chung cư thành công building

Chiếu sáng tự nhiên: Các phòng của các tầng đều có hệ thống cửa kính để trực tiếp sử dụng nguồn ánh sáng từ thiên nhiên, kết hợp cùng với đó là ánh sáng nhân tạo đảm bảo đủ điều kiện chi

Giới thiệu công trình

Mục đích xây dựng công trình

Đất thì không sản sinh thêm nhưng người thì không thể không sinh sản, do đó tương lai gần ở thành phố đất sẽ hẹp vì người ngày mỗi đông Vì vậy, xã hội chọn giải pháp “tận dụng chiều cao” để xây dựng chung cư là hợp lý Nhưng xây dựng ở đâu, “cầu” có chấp nhận “cung” hay không lại là một vấn đề khác Thực tế đã có nhiều chung cư ở thành phố xây dựng xong không có người vào ở Riêng

“chung cư cho người thu nhập thấp” chúng ta cần phải cân nhắc thật kỹ Bản thân chung cư không chọn thành phần vào ở có thu nhập cao hay thấp, nó chỉ yêu cầu người ở có văn hóa và văn minh chung cư Trong xây dựng, không có “chung cư cấp IV”, chỉ có chung cư đạt tiêu chuẩn xây dựng cấp I hoặc II với kỹ thuật cao Chung cư còn đòi hỏi thêm hạ tầng xã hội phục vụ cho cộng đồng người sống bên trong, nên nếu bên ngoài chung cư không có để đáp ứng thì bắt buộc chung cư phải

“chứa trong” một phần hạ tầng xã hội đó như: siêu thị, hồ bơi, sân chơi cho trẻ.

Vị trí công trình

Nằm trên đường 36 , phường Linh Đông, TP Thủ Đức, TP Hồ Chí Minh Công trình nằm ở vị trí thoáng đãng và sáng sủa sẽ là điểm nổi bật , cùng với đó tạo nên sự cân bằng, chỉnh chu và đầy đủ cơ sở vật chất một cách toàn diện về mặt quy hoạch khu dân cư

Công trình nằm trên trục đường giao thông chính nên mọi công tác phục vụ cho việc cung cấp vật liệu xây dựng và điều kiện giao thông ngoài công trình là rất thuận lợi Bên cạnh đó hệ thống cung cấp điện,nhà máy cấp nước trong khu vực luôn sẵn sáng đáp ứng tốt các yêu cầu cho việc thi công xây dựng.

Điều kiện tự nhiên

Ðất đai Thành phố Hồ Chí Minh được hình thành trên hai tướng trầm tích-trầm tích Pleieixtoxen và trầm tích Holoxen:

Trầm tích Pleixtoxen (trầm tích phù sa cổ): chiếm hầu hết phần phía Bắc, Tây Bắc và Ðông Bắc thành phố, gồm phần lớn các huyện Củ Chi, Hóc môn, Bắc Bình Chánh, quận Thủ Ðức, Bắc-Ðông Bắc, quận 9 và đại bộ phận khu vực nội thành cũ Ðiểm chung của tướng trầm tích này, thường là địa hình đồi gò hoặc lượn sóng, cao từ 20-25m và xuống tới 3-4m, mặt nghiêng về hướng Ðông Nam Dưới tác động tổng hợp của nhiều yếu tố tự nhiên như sinh vật, khí hậu, thời gian và hoạt động của con người, qua quá trình xói mòn và rữa trôi , trầm tích phù sa cổ đã phát triển thành nhóm đất mang những đặc trưng riêng Nhóm đất xám, với qui mô hơn 45.000 ha, tức chiếm tỷ lệ 23,4% diện tích đất thành phố Ở thành phố Hồ Chí Minh, đất xám có ba loại: đất xám cao, có nơi bị bạc màu; đất xám có tầng loang lổ đỏ vàng và đất xám gley; trong đó, hai loại đầu chiếm phần lớn diện tích Ðất xám nói chung có thành phần cơ giới chủ yếu là cát pha đến thịt nhẹ, khả năng giữ nước kém; mực nước ngầm tùy nơi và tùy mùa biến động sâu từ 1-2m đến 15m Ðất chua, độ pH khoảng 4,0-5,0 Ðất xám tuy nghèo dinh dưỡng, nhưng đất có tầng dày, nên thích hợp cho sự phát triển của nhiều loại cây trồng nông lâm

Trang 2 nghiệp, có khả năng cho năng suất và hiệu qủa kinh tế cao, nếu áp dụng biện pháp luân canh, thâm canh tốt Nền đất xám, phù hợp đối với sử dụng bố trí các công trình xây dựng cơ bản

Trầm tích Holoxen (trầm tích phù sa trẻ): tại thành phố Hồ Chí Minh, trầm tích này có nhiều nguồn gốc-ven biển, vũng vịnh, sông biển, aluvi lòng sông và bãi bồi nên đã hình thành nhiều loại đất khác nhau: nhóm đất phù sa có diện tích 15.100 ha (7,8%), nhóm đất phèn 40.800 ha (21,2%) và đất phèn mặn (45.500 ha (23,6) Ngoài ra có một diện tích nhỏ khoảng hơn 400 ha (0,2%) là "giồng" cát gần biển và đất feralite vàng nâu bị xói mòn trơ sỏi đá ở vùng đồi gò

Lượng mưa cao, bình quân/năm 1.949 mm Năm cao nhất 2.718 mm (1908) và năm nhỏ nhất 1.392 mm (1958) Số ngày mưa trung bình/năm là 159 ngày Khoảng 90% lượng mưa hàng năm tập trung vào các tháng mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 11; trong đó hai tháng 6 và 9 thường có lượng mưa cao nhất Các tháng 1,2,3 mưa rất ít, lượng mưa không đáng kể Trên phạm vi không gian thành phố, lượng mưa phân bố không đều, có khuynh hướng tăng dần theo trục Tây Nam - Ðông Bắc Ðại bộ phận các quận nội thành và các huyện phía Bắc thường có lượng mưa cao hơn các quận huyện phía Nam và Tây Nam Ðộ ẩm tương đối của không khí bình quân/năm 79,5%; bình quân mùa mưa 80% và trị số cao tuyệt đối tới 100%; bình quân mùa khô 74,5% và mức thấp tuyệt đối xuống tới 20%

Về gió, Thành phố Hồ Chí Minh chịu ảnh hưởng bởi hai hướng gió chính và chủ yếu là gió mùa Tây

- Tây Nam và Bắc - Ðông Bắc Gió Tây -Tây Nam từ Ấn Ðộ Dương thổi vào trong mùa mưa, khoảng từ tháng 6 đến tháng 10, tốc độ trung bình 3,6m/s và gió thổi mạnh nhất vào tháng 8, tốc độ trung bình 4,5 m/s Gió Bắc- Ðông Bắc từ biển Đông thổi vào trong mùa khô, khoảng từ tháng 11 đến tháng

2, tốc độ trung bình 2,4 m/s Ngoài ra có gió tín phong, hướng Nam - Ðông Nam, khoảng từ tháng 3 đến tháng 5 tốc độ trung bình 3,7 m/s Về cơ bản TPHCM thuộc vùng không có gió bão.

Quy mô công trình

- Công trình dân dụng cấp II (10 ≤ số tầng ≤ 20)

+ Gồm 1 tầng hầm và 10 tầng nổi và 1 tầng thượng

+ Tầng hầm cao 3,8 m, tầng trệt cao 3.6m và mái cao 3,6m

+ Mặt bằng hình chữ nhật với diện tích tổng thể BL = 34m  44.5m

+ Code ±0.000 nằm ở mặt sàn tầng trệt

+ Tổng chiều cao công trình 42 m tính từ cốt 0.0

+ Tầng hầm làm bãi đỗ xe, phòng máy phát điện

+ Tầng trệt phân khu thương mại, dịch vụ cửa hàng, căn tin

+ Tầng 2-tầng 10: phòng ở cho cư dân

Trang 3 Hình 1-1 : Mặt đứng công trình

Trang 4 Hình 1-2 Mặt bằng tầng hầm

Trang 5 Hình 1-3 Mặt bằng tầng trệt

Hình 1-4 Mặt bằng tầng điển hình

Giải pháp kiến trúc

Giải pháp mặt bằng

Mặt bằng bố trí chi tiết, chỉnh chu thuận lợi cho việc điều tiết giao thông trong và ngoài công trình và góp phần đơn giản hóa cho các giải pháp kết cấu và các giải pháp về kiến trúc khác Các loại căn hộ phòng ở với diện tích đa dạng từ đó phục vụ tốt nhất và đầy đủ về nhu cầu không gian của người sử dụng với mức thu nhập trung bình

Tận dụng và khai thác tối đa nguồn đất đai, đưa vào sử dụng một cách phù hợp nhất có thể

Các hệ thống kỹ thuật như: nguồn nước,bể nước, trạm bơm, trạm xử lý nước thải được bố trí, lắp dựng một cách tối ưu nhằm giảm chiều dài đường ống dẫn, mặt khác còn tính toán tới các phương án dành cho hệ thống mạng lưới về điện như máy phát điện dự phòng khi xảy ra sự cố mất điện.

Giải pháp giao thông công trình

Hệ thống giao thông nhằm liên kết giữa các không gian, các phân khu và chức năng của công trình theo cả phương ngang và phương đứng Hệ thống này theo phương ngang bao gồm các hành lang, sảnh, lối đi lộ thiên v.v… Hệ thống giao thông đứng bao gồm thang máy, thang bộ, v.v…

Giao thông theo phương đứng: gồm có 2 buồng thang máy, và 1 cầu thang bộ nằm giữa lõi cứng được đặt đối diện với buồng thang máy tại tâm công trình giúp đảm bảo sự ổn định của công trình và an toàn cho đội ngũ thi công xây dựng trên công trường, được đặt ở vị trí phù hợp nhằm đảm bảo khoảng cách gần nhất để giải quyết việc đi lại hằng ngày cho mọi người và khoảng cách nhanh nhất để di chuyển và thoát đi khi xảy ra sự cố ngoài ý muốn

Hệ thống giao thông ngang: công trình có bố trí lối đi nội bộ rộng rãi, thuận tiện nhằm đảm bảo lẫn cả yêu cầu về không gian kiến trúc cũng như yêu cầu mật độ lưu thông xe cộ xung quanh công trình,và tuyệt đối tuân thủ các quy định về công tác phòng cháy chữa cháy trong trường hợp khẩn cấp.

Các giải pháp kỹ thuật

Giải pháp về thông gió

Xung quanh công trình có hệ thống cây xanh để dẫn gió, giảm nhiệt độ môi trường tạo không khí mát mẻ, khuất nắng, che bụi, làm sạch không khí Tạo nên môi trường làm việc trong lành sạch sẽ thoáng đãng

Các phòng ở trong công trình được bố trí hệ thống cửa sổ, cửa đi lại, tạo nên sự điều hòa không khí trong và cả ngoài công trình Để luôn giữ môi trường không khí ở mức tốt, trong lành

Bên cạnh đó còn lắp các họng thông gió dọc suốt các cầu thang bộ, sảnh thang máy Đặt quạt hút công nghiệp để thoát hơi, làm thoáng không khí cho tất cả các khu vệ sinh.

Giải pháp về chiếu sáng

Kết hợp hài hòa giữa ánh sáng tự nhiên từ môi trường và chiếu sáng nhân tạo từ các thiết bị hiện đại

Chiếu sáng tự nhiên: Các phòng của các tầng đều có hệ thống cửa kính để trực tiếp sử dụng nguồn ánh sáng từ thiên nhiên, kết hợp cùng với đó là ánh sáng nhân tạo đảm bảo đủ điều kiện chiếu sáng trong phòng phục vụ cho mọi công tác thi công

Chiếu sáng nhân tạo: Được cung cấp từ hệ thống lưới điện chiếu sáng đạt chuẩn về thiết kết điện chiếu sáng trong công trình dân dụng theo tiêu chuẩn Việt Nam Bên cạnh đó, hệ thống chiếu sáng nhân tạo cũng được tính toán sao cho có thể lắp đầy được những chỗ tối, mảng tối của công trình.

Giải pháp về điện nước

1.3.3.1 Giải pháp hệ thống điện Điện được cấp từ mạng điện sinh hoạt của Thành phố Hồ Chí Minh, điện áp 3 pha xoay chiều 380v/220v, tần số 50Hz Đảm bảo cung cấp đủ nguồn điện phục vụ công tác thi công cho toàn công trình Mạng lưới điện được thiết kế nghiêm ngặt theo tiêu chuẩn Việt Nam cho công trình dân dụng, khai thác và sử dụng an toàn, tiết kiệm nằng lượng,đảm bảo không đi qua khu vực ẩm ướt và tạo điều kiện dễ dàng bảo quản và khi cần sửa chữa

1.3.3.2 Giải pháp hệ thống cấp và thoát nước a Cấp nước:

Nước được sử dụng từ hệ thống cấp nước sạch của Thành phố thông qua bể ngầm chứa nước tại tầng kỹ thuật nhằm phục vụ sinh hoạt được đưa vào công trình bằng hệ thống bơm + đẩy lên bồn chứa tạo áp Bồn nước được đặt trên tầng mái của công trình, dung tích bể chứa được thiết kế trên cơ sở số lượng người sử dụng vào thời điểm thi công và lượng nước dự trữ khi xảy ra sự cố mất điện và hỗ trợ công tác chữa cháy Từ bể chứa nước sinh hoạt được dẫn xuống các khu vệ sinh tại mỗi tầng bằng hệ thống ống thép tráng kẽm đặt trong các hộp kỹ thuật

Thoát nước mưa: Nước mưa trên tầng mái được thoát xuống dưới đất thông qua hệ thống ống nhựa đặt tại những vị trí trũng và thấp hoặc có độ dốc để thu nước mái nhiều nhất Từ hệ thống ống dẫn chảy xuống rãnh thu nước mưa xung quanh công trình đến hệ thông thoát nước chung của khu vực

Thoát nước thải sinh hoạt: Nước thải từ khu vệ sinh được dẫn xuống bể phốt tự hoại làm sạch sau đó dẫn vào hệ thống thoát nước chung của thành phố Đường ống dẫn đòi hỏi phải kín, không rò ra môi trường bên ngoài, đảm bảo độ dốc cần thiết khi thoát nước.

Giải pháp về phòng cháy chữa cháy

Tại mỗi tầng và tại nút giao thông giữa hành lang và cầu thang Thiết kết đặ hệ thống hộp họng cứu hoả được nối với nguồn nước chữa cháy Mỗi tầng đều được đặt biển chỉ dẫn về phòng và chữa cháy Đặt mỗi tầng 4 bình cứu hoả CO2MFZ4 (4kg) chia làm 2 hộp đặt hai phòng gần thang máy, thang bộ theo sự hướng dẫn của ban phòng cháy chữa cháy của thành phố Hồ Chí Minh.

Giải pháp về môi trường

Rác thải được tập trung ở các tầng của tòa nhà và được xử lý qua kho thoát rác được bố trí ở các tầng, thùng chứa gian rác được bố trí ở tầng hầm và sẽ có một nhóm để di chuyển rác thải ra bên ngoài Gian rác được bố trí và thiết kế kín chặt và xử lý với qui trình nghiêm ngặt để hạn chế tối đa tình trạng bốc mùi hôi thối gây khó chịu cho người lao động trên công trình và gây ô nhiễm cho môi trường

Quanh công trình được thiết kế cảnh quan khuôn viên, cây xanh tạo nên môi trường sạch đẹp, thông thoáng và mát mẻ

PHÂN TÍCH KẾT CẤU CÔNG TRÌNH

Lựa chọn giải pháp kết cấu

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

+ Các hệ kết cấu cơ bản: Kết cấu khung, kết cấu tường chịu lực, kết cấu lõi cứng và kết cấu ống

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

+ Các hệ kết cấu đặc biệt: Hệ kết cấu có tầng cứng, hệ kết cấu có dầm truyền, kết cấu có hệ giằng liên tầng và kết cấu có khung ghép

Mỗi loại kết cấu trên đều có những ưu nhược điểm riêng tùy thuộc vào nhu cầu và khả năng thi công thực tế của từng công trình

Kết luận: Quy mô công trình 1 tầng hầm và 14 tầng nổi, tổng chiều cao 53.7m vì vậy hệ kết cấu chịu lực chính của công trình là hệ tường chịu lực kết cấu vách để chịu toàn bộ tải trong đứng và tải trọng ngang

Trong công trình hệ sàn có ảnh hưởng rất lớn tới sự làm việc không gian của kết cấu Việc lựa chọn phương án sàn hợp lý là rất quan trọng Do vậy, cần phải có sự phân tích đúng để lựa chọn ra phương án phù hợp với kết cấu của công trình Do vậy, cần phải có sự phân tích đúng để lựa chọn ra phương án phù hợp với kết cấu của công trình

Chọn phương án hệ sàn sườn cho công trình Cấu tạo bao gồm hệ dầm và bản sàn

Do công trình là dạng nhà cao tầng, có bước cột lớn, đồng thời 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 móng bao gồm:

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

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

Lựa chọn vật liệu

- Vật liệu xây dựng làm việc tốt ở cường độ cao, trọng lượng nhẹ, kích thước nhỏ, khả năng chịu lực tốt, chống cháy tốt

- Vật liệu có tính biến dạng cao: Khả năng biến dạng dẻo phù hợp để có thể bổ sung cho tính năng chịu lực yếu

- Vật liệu có tính thoái biến thấp: Có cường độ cao khi chịu tác dụng của tải trọng lặp lại (động đất, gió bão,lốc xoáy)

- Vật liệu có tính liền khối cao: Có tác dụng trong trường hợp tải trọng có tính chất lặp lại (động đất, gió bão,lốc xoáy), không bị tách rời,sứt mẻ các bộ phận của công trình

- Vật liệu có giá thành phải chăng, phù hợp điều kiện kinh tế

- Nhà cao tầng luôn luôn chịu tải trọng rất lớn, nếu sử dụng các loại vật liệu vừa liệt kê như trên sẽ tạo điều kiện giảm được tối đa tải trọng tác dụng lên công trình, kể cả tải trọng theo phương đứng, cũng như tải trọng theo phương ngang do lực quán tính

- Trong điều kiện kỹ thuật và công nghệ của nước ta hiện nay thì vật liệu BTCT hoặc thép là loại vật liệu đang được các nhà thiết kế sử dụng hầu hết trong các kết cấu công trình nhà cao tầng

2.2.2 Chọn vật liệu cho công trình

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 trong bảng dưới đây

Bảng 2-1: Bảng thông số vật liệu bê tông sử dụng cho công trình

Cường độ chịu nén tính toán (Mpa)

Cường độ chịu kéo tính toán (Mpa)

Sử dụng bê tông B30 cho dầm, sàn, cầu thang, bể nước, cột và vách Đối với lớp bê tông bảo vệ: Đối với cốt thép dọc chịu lực (không ứng lực trước, ứng lực trước, ứng lực trước kéo trên bệ), chiều dày lớp bê tông bảo vệ cần được lấy không nhỏ hơn đường kính cốt thép hoặc dây cáp và không nhỏ hơn:

 Trong bản và tường có chiều dày trên 100mm: 20mm

 Trong dầm và dầm sườn có chiều cao ≥ 250mm: 25mm

 Toàn khối khi có lớp bê tông lót: 50mm

 Toàn khối khi không có lớp bê tông lót: 70mm

Bảng 2-2: Bảng thông số vật liệu cốt thép cho công trình

Vật liệu cốt thép Đường kính (mm)

Cường độ chịu kéo tính toán MPa

Cường độ chịu nén tính toán MPa

Sử dụng cốt thép CB-400V cho dầm, sàn, cầu thang, bể nước, cột và vách.

Sơ bộ kích thước các tiết diện

2.3.1 Sơ bộ kích thước dầm sàn

2.3.1.1 Sơ bộ chiều dày sàn

Theo Tiêu chuẩn ACI 318, chiều dày sàn như sau:

2.3.1.2 Sơ bộ kích thước dầm

Mục 4.1, sách Kết cấu bê tông cốt thép, Võ Bá Tầm, tập 1, sơ bộ kích thước dầm:

2.3.2 Sơ bộ tiết diện vách

 Theo Mục 3.4.1 TCVN 198:1995, bề dày vách cứng thỏa điều kiện: w  

Tải trọng và tác động lên công trình

2.4.1 Tải tiêu chuẩn và tải tính toán

Khi thiết kế tính toán nhà cao tầng, hai đặc trưng cơ bản của tải trọng là tải trọng tiêu chuẩn và tải trọng tính toán

+ Tải trọng tiêu chuẩn là tải trọng trung bình tác dụng lên 1 đơn vị diện tích của công trình trong một thời gian dài (tải trọng thường xuyên)

+ Tải trọng tính toán là tích của tải trọng tiêu chuẩn với hệ số tin cậy tải trọng Hệ số này tính đến khả năng sai lệch bất lợi có thể xảy ra của tải trọng so với giá trị tiêu chuẩn và được xác định phụ thuộc vào trạng thái giới hạn được tính đến

+ Khi tính toán cường độ và ổn định, hệ số vượt tải lấy theo TCVN 2737 – 2023 “Tải trọng và tác động”

+ Khi tính độ bền mỏi lấy bằng 1

+ Khi tính toán theo biến dạng và chuyển vị lấy bằng 1

Theo tiêu chuẩn thiết kế TCVN 2737 – 2023 “Tải trọng và tác động”, tải trọng được chia thành tải trọng thường xuyên và tải trọng tạm thời Ngoài ra ta cần phải xét tới tải trọng đặc biệt tác dụng lên nhà cao tầng cụ thể như động đất…

Là tải trọng tác dụng không đổi trong quá trình xây dựng và sử dụng công trình Tải trọng thường xuyên gồm có:

+ Khối lượng bản thân các phần nhà và công trình, gồm khối lượng các kết cấu chịu lực và các kết cấu bao che

+ Khối lượng và áp lực của đất do lấp hoặc đắp

+ Trọng lượng bản thân được xác định theo cấu tạo kiến trúc của công trình bao gồm tường, cột, dầm, sàn các lớp vữa trát, ốp, lát, các lớp cách âm, cách nhiệt…v.v và theo trọng lượng đơn vị vật liệu sử dụng Hệ số vượt tải của trọng lượng bản thân thay đổi từ 1.05 ÷ 1.3 tùy theo loại vật liệu sử dụng và phương pháp thi công

Tải trọng tạm thời là các tải trọng có thể không có trong một giai đoạn nào đó của quá trình xây dựng và sử dụng

Tải trọng tạm thời được chia làm hai loại: tạm thời dài hạn và tạm thời ngắn hạn

2.4.3.1 Tải trọng tạm thời dài hạn

Tải trọng tạm thời dài hạn bao gồm:

+ Khối lượng vách tạm thời, khối lượng phần đất và khối lượng bêtông đệm dưới thiết bị + Khối lượng các thiết bị, thang máy, ống dẫn …

+ Tác dụng của biến dạng nền không kèm theo sự thay đổi cấu trúc đất

+ Tác dụng do sự thay đổi độ ẩm, co ngót và từ biến của vật liệu

2.4.3.2 Tải trọng tạm thời ngắn hạn

Tải trọng tạm thời ngắn hạn bao gồm:

+ Khối lượng người, vật liệu sửa chữa, phụ kiện, dụng cụ và đồ gá lắp trong phạm vi phục vụ và sửa chữa thiết bị

+ Tải trọng do thiết bị sinh ra trong quá trình hoạt động, đối với nhà cao tầng đó là do sự hoạt động lên xuống của thang máy

+ Tải trọng gió lên công trình bao gồm gió tĩnh và gió động.

Tính toán tải trọng lên công trình

2.5.1 Tải trọng thường xuyên do các lớp cấu tạo sàn

Tĩnh tải phụ thuộc vào các lớp cấu tạo sàn Trong đồ án, phân bố các lớp cấu tạo sàn được chọn điển hình như sau:

+ Trọng lượng bản thân các lớp cấu tạo sàn: 𝑔 𝑖 = ∑ 𝛾 𝑛 1 𝑖 × 𝛿 𝑖 (kN/m 3 )

Trong đó: γi: trọng lượng bản thân của lớp cấu tạo thứ i δi: độ dày lớp thứ i

Tải trọng tiêu chuẩn kN/m 3 mm kN/m 2

2 Vữa lót và lớp chống thấm tạo dốc 18 55 0.99

Tải trọng tiêu chuẩn kN/m 3 mm kN/m 2

Tải trọng tiêu chuẩn kN/m 3 mm kN/m 2

2 Vữa lót và lớp chống thấm, tạo dốc 18 35 0.63

Trọng lượng tường ngăn được quy thành tải trọng phân bố đều trên sàn (một cách gần đúng)

Công thức tính toán tải tường:

+ γt: trọng lượng đơn vị tường tiêu chuẩn, lấy bằng 18kN/m 3

+ A: Diện tích ô sàn có tường, A=L1×L2

Giá trị tiêu chuẩn của tải trọng do trọng lượng các tường (vách) ngăn tạm thời tác dụng lên xà(dầm), sàn tầng được lấy phụ thuộc vào kết cấu, sơ đồ bố trí và đặc điểm tựa lên sàn tầng và tường của chúng Tải trọng vừa nêu được phép coi là tải trọng phân bố đều bổ sung với giá trị tiêu chuẩn được lấy trên cơ sở tính toán theo sơ đồ bố trí đã dự tính, nhưng không nhỏ hơn 1,0 kN/m 2 [8.3.2 : 2737-2023]

Mục đích sử dụng Hoạt tải tiêu chuẩn kN/m 2

Phòng ngủ phòng ăn bếp phòng giặt phòng khách phòng vệ sinh 1.50

Sảnh cầu thang hành lang 3.00

Giá trị hệ số độ tin cậy dùng cho hoạt tải bằng 1.3 [8.3.5 : 2737-2023]

Lựa chọn thang máy:Thang máy sử dụng là thang máy hiệu Thiên Nam Thang có phòng máy, máy kéo không hộp số, khung đối trọng đặt phía sau, kiểu cửa 2 cánh đóng mở trung tâm

Dựa vào quy mô và công năng sử dụng của công trình ta chọn loại thang máy P15-CO60 kiểu mở cửa trung tâm có các thông số kỹ thuật sau:

Chiều rộng cửa tầng LL (mm) 1000

Kích thước cabin BB×DD (mm) 1200×2100

Kích thước giếng thang WW×WD (mm×mm) 2200×2500

Chiều sâu giếng thang (mm) 1450

Chiều cao đỉnh giếng thang (mm) 4200

Kích thước phòng máy WW×(WD + 1700) (mm×mm) 2200×4200

Cách nhập tải vào mô hình Etabs Nhập giá trị phản lực vào 4 góc thang máy ở tầng thượng và tầng hầm như sau:

+ Giá trị phản lực ở tầng mái: m 1 2  

+ Giá trị phản lực ở tầng hầm: h 3 4  

Tải bồn nước inox: chọn sơ bộ tải bồn nước inox mái Q , quy tải bồn nước thành tải tập trung gán vào

4 nút cột tầng mái, giá trị tải bể nước mái như sau: bn Q

Tải trọng thang bộ sẽ được lấy bằng phản lực gối tựa từ sơ đồ tính của cầu thang sau khi thiết kế cầu thang bộ, sau đó tính trung bình và gán vào các nút của vách thang máy

+ 2 lực tập trung do gối chiếu nghỉ truyền vào: P1= 32.94 kN

+ 2 lực tập trung do gối chiếu nghỉ truyền vào: P2= 26.46 kN

THIẾT KẾ SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH

Tiêu chuẩn thiết kế

Thiết kế theo “TCVN 5574:2018 KẾT CẤU BÊ TÔNG VÀ BÊ TÔNG CỐT THÉP”

Tải trọng tính toán

Hình 3-1 Các lớp cấu tạo sàn tầng điển hình

Bảng 3-1 Tĩnh tải tác dụng lên sàn tầng điển hình

Tải trọng tiêu chuẩn kN/m 3 mm kN/m 2

Trọng lượng tường ngăn được quy thành tải trọng phân bố đều trên sàn (một cách gần đúng) Công thức tính toán tải tường:

+ γt: trọng lượng đơn vị tường tiêu chuẩn, lấy bằng 18kN/m 3

+ A: Diện tích ô sàn có tường, A=L1×L2

Tường 100 xây trên dầm ta quy thành tải phân bố đều trên dầm:

Bảng 3-2 Hoạt tải sử dụng

Mục đích sử dụng Hoạt tải tiêu chuẩn kN/m 2 Phòng ngủ phòng ăn bếp phòng giặt phòng khách phòng vệ sinh 1.50

Sảnh cầu thang hành lang 3.00

Giá trị hệ số độ tin cậy dùng cho hoạt tải bằng 1.3 [8.3.5 : 2737-2023]

Quy trình thiết kế

Bước 1: Lựa chọn sơ bộ kích thước và cấu kiện

+ Lựa chọn vật liệu cho cấu kiện

+ Lựa chọn kích thước cấu kiện)

Bước 2: Tải trọng bao gồm:

Bảng 3-3 Bảng load pattern trong safe

Tĩnh tải các lớp cấu tạo có hệ số vượt tải 1.1 Tĩnh tải các lớp cấu tạo có hệ số vượt tải 1.2 Tĩnh tải các lớp cấu tạo có hệ số vượt tải 1.3

5 TUONG SUPER DEAD 0.00 Tĩnh tải tường với hệ số vượt tải 1.2

6 HT CAN HO LIVE 1.50 Hoạt tải nhỏ hơn 200 daN/m 2

7 HT HANH LANG LIVE 3.00 Hoạt tải lớn hơn hoặc bằng 200 daN/m 2

Bảng 3-4 Bảng load case trong Safe

Ký hiệu Load Case Type Scale factor

TTTT Linear Static 1.1(TLBT)+1.2(CLHT)+1.2(TUONG) TTTC Linear Static 1(TLBT)+1(CLHT)+1(TUONG)

VONG DAI HAN COMBO2.3 = TTTC+HT Kiểm tra võng dài hạn VONG NGAN HAN COMBO1.1 = TTTC+HT Kiểm tra võng ngắn hạn

TINH TOAN COMBO1.0 = TT+HT Tính thép

Bước 3: Thiết lập mô hình tính toán sàn bằng phần mềm Safe

+ Định nghĩa về vật liệu

+ Định nghĩa về tiết diện: dầm, cột, sàn, vách

+ xây dựng mô hình: hệ vách → cột → dầm → sàn

+ Định nghĩa về tải trọng

+ Gán tải trọng vào mô hình

+ Tiến hành tạo Mesh: làm cho sàn và dầm làm việc cùng nhau, sàn truyền tải phân bố đều lên dầm Khi đó dầm làm việc gần với thực tế

+ Tạo các dãi Strip bề rộng 1m: lấy nội lực tính thép cho sàn

+ Tổ hợp tính toán cốt thép cho sàn lấy:

COMBO1.0 = TT+HT (xét đến nội lực dưới tác động của tải trọng tính toán.)

Trong đó: TT và HT lần lượt là nội lực do tĩnh tải và hoạt tải tính toán gây ra

+ Tổ hợp tính toán TTGHII lấy:

COMBO1.1 = TTTC+HT (xét đến tác dụng ngắn hạn của toàn bộ tải trọng)

COMBO2.3 = TTTC+HT (xét đến tác dụng ngắn hạn và tác dụng dài hạn của tải trọng thường xuyên và tải trọng tạm thời dài hạn)

 TTTC và HT lần lượt là nội lực do tĩnh tải và hoạt tải tiêu chuẩn gây ra

 HT là nội lực do giá trị tải tiêu chuẩn của phần dài hạn hoạt tải sử dụng gây ra

Bước 4: Tính toán cốt thép cho sàn

Bước 5: Kiểm tra điều kiện sử dụng bình thường của sàn (biến dạng)

3.3.1 Xây dựng mô hình và vẽ Strip

Xây dựng mô hình bằng phần mềm Safe và gán tải trọng như các hình bên dưới

Trang 21 Hình 3-2 Mô hình 3D hệ cột dầm, sàn, vách sàn tầng điển hình

Hình 3-3 Tĩnh tải hoàn thiện (kN/m 2 )

Trang 22 Hình 3-4 Tải tường 100 phân bố đều trên sàn (kN/m 2 )

Hình 3-5 Tải tường phân bố trên dầm (kN/m 2 )

Hình 3-7 Hoạt tải dài hạn (kN/m 2 )

Công trình có các ô bản đối xứng theo 2 phương để thuận tiện trong việc sắp xếp thứ tự giá trị momen trong cỏc dóy Strip sinh viờn đỏnh số thứ tự ụ bản của ẳ mặt bằng như sau:

Trang 25 Hình 3-8 Số thứ tự ô bản tính toán theo phương pháp phần tử hữu hạn

Trang 26 Hình 3-9 Momen ở các dãy Strip theo phương X

Trang 27 Hình 3-10 Momen ở các dãy Strip theo phương Y

Kết quả tính toán được trình bày trong bảng sau:

Bảng 3-5 Kết quả tính toán cốt thép dọc cho sàn theo phương pháp phần tử hữu hạn Ô bản Dãy

Strip tương ứng b h 0 M A s,tinh toán Φ a A s, chọn μ % Kiểm tra

- mm mm kNm mm 2 mm mm mm 2

Gối phải CSA4 1000 175 -40.0 360 Φ 10 a 200 393 0.45 0.98 Đứng Gối dưới CSB4 1000 175 -41.4 387 Φ 10 a 200 393 0.20 0.89

Strip tương ứng b h 0 M A s,tinh toán Φ a A s, chọn μ % Kiểm tra

- mm mm kNm mm 2 mm mm mm 2

Kiểm tra khả năng chịu cắt của sàn

Hình 3-11 Lực cắt V13 từ COMBO1

Hình 3-12 Lực cắt V23 từ COMBO1

Lực cắt lớn nhất trong sàn: Q max   V ; V 13 23    96; 70   96 kN

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

Kiểm tra khả năng chịu cắt của bê tông sàn: ( mục 8.1.3.3 trang 70, TCVN 5574:2018)

+ Q1 lực cắt trong tiết diện thẳng góc do ngoại lực, Q max Q 1 96 kN

+ Q1,b được xác định theo công thức Q 0.5R bh 1,b  bt o , nhưng lấy giá trị Q 1,b không lớn hơn bt o

Thiên về an toàn ta có thể chọn Q 1,b  103.25 kN

Ta thấy Q 1 96 kNQ b,1 103.25 kN Sàn thỏa điều kiện chịu cắt.

Kiểm tra chọc thủng sàn

Khả năng chọc thủng của sàn được tính toán theo mục 8.1.6.2 trang 86, TCVN 5574:2018

Tính toán chọc thủng cho cấu kiện khi không có cốt thép ngang chịu lực tập trung được tiến hành theo điều kiện:

+ F là lực tập trung do ngoại lực

+ Fb,u là lực tập trung giới hạn mà bê tông có thể chịu được, F b,u R bt A b

+ Ab là tiết diện ngang tính toán nằm ở khoảng cách 0.5ho, tính từ biên của diện truyền lực tập trung F, với chiều cao làm việc của tiết diện ho, A b  u h o

+ u là chu vi đường bao của tiết diện ngang tính toán

+ h0 là chiều cao làm việc quy đổi của tiết diện, h 0 0.5 (h 0 x h ) 0 y

+ h0x và h0y là chiều cao làm việc của tiết diện đối với cốt thép dọc nằm theo phương các trục X v à Y

Hình 3-13 Sơ đồ tính toán chọc thủng không cốt thép ngang

Tính toán các thông số:

     sàn thỏa điều kiện về chọc thủng

Tính toán vết nứt cho sàn

3.6.1.1 Điều kiện hình thành vết nứt

Theo mục 8.2.2.1 TCVN 5574:2018, tính toán theo sự hình thành vết nứt của cấu kiện bê tông cốt thép được tiến hành trong các trường hợp khi mà điều kiện sau được tuân thủ:

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

+ Mcrc là mô men uốn do tiết diện thẳng góc của cấu kiện chịu khi hình thành vết nứt (đối với cấu kiện chịu uốn)

 Xác định Mcrc crc pl bt ,ser

Trong đó: Wpl là mô men kháng uốn đàn dẻo của tiết diện đối với thớ bê tông chịu kéo ngoàicùng

 Xác định Wpl: pl red

 Wred là mô men kháng uốn đàn hồi của tiết diện quy đổi theo vùng chịu kéo của tiết diện

 là hệ số, lấy bằng 1.3

 Xác định Wred: red red t

 Ired là mô men quan tính của tiết diện quy đổi của cấu kiện đối với trọng tâm của nó, cho phép lấy Ired = I là mô men quán tính của bê tông

 yt là khoảng cách từ thớ bê tông chịu kéo nhiều nhất đến trọng tâm quy đổi của cấu kiện

Trong trường hợp, khi mà các điều MM crc xảy ra thì tính toán chiều rộng vết nứt

3.6.1.2 Tính toán chiều rộng vết nứt

Tính toán bề rộng vết nứt được tiến hành theo điều kiện: crc crc,u a a Trong đó:

+ acrc là chiều rộng vết do tác dụng của ngoại lực

+ acrc,u là chiều rộng vết nứt giới hạn cho phép, lấy theo bảng 17 TCVN 5574:2018

Chiều rộng vết nứt dài hạn được xác định theo công thức: acrc = acrc,1

Chiều rộng vết nứt ngắn hạn:

Trang 34 acrc = acrc,1 + acrc,2 – acrc,3

+ acrc,1 là chiều rộng vết nứt do tác dụng dài hạn của tải trọng thường xuyên và tạm thời dài hạn

+ acrc,2 là chiều rộng vết nứt do tác dụng ngắn hạn của tải trọng thường xuyên và tạm thời (dài hạn và ngắn hạn)

+ acrc,3 là chiều rộng vết nứt do tác dụng ngắn hạn của tải trọng thường xuyên và tạm thời dài hạn

  s là ứng suất trong cốt thép dọc chịu kéo tại tiết diện thẳng góc có vết nứt do ngoại lực tương ứng

 Ls là khoảng cách cơ sở ( không kể đến ảnh hưởng của loại bề mặt cốt thép) giữa các vết nứt thẳng góc kề nhau

  s là hệ số, kể đến sự phân bố không đều biến dạng tương đối của cốt thép chịu kéo giữa các vết nứt, cho phép lấy  s = 1 Nếu không thỏa tính lại theo công thức: s M crc

  1 là hệ số, kể đến thời hạn tác dụng của tải trọng, lấy bằng:

1.0 – khi có tác dụng ngắn hạn của tải trọng;

1.4 – khi có tác dụng dài hạn của tải trọng

  2 là hệ số, kể đến loại hình dạng bề mặt của cốt thép dọc, lấy bằng:

0.5 – đối với cốt thép có gân và cáp;

0.8 – đối với cốt thép trơn;

  3 là hệ số, kể đến đặc điểm chịu lực, lấy bằng:

1.0 – đối với cấu kiện chịu uốn và chịu nén lệch tâm;

1.2 – đối với cấu kiện chịu kéo

Trong đó: zs là khoảng cách từ trọng tâm cốt thép chịu kéo đến điểm đặt hợp lực của các nội lực trong vùng chịu nén của cấu kiện

 Giá trị Ls lấy không nhỏ hơn 10ds và 100mm và không lớn hơn 40ds và 400 mm

 Abt là diên tích tiết diện bê tông chịu kéo;

 As là diện tích tiết diện cốt thép chịu kéo;

 ds là đường kính danh nghĩa của cốt thép

3.6.2 Kiểm tra sự hình thành vết cho sàn

So sánh momen của Strip khi đã quy về 1m ta thấy rằng gối trên của Strip CSB6 có độ giá trị mô men lớn nhất bằng -23.9 kNm

Bảng 3-6 Nội lực Strip CSB S4 tại vị trí tính toán vết nứt

STT Ô bản Tên Strip Tổ hợp Mô men Mô men trên 1m

3.6.2.2 Kiểm tra sự hình thành vết nứt

Tính toán kiểm tra với giá trị nội lực khi đã quy về 1m Chiều dày sàn hs = 200 mm, bề rộng Strip là 1m, momen là -41.4 kNm

Khoảng cách từ thớ bê tông chịu kéo nhiều nhất đến trọng tâm tiết diện quy đổi của cấu kiện: t ,red t red

+ S t ,red : là mô men tĩnh của diện tích tiết diện quy đổi của cấu kiện đối với thớ bê tông chịu kéo nhiều hơn

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

+ I, I s , I ' s : là mô men quán tính lần lượt của tiết diện bê tông, của diện tích cốt thép chịu kéo và của cốt thép chịu nén

+ yc : là khoảng cách từ thớ bê tông chịu kéo nhiều nhất đến trọng tâm tiết diện quy đổi của cấu kiện

Mô men kháng uốn đàn hồi của tiết diện quy đổi theo vùng chịu kéo của tiết diện Wred: red 3 red t

Mô men kháng uốn đàn hồi của tiết diện quy đổi theo vùng chịu kéo của tiết diện:

Mô men hình thành vết nứt:

Mô men lớn nhất cần kiểm tra:

M max  41.4 kNm Kết luận: M41.4 kNm > M crc 19 kNm Sàn bị nứt

3.6.3 Tính toán chiều rộng vết nứt

1 Xác định nội lực cần thiết

Như mục 3.6.1.2 đã trình bày để tính được chiều rộng vết nứt dài hạn và ngắn hạn ta phải tính được crc,1 crc,2 crc,3 a , a , a Ý nghĩa của 3 đại lượng này mục 3.6.1.2 đã trình bày, để phục vụ cho việc tính toán chiều rộng khe nứt ta xác định các giá trị momen cần thiết như sau:

STT Chiều rộng vết nứt cần tính Tổ hợp tương ứng Giá trị mô men (kNm)

2 Tính toán chiều rộng vết nứt

Tính toán bề rộng vết nứt được tiến hành theo điều kiện: crc crc,u a a Trong đó:

+ acrc là chiều rộng vết do tác dụng của ngoại lực

+ acrc,u là chiều rộng vết nứt giới hạn cho phép, lấy theo bảng 17 TCVN 5574:2018

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

(Giá trị Ls lấy không nhỏ hơn 10ds và 120mm và không lớn hơn 40ds và 480 mm)

Tính toán tương tự ta được: crc,1 crc,3 m a a

 Chiều rộng vết nứt dài hạn: crc crc,1 crc,u a a 0.0792 mma 0.3 mm Thỏa Chiều rộng vết nứt ngắn hạn: crc crc,1 crc,2 crc,3 0.0792 0.0604 0.0592 0.0804 mm a a a a     crc 0.0804 mm crc,u 0.4 mm a  a   Thỏa

Vậy sàn thỏa điều kiện vết nứt.

Kiểm tra độ võng cho sàn

3.7.1 Lựa chọn vị trí kiểm tra

Giá trị chuyển vị xuất ra từ phần mềm Safe mang tính tham khảo để chọn những vị trí có độ võng lớn kiểm tra theo TCVN 5574:2018 Lựa chọn kiểm tra độ võng tại vị trí V1 như Hình 3-14

Hình 3-14 Độ võng sàn xuất ra từ phần mềm Safe

TCVN 5574:2018 mục 8.2.3.2 hướng dẫn cách tính toán độ võng cho cấu kiện bê tông cốt thép như sau:

Tính toán độ võng của cấu kiện bê tông cốt thép được tiến hành theo điều kiện (177) mục 8.2.3.2.1 trang 106 TCVN 5574:2018: f fu

+ f là độ võng của cấu kiện bê tông cốt thép dưới tác dụng của ngoại lực

+ f u là độ võng giới hạn cho phép của cấu kiện bê tông cốt thép

Khoản c bảng M1 Phụ Lục M của TCVN 5574:2018 cho ph ép lấy giá trị độ võng giới hạn theo phương đứng của “Mái và sàn tầng khi trên chúng có các bộ phận có thể bị tách (các lớp lót, mặt sàn, vách ngăn)” là L/150 Độ võng tại giữa nhịp cấu kiện được xác định theo công thức (179) mục 8.2.3.2.2 trang 106 TCVN 5574:2018 như sau:

+   1/ r sup,L và   1 / r sup,r là độ cong của cấu kiện lần lượt ở gối trái và gối phải

+  1 / r  iL và  1 / r  ir là các độ cong của cấu kiện tại các tiết diện đối xứng nhau i và i'

(i=i') ở phía trái và phía phải của trục đối xứng (giữa nhịp);

+   1 / r c là độ cong của cấu kiện tại giữa nhịp;

+ n là số chẵn các đoạn bằng nhau được chia từ nhịp, lấy không nhỏ hơn 6

- Độ cong toàn phần của cấu kiện chịu uốn, chịu nén lệch tâm và chịu kéo lệch tâm được xác định theo công thức (186) mục 8.2.3.3.2 trang 109 TCVN 5574:2018 như sau:

+  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 3 là độ cong do tác dụng dài hạn của tải trọng thường xuyên và tạm thời dài hạn

- Công thức (187) mục 8.2.3.3.3 TCVN 5574:2018 hướng dẫn cách tính độ cong  1 / r  như sau:

+ M là momen uốn do ngoại lực (có kể đến momen do lực dọc N) đối với trục vuông góc với mặt phẳng tác dụng của momen 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

- Công thức (188) mục 8.2.3.3.3 TCVN 5574:2018 hướng dẫn xác định độ cứng của cấu kiện bê tông cốt thép chịu uốn như sau: b1 red

DE I + Khi có tác dụng ngắn hạn của tải trọng: b1 b

E 0.85E + Khi có tác dụng dài hạn của tải trọng: b b1 b,r b,cr

  Trong đó:  b,cr là hệ số từ biến của bê tông, lấy theo Bảng 11, trang 40 TCVN 5574:2018

+ Mô men quán tính Ired của tiết diệ ngang quy đổi của cấu kiện đối với trọng tâm của nó được xác định theo các nguyên tắc chung về sức bền của các cấu kiện đàn hồi có kể đến diện tích của bê tông chỉ ở vùng chịu nén, diện tích tiết diện cốt thép chịu nén với hệ số quy đổi cốt thép về bê tông s1 và diện tích cốt thép chịu kéo với hệ số quy đổi cốt thép về bê tông  s2 :

 Ib, Is, I ’ s là mô men quán tính của diện tích tiết diện 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 quy đổi không kể đến bê tông vùng kéo

 Các giá trị Is, I ’ s được xác định theo nguyên tắc chung của sức bền vật liệu với khoảng cách ycm từ thớ bê tông chịu nén nhiều nhất đến trọng tâm tiết diện ngang quy đổi (có kể đến các hệ số quy đổi  s1 và  s2 ) mà không kể đến bê tông vùng kéo; đối với cấu kiện chịu uốn thì ycm = xm (xm là chiều cao trung bình của vùng chịu nén của bê tông, kể đến ảnh hưởng của sự làm việc của bê tông chịu kéo giữa các vết nứt và được xác định theo mục 8.2.3.3.6 TCVN 5574:2018)

 Các giá trị Ib và ycm được xác định theo các nguyên tắc chung về tính toán các đặc trưng hình học của tiết diện các cấu kiện đàn hồi Giá trị các hệ số quy đổi cốt thép về bê tông  s1 và  s2 được xác định theo mục 8.2.3.3.8 TCVN 5574:2018

 Đối với tiết diện chữ nhật chỉ có cốt thép chịu kéo thì chiều cao vùng chịu nén của bê tông được xác định theo công thức sau :

Và E s,red là mô đun biến dạng quy đổi của cốt thép chịu kéo, được xác định có kể đến ảnh hưởng của sự làm việc của bê tông chịu kéo giữa các vết nứt theo công thức: s s,red s

Cho phép lấy   s 1 khi điều kiện f f u được thỏa mãn

Tiến hành vẽ dãy Strip qua vị trí cần kiểm tra độ võng, dãy Strip được chia ra 20 đoạn bằng nhau và xuất giá trị momen tại 21 vị trí để tính toán độ võng cho sàn, số thứ tự của điểm trên Strip được đánh tăng từ 1 đến 21 từ trái qua phải như Hình 3-15

Hình 3-15: Cách đánh số thứ tự vị trí xuất momen để tính độ võng

Với các thông số của vật liệu, tiết diện, chiều dài nhịp và hàm lượng thép đã bố trí theo phương pháp phần tử hữu hạn được trình bày trong phụ lục 2 sinh viên tiến hành kiểm tra độ võng sàn tại 1 vị trí có độ võng xuất ra từ safe lớn nhất như mục 3.7.1 đã trình bày

1 Tính toán các đại lượng cần thiết

Giá trị mô đun biến dạng của bê tông:

+ Khi có tác dụng ngắn hạn của tải trọng: b1 b

E 0.85E 0.85 32500 27625 MPa + Khi có tác dụng dài hạn của tải trọng: b b, b,cr

Trong đó:  b,cr là hệ số từ biến của bê tông lấy theo bảng 11, TCVN 5574:2018 Giá trị các hệ số quy đổi cốt thép về bê tông:

+ Khi có tác dụng ngắn hạn của tải trọng:

+ Khi có tác dụng dài hạn của tải trọng:

Chiều cao trung bình của vùng bê tông chịu nén:

+ Khi có tác dụng ngắn hạn của tải trọng:

+ Khi có tác dụng dài hạn của tải trọng:

Mô men quán tính của diện tích tiết diện bê tông chịu nén:

+ Khi có tác dụng ngắn hạn của tải trọng: m

+ Khi có tác dụng dài hạn của tải trọng: m

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

+ Khi có tác dụng ngắn hạn của tải trọng:

+ Khi có tác dụng dài hạn của tải trọng:

Mômen quán tính Ired của tiết diện ngang quy đổi của cấu kiện đối với trọng tâm của nó:

+ Khi có tác dụng ngắn hạn của tải trọng:

+ Khi có tác dụng dài hạn của tải trọng:

I I     I I 4.06 10  2.85 10  25.54.79 10 m  Độ cứng chống uốn của tiết diện ngang quy đổi:

+ Khi có tác dụng ngắn hạn của tải trọng:

DE I 27625 1.99 10   10 549.7 kNm + Khi có tác dụng dài hạn của tải trọng:

D  E I   12500 4.79 10     10  598.8 kNm Độ võng tại giữa nhịp cấu kiện được xác định theo công thức (179) mục 8.2.3.2.2 trang 106 TCVN 5574:2018 như sau:

   Để tính toán được độ cong toàn phần 1 r

  của các đoạn cấu kiện ta cần tính được các độ cong

      để thuận tiện cho các tính toán về sau sinh viên đặt tên các mô men có chỉ số trùng với chỉ số độ cong tương ứng cụ thể như sau:

STT Độ cong cần tính Tên mô men tương ứng Tổ hợp tương ứng

Trang 45 Ô sàn L (mm) Điểm M 1 (kNm) M 2,3 (kNm) b h 0 (1/r) 1 (1/r) 2 (1/r) 3 (1/r)

Bảng 3-7 Tính toán độ võng sàn m m u u f L / 207 38.6473 mm f m f 31.2665 mm f 31.2665 mm 38.6473 m

  (Thỏa điều kiện độ võng sàn)

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CẦU THANG BỘ

Cấu tạo cầu thang

Thiết kế cầu thang hai vế dạng bản, bậc xây gạch

Cầu thang là loại thang 2 vế dạng bản, chiều cao 1 tầng là 3.6 m

Tổng số bậc cầu thang: 21 bậc (10 bậc vế 1 và 11 bậc vế 2)

Chiều cao mỗi bậc : b h 3600 173 mm

Sơ bộ tiết diện cầu thang

Chọn bản thang có chiều dày : h b Lo 4800 (137 160)mm

Chọn tiết diện dầm chiếu nghỉ : b x h = 200 x 300 mm

Chọn bề rộng mỗi bậc thang : b = 300 mm.

Tải trọng tác dụng lên bản thang

Hình 4-1 Mặt bằng cầu thang

Hình 4-2 Mặt cắt cầu thang

Hệ số độ tin cậy

Tải trọng tính toán kN/m 3 m kN/m 2 kN/m 2

Chiều dày tương đương của các lớp cấu tạo cầu thang theo bản xiên : Đá hoa cương : td b 2 b 2 2 2   b b b h 300 173

Hệ số độ tin cậy

Tải trọng tính toán kN/m 3 m kN/m 2 kN/m 2

Bản chiếu tới và chiếu nghỉ : p tt p tc   n 3 1.33.9(kN / m ) 2

Mặc dù hoạt tải bản xiên có giá trị nhỏ hơn so với bản chiếu tới và chiếu nghỉ, nhưng để an toàn

Các trường hợp chất tải

Hình 4-3 Tĩnh tải vế thang 1

Trang 49 Hình 4-4 Tĩnh tải vế thang 2

Hình 4-5 Hoạt tải vế thang 1

Hình 4-6 Hoạt tải vế thang 2.

Xác định nội lực

Hình 4-7 biểu đồ momen vế thang 1 ( Đơn vị kN.m )

Hình 4-8 Biểu đồ momen vế thang 2 ( đơn vị kN.m )

Từ kết quả thu được từ phần mềm Etab, ta có momen lớn nhất ở nhịp của bản thang: M max = 28.8 (kN.m).

Tính toán bản thang

4.6.1 Tính toán cốt thép dọc

Bản thang chịu lực dọc theo 1 phương, tính toán cốt thép cho dải bản 1m như cấu kiện đặt cốt đơn

Bảng 4-1 Tính thép cho bảng thang

4.6.2 Tính toán cốt thép gối cầu thang Để thiên về an toàn cho kết cấu, sinh viên chọn sơ đồ tính toán là hệ tĩnh định (hệ chịu lực cuối cùng cho kết cấu) Ở gối của bản thang không tồn tại mô men âm nhưng bản chất vẫn có một lượng mụ men ở đõy Vỡ vậy, sinh viờn bố trớ thộp gối theo cấu tạo ỉ10a200 để hạn chế vết nứt cũng như chịu một phần mô men âm bên trên

4.6.3 Kiểm tra khả năng chịu cắt của bản thang

Từ kết quả nội lực từ phần mềm Etab, ta được lực cắt lớn nhất là : Q = 26.02 kN Dùng lực cắt này để kiểm tra khả năng chịu cắt của bản thang như sau :

- Bê tông không bị phá hoại do ứng suất nén chính :

- Khả năng chịu cắt của bê tông được xác định :

Bê tông bản thang đủ khả năng chịu cắt, không cần phải tính toán và bố trí thêm cốt đai

4.7 Tính toán cốt thép cho dầm chiếu nghỉ

4.7.1 Sơ bộ kích thướt dầm chiếu nghỉ dt 0

Chọn dầm chiếu nghỉ có kích thướt b x h = 200 x 300 ( mm )

Ta tính toán dầm chiếu nghỉ như dầm đơn giản một nhịp, 2 đầu liên kết với cột bằng liên kết khớp Nhịp tính toán lấy từ khoảng cách 2 trục cột L = 3900 mm

Tải trọng tác dụng lên dầm chiếu nghỉ bao gồm :

+ Phản lực do bản thang truyền vào :

Hình 4-9 Phản lực gối tựa vế thang 2

+ Tải trọng bản thân dầm chiếu nghỉ : qbt = bd.(hd-hs).yb.n= 0.2x(0.3-0.13)x25x1.1=0.94 (kN/m)

+ Tải trọng tường xây bên trên : qtuong = bt.ht.yt.n=0.2x1.2x18x1.2=5.18 (kN/m)

Vậy tải trọng tác dụng vào dầm chiếu nghỉ bao gồm qbt, qtuong và R : q = qbt + qtuong + R = 0.94+5.18+26.022.14 (kN/m)

4.7.3 Nội lực dầm chiếu nghỉ

4.7.4 Tính toán cốt thép dầm chiếu nghỉ

4.7.4.1 Tính toán cốt thép dọc

Giá trị được xác định theo công thức: ( TCVN 5574-2018, mục 8.1.2.2.3 trang 56)

+  s,el là biến dạng tương đối của cốt thép chịu kéo khi ứng suất bằng Rs, s,el s s

+  b2 là biến dạng tương đối của bê tông chịu nén khi ứng suất bằng Rb , lấy theo chỉ dẫn trong mục 6.1.4.2, TCVN 5574-2018 khi có tác dụng ngắn hạn của tải trọng  b2 0.0035

Chọn trước thộp ỉ14 để tớnh :

Vậy với thộp dọc 2 ỉ14 ra hàm lượng cốt thộp hợp lý(1ữ3%)Sinh viờn chọn 2 ỉ14 chạy dọc dầm chiếu nghỉ

Bảng 4-2 Tính toán thép cho dầm bản thang

(kNm) (m) (m) (MPa) (MPa) (cm 2 ) (cm 2 ) NHỊP 41.1 0.262 0.2 17 350 3.8 2 14 4.02

4.7.4.2 Tính toán cốt thép đai dầm thang

Sinh viờn Chọn trước đai cú đường kớnh ỉ6a150 để tớnh toỏn và kiềm tra

1 Tính toán cấu kiện BTCT theo dải bê tông giữa các tiết diện nghiên

Tính toán cấu kiến BTCT theo dải bê tông giữa các tiết diện nghiên được tiết hành theo điều kiện : b b o

+ Q= 51.4 (kN) là lực cắt trong tiết diện thẳng góc của cấu kiện

+  b1 là hệ số kể đến ảnh hưởng của đặc điểm trạng thái ứng suất của bê tông trong dải nghiên , lấy bằng 0.3

2 Tính toán cấu kiện bê tông cốt thép theo tiết diện nghiên chịu lực cắt

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

+ Q là lực cắt trong tiết diện thằng góc do ngoại lực

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

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

Hình 4-10 Sơ đồ tính cấu kiện bê tông cốt thép khi chịu tác dụng của lực cắt

Lực cắt Qb được xác định theo công thức :

+ Qb không lớn hơn 2.5Rbtbh0 và không nhỏ hơn 0.5Rbtbh0

+ φ b2 là hệ số kể đến ảnh hưởng của cốt thép dọc,lực ám dính và đặc điểm trạng thái ứng suất của bê tông nằm phía trên vết nứt xiên, lấy bằng 1.5

Lực cắt Qsw được xác định theo công thức : sw sw sw

+ φ sw là hệ số kể đền sự suy giảm nội l ực dọc theo chiều dài hình chiếu tiết diện C, Lấy bằng 0.75

  (sử dụng công thức đạo hàm ra được công thức tính C)

Với điều kiện ho≤C≤2h00.575(m) ≤C≤1.15(m) ( Mục 8.1.3.4 TCVN 5574-2018)

Vậy QQ.4(kN) < Qb+Qsw = 183.47 ( kN)

 Thỏa mãn điều kiện cốt thép chịu lực cắt

Kết luận : Đai cú đường kớnh ỉ6a150 đảm bảo cỏc yờu cầu chịu lực cắt trong dầm Bố trớ đai có khoảng cách a0mm(đối với đoạn gần gối) và a 0mm(đối với nhịp)

KIỂM TRA ỔN ĐỊNH TỔNG THỂ CÔNG TRÌNH

Lý thuyết tính toán về tải gió theo TCVN 2737:2023

* Công thức xác định giá trị áp lực gió tác dụng lên tầng thứ j của công trình:

+ W 3s,10 : là áp lực gió 3 s ứng với chu kỳ lặp 10 năm : W 3s,10 = (γ T W 0 ).

+ γ T =0.852 : hệ số chuyển đổi áp lực gió từ chu kỳ lặp từ 20 năm xuống 10 năm.

+ W 0 : áp lực gió cơ sở.

+ 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

+ c là hệ số khí động.

+ G f là hệ số hiệu ứng giật.

II Thông số tính toán

- Tên công trình Thành Công Building

- Địa điểm xây dựng Tỉnh, Thành: Tp Hồ Chí Minh

- Chiều cao đón gió công trình: H = 41.20 m

- Loại công trình: Bê Tông Cốt Thép

- Vùng gió: II [Bảng 5.1 -QCVN 02:2022]

- Vận tốc gió trung bình 3(s), chu kỳ lặp 50 năm: V 3s,50 = 44.00 m/s [Bảng 5.1 -QCVN 02:2022]

- Áp lực gió cơ sở: W 0 = 0.95 kN/m 2 [Bảng 7]

- Áp lực gió 3(s) với chu kỳ 10 năm: W 3s,10 = 0.81 kN/m 2 [10.2.2]

- Hệ số độ tin cậy:  = 2.1 [10.1.6]

2 Tính toán hệ số hiệu ứng giật G f [10.2.7]

- Chu kì dao động riêng cơ bản theo phương X: T 1X = 1.1 (s) n 1X = 0.91 (hZ) [Etabs]

- Chu kì dao động riêng cơ bản theo phương Y: T 1Y = 1.2 (s) n 1Y = 0.83 (hZ) [Etabs]

- Công trình "Cứng" có T 1 ≤1 (s) thì giá trị: G f = 0.85

- Công trình "Mềm" có T 1 >1 (s) thì giá trị G f được xác định theo công thức sau:

- Hệ số đỉnh cho thành phần xung: g Q = 3.4

- Hệ số đỉnh cho thành phần phản ứng: g v = 3.4

- Hệ số đỉnh cho thành phần cộng hưởng: g RX = 4.17 g RY = 4.15

- Hệ số kể đến thành phần phản ứng nền Q: Q X = 0.833

- Thang nguyên kích thước xoáy L(Z s ): L(Z s ) = 132 m

- Vận tốc gió trung bình trong khoảng 3600(s) ứng với chu kỳ lặp 50 năm:

- Hế số phản ứng cộng hưởng R: N 1X = 4.83 R nX = 0.052

III Bảng tổng hợp giá trị tính toán

1 Tải trọng gió theo phương X:

- Hệ số hiệu ứng giật: G f,X = 0.847

- Hệ số khí động c e cho các vùng:

*Bảng giá trị áp lực gió tác dụng lên tâm hình học công trình theo phương X:

Cao độ tính toán gió

2 Tải trọng gió theo phương Y:

- Hệ số hiệu ứng giật: G f,Y = 0.841

- Hệ số khí động c e cho các vùng:

*Bảng giá trị áp lực gió tác dụng lên tâm hình học công trình theo phương Y:

Cao độ tính toán gió

Kiểm tra ổn định chống lật

Để công trình không bị lật khi chịu tác động của tải trọng ngang gây ra cần phải thoả điều kiện sau: Tỉ lệ giữa momen chống lật và momen gây lật do tải trọng động đất gây ra phải thỏa mãn điều kiện: M CL M L 1.5

+ MCL, ML lần lượt là momen chống lật và momen gây lật

+ Theo điều 3.2 TCVN 198-1997 đối với công trình nhà cao tầng bê tông cốt thép có tỉ lệ chiều cao trên chiều rộng lớn hơn 5 mới kiểm tra khả năng chống lật dưới tác dụng của tải trọng gió và động đất Mặc khác, công trình được đặt trên hệ móng cọc nên khả năng chống lật là rất cao

Với các kích thước mặt bằng (BL)=(3444.5)m, có chiều cao công trình so với mặt móng là 43.4 m

 Vậy không cần kiểm tra lật của công trình đối với tải trọng ngang.

Kiểm tra chuyển vị đỉnh công trình

Hình 5-1 Chuyển vị lớn nhất của tổ hợp COMB CV X: 1TT(tc) + 1GX1(tc)

Bảng 5-1 Chuyển vị tổ hợp COMB CV X: 1TT(tc) + 1GX(tc)

X-Dir Y-Dir X 2 Y 2 m mm mm mm

Hình 5-2 Chuyển vị lớn nhất của tổ hợp CV Y: 1TT(tc) + 1GY(tc)

Bảng 5-2 Chuyển vị tổ hợp COMB CV Y: 1TT(tc) + 1GY1(tc)

Theo đó, chuyển vị đỉnh lớn nhất của công trình là U= 35.24 (mm)

Theo TCVN 5574:2018, đối với nhà nhiều tầng có liên kết giữa tường ngăn với khung bất kì có chuyển vị giới hạn fu f u H 50043.4 1000 500 86.8 mm

Ta có f 35.24 mmf u 86.8 mm vậy công trình thỏa điều kiện về chuyển vị.

Kiểm tra dao động riêng

Theo điều 2.6.3 TCXD 198:1997 “Các tiêu chí kiểm tra kết cấu – Kiểm tra độ dao động” Theo yêu cầu sử dụng, gia tốc 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 150mm/s 2

+ y – giá trị tính toán của gia tốc cực đại dưới tác dụng của tải trọng gió được xác định theo (MonGraphon Planning and Design of Tall Building – Structural design of tall stell Building- American Society of C.E 1979 và Thiết kế thi công kết cấu nhà cao tầng – 1996 NXBXD) Giá trị tính toán cực đại của gia tốc được xác định theo công thức: y   2 A w

Trong đó: Aw là chuyển vị tại đỉnh công trình do thành phần động của gió gây ra,  là tầng số vòng của dạng dao động

Cách tính như sau: Giả định công trình dao động theo một Mode bất kì tìm được các phương trình dao động đàn hồi của đỉnh nhà

+ Biên độ dao động : ua.sin( t) a.sin(2 ft) ;

+ Vận tốc dao động : vu 'a.2 f cos(2 ft)  ;

+ Gia tốc dao động : yv 'u '' a.(2 f ) sin(2 ft) 2  (*)

Phương trình (*) đạt giá trị cực đại:

 là tầng số vòng của dạng dao động thứ i (1/s) amax là chuyển vị cực đại tại đỉnh công trình do gió gây ra(mm)

Tần số dao động f (Hz) của công trình theo phương X và phương Y lần lượt là Mode 2 với fx 0.59 (Hz) và Mode 1 với fy = 0.51 (Hz)

Chuyển vị đỉnh công trình theo phương X do thành phần động của tải trọng gió động theo phương X gây ra là Awx = 5.4 mm

Hình 5-3 Chuyển vị đỉnh công trình do thành phần động theo phương X của tải trọng gió

Chuyển vị đỉnh công trình theo phương Y thành phần động của tải trọng gió theo phương Y gây ra là Awy = 11.8 mm

Hình 5-4 Chuyển vị đỉnh công trình do thành phần động theo phương Y của tải trọng gió Gia tốc cực đại của chuyển động tại đỉnh công trình :

Theo phương X : a x   2 x A wx  (2 f ) A x 2 wx  (2 0.59) 2 7.474.20 mm / s 2

Theo phương Y : a y   2 y A wy  (2 f ) A y 2 wy  (2 0.51) 2 14.3 121.16 mm / s 2

Gia tốc cực đại chuyển động tại đỉnh công trình là:

Trang 68 max y a a 121.16 mm / s 150(mm / s ) (Thỏa)

Kiểm tra chuyển vị ngang tương đối của các tầng

Chuyển vị ngang tương đối giữa các tầng do tải trọng gió

Theo TCVN 5574-2018 : chuyển vị giới hạn theo phương ngang f u theo yêu cầu cấu tạo:

  500  Kết quả kiểm tra chuyển vị ngang tương đối của công trình dưới tác động của tải trọng gió như sau:

Bảng 5-3 Bảng kiểm tra chuyển vị tương đối giữa các tầng dưới tác động của tải trọng gió

STT Tầng Tải trọng d r /h Trị số giới hạn Kiểm tra

1 DINH MAI GIO X TOTAL 0.0005 0.002 Thỏa

13 DINH MAI GIO Y TOTAL 0.0008 0.002 Thỏa

Kết luận: Công trình thỏa chuyển vị tương đối theo phương ngang giữa các tầng dưới tác động của tải trọng gió

THIẾT KẾ KHUNG

Thông số tính toán

- Vật liệu và tiết diện sơ bộ đã được trình bày trong Chương 2

- Tải trọng và tác động được tính toán trong Chương 2

- Mô hình bài toán đã được thực hiện trong Etabs.

Nhiệm vụ thiết kế

- Tính toán thiết kế dầm tầng điển hình, cột khung trục 2

- Tính toán và thiết kế lõi cứng thang máy khung trục 4

- Thể hiện bản vẽ các cấu kiện thiết kế.

Thiết kế dầm tầng điển hình

Hình 6-1: Mô hình dầm tầng điển hình từ Etabs

Ta tính toán nội lực và thiết kế dầm cho 1/4 mặt bằng rồi đối xứng qua các phần còn lại vì dầm có cùng tiết diệt là 300x600 trên cả tầng điển hình và các ô sàn có tính đối xứng và giống nhau về công năng và kích thước

Bảng 6-1 Kích thước các dầm cần tính toán

Lý thuyết tính toán theo TCVN 5574:2018

Bước 1: Xác định momen tính toán M, kích thước hình học của dầm b,h giả thiết abvgt

+ Nếu    R tăng tiết diện hoặc tính bài toán cốt kép

Bước 5: Chọn thép và tính lại abv

+ Nếu abv=abvgt thì nhận giá trị As là diện tích cốt thép cần tìm

+ Nếu abvabvgt thì nhận gán abvgt=abv và thực hiện lại từ Bước 2 đến Bước 5

+ Kiểm tra hàm lượng thép: stt b min t max R

1 Tính toán cốt dọc ở vị trí “Đầu” với giá trị momen âm M- cho dầm (B5) – (B2a-Y) tầng điển hình

- Xác định thông số đầu Cụ thể ta có M(-) = - 133 kNm

- Sử dụng bê tông B30, cốt thép CB400-V

+  s,el là biến dạng tương đối của cốt thép chịu kéo khi ứng suất bằng Rs, s,el s s

+  b2 là biến dạng tương đối của bê tông chịu nén khi ứng suất bằng Rb , lấy theo chỉ dẫn trong mục 6.1.4.2, TCVN 5574-2018 khi có tác dụng ngắn hạn của tải trọng  b2 0.0035

Bước 5: Chọn thép Chọn 3 18  2 18 có A sch 1270 mm 2

+ Chọn C0% mm (tính từ mép bê tông đến mép ngoài thanh thép ngoài cùng)

+ Chọn t0mm (khoảng hở giữa hay lớp thép tính từ mép trên thép lớp dưới đến mép dưới thép lớp trên)

Vì abvabvgt nên cần giả thiết lại abvgt = 60 mm và thực hiện lại các tính toán từ Bước 2 đến

Bước 5 tương tự như trình bày ở trên Sau cùng với abvgt = 61 mm ta thu được

Astt 929.8236 mm 930 mm 2 Ta vẫn chọn 3 18  2 18 có:

A 1270 mm A 930 mm Lúc này ta có abv=abvgt Nên A stt 930 mm 2 là giá trị cốt thép cần tìm

Kiểm tra hàm lượng thép

2 Tính toán cốt dọc cho tất cả các dầm trong tầng điển hình

Bảng 6-2 Tính toán và chọn cốt dọc cho dầm

6.3.3 Tính toán cốt đai cho dầm

Lí thuyết tính toán đai cho dầm tương tự như lí thuyết tính đai cho dầm chiếu tới của cầu thang đã được trình bày ở chương 4 để tiện theo dõi sinh viên trình bày cụ thể lại như sau:

Khi tiết diện thẳng góc, mà trong đó kể đến lực cắt Q1, nằm gần gối tựa ở khoảng cách a nhỏ hơn 2.5 h0 phải tính toán theo công thức (93) theo TCVN 5574:2018, mục 8.1.3.3.1 trang 72 như sau: b,1 sw,1

+ Q1 là lực cắt trong tiết diện thẳng góc do ngoại lực Q b,1 ,Q sw,1 được tính theo công thức

(94), (95) theo TCVN 5574:2018, mục 8.1.3.3.1 trang 72 như sau: b,1 bt 0

+ Khi lực cắt Q1 nằm gần gối tựa ở khoảng cách a nhỏ hơn 2.5h0 thì nhân gia trị Qb,1 với hệ số bằng 2.5/(a/h0), nhưng lấy giá trị Qb,1 không lớn hơn 2.5Rbtbh0

+ Khi lực cắt Q1 nằm gần gối tựa ở khoảng cách a nhỏ hơn h0 thì nhân giá trị Qsw,1 với hệ số bằng a/h0

- Theo những điều kiện trên ta có thể vẽ được biểu đồ thể hiện khả năng chịu lực của đoạn dầm từ gối đến vị trí 2.5h0 được bố trí đai giống nhau như sau:

Hình 6-2: Biểu đồ bao lực cắt của đoạn dầm gần gối.

+ Khi 0 a 0.5h 0 thì khả năng chịu lực dầm có độ dốc dương (suy ra từ đạo hàm), còn đồ thị của ngoại lực cắt có độ dốc âm Điều này giúp ta suy ra nếu ta thiết kế ở vị trí L = 0 thỏa điều kiện chịu lực thì tại vị trí z = 0.5h0 chắc chắn cũng sẽ thỏa Vì thế ko cần kiểm tra lực cắt ở vị trí này

+ Khi 0.5h 0  a h 0 ở đoạn này ta chưa biết chắc độ dốc tiếp tuyến của đồ thị là âm hay dương vì trong đoạn này từ trái qua phải khi càng đi xa gối khả năng chịu cắt của bê tông ngày càng giảm còn khả năng chịu lực cắt của cốt thép lại tăng Để thiên về an toàn ta giả thiết đồ thị khả năng chịu lực của dầm có độ dốc âm, khi ấy ta cần tính toán kiểm tra cốt đai ở vị trí a cách gối 1 đoạn h0

+ Khi h 0  a 2.5h 0 khả năng chịu lực của cấu kiện trong đoạn này giảm dần khi ta tăng a, trong khi biểu đồ lực cắt cũng có xu hướng giảm dần, vì thế ta cần tính toán cốt đại cho

2 vị trí trong đoạn này là tại h 0 và 2.5h 0

Như đã trình bày ở phần thiết kế dầm chiếu tới thông thường trong thi công ta chọn bố trí đai có khoảng cách và đường kính bằng nhau trong đoạn từ gối đến L/4, trên giả thiết đó dựa vào các nhận xét ở phần vừa nêu trên ta chia ra được 2 trường hợp tính toán sau đây:

+ Trường hợp 1 : khi L/4 > 2.5h0 Tính toán cốt đai tại 3 vị trí 1,2,3 ở gối trái như Hình 6-3 Sau đó lấy giá trị cốt thép lớn nhất trong 3 vị trí tính toán này để bố trí cốt thép cho đoạn L/4 ở gối trái Tính toán tương tự cho 3 vị trí 1’,2’,3’ cho gối phải Ở nhịp lấy lực cắt ở vị trí 4 để tính toán bố trí cốt đai cho đoạn L/2 giữa nhịp

Hình 6-3: Hình minh họa cho trường hợp L/4>2.5h0

+ Trường hợp 2: khi L/4 < 2.5h0 Tính toán cốt đai tại 3 vị trí 1,2,3 ở gối trái như Hình 6-4 Sau đó lấy giá trị cốt thép lớn nhất trong 3 vị trí tính toán này để bố trí cốt thép cho đoạn L/4 ở gối tái Tính toán tương tự cho 3 vị trí 1’,2’,3’ cho gối phải Ở nhịp, ta tính toán cốt đai tại 2 vị trí 3 và 4 sau đó lấy giá trị cốt thép lớn hơn trong 2 vị trí tính toán này để bố trí cho đoạn L/2 giữa nhịp

Hình 6-4: Hình minh họa cho trường hợp L/4 Q 175 kN dầm thỏa điều kiện chịu cắt ở đầu dầm

+ Ở vị trí h0 ĐT (cách đầu dầm 1 khoảng bằng h0)

Lấy khả năng chịu cắt R2 bằng lực cắt trong dầm Q 167.01167.01 kNđể tính toán mật độ cốt thép qsw tối thiểu cần bố trí cho dầm, trên quan điểm này ta được

Bê tông đủ khả năng chịu cắt, bố trí cốt thép thheo cấu tạo

Tương tự như trên ta lấy khả năng chịu cắt R3 bằng lực cắt trong dầm

Q 128.56 128.56 kNđể tính toán mật độ cốt thép qsw tối thiểu cần bố trí cho dầm

+ Ở vị trí L/4, và ở giữa thanh tính toán tương tự vị trí 2.5h0 Tính toán cho tất cả các vị trí còn lại ở dầm, dựa trên các kết quả mật độ cốt thép tối thiểu cần thiết qsw,min tiến hành chọn thép cho dầm ta được kết quả như sau:

 Từ các yêu cầu tính toán và cấu tạo ta chọn bố trí:

 Vựng gối đoạn dầm L/4 bố trớ đai ỉ8a200

 Vựng nhịp đoạn dầm L/2 bố trớ đai ỉ8a250

Thiết kê cột

6.4.1 Nội lực cột khung trục 2

Hình 6-5 Biểu đồ bao momen cột khung trục 2

Trang 83 Hình 6-6 Biểu đồ bao lực cắt cột khung trục 2

Hình 6-7 Biểu đồ bao lực dọc cột khung trục 2

Khung trục 2 có 5 cột trên một tầng gồm C13, C21, C20, C19 và C4 Trong đó kích thước cột C13 giống cột C4 và 3 cột C21,C20,C19 giống nhau

Hình 6-8: Tên cột trong phần mềm Etabs 2021

- Kích thước cụ thể của cột như sau:

Bảng 6-3 Kích thước tiết diện cột

6.4.3.1 Các tổ hợp để tính toán cốt thép cho cột

Nội lực tính toán cột bao gồm các tổ hợp nội lực sau:

Bảng 6-4 Các tổ hợp nội lực để tính cột

STT Tên tổ hợp Loại tổ hợp

10 CB2.1: 1TT+1.3HT+1.89GIOX1 ADD

11 CB2.2: 1TT+1.3HT+1.89GIOX2 ADD

12 CB2.3: 1TT+1.3HT+1.89GIOX3 ADD

13 CB2.4: 1TT+1.3HT+1.89GIOX4 ADD

14 CB2.5: 1TT+1.3HT+1.89GIOY1 ADD

15 CB2.6: 1TT+1.3HT+1.89GIOY2 ADD

16 CB2.7: 1TT+1.3HT+1.89GIOY3 ADD

17 CB2.8: 1TT+1.3HT+1.89GIOY4 ADD

18 CB3.1: 1TT+1.17HT+2.1GIOX1 ADD

19 CB3.2: 1TT+1.17HT+2.1GIOX2 ADD

20 CB3.3: 1TT+1.17HT+2.1GIOX3 ADD

21 CB3.4: 1TT+1.17HT+2.1GIOX4 ADD

22 CB3.5: 1TT+1.17HT+2.1GIOY1 ADD

23 CB3.6: 1TT+1.17HT+2.1GIOY2 ADD

24 CB3.7: 1TT+1.17HT+2.1GIOY3 ADD

25 CB3.8: 1TT+1.17HT+2.1GIOY4 ADD

6.4.4 Tính toán cốt dọc cho cột

Thông thường khi tính toán cốt thép cột ta thường lọc ra các trường hợp sau để tính toán:

Tuy nhiên, thì hiện việc áp dụng phần mềm Excel tính toán thiết kế công trình trở nên rất phổ biến Nhờ đó giảm được khối lượng tính toán và thời gian, do đó trong phạm vi đồ án, sinh viên không tiến hành lọc nội lực mà sử dụng hết tất cả các cặp nội lực của tổ hợp tải trọng để tính toán và chọn diện tích thép lớn nhất

2 Tính toán cốt thép dọc cho cột chịu nén lệch tâm xiên

Nén lệch tâm xiên là trường hợp phổ biến trong kết cấu công trình Xảy ra khi:

+ Lực dọc N không nằm trong mặt phẳng đối xứng nào

+ Khi lực dọc N tác dụng đúng tâm, kết hợp với momen M mà mặt phẳng tác dụng của nó không trùng với mặt phẳng đối xứng nào Đây là trường hợp tính toán khá phức tạp Hiện nay tiêu chuẩn Việt Nam chưa có hướng dẫn cụ thể tính toán cột chịu nén lệch tâm xiên Khi thiết kế thường sử dụng 1 phương pháp nào đó dự đoán diện tích cốt thép sau đó kiểm tra lại bằng biểu đồ tương tác 2 phương pháp dự đoán phổ biến nhất có thể kể đến là:

+ Phương pháp 1: Tính riêng cho từng trường hợp lệch tâm phẳng và bố trí thép theo mỗi phương

+ Phương pháp 2: Dùng phương pháp tính gần đúng quy đổi từ bài toán lệch tâm

Xét về mặt chịu lực, khi nén lệch tâm phẳng thì việc bố trí thép theo chu vi ít hiệu quả hơn sơn với việc đặt cốt thép theo từng phương Tuy vậy khi kích thước tiết diện khá lớn, số lượng cốt thép khá nhiều thì việc đặt cốt thép theo chu vi làm cho thi công đơn giản hơn và không cần đặt thêm cốt thép cấu tạo Hơn nữa khi cột có thể bị uốn theo hai phương thì việc đặt cốt thép theo chu vi trở nên cần thiết

→Sinh viên tính toán thép cho cột lệch tâm xiên theo phương pháp 2 Cơ sở lý thuyết dựa vào quyển “KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT THÉP-PHẦN CẤU KIỆN CƠ BẢN-GS.TS PHAN QUANG MINH (Chủ biên)-NXB KHOA HỌC VÀ KỸ THUẬT- HÀ NỘI 2013” và quyển

“TÍNH TOÁN TIẾT DIỆN CỘT BÊ TÔNG CỐT THÉP- GS NGUYỄN ĐÌNH CỐNG-NXB XÂY DỰNG- HÀ NỘI 2006”

3 Lý thuyết tính toán của bài toán quy lệch tâm xiên về lệch tâm phẳng tương đương

Hình 6-9: Cột chị đồng thời lực dọc và momen uốn theo 2 phương

Lưu ý: Theo lý thuyết tính Mx là momen trong mặt phẳng XOZ và My là momen trong mặt phẳng YOZ, Cx và Cy lần lượt là các cạnh của tiết diện cột theo phương X và Y

Quy trình tính toán cột lệch tâm xiên như sau:

Bước 1: Xác định chiều dài tính toán Theo mục 8.1.2.4.4 trang 62 TCVN 5574:2018, đối với cấu kiện có liên kết một đầu khớp cố định và một đầu ngàm cứng L0 = 0.7H

Bước 2: Tính toán độ lệch tâm ban đầu và độ mảnh của thanh

Kiểm tra điều kiện tính gần đúng của cột lệch tâm xiên x y

Với Cx và Cy lần lượt là cạnh của tiết diện cột theo phương X và Y

Tính toán độ ảnh hưởng của uốn dọc theo từng phương Độ lệch tâm ngẫu nhiên: ay L C y e = max ;

  Độ lệch tâm tĩnh học: 1x M x e  N ; 1y M y e  N Độ lệch tâm tính toán (hệ siêu tĩnh): e0x = max(eax , e1x,10 mm ) ; e0y = max(eay , e1y,10 mm ) Độ mãnh theo từng phương: y 0 y 0 y y y l l i 0.288C

Bước 3: Tính hệ số ảnh hưởng của uốn dọc:

+ Nếu x  14  x =1 (bỏ qua ảnh hưởng uốn dọc)

 (kể đến ảnh hưởng uốn dọc)

  là lực tới hạn theo phương X :

 D là độ cứng của cấu kiện ở trạng thái giới hạn theo phương X, TCVN 5574:2018 hướng dẫn xác định độ cứng D như sau: b b s s s

  L là hệ số kể đến ảnh hưởng của thời hạn tác dụng của tải trọng được xác định theo công thức sau:

  e là giá trị độ lệch tâm tương đối của lực dọc được xác định được xác định theo công thức sau:

I ,I = momen quán tính đối với trục trọng tâm của cốt thép vùng chịu kéo, nén vì trị số nhỏ nên có thể bỏ qua Đồng thời trong trường hợp cốt thép đối xứng ta có s s

A A' nên biểu thức tính I s được ghi gọn lại thành:

Bước 4: Theo phương Y: Tương tự như tính toán theo phương X

Bước 5: Quy đổi bài toán lệch tâm xiên về bài toán lệch tâm phẳng tương đương

Giá trị mô men dùng trong tính toán khi đã kể đến uốn dọc sẽ là

Mô hình Theo phương X Theo phuong y Điều kiện

M1 = M * x; M2 = M * y ea = eax + 0.2eay b = Cx; h = Cy

    b Độ lệch tâm tính toán: 0 h e e a

  2 Với e0 = max(ea ;e1,10 mm), e1 = M/N (đã xét uốn dọc)

Bước 6: Tính toán cốt thép

+ Tổng diện tích cốt thép Ast b b o st sc a

 Trường hợp 2 : x 1   R h 0 thì x được xác định bằng công thức sau :

- Với As được tính trên cơ sở giả thiết hàm lượng thép trong cột  1 %

- Tổng diện tích cốt thép :

4 Xử lý kết quả tính toán

Tính hàm lượng cốt thép: t st b

Khi đặt thép theo chu vi thì lấy Ab là diện tích toàn bộ tiết diện và  0 = 2 min

Yêu cầu: min  t  max, với :

6.4.4.2 Tính toán cột dọc cho cột

Thực hiện các bước như mục 3 vừa trình bày ta được kết quả diện tích cốt dọc cần thiết cho cột như sau:

Bảng 6-5 Tính toán và chọn cốt dọc cho cột khung trục 2

Cột mm mm mm mm mm kN kN.m kN.m cm 2 % n Φ cm 2 %

Cột mm mm mm mm mm kN kN.m kN.m cm 2 % n Φ cm 2 %

Cột mm mm mm mm mm kN kN.m kN.m cm 2 % n Φ cm 2 %

6.4.5 Tính toán cốt đai cho cột

Lí thuyết tính toán cốt đai cho cột tương tự như lí thuyết tính toán cốt đai cho dầm vì thế có thể tham khảo mục 6.3.3.1 vừa trình bày ở trên Lưu ý rằng biểu đồ nội lực của cột có dạng hàm hằng nên ta chỉ cần tính cho vị trí khả năng kháng lực cắt của thanh nhỏ nhất là đủ cụ thể hơn là vị trí từ 2.5h0

Do cột có biểu đồ lực cắt là hằng số theo chiều dài thanh nên ta có thể sử dụng tổ hợp BAO để tính toán cốt đai Dựa trên lí thuyết tính toán cốt đai của dầm ta chọn khả năng chịu cắt nhỏ nhất tương ứng ở vị trí 2.5h0 để tính toán cốt đai cho cột

Kết quả tính toán cụ thể cốt đai cho cột được trình bày trong bảng sau:

Bảng 6-6 Tính toán và chọn cốt đai cột khung trục 2

Tầng Cột T2 T3 a V2 V3 q sw2 q sw3 n φ sw q sw,chọn Kiểm tra THUONG C13 400 500 25 125.08 -141.05 -11.46 15.31 2 10 200 133.52 Thỏa

Tầng Cột T2 T3 a V2 V3 q sw2 q sw3 n φ sw q sw,chọn Kiểm tra TANG 10 C20 400 500 25 -117.57 -54.18 26.03 -115.94 2 10 200 133.52 Thỏa

6.4.5.3 Yêu cầu cấu tạo thép đai cho cột

Theo TCVN 9386:2012 mục 5.4.3.2.2 Cốt đai trong cột phải thỏa các điều kiện sau:

+ Chiều dài của vùng tới hạn l cr  max h ; l / 6; 0.45  c c l 

Trong đó: hc là kích thước lớn nhất của tiết diện cột (tính bằng m) lcl là chiều dài thông thủy của cột

Ta có lcr = 3 m hc nhỏ nhất là 0.5 m Vậy lcr max h ; 3 / 6; 0.45 c h (m)c

+ Khoảng cách s giữa các vòng đai (tính bằng mm) không được vượt quá

 0 bL  s  min b / 2; 175; 8d Trong đó: b0là kích thước tối thiểu của lõi be tông (tính tới đường truc của cốt thép đai) (tính bằng mm) dbLlà đường kính tối thiểu của các thanh cốt thép dọc

Với bề rộng cột nhỏ nhất b = 400 mm, c0 = 25 mm, cốt thép đai có đường kính là

10mm ta có b0 = 430 Đường kính cốt thép dọc trong cột nhỏ nhất là 18 mm Ta có:

Sinh viên chọn cách bố trí thép đai cho cột như sau:

+ Bố trí đai 10a200 cho cả cột cho vùng tới hạn hc, và đoạn nối cốt dọc của thép dọc cột trên và dưới Đối với đoạn giữa cột bố trí đai 10a250

+ Các bố trí phía trên chỉ thõa mãn các yêu cầu cấu tạo, thực tế bố trí thép sẽ so sánh kết quả cốt thép cấu tạo và cốt thép tính ra theo lực cắt và chọn kết quả cốt thép lớn hơn để bố trí

Thiết kế lõi pier

Tiêu chuẩn Việt Nam về nhà cao tầng, cụ thể là TCXD 198:1997 chưa có quy định cụ thể về cách tính toán vách cứng cho nhà cao tầng Do đó chương này trình bày một số cách tính vách cứng thông dụng thường hay được sử dụng để tính toán và thiết kế vách cứng

6.5.1 Tính toán cốt thép dọc cho pier

6.5.2 Các phương pháp tính toán cốt thép dọc cho vách

Một số phương pháp tính toán vách cứng bao gồm:

- Phương pháp phân bố ứng suất đàn hồi

- Phương pháp phần tử biên chịu mô men

- Phương pháp dùng biểu đồ tương tác

6.5.2.2 Phương pháp phân bố ứng suất đàn hồi

Phương pháp này chia vách cứng thành những phần tử nhỏ chịu kéo hoặc nén đúng tâm, coi ứng suất phân bố đều trong mỗi phần tử Tính toán cốt thép cho từng phần tử Phương pháp này thực chất coi vách như những cột nhỏ chịu kéo nén đúng tâm Với các giả thiết cơ bản:

- Bỏ qua khả năng chịu kéo của bê tông

- Lực kéo do cốt thép chịu

- Lực nén do bê tông và cốt thép cùng chịu

Bước 1: Xác định trục chính x-x và các nội lực tính toán trong vách cứng N và Mx

Bước 2: Chia vách thành n phần tử nhỏ chịu kéo nén đúng tâm

Hình 6-10 Mô hình tính vách theo phương pháp ứng suất đàn hồi

Bước 3: Tính lực dọc tác dụng vào mỗi phần tử do các nội lực tính toán gây ra dựa vào giả thiết tiết diện phẳng x i n i

Nếu N As,min = 1102.37 mm 2

Tại vùng moment âm Mu = -101.18 (kN.m)

A ' s= 336.73 mm 2 < As,min = 1102.37 mm 2  Bố trí As = 1102.37 mm 2

Phân phối diện tích thép bố trí: 518 có As = 1272 mm 2

Diện tích thép âm 518 ta bố trí trong khoảng 0.2h

Diện tích thép dương 518 ta bố trí trong khoảng 0.2h

Phần còn lại của tiết diện 0.6h ta bố trí thép cấu tạo 16a200

6.6.7 Tính toán thép chịu cắt

Kiểm tra lực cắt lớn nhất do ngoại lực

Chọn thép đai chịu cắt Av

Với s = min (250, d/5) = min (250, 1200/5) = 240 mm  Chọn s = 200 mm

Chọn đai 10, 2 nhánh có As = 157 mm 2

Tính khả năng chịu cắt của thép đai

Chỉ xét thép đứng chịu cắt (thiên về an toàn) ta có công thức sau: s y 3 s

Tính khả năng chịu cắt của bê tông

Tính khả năng chịu cắt của tiết diện

Vu = 291.12 kN  Vn = (Vc + Vs ) = 0.75(362.1+379.16) = 510.66 kN

 Vậy dầm đảm bảo khả năng chịu cắt

Tính toán thép đặt chéo góc tại cửa thang máy

Sử dụng công thức Mục 11.9.7.2, ACI 318-11 :

6.6.8 Kết quả tính toán Spandrel cho toàn bộ lõi

Bảng 6-16 Kết quả tính toán cốt dọc cho Spandrel

Tầng S L n H spanrel M dương M âm d b z A s,min A' s Thép vùng M + As Thép vùng M - mm mm kNm kNm mm mm mm mm 2 mm 2 n φ A s,chọn Ktra mm 2 n φ As,chọn Ktra ĐỈNH MÁI S1 1200 1200 26.9 -28.8 960 250 756 978.19 98.23 5 18 1272 0.77 105.16 5 18 1272 0.77 THƯỢNG S1 1200 1500 40.4 -55.8 1200 250 828 1102.37 134.69 5 18 1272 0.89 186.04 5 18 1272 0.89 TẦNG 10 S1 1200 1500 80.7 -84.9 1200 250 828 1102.37 269.05 5 18 1272 0.89 283.05 5 18 1272 0.89 TẦNG 9 S1 1200 1500 90.6 -93.5 1200 250 828 1102.37 302.06 5 18 1272 0.89 311.73 5 18 1272 0.89 TẦNG 8 S1 1200 1500 99.8 -102.1 1200 250 828 1102.37 332.73 5 18 1272 0.89 340.40 5 18 1272 0.89 TẦNG 7 S1 1200 1500 108.6 -110.8 1200 250 828 1102.37 362.07 5 18 1272 0.89 369.40 5 18 1272 0.89 TẦNG 6 S1 1200 1500 114.4 -116.6 1200 250 828 1102.37 381.41 5 18 1272 0.89 388.74 5 18 1272 0.89 TẦNG 5 S1 1200 1500 121.7 -125 1200 250 828 1102.37 405.74 5 18 1272 0.89 416.75 5 18 1272 0.89 TẦNG 4 S1 1200 1500 126.4 -131.1 1200 250 828 1102.37 421.41 5 18 1272 0.89 437.08 5 18 1272 0.89 TẦNG 3 S1 1200 1500 130.3 -136.2 1200 250 828 1102.37 434.42 5 18 1272 0.89 454.09 5 18 1272 0.89 TẦNG 2 S1 1200 1500 121.1 -130.6 1200 250 828 1102.37 403.74 5 18 1272 0.89 435.42 5 18 1272 0.89 TẦNG TRỆT S1 1200 1200 47.9 -59.4 960 250 756 978.19 174.91 5 18 1272 0.77 216.90 5 18 1272 0.77 ĐỈNH MÁI S2 1200 1200 17.2 -23.7 960 250 756 978.19 180.3835 5 18 1272 0.77 221.65 5 18 1272 0.77 THƯỢNG S2 1200 1500 33.4 -47.6 1200 250 828 1102.37 372.4041 5 18 1272 0.89 391.07 5 18 1272 0.89 TẦNG 10 S2 1200 1500 72.4 -74.5 1200 250 828 1102.37 241.3792 5 18 1272 0.89 248.38 5 18 1272 0.89 TẦNG 9 S2 1200 1500 82.4 -83.2 1200 250 828 1102.37 274.7189 5 18 1272 0.89 277.39 5 18 1272 0.89 TẦNG 8 S2 1200 1500 91.9 -92 1200 250 828 1102.37 306.3915 5 18 1272 0.89 306.72 5 18 1272 0.89 TẦNG 7 S2 1200 1500 101.2 -101 1200 250 828 1102.37 337.3974 5 18 1272 0.89 336.73 5 18 1272 0.89 TẦNG 6 S2 1200 1500 107.6 -107.3 1200 250 828 1102.37 358.7348 5 18 1272 0.89 357.73 5 18 1272 0.89 TẦNG 5 S2 1200 1500 115.6 -116.4 1200 250 828 1102.37 385.4066 5 18 1272 0.89 388.07 5 18 1272 0.89 TẦNG 4 S2 1200 1500 121.2 -123.3 1200 250 828 1102.37 404.0768 5 18 1272 0.89 411.08 5 18 1272 0.89 TẦNG 3 S2 1200 1500 126.1 -129.4 1200 250 828 1102.37 420.4132 5 18 1272 0.89 431.42 5 18 1272 0.89 TẦNG 2 S2 1200 1500 111.7 -117.3 1200 250 828 1102.37 372.4041 5 18 1272 0.89 391.07 5 18 1272 0.89 TẦNG TRỆT S2 1200 1200 49.4 -60.7 960 250 756 978.19 180.3835 5 18 1272 0.77 221.65 5 18 1272 0.77

Bảng 6-17 Kết quả tính toán cốt đai cho Spandrel

Tầng S L n h spanrel d b V max V 1 Kiểm tra n φ s tt s chọn A v,min A s,chọn V s V c φV n mm mm mm mm kN kN nhánh mm mm mm mm2 mm2 kN kN kN ĐỈNH MÁI S1 1200 1200 960 250 70.41 1060.63 Thỏa 2 10 192 150 112.5 157.1 404.64 289.65 520.72 THƯỢNG S1 1200 1500 1200 250 116.18 1325.79 Thỏa 2 10 240 200 150 157.1 379.35 362.06 556.06 TẦNG 10 S1 1200 1500 1200 250 192.45 1325.79 Thỏa 2 10 240 200 150 157.1 379.35 362.06 556.06 TẦNG 9 S1 1200 1500 1200 250 213.92 1325.79 Thỏa 2 10 240 200 150 157.1 379.35 362.06 556.06 TẦNG 8 S1 1200 1500 1200 250 234.64 1325.79 Thỏa 2 10 240 200 150 157.1 379.35 362.06 556.06 TẦNG 7 S1 1200 1500 1200 250 255.42 1325.79 Thỏa 2 10 240 200 150 157.1 379.35 362.06 556.06 TẦNG 6 S1 1200 1500 1200 250 270.16 1325.79 Thỏa 2 10 240 200 150 157.1 379.35 362.06 556.06 TẦNG 5 S1 1200 1500 1200 250 288.75 1325.79 Thỏa 2 10 240 200 150 157.1 379.35 362.06 556.06 TẦNG 4 S1 1200 1500 1200 250 303.2 1325.79 Thỏa 2 10 240 200 150 157.1 379.35 362.06 556.06 TẦNG 3 S1 1200 1500 1200 250 315.42 1325.79 Thỏa 2 10 240 200 150 157.1 379.35 362.06 556.06 TẦNG 2 S1 1200 1500 1200 250 303.57 1325.79 Thỏa 2 10 240 200 150 157.1 379.35 362.06 556.06 TẦNG

133.06 1060.63 Thỏa 2 10 192 150 112.5 157.1 404.64 289.65 520.72 ĐỈNH MÁI S2 1200 1200 960 250 -54.42 1060.63 Thỏa 2 10 192 150 112.5 157.1 404.64 289.65 520.72 THƯỢNG S2 1200 1500 1200 250 -98.97 1325.79 Thỏa 2 10 240 200 150 157.1 379.35 362.06 556.06

Tầng S L n h spanrel d b V max V 1 Kiểm tra n φ s tt s chọn A v,min A s,chọn V s V c φV n mm mm mm mm kN kN nhánh mm mm mm mm2 mm2 kN kN kN

Bảng 6-18 Kết quả tính toán cốt thép xiên cho Spandrel

SL φ A vd,chọn mm mm mm mm kN mm 2 mm 2 ĐỈNH MÁI S1 1200 1200 960 250 1.25 0.625 70.41 164.722 4 16 804.2

SL φ A vd,chọn mm mm mm mm kN mm 2 mm 2

THIẾT KẾ MÓNG CHO CÔNG TRÌNH

Yêu cầu

Thiết kế bên dưới nhà cao tầng bao gồm các tính toán liên quan đến nền móng công trình Việc thiết kế nền móng phải đảm bảo các tiêu chí sau:

+ Áp lực của bất cứ vùng nào trong nền đều không vượt quá khả năng chịu lực của đất (điều kiện cường độ của đất nền)

+ Ứng suất trong kết cấu đều không vượt quá khả năng chịu lực trong suốt quá trình tồn tại của kết cấu (điều kiện cường độ kết cấu)

+ Chuyển vị biến dạng của kết cấu (độ lún của móng, độ lún lệch giữa các móng) được khống chế không vượt quá giá trị cho phép

+ Ảnh hưởng của việc xây dựng công trình đến các công trình lân cận được khống chế + Đảm bảo tính hợp lý của các chỉ tiêu kỹ thuật, khả năng thi công và thời gian thi công

- Công trình chung cư THÀNH CÔNG Building gồm có 1 tầng hầm và 10 tầng nổi , cốt được chọn tại mặt sàn tầng trệt, mặt đất tự nhiên tại cốt , mặt sàn tầng hầm tại code Chiều cao công trình kể từ cốt là 41.2 m Kết cấu công trình sử dụng khung vách chịu lực Công trình dự kiến sử dụng móng sâu, phương án được chọn thiết kế là cọc ép BTCT.

Hồ sơ địa chất công trình

Theo như kết quả khảo sát địa chất đất nền thì được phân loại, chia ra thành các lớp đất khác nhau

Căn cứ vào kết quả khảo sát hiện trường và kết quả thí nghiệm trong phòng với hố khoan, địa tầng tại công trường có thể chia thành các lớp đất chính sau:

Lớp 1: bùn sét chảy dẻo lẫn nhiều cát mịn, xám trắng, nâu đỏ, trạng thái dẻo mềm

Bề dày 8.8m, độ sâu từ -1.700m đến -10.500m

Lớp 2a: cát mịn lẫn sét, nâu đỏ, xám trắng, trạng thái dẻo mềm đến dẻo cứng

Bề dày 5.1m, độ sâu từ -10.500m đến –15.600m

Lớp 2: cát mịn đến trung lẫn sét, bụi, xám vàng,mật độ chặt vừa, trạng thái, trạng thái nửa cứng

Bề dày 1.6m, độ sâu từ -15.600m đến -17.200

Lớp 3: cát lẫn sét, xám vằng, xám trắng, trạng thái nửa cứng, mật độ chặt vừa

Bề dày 11.8m, độ sâu từ -17.200m đến -29.000

Lớp 4a: cát cấp phối kém, bụi, xám vàng, xám trắng, mật độ chặt

Bề dày 7.5m, độ sâu từ -29.000m đến -36.500

Lớp 4: cát lẫn sét rất dẻo, xám vàng, nâu đỏ, trạng thái cứng, mật độ chặt

Bề dày 3.5m, độ sâu từ -36.500m đến -40.000

Bảng 7-1 Các chỉ tiêu cơ lý của đất

Bề dày Độ ẩm tự nhiên

H(m) W(%)  N/m 3 ) d N/m 3 ) eo   C (KN/m 2 ) IL WL (%) WP (%) IP (%) E

Lựa chọn phương án cọc

Công trình có nhịp không quá lớn và và quy mô công trình chỉ 10 tầng nên tải trọng truyền xuống móng là con số tương đối nên sinh viên tiến hành sơ bộ để xem xét những phương án nào là khả thi nhất và các giải pháp móng có thể xét đến là: Móng sâu gồm móng cọc ép, cọc khoan nhồi và móng cọc barrette

Muốn làm giải pháp móng cọc ép thì đất nền mà cọc đâm xuyên qua phải có độ cứng không quá lớn, dựa vào chỉ số SPT, và lực dọc truyền xuống của phần thân công trình là phù hợp, sinh viên nhận thấy phương án móng cọc ép là khả thi Ép cọc đến cao độ -25.5m móng thường và -27m với móng thang máy

Chọn cọc bê tông cốt thép thường tiết diện vuông 400x400 (mm).

Nội lực tính toán thiết kế

Nội lực được xuất ra từ mô hình trong ETABS, nội lực đã bao gồm tải trọng sàn tầng hầm truyền vào

Móng công trình được tính toán dựa theo giá trị nội lực nguy hiểm nhất truyền xuống chân cột, vách Tính toán với 1 trong 5 trường hợp sau rồi kiểm tra với các trường hợp còn lại

Hình 7-1 Qui ước chiều nội lực khi tính móng Trong đó:

+ Mx là momen quay quanh trục X

+ My là momen quay quanh trục Y

+ Qx là lực cắt theo phương X

+ Qy là lực cắt theo phương Y

+ Chiều dương như trên hình vẽ

Bảng 7-2 Cách chọn nội lực để tính toán Trường hợp Nội lực max Các nội lực lấy tương ứng trong cùng một Combo

TH1 Nmax MX MY QX QY

TH2 MXmax N MY QX QY

TH3 MYmax N MX QX QY

TH4 QXmax N MX MY QY

TH5 QYmax N MX MY QX

Tải trọng tính toán được sử dụng để tính toán nền móng theo TTGH I

Trong đồ án này sinh viên trình bày tính toán móng khung trục 2, cụ thể gồm:

Hình 7-2 Mặt bằng tính toán móng khung trục 2

Tổ hợp nội lực nguy hiểm nhất cho móng được lọc từ kết quả nội lực trong ETABS lọc theo các trường hợp đã được trình bày ở trên:

Bảng 7-3 Giá trị nội lực tính toán của móng M1 dưới chân cột biên C40

P M x = M 22 M y = M 33 Qx =V2 QY =V3 kN kN.m kN.m kN kN

N, Mx, Mymax, Qx, Qy CB2.1:1TT+1.3HT+1.89GIOX1

N, Mx, My, Qxmax, Qy CB2.4:1TT+1.3HT+1.89GIOX4

N, Mx, My, Qx, Qymax, CB3.7:1TT+1.17HT+2.1GIOY3

N, Mxmax, My, Qx, Qy CB2.2:1TT+1.3HT+1.89GIOX2

Nmax, Mx, My, Qx, Qy CB2.7:1TT+1.3HT+1.89GIOY3

Bảng 7-4 Giá trị nội lực tính toán của móng M2 dưới chân cột giữa C48

Tải trọng tiêu chuẩn được sử dụng để tính toán nền móng theo trạng thái giới hạn thứ II Tải trọng lên móng đã xác định là tải trọng tính toán, muốn có tổ hợp các tải trọng tiêu chuẩn lên móng thì ta tạo ra các tổ hợp nội lực mới với cấu trúc là các giá trị tải trọng tiêu chuẩn

Bảng 7-5 Giá trị nội lực tiêu chuẩn của móng M1 dưới chân cột biên C40

Bảng 7-6 Giá trị nội lực tiêu chuẩn của móng M2 dưới chân cột giữa C48

Xác định sức chịu tải của cọc

7.5.1 Sơ bộ chiều cao đài móng

Chọn hiều cao đài cọc là H = 1.5 m, sau đó tiến hành tính toán và kiểm tra lại

Khoảng cách từ mặt đất tự nhiên đến mặt sàn tầng hầm là 2.0 m (Thiết kế mặt đài trùng với mặt trên kết cấu sàn tầng hầm)

Chiều sâu chôn đài so với mặt đất tự nhiên: 2.0 + 1.5 = 3.5m

7.5.2 Sơ bộ cọc Để chọn đường kính cọc và chiều sâu mũi thích hợp nhất cho điều kiện địa chất và tải trọng công trình, cần phải đưa ra phương án kích thước khác nhau để so sánh và lựa chọn Ban đầu giả thiết chọn cọc BTCT tiết diện vuông 400x400 (mm)

P M x = M 22 M y = M 33 Qx =V2 QY =V3 kN kN.m kN.m kN kN

N, Mx, Mymax, Qx, Qy CB2.1:1TT+1.3HT+1.89GIOX1

N, Mx, My, Qxmax, Qy CB2.4:1TT+1.3HT+1.89GIOX4

N, Mx, My, Qx, Qymax, CB3.7:1TT+1.17HT+2.1GIOY3

N, Mxmax, My, Qx, Qy CB2.2:1TT+1.3HT+1.89GIOX2

Nmax, Mx, My, Qx, Qy CB2.7:1TT+1.3HT+1.89GIOY3

P M x = M 22 M y = M 33 Qx =V2 QY =V3 kN kN.m kN.m kN kN

N, Mx, Mymax, Qx, Qy CB2.1:1TT+1.3HT+1.89GIOX1

N, Mx, My, Qxmax, Qy CB2.4:1TT+1.3HT+1.89GIOX4

N, Mx, My, Qx, Qymax, CB3.7:1TT+1.17HT+2.1GIOY3

N, Mxmax, My, Qx, Qy CB2.2:1TT+1.3HT+1.89GIOX2

Nmax, Mx, My, Qx, Qy CB2.7:1TT+1.3HT+1.89GIOY3

P M x = M 22 M y = M 33 Qx =V2 QY =V3 kN kN.m kN.m kN kN

N, Mx, Mymax, Qx, Qy CB2.1:1TT+1.3HT+1.89GIOX1

N, Mx, My, Qxmax, Qy CB2.4:1TT+1.3HT+1.89GIOX4

N, Mx, My, Qx, Qymax, CB3.7:1TT+1.17HT+2.1GIOY3

N, Mxmax, My, Qx, Qy CB2.2:1TT+1.3HT+1.89GIOX2

Nmax, Mx, My, Qx, Qy CB2.7:1TT+1.3HT+1.89GIOY3

Theo TCVN 10304-2014 đối với móng cọc treo ta đặt mũi cọc ở lớp đất tốt hoặc tương đối tốt, có chỉ số SPT tương đối (chọn lớp đất số 3)

Chọn cao trình mũi cọc so với mặt đất tự nhiên là: -25.5 m

Chiều dài tính toán của cọc:

+ l1 là chiều dài đoạn cọc chôn trong đài, lấy l1 = 0.1 m

+ lmũi là chiều dài đoạn mũi cọc, l mũi = 0.2D cọc = 0.20.4 = 0.08 m

Kết luận: Cọc có chiều dài 22.5 m được chia làm 2 đoạn có 2 mối nối, đoạn 1 dài 11.2 m và đoạn 2 dài 11.3m

7.5.3 Sức chịu tải của cọc theo vật liệu từ nhà sản xuất

Cọc bê tông cốt thép tiết diện vuông 400x400 ta tra được theo thông số kỹ thuật từ các nhà máy sản xuất cọc có Rvl = 450(tấn) = 4413(kN)

7.5.4 Sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu vật lý của đất nền

Theo mục 7.2.2 TCVN 10304-2014, sức chịu tải cực hạn của cọc xác định như sau:

+  c là hệ số điều kiện làm việc của cọc trong đất,   c 1.

+  cq ,  cf là hệ số điều kiện làm việc của đất dưới mũi cọc và trên thân cọc, có xét đến ảnh hưởng của phương pháp hạ cọc đến sức kháng của đất, xem bảng 4 TCVN 10304-2014 + u : chu vi tiết diện ngang cọc hình vuông, u  a 4 0.4 4 1.6 m.

+ Ab : diện tích tiết diện ngang mũi cọc, A b   a a 0.4 0.4 0.16 m   2

+ fi là cường độ sức kháng trung bình (ma sát đơn vị) lớp đất thứ i trên thân cọc, lấy theo bảng 3 TCVN 10304:2014

+ li là chiều dài đoạn cọc nằm trong lớp đất thứ i

+ qb là cường độ sức kháng của đất dưới mũi cọc lấy theo bảng 2 TCVN 10304:2014 Với cọc có độ sâu 24m ta tra được qb= 5285 (kN/m 2 )

Kết quả tính toán được trình bày như sau:

Bảng 7-7 Bảng giá trị ma sát thân cọc theo chỉ têu cơ lí đất nền

Như vậy, sức chịu tải cực hạn của cọc theo chỉ tiêu cơ lí đất nền sẽ là:

7.5.5 Sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu cường độ của đất nền

Theo phụ lục G2 TCVN 10304:2014, sức chịu tải cực hạn của cọc:

+ qb là cường độ sức kháng của đất dưới mũi cọc

+ Ab là diện tích tiết diện ngang mũi cọc, A b 0.16 m 2

+ u là chu vi tiết diện ngang cọc, u1.6 m.

+ fi là cường độ sức kháng trung bình (ma sát đơn vị) của lớp đất thứ “i” thân cọc

+ li là chiều dài đoạn cọc nằm trong lớp đất thứ “i”

Tuy nhiên, cọc chỉ xuyên qua các lớp đất dính nên công thức được viết lại thành: c,u b b c,i c,i

 Cường độ sức kháng của đất dưới mũi cọc qb theo mục G.2.1 TCVN 10304:2014 b b b u c b

+ cu là cường độ sức kháng cắt không thoát nước của đất dính Khi không có số liệu sức kháng cắt không thoát nước thì cu được xác định từ chỉ số SPT trong đất dính

SPT u,i c,i c 6.25 N tính bằng kPa, trong đó N SPT c,i là chỉ số SPT trong đất dính Ta có:

SPT 2 u,i c,i c 6.25 N 6.25 27 168.75 kN/m   Lúc này, ta tính được sức kháng mũi: b b b u c b b b

 Cường độ sức kháng trung bình trên thân cọc trong lớp đất thứ "i" xác định theo mục G.2.2

Nhận thấy trong các lớp đất trong hồ sơ địa chất đều là đất dính, nên dùng công thức tính ma sát thân cọc của lớp đất thứ “i” như sau: i u ,i f   c Trong đó:

+ c u,i là cường độ sức kháng cắt không thoát nước của lớp đất dính thứ “i” xác định bằng số chỉ số SPT trung bình của lớp đất, đối với đất dính c u ,i 6.25 N SPT

+  là hệ số phụ thuộc vào đặc điểm lớp đất nằm trên lớp dính, loại cọc và phương pháp hạ cọc Có thể tra theo hình G.1 trong TCVN 10304:2014 (trích phục lục A tiêu chuẩn AS

Hình 7-3 Biểu đồ xác định hệ số α

Bảng 7-8 Bảng giá trị ma sát thân cọc theo cường độ đất nền

SPT c u,i α f i f i l i m Búa kN/m 2 kN/m 2 kN/m

Như vậy, sức chịu tải cực hạn của cọc theo cường độ đất nền sẽ là:

7.5.6 Sức chịu tải của cọc theo thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn SPT

Dùng công thức của Viện kiến trúc Nhật Bản (1988) được trình bày trong mục G.3.2 TCVN

Do cọc chỉ xuyên qua các lớp đất dính nên công thức được viết lại như sau: c,u b b c,i c,i

+ qb là cường độ sức kháng của đất dưới mũi cọc Khi mũi cọc khoan nhồi nằm trong lớp đất dính thì: b u q    9 c 9 168.75 1518.75 kN.

Với: c u ,i cường độ sức kháng cắt không thoát nước của lớp đất dính thứ “i”

+ Ab là diện tích mặt cắt ngang của cọc BTCT vuông, Ab = 0.16 m 2

+ u là chu vi tiết diện ngang cọc: u = 1.6 m

+ fc,i là cường độ sức kháng trên đoạn cọc nằm trong lớp đất dính thứ “i” c,i p L u,i f    f c

 fL là hệ số điều chỉnh độ mảnh h/d của cọc đóng

  p là hệ số điều chỉnh cho cọc đóng, phụ thuộc vào tỉ 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 trên hình G.2 a TCVN 10304:2014

Hình 7-4 Biểu đồ xác định hệ số αp và

Kết quả tính toán f c,i l c,i được trình bày trong bảng sau

Bảng 7-9 Bảng giá trị ma sát thân cọc theo kết quả thí nghiệm xuyên tĩnh SPT

Lớp đất Loại đất Độ sâu (z = 0 MĐTN) l ci N i

  p f L f ci m m Búa kN/m 2 kN/m 2 kN/m 2 kN/m 2

Như vậy, sức chịu tải cực hạn của cọc theo kết quả thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn SPT sẽ là:

7.5.7 Tổng hợp và lựa chọn sức chịu tải của cọc

Sức chịu tải cho phép của cọc:

R min R ;R ;R min 3597;3666;3664 3597 kN