chung cư aphrodite

Kết quả tính modun đàn hồi của đất móng vách lõi thang.. Kết quả tính hệ số posision của đất móng vách lõi thang .... Kết quả tính hệ só nền của đất móng lõi thang.. Với những nét ngang

TỔNG QUAN KIẾN TRÚC CÔNG TRÌNH

Giới thiệu công trình

- Công trình: Chung cư Aphrodite

- Vị trí công trình: 527 Huỳnh Tấn Phát, Quận 7, Thành phố Hồ Chí Minh

Hình 1.1: Vị trí tọa độ công trình

- Công trình nằm trên trục đường giao thông nên rất thuận lợi cho việc cung cấp vật tư và giao thông ngoài công trình Đồng thời, hệ thống cấp điện, cấp nước trong khu vực đã hoàn thiện đáp ứng tốt các yêu cầu cho công tác xây dựng

- Mục đính: nhằm đáp ứng nhu cầu ở của người dân cũng như thay đổi bộ mặt cảnh quan đô thị tương xứng với tầm vóc của một đất nước đang trên đà phát triển

- Chung cư Aphrodite là công trình dân dụng cấp II được xây dựng với 16 tầng gồm:

 1 tầng hầm: gồm bãi đổ xe, bể xử lí nước thải, phòng máy phát điển

 1 tầng trệt: gồm phòng sinh hoạt chung, phòng vệ sinh và khu vực thương mại

 14 tầng điển hình: gồm 6 căn hộ (mỗi căn hộ bao gồm 2 phòng ngủ, 2 nhà WC,

 1 tầng mái: gồm bể nước, sân thượng

- Công trình có chiều cao 52.1 m với diện tích sàn điển hình là 1125 m 2

Bảng 1.1: Chiều cao các tầng

Hình 1.2: Mặt đứng trước công trình

Hình 1.3: Mặt bằng tầng hầm

Hình 1.4: Mặt bằng tầng điển hình

Hình 1.5: Mặt bằng tầng mái.

Giải pháp kiến trúc

Chung cư Aphrodite là một công trình dạng hình khối hình đối xứng hình chữ Z, mang lại 1 công trình hiện đai và vững vàng, có vẻ bên ngoài gọn gàng và thu hút, được bao xung quanh là các tòa nhà, có mặt hướng ra ngoài trục đường chính, gần mặt được là các phần đất trống có thể tạo ra không gian sinh hoạt cộng đồng cho dân cư

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

Tổng thể công trình mạnh mẽ về hình khối, liền mạch với khối đế, tạo thành một tổng thể liên hoàn đóng mở về không gian trở thành một điểm nhấn thị giác cho không gian đô thị của khu vực Màu sắc của công trình là sự kết hợp hài hòa tinh tế giữa vật liệu và tạo hình kiến trúc

Công năng công trình chính là cho thuê căn hộ nên tầng hầm diện tích phần lớn dung cho việc để xe đi lại, bố trí các hộp gain hợp lý và tạo không gian thoáng nhất có thể cho tầng hầm Hệ thống cầu thang bộ và thang máy bố trí ngay vị trí vào tầng hầm làm cho người sử dụng có thể nhìn thấy ngay lúc vào phục vụ việc đi lại

Tầng trệt được coi như khu sinh hoạt chung của toàn khối nhà, được trang trí đẹp mắt với việc: cột ốp inox, bố trí dịch vụ ,cửa hàng và các công năng dịch vụ tiện ích đi kèm tạo khu sinh hoạt chung khối nhà Đặc biệt phòng quản lý cao ốc được bố trí có thể nhìn thấy nếu có việc cần thiết Nói chung rất dễ vận hành và quản lý khi bố trí các phòng như kiến trúc mặt bằng đã có

Các tầng phía trên bao gồm 6 căn hộ dịch vụ, vì đc thiết kế đối xứng nên lối đi nằm giữa, các thang máy nằm ngay trục tòa nhà bên cạnh lối đi nhằm thuận tiện cho việc di chuyển Mỗi căn hộ bao gồm 2 phòng ngủ, 2 nhà vệ sinh, 1 phòng khác thông với phòng bếp, các phòng ngủ đều có ban công có thể thư giản Việc rủ ro là không ai muốn nhưng vẫn bố trí 2 cầu thang bộ 2 bên cạnh sát bên lỗi ra giúp phòng những trường hợp khẩn cấp

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 < 20m 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.

Giải pháp kết cấu

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

- Phần mái và các nhà vệ sinh là BTCT chống thấm

- Cầu thang, các sàn, cột, dầm, vách là hệ kết cấu BTCT toàn khối

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

- Tường bao che dày 200mm, tường ngăn dày 100mm

- Phương án móng dùng phương án móng sâu.

PHÂN TÍCH KẾT CẤU CÔNG TRÌNH

Tiêu chuẩn, quy chuẩn áp dụng và phần mền hộ trợ

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

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

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

- TCVN 198-1997: Nhà cao tầng - thiết kế kết cấu bêt ông cốt thép toàn khối

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

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

- TCVN 5575 – 2012: Kết cấu thép – Tiêu chuẩn thiết kế

- TCVN 9395 – 2012: Cọc khoan nhồi – Thi công và nghiệm thu

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

- TCVN 4200 – 2012: Đất xây dựng – Phương pháp xác định tính nén lún trong

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

- 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

- Phần mềm phân tích kết cấu CSI ETABS

- Phần mềm phân tích kết cấu CSI SAFE

- Phần mềm phân tích kết cấu CSI SAP 2000

- Bộ các phần mềm Microsoft Office

- Phần mềm thể hiện bản vẽ AutoCAD.

Phân tích kết cấu

Hệ kết cấu chịu lực thẳng đứng có vai trò quan trọng đối với kết cấu nhà nhiều tầng vì:

+ Chịu tải trọng của dầm sàn truyền xuống móng và xuống nền đất

+ Chịu tải trọng ngang của gió và áp lực đất lên công trình

+ Liên kết với dầm sàn tạo thành hệ khung cứng, giữ ổn định tổng thể cho công trình, hạn chế dao động và chuyển vị đỉnh của công trình

 Căn cứ vào quy mô công trình (15 tầng nổi + 1 hầm), sử dụng hệ chịu lực khung – vách lõi (khung chịu tải trọng đứng và vách lõi vừa chịu tải trọng đứng vừa chịu tải trọng ngang cũng như các tác động khác đồng thời làm tăng độ cứng của công trình) làm hệ kết cấu chịu lực chính cho công trình

Dưới tác dụng của tải trọng ngang (tải trọng đặc trưng cho nhà cao tầng) khung chịu cắt là chủ yếu tức là chuyển vị tương đối của các tầng trên là nhỏ, của các tầng dưới lớn hơn Trong khi đó lõi chịu uốn là chủ yếu tức là chuyển vị tương đối của các tầng trên lớn hơn của các tầng dưới Điều này khiến cho chuyển vị của cả công trình giảm đi khi chúng làm việc cùng nhau

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

Lựa chọn giải pháp kết cấu sàn cho công trình là hệ sàn sườn: Cấu tạo gồm hệ dầm và bản sàn Căn cứ yêu cầu kiến trúc, lưới cột, công năng của công trình, chọn giải pháp sàn sườn toàn khối, bố trí dầm trực giao 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 2.2.2 Phần móng

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: Móng sâu: móng cọc khoan nhồi, móng cọc Barret, móng cọc BTCT đúc sẵn, móngcọc ly tâm ứng suất trước

Móng nông: móng băng 1 phương, móng băng 2 phương, móng bè…

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.

Lựa chọn vật liệu

2.3.1 Các yêu cầu đối với vật liệu

- 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

- Vật liệu dễ tìm thấy trên thị trường

Do đó, lựa chọn vật liệu xây dựng công trình là bê tông cốt thép

STT Cấp độ bền Thông số Kết cấu sử dụng

Nền tầng trệt, cầu thang, lanh tô, trụ tường, móng, cột, dầm, sàn, cầu thang

2 Vữa xi măng M75, M100 Vữa xi măng xây, tô trát tường nhà Bảng 2.2: Cốt thép

STT Loại thép Thông số Đặc tính/ Sử dụng

STT Loại thép Thông số Đặc tính/ Sử dụng

2.3.2 Lớp bê tông bảo vệ

Theo TCVN 5574:2018 mục 10.3.1, lớp bê tông bảo vệ được lấy theo bảng dưới đây:

Bảng 2.3: Chiều dày lớp bê tông bảo vệ

Cấu kiện Chiều dày lớp bảo vệ (mm)

Bố trí cấu kiện kết cấu

Bố trí hệ chịu lực cần ưu tiên những nguyên tắc sau: Đơn giản, rõ ràng Nguyên tắc này đảm bảo cho công trình hay kết cấu có độ tin cậy kiểm soát được Thông thường kết cấu thuần khung sẽ có độ tin cậy dễ kiểm soát hơn so với hệ kết cấu vách và khung vách….là loại kết cấu nhạy cảm với biến dạng

Truyền lực theo con đường ngắn nhất Nguyên tắc này đảm bảo cho kết cấu làm việc hợp lý, kinh tế Đối với kết cấu bê tông cốt thép cần ưu tiên cho những kết cấu chịu nén, tránh những kết cấu treo chịu kéo, tạo khả năng chuyển đổi lực uốn trong khung thành lực dọc Đảm bảo sự làm việc không gian của hệ kết cấu

2.4.2 Lựa chọn kích thước sơ bộ

Chiều dày sàn sơ bộ theo công thức sau: s D 1 h l

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

D= 0.8 ÷ 1.4 phụ thuộc vào tải trọng

Vì các ô sàn có chiều dày sàn bằng nhau nên chọn ô sàn có kích thước lớn nhất

(7.5×7.5m) để chọn sơ bộ tiết diện

45 40 hs      mm Chọn chiều dày sàn sơ bộ h s 150 mm

Sơ bộ theo công thức kinh nghiệm (sơ bộ theo 2 điều kiện: độ võng và bền) sau:

2 4 2 4 d d b   h      → Chọn b d 300mm Vậy kích thước dầm chính B1 là: 300×600 mm

Tương tự, khích thước cho dầm phụ B2 là: 200×300 mm

Kích thước tiết dầm được xác định sơ bộ thông qua nhịp dầm (dựa theo công thức kinh nghiệm) Khích thước vách – lõi

- Theo mục 3.4.1 TCVN 198:1997 các vách – lõi cần thiết kế như sau:

+ 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

+ Không nên chọn ít vách có khả năng chịu tải lớn mà nên chọn nhiều vách có khả năng chịu tải tương đương và bố trí đều trên 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:

  F v : Tổng diện tích mặt cắt ngang vách và lõi cứng

 F s : Diện tích sàn từng tầng

 h s : Diện tích sàn từng tầng

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

 N = nqS là tổng lực dọc tác dụng lên cột Chọn sơ bộ q = 12 kN/m 2 đối với chung cư cao tầng

 k là hệ số kể đến vị trí của cột đang xét (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 3.3.2 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

Hình 2.1: Mặt bằng bố trí tầng điển hình

Bảng 2.4: Kích thước cột góc

Tầng k q Stt Số tầng Ac1 Cx(2) Cy (3) Ac chọn kN/m2 m2 n m2 mm mm m2

Tầng k q Stt Số tầng Ac1 Cx(2) Cy (3) Ac chọn kN/m2 m2 n m2 mm mm m2

Bảng 2.5: Kích thước cột biên

Tầng k q Stt Số tầng Ac1 Cx(2) Cy (3) Ac chọn kN/m2 m2 n m2 mm mm m2

Bảng 2.6: Kích thước cột giữa

Tầng k q Stt Số tầng Ac1 Cx(2) Cy (3) Ac chọn kN/m2 m2 n m2 mm mm m2

THIẾT KẾ SÀN ĐIỂN HÌNH

Mặt bằng tầng điển hình

Hình 3.1: Mặt bằng kiến trúc tầng điển hình.

Vật liệu và tiết diện

Bảng 3.1: Vật liệu sử dụng

3.2.2 Kích thước cấu kiện (mục 2.4 chương 2)

Bảng 3.2: Kích thước cấu kiện

Cấu kiện Kích thước Đơn vị

Tải trọng

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 sàn từng lớp được tính theo công thức: s i i i g   n  

 n i : hệ số tin cậy lớp thứ i

  i : trọng lượng bản thân lớp thứ i

 Tĩnh tải tường xây được tính theo công thức: t t tx g n h

Hình 3.2: Các lớp cấu tạo sàn

3.3.1.1 Sàn căn hộ, sàn sảnh, sàn hành lang

Bảng 3.3: Tải trọng sàn căn hộ, sàn hành lang, sàn sảnh

STT Các lớp cấu tạo sàn

Tải trọng tiêu chuẩn (kN/m2)

Tải trọng tính toán (kN/m2)

Tổng tải trọng lên sàn 1.08 2.68

3.3.1.2 Sàn vệ sinh, ban công, sàn sân thượng, tầng hầm

Khác với sàn thường, sàn chống thấm thường có thêm lớp chống thấm và lớp vữa tạo độ dốc Dộ dốc sàn thường lấy thừ 1-1.5%

Bảng 3.4: Sàn vệ sinh và ban công

STT Các lớp cấu tạo sàn

Tải trọng tiêu chuẩn (kN/m2)

Tải trọng tính toán (kN/m2)

2 Vữa lót tạo độ dốc 40 18 0.72 1.3 0.936

Tổng tải trọng lên sàn 1.49 1.881

STT Các lớp cấu tạo sàn

Tải trọng tiêu chuẩn (kN/m 2 )

Tải trọng tính toán (kN/m 2 )

Tổng tải trọng lên sàn 2.24 1.881

STT Các lớp cấu tạo sàn

Tải trọng tiêu chuẩn (kN/m2)

Tải trọng tính toán (kN/m2)

Tổng tải trọng lên sàn 1.76 2.268

3.3.1.3 Tải tường tác dụng lên sàn, tường

Vì các ô sàn có chiều dài và bệ rộng tường gần bằng nhau nên sự dụng tính cho 1 ô rồi bố trí cho các ô sàn còn lại:

Tường tác dụng lên dầm bao gồm tường 200 mm và 100 mm

Hệ số vượt tải tra tra mục 8.3.5 và mục 8.5.5 TCVN 2737-2023

Hoạt tải tiêu chuẩn phân bố trên sàn theo TCVN 2737 - 2023 bảng Bảng 4, Bảng 5

STT Loại sàn Khu vực Hệ số vượt tải Tải tiêu chuẩn

1 Sàn căn hộ, sàn vệ sinh A 1.3 1.5

4 Hành lang, cầu thang bộ A 1.3 3

10 Sân thượng có sử dụng I 1.3 1.5

11 Sân thượng không sử dụng H 1.3 0.3

Mô hình tính toán

Hình 3.3: Phân chia các ô sàn tầng điển hình

3.4.1 Các bước mô hình sàn

- Khai báo kích thước và vật liệu sử dụng

- Lần lượt gán tải trọng lên sàn, dầm

- Khai báo các loại tổ hợp tải trọng

- Chia các dãy trip tại các vị trí mép biên và giữa nhịp ô sàn

- Chạy mô hình và xuất nội lực qua bảng tính

Hình 3.5: Momen theo cạnh ngắn

Tính toán cốt thép sàn

Sử dụng bê tông cho sàn B30 và thép CB240-T (d  10) và CB400-V (d  10)

Chiều cao tính toán h 0   h a 160 25 135  mm

Lần lượt tính các giá trị:

  so sánh với giá trị  m a R 0.426 (CB240-T), 0.391 (CB400-V) Chiều cao vùng nén tương đối:   1 1 2  m

Kiểm tra hàm lượng cốt thép: min max

STT Vị trí Momen  m  A s Thép chọn A sc 

STT Vị trí Momen m  A s Thép chọn A sc 

STT Vị trí Momen m  A s Thép chọn A sc 

STT Vị trí Momen  m  A s Thép chọn A sc 

STT Vị trí Momen m  A s Thép chọn A sc 

STT Vị trí Momen m  A s Thép chọn A sc 

Kiểm tra trạng thái giới hạn 2

Sử dụng tổ hợp toàn bộ tải trọng tiêu chuẩn để xác định độ vọng ngắn hạn: max

Hình 3.7: Độ vọng ngắn hạn

5.9 max 30 f  mm f  mm (thỏa điều kiện)

Tổ hợp tải trọng theo TTGH II (tải trọng tiêu chuẩn)

Sự xuất hiện của vết nứt trong bêtông khi chịu lực sẽ làm giảm độ cứng của tiết diện và làm tăng độ võng cho cấu kiện

Sự làm việc dài hạn của kết cấu BTCT, cần xét tới các yếu tố từ do biến và co ngót cũng như tác dụng dài hạn của các loại tải trọng Theo TCVN 5574-2012, độ võng toàn phần f được xác định theo công thức như: f  f 1 f 2  f 3

Loại tải trọng Kí hiệu

Trọng lượng bản thân sàn TLBT

Loại tải trọng Kí hiệu

Trọng lượng các lớp hoàn thiện sàn CTS

Trọng lượng tường xây TX

 f1: độ võng do tác dụng ngắn hạn (Shortterm) của toàn bộ tải trọng

(TLBT + CTS + TX + HT) gây ra f2: độ võng do tác dụng ngắn hạn (Shortterm) của tải trọng dài hạn

(TLBT + CTS + TX + ψHT) gây ra

 f3: độ võng do tác dụng dài hạn (Longterm) của tải trọng dài hạn

(TLBT + CTS + TX + ψHT) gây ra

Lưu ý: Với ψ là hệ số qui đổi chuyển từ tải toàn phần sang tải trọng dài hạn, lấy theo TCVN 2737-1995

Sử dụng phiên bản SAFE V12 tiến hành khai báo như sau: Define Load cases/

Initial Conditions/ Continue from State at End of Nonlinear Case Cho phép phân tích trường hợp hiện tại có xét đến ảnh hưởng của quá trình làm việc trước đó

 Bước 1: Khai báo các trường hợp tải (Load Cases) bao gồm: f1; f2; f3;

 f1: (1TLBT + 1CTS + 1TX + 1HT) - Nonlinear (Cracked) – Zero Initial Condition

 f3: (1TLBT + 1CTS + 1TX + 0.3HT) - Nonlinear (Cracked) – Zero Initial Condition

 f3: (1TLBT + 1CTS + 1TX + 0.3HT) - Nonlinear (Long Term Cracked) – Zero Initial Condition

Lưu ý: Tải trọng gán vào mô hình phải là tải trọng tiêu chuẩn

Hình 3.8: Độ vọng dài hạn 27.2 max 30

Kiểm tra vết nứt sàn

3.7.1 Khai báo các trường hợp tải

Arc1: vết nứt do tác dụng ngắn hạn (Shortterm) của toàn bộ tải trọng (1DL + 0.3SDL + 1LL) gây ra

Acr2: vết nứt do tác dụng dài hạn (Longterm) của tải trọng dài hạn (1DL + 0.3SDL + LL) gây ra

Theo tiêu chuản 5574-2018 bảng 17, tra được vết nứt dài hạn là 0.4, ngắn hạn là 0.3

Hình 3.9: Vết nứt ngắn hạn

, 0.15 ,max 0.4 crc u crc a  a  (thỏa điều kiện)

Hình 3.10: Vết nứt dài hạn

, 0.12 ,max 0.3 crc u crc a   a  (thỏa điều kiện)

TÍNH TOÁN CẦU THANG

Tính toán cốt thép

Sử dụng bê tông cho sàn B30 và thép CB240-T (d  10) và CB400-V (d  10)

Chiều cao tính toán h 0   h a 160 25 135  mm ( cho sàn thường)

Lần lượt tính các giá trị :

  so sánh với giá trị

Chiều cao vùng nén tương đối:   1 1 2  m

Kiểm tra hàm lượng cốt thép: min max

STT Vị trí Momen  m  A s Thép chọn A sc 

2 Khúc gãy 21.65 0.070 0.07 792.40 d14a190 807.84 0.59% Để đảm bảo an toàn thì thì bố trí cho bản thang nghiêng và bản chiếu nghỉ là d14a160.

Tính toán cho dầm chiếu nghỉ

Tải trọng gồm lực tại chân gối dầm chiếu nghỉ và tải tường

Hình 4.8: Phản lực cầu thang tác dụng lên dầm

Tổng tải tác dụng lên dầm: q tt d  g t tt q ct tt  4.16 22.94 27.1(kN/m)

Hình 4.9: Sơ đồ tính dầm chiếu nghỉ

Hình 4.10: Biểu đồ momen dầm chiếu nghỉ

Dầm là tiết diện hình chữ nhật có b h 200 300  mm 2

Lần lượt tính các giá trị:

Chiều cao vùng nén tương đối:    1 1 2 m 0.131

Kiểm tra hàm lượng cốt thép: min max

Chọn thép 3d14 để bố trí cho thép nhịp và gối.

Phân tích HỆ KHUNG

Cơ sở tính toán

- TCVN 2737-2023: tải trọng và tác động

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

- Dựa vào các loại cấu kiện tạo ra công trình

- Dựa vào tải trọng tác động vào công trình.

Tải trọng tác dụng

Bao gồm trọng lượng bản thân (TLBT) sàn, các lớp cấu tạo sàn (CTS), tải tường xây (TX) và hoạt tải sử dụng, được trình bày ở mục 3.3, chương 3

Phần tải cầu thang ở mục 4.1.3.

Thành phần gió

Hình 5.1: Khai báo Mass source gió Khi khai báo tổ hợp cần lấy toàn bộ tĩnh tải và một phần của hoạt tải (tải dài hạn)

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)

Và 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) 5.3.1.2 Chu kì giao động

Bảng 5.1: Chu kì giao động

Case Mode Period UX UY RZ Dạng giao động chính

Modal 2 1.939 0.659 0.009 0.002 Tịnh tiến theo X Modal 3 1.918 0.011 0.613 0.065 Tịnh tiến theo Y

Modal 5 0.602 0.000 0.122 0.006 Tịnh tiến theo Y Modal 6 0.557 0.154 0.000 0.000 Tịnh tiến theo X

Theo mục 10.2.2, TCVN 2737-23, thì giá trị tiêu chuẩn của gió được tính theo công thức:W W k  3 ,10 s  k z   e   c G f

1 W 3 ,10 s : là áp lực gió 3s ứng với T = 10 năm

  T 0.852: là hệ số chuyển đổi áp lực gió từ chu kỳ lặp từ 20 năm xuống 10 năm,

 W 0  95  daN m / 2 : là áp lực gió cơ sở (Bảng 7 )

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

Công trình thuộc vào trường hợp: b h 2 b

3 c : là hệ số khí động Xác định theo phụ lục F.16: cho cấu kiện hình lăng trụ c  k c  x 

 k  được xác định theo F.18 phụ thuộc vào độ mảnh hiệu dụng của công trình  e

 c x  : được lấy theo biểu đồ Hình F.22

Thay vào các giá trị, ta được theo bảng sau:

Bảng 5.2: Giá trị tính hệ số khí động theo 2 phương

4 G f : Là hệ số hiệu ứng giật Lấy bằng 0.85 khi T  1 svà tính toán khi T  1 s

 I z   s : là độ rối ở độ cao tương đương z s , xác định theo

 c r : là hệ số, phụ thuộc vào các dạng địa hình khác nhau, lấy theo bảng 10:

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

 g : 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

 n 1 0.492: là tần số giao động riêng cơ bản thứ nhất

 Q: là hệ số kể đến thành phần phản ứng nền của kết cấu chịu tải trọng gió

 L z   s : là thang nguyên kích thước xoáy tại độ cao tương đương z s

 R: là hệ số phản ứng cộng hưởng, được xác định theo

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

V z :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 :   3600 ,50 10 3 ,50 s s s s

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

Thay vào các công thức, ta tính được các giá trị theo bảng sau:

Bảng 5.3: Giá trị tính hệ số giật theo 2 phương

Diễn giải Hệ số Phương X Phương Y

Hệ số phụ thuộc vào các dạng địa hình: c r 0.3 0.3 Độ cao tương đương của công trình (m): z s 31.26 31.26 Độ rối ở độ cao tương đương Zs: I z   s 0.248 0.248

Hệ số đỉnh cho thành phần xung: gQ 3.4 3.4

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

Tần số riêng cơ bản thứ nhất (Hz): n1 0.492 0.484

Hệ số đỉnh cho thành phần cộng hưởng: g R 4.017 4.013

Hệ số phụ thuộc vào các dạng địa hình: l 97.540 97.540

Hệ số phụ thuộc vào các dạng địa hình:  0.33 0.33 Thang nguyên kích thước xoáy: L z   s 142.62 142.620

Hệ số kể đến thành phần phản ứng nền: Q 0.825 0.832 Độ cản phụ thuộc theo loại kết cấu:  0.02 0.02

Hệ số phụ thuộc vào các dạng địa hình: b 0.45 0.45

Hệ số phụ thuộc vào các dạng địa hình:  0.25 0.25 Vận tốc gió trung bình trong 3600 giây (m/s): V z  s 3600 ,50 s 26.32 26.328

Hệ số để tính Rn: N 1 2.665 2.622

Diễn giải Hệ số Phương X Phương Y

Hệ số để tính hệ số cộng hưởng: R n 0.075 0.076

Hệ số tính hàm số dẫn suất khí động: h 4.479 4.406

Hệ số tính hàm số dẫn suất khí động: b 3.224 2.537

Hệ số tính hàm số dẫn suất khí động:  d 8.634 10.617

Hàm số dẫn suất khí động: R h 0.198 0.201

Hàm số dẫn suất khí động: R b 0.262 0.317

Hàm số dẫn suất khí động: R d 0.109 0.090

Hệ số phản ứng cộng hưởng: R 0.337 0.372

=> Hệ số hiệu ứng giật Gf 0.879 0.893

- Thay vào công thức, ta có tải gió cho từng độ cao của công trình theo bảng sau:

Bảng 5.4: Giá trị tính gió theo các tầng

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

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

Thành phần động đất

5.4.1 Xác định thông số cơ bản

- Gia tốc nền tham chiếu a gR , tra phụ lục I, công trình Chung cư Aphrodite thuộc quận 7, thành phố Hồ Chí Minh, a gR  0.0846g

- Hệ số tầm quan trọng  I , tra bảng phụ lục E, công trình thuộc công trình cấp 2, công trình thường xuyên đông người có hệ số sự dụng cao, nhà cao tầng cao từ 9-19 tầng hệ số tầm quan trọng là  I 1

- Gia tốc nền thiết kế, a g  I a gR

 Động đất mạnh a g  0.08g, phải tính toán và cấu tạo kháng chấn

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

 Động đất rất yếu a g  0.04g, không cần thiết kế kháng chấn

- Hệ kết cấu, công trình thuộc hệ kết cấu dễ xoắn

- Hệ số ứng sử là 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

 k w 1: với hệ khung và hệ kết cấu hỗn hợp tương đương khung

   với cho hệ tường, hệ kết cấu hỗn hợp tương đương tường và kết cấu dễ xoắn

- 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

5.4.2 Tính tải trọng động đất

Bao gồm 2 cách tính toán tải động đất: Tính thủ công sau đó nhập lực vào phần mền Etabs hoặc tính toán tự động bằng phần mền Etabs Ở công trình này, sinh viên lựa chọn tính toán động đất tự động bằng phần mềm Etabs

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

- Ground Type : Nhập loại đất nền

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

Hình 5.3: Khai báo Mass Soure động đất

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

Các hệ số tổ hợp:  E i ,    2, i

Tổ hợp tải trọng

5.5.1 Các loại tải trọng (tải tiêu chuẩn)

STT Kí hiệu Nhóm tải trọng Tải trọng

1 DL Thường xuyên Trọng lượng bản thân của các cấu kiện

2 SL Thường xuyên Áp lực chủ động đất

3 SDL Thường xuyên Trọng lượng các lớp hoàn thiện sàn

4 WL Thường xuyên Tải tường xây

5 TLL Thường xuyên Tải bể nước

7 LLA Ngắn hạn Khu vực ở

8 LLB Ngắn hạn Khu vực kỹ thuật

9 LLC Ngắn hạn Khu vực phòng họp, lễ tân

10 LLD Ngắn hạn Khu vục sảnh, thương mại

11 LLH Ngắn hạn Mái không sử dụng

12 LLI Ngắn hạn Mái sử dụng

13 LLG Ngắn hạn Xe phương tiện (>30 kN, Cấu kiện đảm bảo điều kiện chiều rộng vết nứt 0.00

+ Chiều rộng vết nứt ngắn hạn: acrc 0.29 mm

- Chiều rộng vết nứt giới hạn cho phép: acrc u , 0.40 mm

=> Cấu kiện đảm bảo điều kiện chiều rộng vết nứt

6.6.1.3 Kiểm tra điều kiện độ võng

Theo mục 8.2.3.2.1, tính toán độ võng của cấu kiện bê tông cốt thép được tiến hành theo điều kiện: f  fu

 f : là độ võng của cấu kiện bê tông cốt thép dưới tác dụng của ngoại lực Xác định theo công thức(12)

 f u : là giá trị độ võng giới hạn cho phép của cấu kiện bê tông cốt thép

 s : là hệ số phù thuộc vào loại sơ đồ tính toán cấu kiện và loại tải trọng, hệ số này được xác định theo các nguyên tắc cơ học kết cấu

 L: là chiều dài cấu kiện

  : là độ cong toàn phần tại tiết diện có mô men uốn lớn nhất do tải trọng dùng để tính độ võng (có nứt) Xác định theo công thức (13) max 1 2 3

  1 / r  1 : là độ cong do tác dụng ngắn hạn của toàn bộ tải trọng mà dùng để tính toán biến dạng

  1 / r  2 : là độ cong do tác dụng ngắn hạn của tải trọng thường xuyên và tạm thời dài hạn

  1 / r  2 : là độ cong của tác dụng dài hạn của tải trọng thường xuyên và tạm thời dài hạn

 Các độ cong   1/ r i được xác định theo công thức (14)

 M : là mô men uốn do ngoại lực đối với trục vuông góc với phẳng tác dụng của mô men uốn và đi qua trọng tâm tiết diện ngang quy đổi của cấu kiện

 D: là độ cứng chống uốn của tiết diện ngang quy đổi của cấu kiện Xác định theo công thức (15)

 E b 1 : là mô đun biến dạng của bê tông chịu nén Xác định theo công thức (16)

 I red : là mô men quán tính của tiết diện ngang quy đổi đối với trọng tâm của nó Xác định theo công thức (17)

Xác định giá trị biến dạngE b 1 (16)

 Khi có tác dụng ngắn hạn của tải trọng: E b 1 0.85E b

 Khi có tác dụng dài hạn của tải trọng: 1 ,

  b ser , : là hệ số từ biến bê tông, lấy theo bảng 11

 I I I , , s s ' : Lần lượt là momen quán tính của tiết diện bê tông, cốt thép chịu kéo và cốt thép chịu nén đối với trọng tâm tiết diện ngang quy đổi của cấu kiện I I s , s ' xác định theo nguyên tắc chung của sức bền vật liệu với khoảng cách y cn từ thớ bê tông chịu nén nhiều nhất đến trọng tâm tiết diện ngang quy đổi theo công thức

   s 1 , s 2 : lần lượt là hệ số quy đổi cốt thép chịu kéo và chịu nén về bê tông

Bảng 6.8: Kết quả tính toán độ võng

- Mô đun biến dạng quy đổi của bê tông chịu nén, kể đến biến dạng không đàn hồi của bê tông chịu nén: E b red ,

+ Tải trọng ngắn hạn, chịu nén 14666.67 M P a

+ Tải trọng dài hạn, chịu nén 7857.14 M P a

+ Tải trọng ngắn hạn, chịu kéo 2.36E+05 M P a

+ Tải trọng dài hạn, chịu kéo 2.39E+05 M P a a Độ cong do tác dụng ngắn hạn của tải trọng thường xuyên và tạm thời:

- Hệ số kể đến sự phân bố không đều biến dạng tương đối của cốt thép chịu kéo giữa các vết nứt:  s 0.85

- Hệ số quy đổi cốt thép về bê tông đối với cốt thép chịu nén:  s 1 13.64

- Hệ số quy đổi cốt thép về bê tông đối với cốt thép chịu kéo:  s 2 16.06

- Chiều cao vùng chịu nén của tiết diện ngang quy đổi của cấu kiện: y c

- Mô men quán tính của diện tích tiết diện của vùng bê tông chịu nén: I b

- Mô men quán tính của diện tích tiết diện của cốt thép chịu kéo: I s

- Mô men quán tính của diện tích tiết diện của cốt thép chịu nén:

- Mô men quán tính của tiết diện ngang quy đổi của cấu kiện, chỉ kể đến diện tích tiết diện của vùng bê tông chịu nén:

Mô đun biến dạng của bê tông chịu nén khi có tác dụng ngắn hạn của tải trọng: E b 1

14666.67 M P a Độ cứng chống uốn của tiết diện ngang quy đổi do tác dụng của tải ngắn hạn: D sh 1

(1r)1 3.05E-06 mm b Độ cong do tác dụng ngắn hạn của tải trọng dài hạn:

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

- Hệ số quy đổi cốt thép về bê tông đối với cốt thép chịu nén:  s 1

- Hệ số quy đổi cốt thép về bê tông đối với cốt thép chịu kéo:  s 2

- Chiều cao vùng chịu nén của tiết diện ngang quy đổi của cấu kiện: y c

- Mô men quán tính của diện tích tiết diện của vùng bê tông chịu nén: I b

- Mô men quán tính của diện tích tiết diện của cốt thép chịu kéo: I s

- Mô men quán tính của diện tích tiết diện của cốt thép chịu nén:

- Mô men quán tính của tiết diện ngang quy đổi của cấu kiện, chỉ kể đến diện tích tiết diện của vùng bê tông chịu nén:

Mô đun biến dạng của bê tông chịu nén khi có tác dụng ngắn hạn của tải trọng: E b 1

14666.67 M P a Độ cứng chống uốn của tiết diện ngang quy đổi do tác dụng của tải ngắn hạn: D sh 1

(1r)2 2.81E-06 mm c Độ cong do tác dụng dài hạn của tải trọng dài hạn:

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

- Hệ số quy đổi cốt thép về bê tông đối với cốt thép chịu nén:  s 1

- Hệ số quy đổi cốt thép về bê tông đối với cốt thép chịu kéo:  s 2

- Chiều cao vùng chịu nén của tiết diện ngang quy đổi của cấu kiện: y c

- Mô men quán tính của diện tích tiết diện của vùng bê tông chịu nén: I b

- Mô men quán tính của diện tích tiết diện của cốt thép chịu kéo: I s

- Mô men quán tính của diện tích tiết diện của cốt thép chịu nén:

- Mô men quán tính của tiết diện ngang quy đổi của cấu kiện, chỉ kể đến diện tích tiết diện của vùng bê tông chịu nén:

Mô đun biến dạng của bê tông chịu nén khi có tác dụng ngắn hạn của tải trọng: E b 1

7857.14 M P a Độ cứng chống uốn của tiết diện ngang quy đổi do tác dụng của tải ngắn hạn: D sh 1

2 Kiểm tra và kết luận

- Độ cong toàn phần (1r) 3.62E-06 mm

- Độ võng lớn nhất dầm: fm 21.21 mm

thiết kế cột – Lõi thang

Thiết kế cột

Bảng 7.1: Vật liệu sử dụng

7.1.2 Phương pháp và lí thuyết tính toán

 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:

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

  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 : b 0 2 st sc a

  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

 7.1.3 Tổ hợpvà tính toán đại diện cột

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

- Để chính xác hơn trong việc tính toán sinh viên chọn tính toán hết tất cả các trường hợp tải trọng và chọn ra truòng hợp có diện tích cốt thép lớn nhất để bố trí

Tầng Tên cột Tổ hợp tải trọng

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

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

- Chiều dài tính toán: l 0 x  l 0 y l  0.7   3500 700    1960  mm ;

- Độ lệch tâm ngẫu nhiên:

- Độ lệch tâm tĩnh học:

- Độ lệch tâm tính toán:

- Độ mảnh theo hai phương:

(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 hoạc 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 rất bé

Hệ số độ lệch tâm

Hệ số uốn dọc phụ thêm khi xét nén đúng tâm:

Diện tích toàn bộ cốt thép :

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

- Cốt đai cột được thiết kê 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 dùng d8 Khoảng cách s giữa các vòng đai không vượt quá:

 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 ở hai đầu cột kháng chấn chính là vùng tới hạn

- Chiều dài của vùng tới hạn được xác định theo công thức 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 ỉ8a100 trong đoạn l cr và ỉ8a200 trong cỏc đoạn cũn lại

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

Thiết kế 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

- Ứng suất phân bố vào phần tử vách thứ i được xác định theo công thức sau: 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 : , n b b b s n sc

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

 R Bước 6: Kiểm tra hàm lượng cốt thép hợp lý min max

 7.2.2 Kết quả tính toán cốt thép lõi thang

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: Phần tử vách lõi 1

Hình 7.2: Phần tử vách lõi 2

- Xác định vị trí, kích thước của phần tử vách so với trục trung hòa

Bảng 7.3: Kết quả tính đặc trưng phần tử vách lõi 1

Phần tử b (mm) h (mm) xi (mm) yi (mm) Ai (mm) Ixi (mm) Iyi (mm)

Phần tử b (mm) h (mm) xi (mm) yi (mm) Ai (mm) Ixi (mm) Iyi (mm)

Bảng 7.4: Kết quả tính đặc trưng phần tử vách lõi 2

Phần tử b (mm) h (mm) xi (mm) yi (mm) Ai

(mm) Ixi (mm) Iyi (mm)

Phần tử b (mm) h (mm) xi (mm) yi (mm) Ai

(mm) Ixi (mm) Iyi (mm)

- Sinh viên chọn phần tử vách thứ 10 lõi thang thứ nhất tại Story1 để tính toán lõi thang minh họa

Bảng 7.5: Nội lực phần tử vách thứ 10 lõi 1

Tổ hợp N(kN) M2=Mx(kN.m) M3=My(kN.m)

- Ứng suất phân bố vào phần tử vách thứ 10, tầng 1

Bước 4: Xác định nội lực trong từng phần tử max max i 3220.47 0.5 0.3 483.07  

Bước 5: Tính toán cốt thép

Chọn thép 6 16 d có A s ch ,  1206.37  mm 2 

Bước 6: Kiểm tra hàm lượng cốt thép min max

Thoả hàm lượng cốt thép

- Tính toán và kiểm tra lực cắt tương tự dầm

Bảng 7.1: Lực cắt lớn nhất trong lõi thang

- 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 :

→ Thỏa món bố trớ đai cấu tạo ỉ10a200

Bảng 7.2: Kết quả thép cột

Tầng Tên Tổ hợp P My = M22 Mx = M33 Cy = t2 Cx = t3

Cột Tải trọng (kN) (kN.m) (kN.m) (mm) (mm) (cm 2 ) (%)

Tầng Tên Tổ hợp P My = M22 Mx = M33 Cy = t2 Cx = t3

Cột Tải trọng (kN) (kN.m) (kN.m) (mm) (mm) (cm 2 ) (%)

Tầng Tên Tổ hợp P My = M22 Mx = M33 Cy = t2 Cx = t3

Cột Tải trọng (kN) (kN.m) (kN.m) (mm) (mm) (cm 2 ) (%)

Tầng Tên Tổ hợp P My = M22 Mx = M33 Cy = t2 Cx = t3

Cột Tải trọng (kN) (kN.m) (kN.m) (mm) (mm) (cm 2 ) (%)

Tầng Tên Tổ hợp P My = M22 Mx = M33 Cy = t2 Cx = t3

Cột Tải trọng (kN) (kN.m) (kN.m) (mm) (mm) (cm 2 ) (%)

Bảng 7.3: Kết quả tính thép vách lõi 1

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

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

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

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

Bảng 7.4: Kết quả tính thép vách lõi 2

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

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

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

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

Thiết kế móng

Thông số địa chất

Móng là bộ phận cuối cùng của công trình, tiếp nhận toàn bộ tải trọng do kết cấu bên trên truyền xuống Móng chính là phần kéo dài thêm của công trình và nằm ngầm trong lòng đất, có nhiệm vụ chính là truyền tải trọng từ công trình xuống nền đất bên dưới Thiết kế móng cho kết cấu nhà cao tầng có nhiều vấn đề cần xem xét hơn so với những công trình thấp tầng, bởi vì nhà cao tầng có nhiều đặc điểm ảnh hưởng đáng kể đến công tác thiết kế móng, bao gồm:

 Nhà cao tầng có chiều cao lớn, khi đó tải trọng đứng tích lũy truyền xuống móng có ảnh hưởng đáng kể Vì vậy, cả hai vấn đề là sức chịu tải và độ lún cần được xem xét cẩn thận

 Tải trọng ngang gây ra bởi tác động của gió và động đất lớn, điều này làm momen tác dụng vào hệ móng lớn

Bảng 8.1 Bảng phân chia đơn nguyên

Tên lớp Cao độ Bề dày NSPT Mô tả

1 -3.8 2.1 3-5 Sét – sét lẫn TV, máu xám trắng – xám đen, trạng thái dẻo mền

Sét – sét lẫn sản sỏi Laterit, màu xám trắng – nâu đỏ – nâu vằng, trạng thái dẻo cứng – dẻo mền

3 -11.4 2.4 7-9 Sét pha, màu nâu vàng – xám trắng, trạng thái dẻo cứng – dẻo mền

4 -16.2 4.8 9-15 Cát pha màu nâu vàng – xám trắng

4A -20.7 4.5 7-10 Sét pha – sét kẹp cát, màu nâu vàng – nâu hồng

– xám trắng, trạng thái dẻo cứng

5 -24.5 3.8 7-9 Sét pha – sét kẹp cát, màu nâu vàng – nâu hồng

– xám trắng, trạng thái dẻo cứng

6 -50 25.5 22-31 Cát pha, màu nâu hồng – nâu vàng – xám trắng

Hình 8.1: Mặt cắt địa chất.

Bảng 8.2 Thống kê địa chất

Tên lớp Chiều dày lớp Chỉ tiêu thống kê   ' I L c 

Hệ số rỗng e ứng với từng cấp áp lực

Sét – sét lẫn TV, máu xám trắng – xám đen, trạng thái dẻo mền

Tên lớp Chiều dày lớp Chỉ tiêu thống kê   ' I L c 

Hệ số rỗng e ứng với từng cấp áp lực

Sét – sét lẫn sản sỏi Laterit, màu xám trắng – nâu đỏ – nâu vằng, trạng thái dẻo cứng – dẻo mền

Min 19.66 - - 13.88 11.4 - - - - - Max 19.86 - - 20.97 13.15 - - - - - Sét pha, màu nâu vàng – xám trắng, trạng thái dẻo cứng – dẻo mền

Tên lớp Chiều dày lớp Chỉ tiêu thống kê   ' I L c 

Hệ số rỗng e ứng với từng cấp áp lực

Cát pha màu nâu vàng – xám trắng

Sét pha – sét kẹp cát, màu nâu vàng – nâu hồng – xám trắng, trạng thái dẻo cứng

Tên lớp Chiều dày lớp Chỉ tiêu thống kê   ' I L c 

Hệ số rỗng e ứng với từng cấp áp lực

Min 20.1 - - 22.38 11.58 - - - - - Max 20.73 - - 33.62 14.75 - - - - - Sét pha – sét kẹp cát, màu nâu vàng – nâu hồng – xám trắng, trạng thái dẻo cứng

Min 20.56 - - 4.79 24.11 - - - - - Max 20.79 - - 7.54 24.73 - - - - - Cát pha, màu nâu hồng – nâu vàng – xám trắng.

Xác định sức chịu tải cọc khoan nhồi

Bảng 8.3 Thông số vật liệu

Thông số Giá trị Đơn vị Đường kính cọc 0.8 m

Chiều cao đài móng 2 m Đoạn cọc vào đài 0.8 m

Chiều dài cọc trong đất 54 m

Số cây thép 16 cây Đường kính thép 25 mm

Theo mục 8.1.2.4.3 TCVN 5574 – 2018 và mục 7.1.9 TCVN 10304 – 2014, sức chịu tải theo vật liệu của cọc khoan nhồi:

-  cb 0.85 : hệ số điều kiện làm việc (mục 7.1.9 TCVN 10304 – 2014)

-  ' cb 0.7 : hệ số kể đến phương pháp thi công cọc, việc khoan và đổ bê tông vào lòng hố khoan dưới nước có dùng ống vách thành (mục 7.1.9 TCVN 10304 – 2014)

-R b 17MPa: cường độ chịu nén của bê tông

-R sc 350MPa: Cường độ chịu kéo của cốt thép

-  : hệ số kể đến ảnh hưởng của uốn dọc (mục 7.1.8 TCVN 10304 – 2014)

+ Với  là độ mãnh được xác định: l 1

 d (l 1 là chiều dài tính toán của cọc)

     ( Hệ số uốn dọc   1, nếu   1, lấy   1)

  d   , l tt được xác định theo 0 2 2 5.32

+ l 0 : Chiều cao cọc kể từ đáy đài đến cao độ san nền, ở đây cọc đài thấp lên l 0 0

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

+ k: Là hệ số tỉ lệ, lấy theo bảng A.1, TCVN 10304-14 được lấy trong khoảng cách chiều dày lớp đất l k 3.5d 1.5 → k 18000kN/m 2

+ b p : Đường kính cọc quy ước Nếu d 0.8m thì lấyb p  d 1m, ngược lại lấy

+  c : là hệ số điều kiện làm việc, đối với cọc độc lập thì. c 3

+ E: là mô đun đàn hồi của vật liệu làm cọc → E 32500MPa

+ I : là mô men quán tính tiết diện cọc → I 0.02m 4

Sức chịu tải theo vật liệu

8.2.2 Chỉ tiêu cơ lí đất nền

Theo mục 7.2.3 TCVN 10304 – 2014, SCT cọc khoan nhồi theo chỉ tiêu cơ lý đất nền được xác định theo công thức:

- c 1: hệ số điều kiện làm việc của cọc trong đất

- cq 0.9: hệ số điều kiện làm việc của đất ở dưới mũi cọc có kể đến trường hợp đổ bê tông dưới nước

- cf 0.6: hệ số điều kiện làm việc của đất trên thân cọc

- q b : sức kháng mũi cọc (kN)

- u: chu vi tiết diện thân cọc, u   d    0.8 2.51    m

- f i : cường độ sức kháng trung bình của lớp đất thứ i trên thân cọc (Bảng 3, TCVN

- l i : chiều dài đoạn cọc nằm trong lớp thứ I

Cường độ sức kháng cắt của đất dưới mũi cọc, theo mục 7.2.33.2 TCVN 10304 - 2014

+     1 , 2 , , 3 4 : các hệ số không thứ nguyên phụ thuộc vào trị số góc ma sát trong tính toán I của nền đất (Bảng 6, TCVN 10304 – 2014), nhân với hệ số chiết giảm 0.9)

+  , I : dung trọng tính toán của nền đất dưới mũi cọc (có xét đến đẩy nổi) Mũi cọc nằm trong lớp đất thứ 6   11.1 kN/m 3

+  I h: ứng xuất hữu hiệu lớp đất nằm trên mũi cọc (có xét đến đẩy nổi).

Cường độ sức kháng cắt của đất dưới mũi cọc:

Bảng 8.4 Ma sát thành cọc

Lớp đất f i l i Cao độ z itb  cq f l i i

Lớp đất f i l i Cao độ z itb  cq f l i i

Sức chịu tải theo cơ lí đất nền

- Theo phụ lục G, TCVN 10304 – 2014, Sức chịu tải cọc theo chỉ tiêu cường độ đất nền được tính theo công thức sau:

- c6.16 (kN/m 2 ): lực dính trong lớp đất

- ' , 'N q N c : hệ số sức chịu tải của đất dưới mũi cọc (bảng Meyerhof 1976)

- ' ' p Z L q   : áp lực hữu hiệu qua lớp phủ tại cao trình mũi cọc (chiều sâu mũi cọc lớn hơn Z L thì lấy giá trị 'q  p bằng áp lực lớp phủ tại độ sâu Z L )

+ Nếu chiều sâu mũi cọc nhỏ hơn Z L thì lấy 'q  p theo giá trị bằng áp lực lớp phủ tại độ sâu mũi cọc

+ Nếu chiều sâu mũi cọc lớn hơn Z L thì lấy 'q  p theo giá trị bằng áp lực lớp phủ tại độ sâuZ L

- Ta có: ZL 8  m Lc 54  m đối với móng lõi thang

 là ứng suất hữu hiệu theo phương thẳng đứng do đất gây ra tại độ sâu Z L

Do cao độ của từng lớp đất của 2 móng bằng nhau nên ứng suất hữu hiệu của 2 móng bằng nhau:

 Ma sát thành cọc f cf i i

-c u i , : cường độ sức kháng không thoát nước của lớp đất dính thứ “i”, được xác định theo công thức c u i ,  6.25 N SPT , với NSPT là trị số SPT trung bình tại chiều sâu lớp đất

- : là lực dính không thoát nước của lớp đất thứ “i”

- l i : chiều dài đoạn cọc nằm trong lớp đất thứ “i”

- ' z i , : ứng suất pháp hiệu quả theo phương đứng trung bình trong lớp đất thứ “i”

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

Bảng 8.5 Ma sát thành cọc

Lớp fi l i f l i i  cu i , SPT ki ' z i ,  a i ,

Sức chịu tải theo chỉ tiêu cường độ đất nền

Công thức của viện kiến trúc Nhật Bản 1988, mục G.3.2 TCVN 10304 – 2014, sức chịu tải theo thí nghiệm SPT được xác định:

Cường độ sức kháng của đất dưới mũi cọc khi mũi cọc khoan nhồi nằm trong đất rời được xác định như sau:

Trong đó: NP là chỉ số SPT tb trong khoảng 4d phía dưới và 1d phía trên mũi cọc

Thân cọc nằm trong lớp đất hạt thô: f si 3.33N si

Thân cọc nằm trong lớp đất hạt min: f ci  p  f L c ui Đối với cọc đóng ép các hệ số  p , f L được xác định bằng cách tra đồ thị Đối với cọc khoan nhồi thì hệ số f L 1, còn hệ số  p được xác định bằng tra đồ thị

+ N si : chỉ số SPT trung bình nằm trong lớp đất thứ i

+ l si : chiều dài đoạn cọc nằm trong lớp đất hạt thô thứ i

+ l ci : chiều dài đoạn cọc nằm trong lớp đất hạt mịn thứ i

+ c ui : lực dính không thoát nước của lớp đất hạt mịn thứ i Nếu không có số liệu từ thí nghiệm có thể xác định theo công thức c ui 6.25N ci (kpa), với N ci là chỉ số SPT trong lớp đất hạt mịn thứ i

Lưu ý: Nếu trị số SPT lớn hơn 50 thì lấy 50 đẻ tính

Hình 8.2: Biểu đồ xác định hệ số , fL Bảng 8.6 Ma sát thánh cọc

Lớp fi l i f l i i N si (N ci ) f L  p c ui

Lớp fi l i f l i i N si (N ci ) f L  p c ui

Sức chịu tải của cọc theo kết quả thí nghiệm SPT

Tương tự cho móng lõi thang

Bảng 8.7 Sức chịu tải của cột và vách

Xác định sức chịu tải thiết kế cọc khoan nhồi

8.3.1 Xác định giá trị tiêu chuẩn sức chịu tải của cọc

Rc k : là giá trị tiêu chuẩn sức chịu tải trọng nén của cọc, được xác định từ sức chịu tải cực hạn R c u ,

+ Trong trường hợp những điều kiện nền giốn nhau, nếu số trị riêng của sức chịu tải cực hạn ít hơn 6, giá trị tiêu chuẩn sức chịu tải trọng nén của cọc lấy bằng

R  R Ngược lại, giá trị tiêu chuẩn sức chịu tải R c k , được lấy từ giá trị trung bình từ kết quả xử lí xác xuất thống kê

8.3.2 Xác định giá trị tính toán sức chịu tải của cọc

+ R c k , : là giá trị tiêu chuẩn sức chịu tải trọng nén của cọc

+  k : được lấy theo các điều kiện sau đây

- Móng có 1 đến 5 cọc:  k 1.75 - Móng có 6 đến 10 cọc:  k 1.65

- Móng có 11 đến 20 cọc:  k 1.55 - Móng có ít nhất 21 cọc:  k 1.45

8.3.3 Kiểm tra điều kiện thi công Để đảm bảo điều kiện thi công và cọc k bị phá hủy thì R c d ,  R vl

Bảng 8.8 Tổng hợp sức chịu tả.i

Sức chịu tải cọc cực hạn của cọc

Sức chịu tải tiêu chuẩn

Sức chịu tải thiết kế

Kiểm tra điều kiện thi công

(kN) (kN) (kN) (kN) (kN) (kN)

8.3.4 Sơ bộ số lượng cọc

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

- k: hệ số kể đến ảnh hưởng của moment

+ k  (2 2.5) đối với móng lõi thang

- P: lực dọc dưới chân cột

Bảng 8.9 Bố trí cọc móng chân cột

Tên Cột Vị trí P Số Cọc

Tên Cột Vị trí P Số Cọc

Tên Vách Vị trí P Số Cọc

Kiểm tra sức chịu tải cọc đơn

Để kiểm tra sức chịu tải cọc đơn, sinh viên sử dụng phần mền Safe để tính toán phản lực đầu cọc Với hệ số nền k được tính theo

Theo mục 7.4.2 TCVN 10304:2014, Tính toán độ lún cọc đơn xuyên qua lớp đất với mô đun trượt G 1 , hệ số poisson  1 và tựa trên đất được xem như nửa không gian biến dạng tuyến tính đặc trưng bởi mô đun trượt G 2 và hệ số poisson  2 , có thể thực hiện theo các công thức đối với cọc treo đơn không mở rộng mũi:

+ G 1 : Modun đàn hồi của đất, lấy bằng 0.4 E

+ : là hệ số được xác định theo mục 7.4.2 TCVN 10304:2014

     : Hệ số tương ứng cọc tuyệt đối (EA )

   d : Hệ số tương ứng cọc tuyệt đối đối với nền đồng nhất có đặc trưng G 1 và  1

  G l : Độ cứng tương đối của cọc

- EA: Độ cứng thân cọc chịu nén

- k n : là hệ số được xác định theo k n 2.82 3.78 2.18 với     1 2

 0.35 đối với đất sét pha hoặc cát pha

Theo TCVN 9351:2012, Mô đun biến dạng của từng lớp đất:

 a : Hệ số được lấy bằng 40 khi N spt 15; lấy bằng 0 khi N spt 15

 c : Hệ số phụ thuộc vào loại đất

+ Đất cát lẫn sạn sỏi: c10

+ Đất sạn sỏi lẫn cát: c12

Bảng 8.11 Kết quả tính modun đàn hồi của đất móng cột

Bảng 8.12 Kết quả tính hệ số posision của đất móng cột

Bảng 8.13 Kết quả tính hệ só nền của đất móng cột

Kí hiệu Giá trị Đơn vị Kí hiệu Giá trị Đơn vị kn 1.77  ' 0.815

8.4.2 Đối với móng lõi thang

Bảng 8.14 Kết quả tính modun đàn hồi của đất móng vách lõi thang

Bảng 8.15 Kết quả tính hệ số posision của đất móng vách lõi thang

Bảng 8.16 Kết quả tính hệ só nền của đất móng lõi thang

Kí hiệu Giá trị Đơn vị Kí hiệu Giá trị Đơn vị kn 1.77  ' 0.815

8.4.3 Kiểm tra phản lực đầu cọc

Hình 8.3: Phản lực đầu cọc móng F và 1 F 2

Hình 8.4: Phản lực đầu cọc móng lõi thang F LT

Loại móng Pmin 0 P max R c d , R c d , Điều kiện

Kiểm tra hệ số nhóm cọc

Kể đến sự tương tác giữa các cọc trong nhóm nên độ lún cũng như sức chịu tải của cọc trong nhóm sẽ khác với cọc đơn Do vậy cần phải chú ý đến hiệu ứng nhóm của cọc, khi cọc làm việc trong một nhóm do tác dụng ảnh hưởng lẫn nhau làm cho khả năng chịu tải của cọc giảm Cần phải kiểm tra:

+ n: số cọc bố trí trong đài

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

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

+  : hệ số xét đến ảnh hưởng của nhóm được tính theo Converse Labarre

+ n 1 : là số hàng cọc trong nhóm

+ n 2 : là số cọc trong 1 hàng

Kiểm tra ổn định nền móng cọc

8.6.1 Xác định móng khối quy ước

Hình 8.5: Móng khối quy ước

Xác định góc ma sát trong trung bình  tb và dung trọng trung bình  ' II của lớp đất, được xác định theo: i i tb i l l

Lớp  i l i  i i l ' II i ,  ' II i i , l  tb  ' II

Lớp i l i  i i l ' II i ,  ' II i i , l  tb  ' II

Bảng 8.17 Kích thước móng khối quy ước

Móng Ltk a c d Df B qu L qu H qu

8.6.2 Xác định sức chịu tải tiêu chuẩn của nền đất

Theo mục 4.6.9 TCVN 9362-2012, Sức chịu tải tiêu chuẩn của nền đất tại đáy của móng khối quy ước:

II qu II f II II II tc

+ m m 1 , 2 :Trị số điều kiện làm việc của đất nền và hệ số điều kiện làm việc của nhà hoặc công trình tác dụng qua lại với nền Tra bảng 15 TCVN 9362-2012:

+ k tc : Hệ số tin cậy tùy thuộc vào phương pháp xác định các đặc trưng tính toán của đất Xác định theo mục 4.6.11

+ A B D , , : Các hệ số không thứ nguyên lấy theo Bảng 14 xác định theo góc ma sát trong dưới nền đất

+ B m : là chiều rộng khối móng quy ước

+  II :Dung trọng của đất dưới đáy móng

+  ' II :là dung trọng các lớp đất từ đáy khối móng quy ước trở lên

+ c II :Lực dính đơn vị của đất nằm trực tiếp dưới đáy móng

+ h 0 : là chiều sâu đến nền tầng hầm

Móng RII A  II B qu B  ' II h D c II h 0

Xác định tải trong lên nền đất của móng khối quy ước và đặc trưng của móng:

 V d : Thể tích của đài móng Xác định theo V d B d L d H d Trong đó, d, ,d d

B L H lần lượt là chiều rộng, chiều dài, chiều cao của đài móng

 V pile : Thể tích của cọc trong đất Xác định theo

Trong đó, , tk d L lần lượt là đường kính và chiều dài thiết kế cọc

 V soil : Thể tích của đài đất Xác định theo V soil  B qu L qu L tk V pile Trong đó, qu, qu

B L : lần lượt là chiều rộng, chiều dài quy ước

 W d : Trọng lượng của đài móng Xác định theo W d  V d  bt

 W pile : Trọng lượng của cọc trong đất Xác định theo W plie V pile  bt

 W soil : Trọng lượng của đất Xác định theo W soil V soil  d Trong đó,  d là dung trọng trạng thái giới hạn II của đất

 W : Trọng lượng của móng khối quy ước lên nên đất W W d W pile W soil

 W x : Momen kháng uốn theo phương X Xác định theo: W B x  qu  L 2 qu

 W y : Momen kháng uốn theo phương Y Xác định theo: W y  L qu  B qu 2

Móng Vd V pile W d W pile V soil W soil W W x W y

FLT 369.9 1221.4 9248 30536.2 26795.7 292182.1 331966.3 1969.6 1969.6 Áp lực tiêu chuẩn tại đáy của móng khối qui ước được tính theo điều kiện sau: max min tc tc tc mqu x y mqu x y

+ M x tc  M x   h Q tc y : Momen tiêu chuẩn theo phương X

+ M y tc  M y   h Q x tc : Momen tiêu chuẩn theo phương Y

+ W x : Momen kháng uốn theo phương X

+ W y : Momen kháng uốn theo phương X

+ F mqu : Diện tích móng khối quy ước tc

 : Tổng lực tác dụng theo phương thẳng đứng lên đáy móng khối quy ước, bao gồm lực nén từ công trình, trọng lượng đài, trọng lượng cọc và trọng lượng phần đất nằm trong khối móng qui ước

Nội lực kiểm tra: sử dụng giá trị tải truyền xuống móng với giá trị lực dọc Nmax ứng với giá trị tiêu chuẩn gần đúng lấy:N tc  N tt /1.15 Để thỏa mãn điều kiện ổn định nền dưới đáy khối móng quy ước phải thỏa mãn cả 3 điều kiện sau: max min

 Bảng 8.18 Kiểm tra điều kiện đất nền

N mqu M x tc M tc y p max p min p tb Kiểm tra

Kiểm tra điều kiện lún của móng

Theo mục C.1.6 TCVN 9362:2012, Độ lún nền móng theo phương pháp cộng lớp xác định theo công thức: i i i s p h

+ S: Độ lún cuối cùng của móng

+ n:Số lớp chia theo độ sâu của tầng chịu nén của nền

+ h i : Chiều dày của lớp đất thứ i

+ E i : Mô đun biến dạng của lớp đất thứ i

+  : là hệ số không thứ nguyên lấy bằng 0.8

+ p i : Áp lực trung bình trong lớp đất thứ i, bằng nửa tổng số áp lực thêm p oz tại giới hạn trên và dưới của lớp đó xác định theo công thức sau C1 – TCVN 9362-2012 đối với trường hợp không kể đến ảnh hưởng của các móng lân cận:

  là ứng xuất trung bình của lớp đất thứ i

Vị trí dừng tính lún: ' 5 ( 5 )

 Áp lực gây lún gây ra bởi phần tải phía trên và bản thân móng gây nên: gl tb 'bt

 p tb : Áp lực tiêu chuẩn trung bình dưới đáy móng

 ' bt : Ứng xuất bản thân phía trên đáy móng Đối với móng F 1 : P gl  p tb  ' bt 581.9 587.3  5.7 kN/m 2 → không cần tính lún Đối với móng F 2 : P gl  p tb  ' bt 562.5 587.3  101.0 kN/m 2 → không cần tính lún Đối với móng lõi thang F LT : P gl  p tb ' bt 685.63 587.3 98.31  kN/m 2

Tại đáy móng ' bt z 5 gl 587.3 491.55 kN/m 2 → không cần tính lún.

Kiểm tra xuyên thủng đài móng

B1: Xác định đường bao vùng chống xuyên thủng Đường bao vùng chống xuyên được xác định là các đường thằng mở rộng từ mép cấu kiện ra 1 đoạn 0.5h 0 được nối lại với nhau

B2: Xác định các đại lượng chống xuyên thủng

+ Lực tập trung giới hạn: F b u ,  R A bt b 2R h bt ( c  b c 2 )h h 0 0

+ Momen tập trung giới hạn theo phương X:

+ Momen tập trung giới hạn theo phương Y:

- I bx ,I by : Moment quán tính của đường bao tính toán đối với trục đi qua trọng tâm của đường bao tính toán

- x max ,y max : Khoảng cách lớn nhất tính từ đường bao tính toán đến trọng tâm

B3: Xác định các đại lượng gây ra xuyên thủng

 : Tổng phản lực đầu cọc nằm ngoài vùng chống xuyên

+M M x tt , y tt : Momen uốn tập trung tính toán theo phương X,Y

 n (N tt là lực tập trung tại chân cột, n là số cọc trong đài)

- k: là số cọc nằm ngoài vùng chống xuyên thủng

Kiểm tra xuyên thủng cấu kiện chịu lực tập trung và momen tập trung được xác định:

M M  F , nếu điều kiện này xảy ra thì lấy giá trị vế phải để tính toán

- Xác định đường bao vùng chống xuyên

Hình 8.6: Xác định đường bao móngF 1

Vì tất cả tim cọc nằm trong đường bao vùng chống xuyên nên không cần kiểm tra

Hình 8.7: Xác định đường bao móng F 2

+ Lực tập trung giới hạn:

+ Momen tập trung giới hạn theo phương X

    kNm + Momen tập trung giới hạn theo phương Y

- I bx ,I by : Moment quán tính của đường bao tính toán đối với trục đi qua trọng tâm của đường bao tính toán

- x max ,y max : Khoảng cách lớn nhất tính từ đường bao tính toán đến trọng tâm

8.8.4 Kiểm tra móng lõi thang F LT

Hình 8.8: Xác định đường bao móng F LT Đặt hệ trục tọa độ tại cột 2C

Bảng 8.19 Kết quả tính toán các đặc trưng đường bao vùng chống xuyên

STT L Ibx Iby x i y i x 0 x i y 0 y i Lx i Ly i

STT L Ibx I by x i y i x 0 x i y 0 y i Lx i Ly i

Xác định tọa độ trọng tâm vùng chống xuyên

+ Lực tập trung giới hạn:

+ Momen tập trung giới hạn theo phương X

    kNm + Momen tập trung giới hạn theo phương Y

- I bx ,I by : Moment quán tính của đường bao tính toán đối với trục đi qua trọng tâm của đường bao tính toán

- x max ,y max : Khoảng cách lớn nhất tính từ đường bao tính toán đến trọng tâm

Kiểm tra chống cắt của đài móng

B1: Xác định mặt cắt nguy hiểm

Hình 8.9: Xác định mặt cắt nguy hiểm móng F 1

B2: Xác định lực cắt lớn nhất cho 2 phương

P  P P P P P P P P  kN B3: Xác định lực kháng cắt

2.5 : 0.5 2.5 2.5 b bt b bt bt a h Q R bh a h Q R bh h R bh a

+ a: khoảng cách từ mép cột đến mép trong cấu kiện đang xét

+ h 0 : chiều cao làm việc của cấu kiện

B1: Xác định mặt cắt nguy hiểm

Hình 8.10: Xác định mặt cắt nguy hiểm móng F 2 B2: Xác định lực cắt lớn nhất

P  P P P P  P P  kN B3: Xác định lực kháng cắt

2.5 : 0.5 2.5 2.5 b bt b bt bt a h Q R bh a h Q R bh h R bh a

+ a: khoảng cách từ mép cột đến mép trong cấu kiện đang xét

+ h 0 : chiều cao làm việc của cấu kiện

Kiểm tra điều kiện: Q b 2.5R bh bt 0 2.5 1.15 10  3  4 1.85 21275 kN

Kiểm tra điều kiện: Q b 2.5R bh bt 0 2.5 1.15 10  3  4 1.85 21275 kN

B1: Xác định mặt cắt nguy hiểm

Hình 8.11: Xác định mặt cắt nguy hiểm móng F LT

B2: Xác định lực cắt lớn nhất cho 2 phương

B3: Xác định lực kháng cắt

2.5 : 0.5 2.5 2.5 b bt b bt bt a h Q R bh a h Q R bh h R bh a

+ a: khoảng cách từ mép cột đến mép trong cấu kiện đang xét

+ h 0 : chiều cao làm việc của cấu kiện

Kiểm tra điều kiện: Q b 2.5R bh bt 0 2.5 1.15 10 13.6 1.85 72.335  3    kN

Tính toán thép đài móng

- Cốt thép tính toán cho đài móng để đảm bảo khả năng chịu uốn của đài dưới tác dụng của phản lực đầu cọc

- Tính toán cốt thép đài móng được thực hiện tương tự như tính thép cho sàn

- Chiều dày lớp bê tông tối thiểu theo TCVN5574-2018 là 40mm, chọn a bv 150mm

- Sử dụng phần mềm SAFE để lấy nội lực tính toán, chia Strip xuất nội lực momen và lọc các giá trị lớn nhất

- Thép dọc trong đài móng được tính toán theo mục 3.5 chương 3

Hình 8.12: Momen móng F và 1 F theo phương X 2

Hình 8.13: Momen móng F và 1 F theo phương X 2