệch tâm tĩnh học: 1 x M x ; 1 y M y e e

- Độ lệch tâm tính toán: e 0 x  max  e e ax ; 1 x  ; e 0 y  max  e e ay ; 1 y 

- Độ mảnh theo hai phương: 0 ; 0

- Tính hệ số uốn dọc:

+ Nếu:  x 28 x 1( bỏ qua ảnh hưởng của uốn dọc)

 ( kể đến ảnh hưởng của uốn dọc)

Moment tăng lên do uốn dọc : M x *   N  x e 0 x

 Phương Y : Tương tự như phương X

Bước 3 : Quy đổi bài toán lệch tâm xiên thành bài toán lệch tâm phẳng tương đương:

- Đưa bài toán lệch tâm xiên về bài toán lệch tâm phẳng tương đương theo X hoạc phương Y để tính toán theo 2 trượng hợp sau:

Bước 4 : Tính toán diện tích cốt thép:

  h   Nén lệch tâm rất bé, tính toán gần như nén đúng tâm

Hệ số độ lệch tâm:

Hệ số uốn dọc phụ thêm khi xét nén đúng tâm:  1  e 0.3

Diện tích toàn bộ cốt thép : e b e st sc b

  h  và x 1  R h 0  Nén lệch tâm bé

Xác định lạch chiều cao vùng nén : 2 0

Diện tích toàn bộ cốt thép :

  h  và x 1  R h 0  Nén lệch tâm lớn

Diện tích toàn bộ cốt thép :  0.5 1 0  st sc a

Bước 5 : Kiểm tra hàm lượng cốt thép: min max

 7.1.2 Tổ hợp tải trọng tính toán cột

- Trong tính toán cột thông thường sẽ lấy các tổ hợp tải trọng như sau :

Để tính toán chính xác, cần xét toàn bộ trường hợp tải trọng và lựa chọn trường hợp có diện tích cốt thép tối ưu nhất.

7.1.3 Kết quả tính toán cốt thép cột

Bước 1 : Kiểm tra điều kiện tính toán gần đúng cột lệch tâm xiên:

C    Bước 2 : Tính toán ảnh hưởng uống dọc theo 2 phương:

- Chiều dài tính toán: l0 x l0 y l0.73400 650 1925 mm ;

- Độ lệch tâm ngẫu nhiên:

- Độ lệch tâm tĩnh học:

- Độ lệch tâm tính toán:

 (bỏ qua ảnh hưởng của uốn dọc)

Moment tăng lên do uốn dọc :

Bước 3 : Quy đổi bài toán lệch tâm xiên thành bài toán lệch tâm phẳng tương đương:

- Đưa bài toán lệch tâm xiên về bài toán lệch tâm phẳng tương đương theo X hoặc phương Y để tính toán theo 2 trượng hợp sau:

C  C quy bài toán về lệch tâm phẳng theo phương X

Bước 4 : Tính toán diện tích cốt thép:

- Độ lệch tâm tính toán: 0 ; 0 max , 1 ; 1

Tính toán trường hợp lệch tâm lớn

Diện tích toàn bộ cốt thép :

Chọn thép 20 25 có A s ch ,  98.17   cm 2

Bước 5 : Kiểm tra hàm lượng cốt thép: min max

- Tương tự ta tính toán cho các cột còn lại Kết quả tính toán các cột được trình bày ở bảng tính bên dưới

Bảng 7.2: Kết quả tính thép cột C2 trục 6-B

P My = M22 Mx = M33 ltt Cy = t2 Cx = t3 Trường hợp

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

THUONG C2 CB8-TT 394.00 331.20 211.92 1925 500 500 LTL 74.88 3.26 16ỉ25 78.54 TANG 16 C2 CB8-TT 1005.72 314.81 191.45 1925 500 500 LTL 49.33 2.14 16ỉ25 78.54 TANG 15 C2 CB8-TT 1619.83 317.71 189.15 1925 500 500 LTL 38.80 1.69 16ỉ25 78.54 TANG 14 C2 CB8-TT 2238.37 325.37 184.56 1925 500 500 LTB 40.55 1.76 16ỉ25 78.54 TANG 13 C2 CB8-TT 2862.51 293.18 160.52 1925 500 500 LTRB 63.51 2.76 16ỉ25 78.54 TANG 12 C2 CB8-TT 3507.83 354.87 189.88 1925 550 550 LTRB 55.18 1.97 20ỉ22 76.03 TANG 11 C2 CB7-TT 4207.66 361.93 144.79 1925 550 550 LTRB 57.38 2.05 20ỉ22 76.03 TANG 10 C2 CB7-TT 4878.92 330.14 120.19 1925 550 550 LTRB 63.89 2.28 20ỉ22 76.03 TANG 9 C2 CB7-TT 5573.61 385.54 129.58 1925 600 600 LTRB 60.64 1.80 20ỉ25 98.17 TANG 8 C2 CB7-TT 6278.79 390.42 113.76 1925 600 600 LTRB 79.95 2.38 20ỉ25 98.17 TANG 7 C2 CB7-TT 6992.05 320.27 82.05 1925 600 600 LTRB 91.09 2.71 20ỉ25 98.17 TANG 6 C2 CB7-TT 7740.81 412.96 95.52 1925 700 700 LTRB 60.86 1.32 24ỉ25 117.81 TANG 5 C2 CB7-TT 8497.10 408.63 80.08 1925 700 700 LTRB 82.78 1.79 24ỉ25 117.81 TANG 4 C2 CB7-TT 9258.92 340.52 56.97 1925 700 700 LTRB 98.91 2.14 24ỉ25 117.81 TANG 3 C2 CB7-TT 10055.14 447.66 59.59 1925 800 800 LTRB 62.69 1.03 24ỉ25 117.81 TANG 2 C2 CB7-TT 10870.77 361.83 67.38 2275 800 800 LTRB 80.44 1.32 24ỉ25 117.81 TRET C2 CB7-TT 12034.50 106.17 23.63 1855 800 800 LTRB 112.58 1.85 24ỉ25 117.81

Bảng 7.3: Kết quả tính thép cột C13- trục 5-B

THUONG C13 CB10-TT 898.19 243.12 740.21 1925 600 600 LTL 100.74 3.00 24ỉ25 117.81 TANG 16 C13 CB10-TT 1381.57 225.37 624.77 1925 600 600 LTL 69.68 2.07 24ỉ25 117.81 TANG 15 C13 CB14-DD 1547.54 146.57 651.71 1925 600 600 LTL 61.00 1.82 24ỉ22 91.23 TANG 14 C13 CB14-DD 1920.69 144.34 637.56 1925 600 600 LTL 52.77 1.57 24ỉ22 91.23 TANG 13 C13 CB14-DD 2305.84 138.34 620.96 1925 600 600 LTL 45.98 1.37 24ỉ22 91.23 TANG 12 C13 CB7-TT 3661.14 179.91 500.39 1925 600 600 LTRB 73.95 2.20 24ỉ22 91.23 TANG 11 C13 CB10-TT 4024.25 204.47 541.35 1925 600 600 LTRB 89.95 2.68 24ỉ22 91.23 TANG 10 C13 CB10-TT 4611.53 196.20 510.01 1925 600 600 LTRB 73.35 2.18 24ỉ22 91.23 TANG 9 C13 CB6-TT 5301.20 186.04 470.48 1925 600 600 LTRB 73.61 2.19 24ỉ22 91.23 TANG 8 C13 CB6-TT 5965.70 185.62 443.71 1925 600 600 LTRB 84.13 2.50 24ỉ22 91.23 TANG 7 C13 CB7-TT 7020.48 120.03 277.58 1925 600 600 LTRB 86.72 2.58 24ỉ22 91.23 TANG 6 C13 CB7-TT 7846.25 152.90 334.51 1925 700 700 LTRB 56.01 1.21 24ỉ25 117.81 TANG 5 C13 CB7-TT 8702.06 149.60 287.73 1925 700 700 LTRB 77.30 1.67 24ỉ25 117.81

Bảng 7.4: Kết quả tính toán thép cột C12 trục 4-B

THUONG C12 CB6-TT 818.59 139.99 671.12 1925 600 600 LTL 81.05 2.41 20ỉ25 98.17 TANG 16 C12 CB6-TT 1182.97 129.97 575.66 1925 600 600 LTL 56.65 1.69 20ỉ25 98.17 TANG 15 C12 CB14-DD 1273.56 73.78 592.45 1925 600 600 LTL 50.29 1.50 20ỉ20 62.83 TANG 14 C12 CB14-DD 1531.90 71.87 579.25 1925 600 600 LTL 43.03 1.28 20ỉ20 62.83 TANG 13 C12 CB14-DD 1794.26 69.85 561.93 1925 600 600 LTL 36.22 1.08 20ỉ20 62.83 TANG 12 C12 CB14-DD 2056.42 67.96 542.93 1925 600 600 LTL 36.00 1.07 20ỉ20 62.83 TANG 11 C12 CB9-TT 3195.62 156.85 431.82 1925 600 600 LTRB 46.80 1.39 20ỉ20 62.83 TANG 10 C12 CB10-TT 3431.41 120.47 469.35 1925 600 600 LTRB 49.14 1.46 20ỉ20 62.83 TANG 9 C12 CB6-TT 3899.13 119.13 440.46 1925 600 600 LTRB 37.96 1.13 20ỉ20 62.83 TANG 8 C12 CB6-TT 4327.56 115.43 413.31 1925 600 600 LTRB 36.37 1.08 20ỉ20 62.83 TANG 7 C12 CB6-TT 4778.25 112.09 380.21 1925 600 600 LTRB 38.51 1.15 20ỉ20 62.83 TANG 6 C12 CB7-TT 5488.99 81.96 308.12 1925 600 600 LTRB 45.66 1.36 20ỉ22 76.03 TANG 5 C12 CB8-TT 6255.66 119.41 222.64 1925 600 600 LTRB 57.50 1.71 20ỉ22 76.03 TANG 4 C12 CB8-TT 6849.48 101.35 155.13 1925 600 600 LTRB 68.08 2.03 20ỉ22 76.03 TANG 3 C12 CB8-TT 7501.28 137.02 183.35 1925 700 700 LTRB 49.00 1.06 20ỉ25 98.17 TANG 2 C12 CB8-TT 8189.27 152.42 153.42 2275 700 700 LTRB 53.32 1.15 20ỉ25 98.17 TRET C12 CB8-TT 8977.34 61.39 68.23 1855 700 700 LTRB 78.75 1.70 20ỉ25 98.17

Bảng 7.5: Kết quả tính toán thép cột C7 trục 3-B

THUONG C7 CB8-TT 866.02 45.97 111.58 1925 400 400 LTL 16.00 1.11 16ỉ18 40.72 TANG 16 C7 CB7-TT 1299.06 58.69 99.88 1925 400 400 LTRB 16.00 1.11 16ỉ18 40.72 TANG 15 C7 CB8-TT 1757.29 48.73 118.78 1925 400 400 LTRB 17.03 1.18 16ỉ18 40.72 TANG 14 C7 CB8-TT 2209.52 50.76 128.46 1925 400 400 LTRB 27.54 1.91 16ỉ18 40.72 TANG 13 C7 CB8-TT 2665.34 43.74 108.55 1925 400 400 LTRB 32.57 2.26 16ỉ18 40.72 TANG 12 C7 CB8-TT 3154.41 79.04 188.08 1925 500 500 LTRB 25.00 1.09 16ỉ20 50.27 TANG 11 C7 CB8-TT 3653.08 73.65 182.88 1925 500 500 LTRB 29.37 1.28 16ỉ20 50.27 TANG 10 C7 CB8-TT 4151.00 66.36 170.62 1925 500 500 LTRB 40.77 1.77 16ỉ20 50.27 TANG 9 C7 CB8-TT 4663.16 80.41 208.43 1925 550 550 LTRB 35.85 1.28 20ỉ22 76.03 TANG 8 C7 CB8-TT 5178.26 77.13 208.23 1925 550 550 LTRB 50.97 1.82 20ỉ22 76.03 TANG 7 C7 CB8-TT 5691.73 68.30 191.08 1925 550 550 LTRB 63.98 2.28 20ỉ22 76.03 TANG 6 C7 CB8-TT 6217.19 81.59 221.82 1925 600 600 LTRB 56.26 1.67 20ỉ25 98.17 TANG 5 C7 CB8-TT 6744.20 82.35 222.89 1925 600 600 LTRB 72.16 2.15 20ỉ25 98.17

- Cốt đai cột được đặt theo tiêu chuẩn TCVN 9386:2012 mục 5.4.3.2.2

- Trong phạm vi các vùng tới hạn của cột kháng chấn chính, cốt đai kín và đai móc có đường kính ít nhất là 6mm, phải được bố trí với khoảng cách sao cho đảm bảo độ dẻo kết cấu tối thiểu và ngăn ngừa sự mất ổn định cục bộ của các thanh thép dọc

- Cốt đai cho cột dựng ỉ10 Khoảng cỏch s giữa cỏc vũng đai khụng vượt quỏ:

 b 0 : kích thước tối thiểu của lõi bê tông( tính tới đường trục của cốt thép đai)

 b bL : đường kính tối thiểu của thanh thép dọc

- Các vùng trong khoảng các 2 đầu mút của cột kháng chấn chính phải xem là vùng tới hạn

- Khi thiếu những thông tin chính xác hơn chiều dài vùng tới hạn có thể tính toán như sau:

 h c : kích thước lớn nhất tiết diện ngang của cột

 l c 1 : chiều dài thông thủy của cột

- Vậy ta bố trớ cốt đai ỉ10a100 trong đoạn l cr và ỉ10a200 trong cỏc đoạn cũn lại

7.1.5 Tính toán chiều dài neo- nối thép

Bảng 7.6: Chiều dài neo cốt thép cột Đường kính cốt thép

7.1.5.2 Chiều dài nối cốt thép

Bảng 7.7: Chiều dài nối cốt thép cột Đường kính cốt thép

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ THÉP LÕI THANG

- Có 3 phương pháp tính toán tính cốt thép thường dung trong vách và lõi thang:

 Phương pháp phân bố ứng suất đàn hồi (Vách lõi)

 Phương pháp giả thiết vùng biên chịu moment (Vách đơn)

 Phương pháp xây dựng biểu đồ tương tác

- Trong phần thiết kế thép cho lõi thang sinh viên dùng phương pháp phân bố ứng suất đàn hồi

Phương pháp này chia lõi thang thành nhiều phần tử nhỏ chịu lực kéo nén đúng tâm, ứng suất coi như phân bố đều trên mặt cắt ngang của phần tử Tính toán cốt thép cho từng phần tử sau đó kết hợp lại bố trí cho cả lõi

- Các giả thuyết cơ bản khi tính toán:

 Ứng suất kéo do cốt thép chịu, ứng suất nén do cả bê tông và cốt thép chịu Các bước tính toán cụ thể như sau:

Bước 1: Xác định trục chính momen quán tính chính trung tâm của vách Bước 2: Chia lõi thang thành nhiều phần tử nhỏ

Bước 3: Tính ứng suất cho từng phần tử x y i i i x y

 N,M x ,M y : là lực dọc, momen theo phương x và momen theo phương y tác dụng vào lõi thang

 A,I x ,I y : Diện tích, momen quán tính theo phương x và momen quán tính theo phương y của lõi thang

 x i : Khoảng cách từ trọng tâm phần tử vách thứ i đến trọng tâm lõi thang theo phương x

 y i : Khoảng cách từ trọng tâm phần tử vách thứ i đến trọng tâm lõi thang theo phương y

Bước 4: Xác định nội lực trong từng phần tử i i i

  i : Ứng suất phân bố trong phần tử vách thứ i

 A i : Diện tích phần tử vách thứ i

Bước 5: Tính toán cốt thép

- Ta quy ước dấu theo phần mềm ETABS giá trị P i :

- Khi P i  0 Cấu kiện chịu nén Diện tích cốt thép chịu nén là :

- Khi P i  0 Cấu kiện chịu kéo Diện tích cốt thép chịu nén là :

7.2.2 Kết quả tính toán cốt thép lõi thang

- Sinh viên chọn phần tử vách thứ 17 tại tầng trệt để tính toán lõi thang minh họa Bước 1: Xác định trục chính momen quán tính chính trung tâm của vách Bước 2: Chia lõi thang thành nhiều phần tử nhỏ

Hình 7.1: Chia phần tử lõi thang Bảng 7.8: Xác định trọng tâm lõi và trọng tâm phần tử vách

Phần tử b h xi yi Ai Ix Iy A

Phần tử b h xi yi Ai Ix Iy A mm mm mm mm mm 2 mm 4 mm 4 mm 2

Bước 3: Tính ứng suất cho từng phần tử

Bảng 7.9: Bảng tổng hợp giá trị nội lực phần tử 17 tầng hầm

Bước 4: Xác định nội lực trong từng phần tử

Bước 5: Tính toán cốt thép

Chọn thép 4 16 có A s ch ,  804.25  mm 2 

Bước 6: Kiểm tra hàm lượng cốt thép min max

 Thoả hàm lượng cốt thép

- Tính toán tương tự cho các phần tử còn lại, ta được bảng sau:

Bảng 7.10: Bảng tổng hợp tính toán các phần tử lõi thang

Phần tử Combo N M2=Mx M3=My σmax σmin Pmax Pmin As Thép chọn Asc à

(kN) (kN.m) (kN.m) (kN/m 2 ) (kN/m 2 ) (kN) (kN) (mm 2 ) (mm²) (mm²) (%)

- Tính toán và kiểm tra lực cắt tương tự dầm

Bảng 7.11: Lực cắt lớn nhất trong lõi thang

Tầng Pier Combo Qmax(kN)

- Quy đổi tiết diện của lõi thang máy về tiết diện BTCT hình chữ nhật có các cạnh là: b h

Trong phần tính toán ở trên ta đã tính toán để xác định các đặc trưng hình học của tiết diện lõi thang máy

- Điều kiện để bê tông giữa các vết nứt xiên không bị ép vỡ do ứng suất chính:

- Khả năng chịu cắt của bê tông :

Vậy Qmax 4610.739 kN 0.5 b bt R bh0 6375 kN

 Thỏa món bố trớ đai cấu tạo ỉ10a200

THIẾT KẾ MÓNG

THÔNG TIN ĐỊA CHẤT

8.1.1 Phân loại và mô tả các lớp đất

Bảng 8.1: Bảng thống kê địa chất

 ' IL c φ Hệ số rỗng ứng với từng cấp tải kN/m 3 kN/m 3 % kN/m 2 ( 0 ) 0 25 50 100 200 400 800

Cát lẫn bụi, cát lẫn sét, cát cấp phối kém, màu nâu đỏ, kết cấu rời

Cát lẫn bụi, cát lẫn sét, màu nâu đỏ, kết cấu chặt vừa - chặt

Cát lẫn bụi, cát lẫn sét, màu nâu đỏ, kết cấu rất chặt Tiêu chuẩn 20.15 10.51 - 0.06 48.78 18.04 0.616 - 0.584 0.563 0.537 0.508 0.474

Sét ít dẻo đôi chỗ lẫn sỏi sạn, màu xám vàng - nâu đỏ, trạng thái cứng

Cát lẫn sét, màu xám vàng

Bảng 8.2: Bảng phân loại đất Bảng phân loại đất và thí nghiệm SPT

% Hạt giữ lại hạt cộng dồn

Ip IL e 0 Nhóm đất Tên đất Trạng thái đất

1 3.2 55.6 38.9 2.3 - - 0.62 Đất hạt thô Cát thô Chặt vừa 9

2 1.5 44.1 51.1 3.3 6.24 0.66 0.56 Đất hạt thô Cát trung Chặt vừa 31

4 4.9 10.4 36.4 48.6 13.80 -0.06 0.62 Đất hạt mịn Cát pha Cứng 34

8.1.2 Giả thuyết tính toán móng

- Móng cọc được quan niệm là móng cọc đài thấp việc thiết kế chấp hành một số giả thuyết sau:

+ Đài cọc xem tuyệt đối cứng khi tính toán lực truyền xuống cọc

Tải trọng được truyền xuống các cọc qua hệ thống đài cọc, không phải trực tiếp xuống lớp đất nằm giữa các cọc tại mặt tiếp xúc giữa cọc và đất.

+ Khi kiểm tra cường độ đất nền và xác định độ lún của móng cọc thì người ta coi móng cọc như một khối móng quy ước bao gồm cọc và phần đất ở giữa các cọc

8.1.3 Thông tin cọc thiết kế

+ Chọn cọc có kích thước: D  0.8   m

+ Chọn sơ bộ chiều cao đài cọc: hd 2  m

+ Chọn cọc chôn trong đài: 0.1   m

+ Lớp bê tông bảo vệ: a  0.1   m

+ Chiều dài cọc nằm trong đất: o Đối với móng cột: 44(m) o Đối với móng lõi thang 46(m)

+ Diện tích tiết diện ngang cọc: A b    4 D 2    4 0.8 2  0.5026   m 2

+ Bố trí cốt thép 18 25 có A s  8836  mm 2  cho tất cả các cọc

+ Độ sâu đặt móng: công trình có tầng hầm nên chọn cao độ mặt trên của đài trùng với cao độ mặt trên sàn tầng hầm để thuận tiện trong thi công

- Cọc phải được xuyên qua các lớp đất yếu và cắm vào lớp đất tốt với chiều sâu tối thiểu:

+ Tối thiểu 0.5m nếu đất mũi cọc là đất hòn vụn thô, sỏi, đất cát to, cát trung, đất dính

+ Tối thiểu 1.0m nếu mũi cọc cắm vào các loại đất khác

+ Không cho phép cắm mũi cọc lên các loại đất cát rời, xốp và các loại đất dính trạng thái chảy

 Chọn mũi cọc cấm sâu vào lớp 3 có chỉ số SPT NP

- Cao độ mũi cọc tính từ mặt đất tự nhiên :-48.550 (m) đối với móng cột ,-51.950 (m) đối với móng lõi thang

Hình 8.2: Vị trí đạt móng và cao độ

  cb : hệ số điều kiện làm việc khi đổ bê tông theo phương đứng: cb 0.85

  cb ' : khi khoan đổ bê tông vào lòng hố khoan dưới dung dịch khoan:  cb ' 0.7

 R b : cường độ chịu nén tính toán của bê tông

 R sc :cường độ chịu nén tính toán của cốt thép

 A b : diện tích tiết diện ngang của bê tông thân cọc

 A s : tổng diện tích cốt thép trong cọc:

  : hệ số xét đến ảnh hưởng của uốn dọc phụ thuộc vào độ mảnh  Hệ số uốn dọc

  :được lấy nhỏ nhất trong hai trường hợp cọc thi công và cọc làm việc và được xác định theo công thức:

Lưu ý: hệ số uốn dọc  1nếu  1 thì lấy φ = 1

 r với r là đường kính cọc l tt là chiều dài tính toán cọc trong điều kiện cọc làm việc: 0 2 ltt l

+ l 0 : là chiều dài cọc đài cao kể từ đáy đài cao đến cao độ san nền,cọc thiết kế là cọc đài thấp nên l 0 0

+   : là hệ số biến dạng xác định theo phụ lục A, TCVN 10304-2014

+ k: là hệ số tỷ lệ (tra bảng A.1 – TCVN 10304-2014)

+ b : là đường kính cọc quy ước :b   D 1 m  0.8 1 1.8     m

+ E: là modun đàn hồi của vật liệu làm cọc: E  32500  MPa 

+ I: là momen quán tính tiết diện cọc: I    64 D 4    64 0.8 4  0.02   m 2

-Diện tích tiết diện ngang của bê tông thân cọc

- Vậy sức chịu vật liệu làm cọc:

8.2.2 Sức chịu cọc theo chỉ tiêu cơ lý đất nền

- Sức chịu tải cọc theo chỉ tiêu cơ lý tính theo công thức sau:

  c :Hệ số điều kiện làm việc của cọc trong đất  c 1

  cq : Hệ số điều kiện làm việc của đất dưới mũi cọc khi đổ bê tông dưới nước cq 0.9

  cf : Hệ số điều kiện làm việc của đất trên thân cọc, xem bảng 5 TCVN

 f i : cường độ sức kháng trung bình của lớp đất thứ “i” trên thân cọc theo bảng 3 TCVN 10304:2014

 l i : chiều dài đọc cọc nằm trong lớp đất thứ “i”

 q b : cường độ sức kháng của đất dưới mũi cọc được tính toán như sau:

+     1 , , , 2 3 4 : là hệ số không thứ nguyên phụ thuộc vào trị số ma sát trong tính toán  i của nền đất Lấy theo bảng 6 TCVN 10304-

2014, nhân với hệ số chiết giảm 0.9 +  1 : dung trọng tính toán của nền đất dưới mũi cọc (có xét đến đẩy nổi)

+  2 : dung trọng tính toán trung bình của nền đất nằm trên mũi cọc (có xét đến đẩy nổi)

+ d : đường kính cọc khoan nhồi d  0.8   m

+ h : chiều sâu hạ cọc( từ mặt đất tự nhiên đến cao trình mũi cọc)

 Đối với đất cát: lấy q b tra theo bảng 7 TCVN 10304-2014

- Mũi cọc nằm trong lớp đất cát :

- Cường độ sức kháng của đất dưới mũi cọc:

 Dung trọng tính toán của nền đất dưới mũi cọc:  1  10.76  kN m / 3 

 Góc ma sát trong dưới mũi cọc:

Bảng 8.3: Cường độ sức kháng trung bình theo chỉ tiêu cơ lí móng cột

- Mũi cọc nằm trong lớp đất cát :

- Cường độ sức kháng của đất dưới mũi cọc:

 Dung trọng tính toán của nền đất dưới mũi cọc:  1  10.76  kN m / 3 

 Góc ma sát trong dưới mũi cọc:

Bảng 8.4: Cường độ sức kháng trung bình theo chỉ tiêu cơ lí móng lõi thang

R   q A u f l        kN 8.2.3 Sức chịu tải cọc theo cường độ đất nền

- Sức chịu tải cọc theo chỉ tiêu cường độ đất nền tính theo công thức sau:

  c :Hệ số điều kiện làm việc của cọc trong đất  c 1

  cf : Hệ số điều kiện làm việc của đất trên thân cọc, xem bảng 5 TCVN 10304:2014  cf 0.6

 A b :Diện tích tiết diện ngang mũi cọc :A b    4 D 2    800 4 2  502655  mm 2 

 l i : chiều dài đọc cọc nằm trong lớp đất thứ “i”

 q b : cường độ sức kháng của đất dưới mũi cọc được tính toán như sau:

Trong đó: c: Cường độ sức kháng không thoát nước của đất dưới mũi cọc

, p q  : Nếu chiều sâu mũi cọc nhỏ hơn Z L thì q  ' ,p bằng ứng suất hữu hiệu theo phương đứng tại cao trình mũi cọc Nếu chiều sâu mũi cọc lớn hơnZ L thì q  ' ,p bằng ứng suất hữu hiệu theo phương đứng tại Z L

 f i : cường độ sức kháng trung bình của lớp đất thứ “i” trên thân cọc ddo

 Đối với đất hạt mịn:

+ c u i , :Cường độ sức kháng không thoát nước của lớp đất thứ “i”:

+ : Hệ số không thứ nguyên xác định theo đồ thị

Hình 8.3: Biểu đồ xác định hệ số 

 Đối với đất hạt mịn:

+ k i : Hệ số áp lực ngang của đất lên cọc, phụ thuộc vào loại cọc xem bảng G.1 TCVN 10304:2014

+  v z , : Ứng suất pháp hữu hiệu theo phương đứng trung bình trong lớp đất thứ “i” Nếu chiều sâu mũi cọc nhỏ hơn Z L thì  v z , bằng ứng suất hữu hiệu theo phương đứng tại cao trình mũi cọc Nếu chiều sâu mũi cọc lớn hơn Z L thì  v z , bằng ứng suất hữu hiệu theo phương đứng tại Z

+  i : Góc ma sát giữa đất và cọc, thông thường đối với cọc bê tông lấy bằng góc ma sát trong của đất  i

- Cường độ sức kháng của đất dưới mũi cọc :

 Lực dính dưới mũi cọc: c  6.2  kN m / 2 

 Ứng suất hữu hiệu theo phương đứng tại cao trình mũi cọc:

 Hệ số sức chịu tải của đất dưới mũi cọc: 27.91 0 N c ' 79.1,N q ' 45.37

- Đất dưới mũi cọc cát pha, chặt vừa : ZL /d  8 ZL 8d  8 0.8 6.4  m

- Ứng suất hữu hiệu tại Z L :

Bảng 8.5: Cường độ sức kháng trung bình theo cường độ đất nền móng cột

Bảng 8.6: Cường độ sức kháng trung bình theo cường độ đất nền móng lõi thang

8.2.4 Sức chịu tải cọc theo thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn SPT

- Sức chịu tải cọc theo SPT của viện kiến trúc Nhật Bản của theo công thức sau:

,3 cu c cq b b cf ci ci cf si si

  c : Hệ số điều kiện làm việc của cọc trong đất  c 1

  cf : Hệ số điều kiện làm việc của đất trên thân cọc, xem bảng 5 TCVN 10304:2014  cf 0.6

 A b :Diện tích tiết diện ngang mũi cọc : b 4 2 800 4 2 502655  2 

 q b : Cường độ sức kháng cắt của đất dưới mũi cọc:

+ Khi mũi cọc nằm trong đất rời: q b 300N p cho cọc đóng (ép), q b 150N p cho cọc khoan nhồi

+ Khi mũi cọc nằm trong đất dính: q b 9c u cho cọc đóng (ép), q b 6c u cho cọc khoan nhồi

Np:Chỉ số SPT trung bình trong khoảng 1d dưới và 4d trên mũi cọc cu: Cường độ sức kháng cắt không thoát nước của đất dính, c u 6.25N p

 f si :Cường độ sức kháng trung bình của lớp đất rời thứ “i” trên thân cọc:

Với :N si : Chỉ số SPT trung bình trong lớp đất rời “i”

 l si : chiều dài đoạn cọc nằm trong lớp đất rời thứ “i”

 l ci : chiều dài đoạn cọc nằm trong lớp đất dính thứ “i”

 f ci :Cường độ sức kháng trung bình của lớp đất dính thứ “i” trên thân cọc + Khi mũi cọc nằm trong đất rời: f si  p L ui f c

 f L :Hệ số điều chỉnh theo độ mảnh h/d của cọc đóng, với cọc khoan nhồi lấy f L 1

  p :Hệ số điều chỉnh cho cọc đóng, phụ thuộc vào tỷ lệ giữa sức kháng cắt không thoát nước của đất dính cu và trị số trung bình của ứng suất pháp hiệu quả thẳng đứng, xác định theo biểu đồ sau:

Hình 8.4: Biểu đồ xác định hệ số  p và f L

Mũi cọc nằm trong lớp rời , dùng cọc khoan nhồi :

Bảng 8.7: Cường độ sức kháng trung bình theo SPT móng cột

Mũi cọc nằm trong lớp rời , dùng cọc khoan nhồi :

Bảng 8.8: Cường độ sức kháng cắt trung bình theo SPT móng lõi thang

1 0.9 7500 0.503 2.513 0.6 4886.28 10761.25 cu c cq b b cf ci ci cf si si cu

1 0.9 6300 0.503 2.513 0.6 5504.99 11151.38 cu c cq b b cf ci ci cf si si cu

8.3 XÁC ĐỊNH SỨC CHỊU TẢI THIẾT KẾ VÀ BỐ TRÍ CỌC

8.3.1 Sức chịu tải thiết kế

Bảng 8.9: Bảng tổng hợp sức chịu tải cọc

Cơ lý Cường độ SPT

- Sức chịu tải cực hạn:

, min _1, _ 2, _ 3 min 8479.73;17572.161;10761.25 8479.73 c k cu cu cu

, min _1, _ 2, _ 3 min 9055.44;18074.578;11151.38 9055.44 c k cu cu cu

Theo mục 7.1.11 TCVN 10304:2014, Sức chịu tải thiết kế được tính như sau :

  o : hệ số điều kiện làm việc, kể đến yếu tố tăng mức đồng nhất của đất nền khi sử dụng móng cọc,  o 1.15 đối với móng có nhiều cọc

  n : hệ số tầm quan trọng của công trình, lấy bằng 1.15 đối với công trình có tầm quan trọng cấp 2

  k : phụ thuộc vào số lượng cọc dự kiến

+ Móng có ít nhất 21 cọc:  k 1.4

8.3.2 Sơ bộ số lượng cọc

Số lượng cọc dưới đáy đài được xác định sơ bộ theo công thức:

 k: hệ số kể đến ảnh hưởng của moment

+ k 1.2 1.6 đối với móng cột, vách

+ k  2 2.5đối với móng lõi thang

Bảng 8.10: Bảng sơ bộ số lượng cọc

8.3.3 Xác định độ cứng cọc

- Mục 7.4.2 TCVN 10304:2014, Tính toán độ lún cọc đơn xuyên qua lớp đất với mô đun trượt G1, hệ số poisson u1 và tựa trên đất được xem như nửa không gian biến dạng tuyến tính đặc trưng bởi mô đun trượt G2 và hệ số poisson u2, có thể thực hiện với điều kiện l/d > G1l/G2l > l, trong đó l là chiều dài cọc và d là đường kính cọc, theo các công thức đối với cọc treo đơn không mở rộng mũi:

 N: Tải trọng thẳng đứng lên cọc, lấy bằng Ra

 : Hệ số được xác định theo công thức:

  ' 0.17lnk G l G d n 1 / 2 : Hệ số tương ứng cọc tuyệt đối (EA = )

  ' 0.17ln k l dn / : Hệ số tương ứng trường hợp nền đồng nhất

  EA G l/ 1 2 : Độ cứng tương đối của cọc

 k n : Hệ số xác định theo công thức: k n 2.82 3.78  2.18 2

 G 1 và v 1 : Các đặc trưng được lấy trung bình đối với toàn bộ các lớp đất thuộc phạm vi chiều sâu hạ cọc,

G2 và v2 được lấy trong phạm vi bằng 0,5l, từ độ sâu l đến độ sâu 1,5l kể từ đỉnh cọc Điều kiện là đất dưới mũi cọc không phải than bùn, bùn hoặc đất ở trạng thái chảy rữa Modun G được phép lấy là G=0,4E0.

- Cách xác định modun E theo SPT sử dụng công thức trong tiêu chuẩn TCVN 9351:2012

 a: Được lấy bằng 40 khi Nspt > 15, lấy bằng 0 khi Nspt < 15

 c: Là hệ số được lấy phụ thuộc vào loại đất

+ c3: đối với đất loại sét

+ c10: đối với đất cát lẫn sạn sỏi

+ c12: đối với sạn sỏi lẫn cát

Bảng 8.11: Xác định E theo SPT (TCVN 9351:2012)

Bảng 8.12: Bảng tính module trượt G và hệ số poison υ

- Độ cứng tương đối của cọc :

- Hệ số tương ứng cọc tuyệt đối đối với nền đồng nhất :

- Hệ số tương ứng cọc tuyệt đối:

- Độ lún cọc đơn không mở rộng mũi:

- Tính toán hệ số nền:

Ta tính toán tương tự cho móng lõi thang

- Độ lún cọc đơn không mở rộng mũi:

- Tính toán hệ số nền:

8.4.1 Kiểm tra phản lực đầu cọc

- Kiểm tra phản lực đầu cọc bằng phần mềm SAFE

- Xuất phản lực đầu cọc từ SAFE: Display → Show Table… → Nodal Results → Table: Nodal Reactions

Hình 8.6: Phản lực đầu cọc móng M1

 Thoả điều kiện cọc không bị phá hoại

 Thoả điều kiện cọc không bị nhổ

8.4.2 Kiểm tra hệ số nhóm cọc

- Khi cọc làm việc trong một nhóm do tác dụng ảnh hưởng lẫn nhau làm cho khả năng chịu tải của cọc giảm nên ta cần phải kiểm tra hệ số nhóm cọc: tt

 N tt : là nội lực dọc tính toán lớn nhất tính tại chân cấu kiện:

 n: là số lượng cọc bố trí trong đài n4

 : là hệ số xét đến ảnh hưởng của nhóm

 W:là trọng lượng trung bình của đất và đài ở độ sâu chôn móng D

THIẾT KẾ MÓNG M1