Hệ kết cấu hỗn hợp : là hệ chịu lực kết hợp từ 2 hệ cơ bản trở lên, mang nhiều điểm ưu việt của các kết cấu cơ bản, khả năng chịu lực khá lớn : hệ khung giằng, hệ khung – vách, hệ khung – lõi… Trong đó hệ kết cấu khung vách và khung – lõi là 2 dạng hệ kết cấu được sử dụng phổ biến hiện nay cho nhà cao tầng. Trong hệ kết cấu có vách và lõi, vách và lõi có chức năng chịu tải trọng ngang là chủ yếu. Hệ kết cấu vách và lõi tỏ ra thích hợp cho các công trình có yêu cầu thiết kế sàn phẳng vì vách và lõi kết hợp với sàn tạo thành những hộp có độ cứng không gian lớn, có thể chịu tải trong ngang cực kỳ tốt.
GVHD : THẦY ĐINH HOÀNG NAM CHƯƠNG : KẾT CẤU CÔNG TRÌNH q qd q Max PHẦN KẾT CẤU (70%) SVTH:PHÙNG QUANG TRƯỜNG - MSSV:X061665 -1- GVHD : THẦY ĐINH HOÀNG NAM CHƯƠNG : KẾT CẤU CÔNG TRÌNH CHƯƠNG KẾT CẤU CÔNG TRÌNH SVTH:PHÙNG QUANG TRƯỜNG - MSSV:X061665 -2- GVHD : THẦY ĐINH HOÀNG NAM I CHƯƠNG : KẾT CẤU CÔNG TRÌNH LỰA CHỌN GIẢI PHÁP KẾT CẤU BÊN TRÊN HỆ KẾT CẤU CHỊU LỰC CHÍNH NHÀ CAO TẦNG Kết cấu chịu lực nhà cao tầng phân loại sau : Hệ kết cấu ( hệ kết cấu ) : gồm hệ khung, hệ kết cấu lõi cứng, hệ ống … Trong đó, hệ khung hệ kết cấu phổ biên kết cấu bê tông cốt thép Hệ gồm cấu kiện thẳng đứng ( cột ) cấu kiện ngang ( dầm khung ) liên kết với thành khung chịu lực Khung chịu toàn tải trọng thẳng đứng tải trọng ngang tác động vào công trình Tường đóng vai trò kết cấu bao che Hệ khung tính toán sử dụng vật liện hợp lý đạt đến 15 tầng Hệ kết cấu hỗn hợp : hệ chịu lực kết hợp từ hệ trở lên, mang nhiều điểm ưu việt kết cấu bản, khả chịu lực lớn : hệ khung giằng, hệ khung – vách, hệ khung – lõi… Trong hệ kết cấu khung - vách khung – lõi dạng hệ kết cấu sử dụng phổ biến cho nhà cao tầng Trong hệ kết cấu có vách lõi, vách lõi có chức chịu tải trọng ngang chủ yếu Hệ kết cấu vách lõi tỏ thích hợp cho công trình có yêu cầu thiết kế sàn phẳng vách lõi kết hợp với sàn tạo thành hộp có độ cứng không gian lớn, chịu tải ngang tốt Công trình Block B1 khu phức hợp Charm plaza công trình chung cư cao cấp, có hệ kết cấu chịu lực khung kết hợp lõi cứng Lõi cứng ( hệ tổ hợp nhiều vách cứng theo nhiều phương ), bố trí đối xứng làm tăng khả chịu tải trọng ngang khả chống xoắn cho nhà, đồng thời kết cấu chịu lực cho thang máy Lợi dụng độ cứng lớn lõi vị trí lõi công trình, ta đặt hệ cầu thang nằm lõi HỆ KẾT CẤU CHỊU LỰC THẲNG ĐỨNG ( CỘT – VÁCH – LÕI ) a Tổng quan SVTH:PHÙNG QUANG TRƯỜNG - MSSV:X061665 -3- GVHD : THẦY ĐINH HOÀNG NAM CHƯƠNG : KẾT CẤU CÔNG TRÌNH Đây phận kết cấu chịu lực quan trọng công trình, có ảnh hưởng lớn đến việc lực chọn giải pháp kết cấu cho toàn công trình Vai trỏ hệ kết cấu thẳng đứng : - Là gối tựa nâng đỡ tiếp nhận tải trọng từ hệ kết cấu ngang ( dầm, sàn ) với dầm, sàn tạo thành khung cứng, tạo không gian sử dụng bên công trình - Là phận trực tiếp tiếp nhận tải trọng từ hệ dầm, sàn truyền xuống móng công trình - Là phận tiếp nhận tải trọng ngang tác động vào công trình, phân phối vào cấu kiện cột, vách truyền xuống móng - Đóng vai trò quan trọng việc giữ ổn định tổng thể công trình, hạn chế dao động công trình, định dạng dao động công trình chịu tải trọng ngang Trong thực tế nay, phận kết cấu thẳng đứng cho kết cấu nhà cao tầng gồm loại cấu kiện sau : - Cột : cấu kiện đứng phổ biến điển hình Xuất hệ kết cấu khung, kết cấu khung kết hợp - Vách cứng chịu lực : kết cấi chịu lực sử dụng ngày nhiều kết cấu nhà cao tầng Vách chịu tải trọng đứng tải trọng ngang tốt, lại thích hợp với kết cấu sàn phẳng việc kết hợp chịu lực, phù hợp với công trình có yêu cầu kiến trúc cao Vách giải pháp để hạn chế chuyển vị ngang công trình tốt.Tùy vào quy mô yêu cầu công trình mà sử dụng hệ khung vách kết hợp hệ vách Hình dạng vách thường vách đơn vách gồm vách đơn kết hợp theo hình chữ L chữ T - Lõi : mốt tổ hợp vách theo phương, dạng chữ C, chữ E phức tạp Mang nhiều ưu điểm vách Bên cạnh tăng cường khả chống xoắn - Kết cấu ống - Các hệ kết cấu kết hợp b Lựa chọn Do đặc điểm công trình có kích thước theo phương tương đối chênh lệch lớn, khả chống xoắn công trình thấp nên ta bố trí hệ lõi trung tâm khối tăng khà chống xoắn cho công trình, bên cạnh hệ kết cấu chịu tải trọng thẳng đứng SVTH:PHÙNG QUANG TRƯỜNG - MSSV:X061665 -4- GVHD : THẦY ĐINH HOÀNG NAM CHƯƠNG : KẾT CẤU CÔNG TRÌNH tốt với hệ cột biên Kết cấu thẳng đứng có hệ cột biên liên kết với dầm biên sàn Vì công trình có chiều cao không lớn ( khoảng 45m) không cần thiết sử dụng vách chịu lực, bên cạnh để tạo thông thoáng cho khu vực cần không gian rộng rãi tầng hầm tầng Trung tâm thương mại nên hệ cột hợp lý Cột lõi liên kết làm việc với thông quan hệ thống sàn phẳng Bên cạnh đó, tính tương thích làm việc cột hệ sàn phẳng, lõi phức tạp chênh lệch lớn độ cứng nên phải tính toán kiểm tra kỹ lưỡng HỆ KẾT CẤU CHỊU LỰC NẰM NGANG ( DẦM - SÀN ) a Tổng quan Lựa chọn giải pháp kết cấu nằm ngang tựu chung lại lựa chọn phương án sàn cho công trình Đó hệ sàn sườn ( sàn liên kết tuyến hệ dầm sàn dầm khung, dầm liên kết với cột, vách lõi với làm việc để truyền tải trọng thẳng đứng xuống móng ) Ngoải có kết cầu sàn phẳng, không dầm, sàn liên kết điểm trực tiếp lên cột, vách lõi Khi sàn thay dầm đóng vai trò liên kết cột, vách või làm việc với Điểm khác biệt phương án sàn tính chất làm việc chịu lực sàn - Sàn sườn : sàn tính toán chủ yếu cấu kiện chịu uốn - Sàn phẳng : bên cạnh làm việc chịu uốn, sàn phẳng cấu kiện chịu nén chịu tải trọng ngang, đặc biệt sàn liên kết với vách lõi Bên cạnh phải đảm bảo khả chống cắt vị trí đầu cột cho sàn Do tính toán sàn phẳng tương đối phức tạp Lựa chọn phương án sàn bước lựa chọn vô quan trọng, định lớn đến làm việc hợp lý tính kinh tế cho công trình Theo thống kê, khối lượng bê tông sàn chiếm khoảng 30 ÷ 40 % tổng khối lượng bê tông công trình đồng thời tải trọng thân sàn tải trọng tĩnh tác động lên khung Thi công sàn phức tạp, cần cân nhắc giải pháp sàn để tìm giải pháp tối ưu phù hợp với yêu cầu đặc điểm công trình Ta xem xét số phương án sàn phổ biến sau : Hệ sàn sườn SVTH:PHÙNG QUANG TRƯỜNG - MSSV:X061665 -5- GVHD : THẦY ĐINH HOÀNG NAM CHƯƠNG : KẾT CẤU CÔNG TRÌNH Gồm hệ dầm sàn Hệ dầm gồm dầm ( dầm khung ) với sàn có độ không lớn, bố trí thêm hệ dầm phụ trực giao, dầm sàn để hạn chế độ võng sàn - Ưu điểm : Tính toán đơn giản ( sử dụng bảng tra ), Tiêu chuẩn Việt Nam hướng dẫn rõ ràng Chiều dày sàn bé Được sử dụng rộng rãi phổ biến - Nhược điểm : Hệ dầm chiếm không gian, làm tăng chiều cao tầng, không thích hợp cho nhà có chiều cao tầng thấp ( từ 3.3m trở xuống ) Không phù hợp với nhà cao tầng cần hạn chế chiều cao công trình để hạn chế ảnh hưởng tải trọng gió Thi công tốn cốp pha dầm Hệ sàn sườn kiểu ô cờ Gồm hệ dầm sàn Hệ dầm dày chia ô sàn thành ô phương nhịp bé - Ưu điểm : Không đòi hỏi hệ cột bên công trình, vượt nhịp lớn vào tạo không gian rộng rãi Chiều dày sàn bé Có tính thẩm mỹ - Nhược điểm : Hệ dầm thi công qua phức tạp, tốn Hệ dầm chiếm không gian theo phương đứng lớn, ảnh hưởng chiều cao sử dụng Hệ sàn phẳng không dầm Là sàn có liên kết điểm với cột liên kết trực tiếp vào vách, lõi cứng , bố trí thêm hệ dầm biên theo chu vi công trình Tùy vào điều kiện tải trọng, nhịp làm việc yêu cầu kiến trúc mà bố trí mũ cột drop panel vị trí đầu cột - Ưu điểm : SVTH:PHÙNG QUANG TRƯỜNG - MSSV:X061665 -6- GVHD : THẦY ĐINH HOÀNG NAM CHƯƠNG : KẾT CẤU CÔNG TRÌNH Giảm đáng kể không gian chiều cao tầng nhà không tốn không gian cho dầm Từ giảm chiều cao toàn công trình, giảm tác dụng tải trọng ngang Có tính thẩm mỹ cao, thông thoáng lấy sáng tốt Thuận tiện bố trí trần kỹ thuật Linh hoạt phân chia không gian bên Thi công nhanh không tốn thời gian cho cốp pha cốt thép dầm, bố trí thép sàn trở nên đơn giản - Nhược điểm : Chiều dày sản lớn để đảm bảo khả chịu cắt biến dạng, làm tăng tải trọng thân công trình tích lũy xuống cột móng Chi phí bê tông tăng TCVN chưa quy định hướng dẫn cụ thể tính toán sàn phẳng mũ cột drop panel Hệ sàn không dầm ứng lực trước Kết cấu tương tự sàn không dầm, khác biệt BTCT ứng suất trước - Ưu điểm : Mang toàn ưu điểm sàn không dầm thông thường, bê cạnh khắc phục số hạn chế sau sàn không dầm Giảm chiều dày sàn vật liệu có cường độ cao nhờ ứng suất trước Từ giảm trọng lượng thân kết cấu Vật liệu ứng suất trước làm việc tối ưu phù hợp với đặc điểm chịu lực ( biểu đồ Moment) - Nhược điểm : sàn ứng suất trước phát sinh số vấn đề sau Thi công sàn ứng suất trước đòi hỏi thiết bị chuyên dụng phức tạp, chưa phổ biến Việt Nam Đồng thời trình thi công phải xác nên đòi hỏi tay nghể thợ cao Chi phí thi công tăng lên b Lựa chọn SVTH:PHÙNG QUANG TRƯỜNG - MSSV:X061665 -7- GVHD : THẦY ĐINH HOÀNG NAM CHƯƠNG : KẾT CẤU CÔNG TRÌNH Kết cấu chịu lực công trình khung kết hợp lõi cứng Cột vách đóng vai trò chịu tải trọng Hệ sàn đóng vai trò liên kết cấu kiện thẳng đứng truyền tải trọng ngang khung Vì chiều cao tầng hạn chế : Ht = 3.3 m, với yêu cầu sử dụng nhà ở, yếu tố thông thoáng chiếu sàng rộng rãi, tiện nghi đặt hàng đầu, đồng thời đảm bảo không gian cho hệ thống trần kỹ thuật, ta chọn hệ kết cấu sàn phẳng với hệ dầm biên ( bao quanh chu vi công trình ) để giảm chiều cao hệ sàn ( chiều dày sàn lớn hệ thống dầm ) Hệ sàn đặt hệ dầm biên, hệ lõi cứng cột giữa, kết hợp với lõi cứng tạo thành hệ chịu lực ngang tốt Bên cạnh đó, sàn phẳng ưu việt việc bố trí hệ tường ngăn, vách ngăn bên linh hoạt, phù hợp cho công trình chung cư Trong thự tế, công trình vào thi công phương án sàn thiết kế sàn không dầm II LỰA CHỌN GIẢI PHÁP KẾT CẤU PHẦN NGẦM PHƯƠNG ÁN MÓNG Với công trình nhà cao tầng , với điều kiện địa chất trung bình, giải pháp móng nông tự nhiên qua gia cố không khả thi Móng sâu ( mọc cọc ) giải pháp hữ hiệu, vừa đảm bảo phần công trình lớp địa chất tốt, khả chịu tải lớn, bên cạnh móng sâu đảm bảo chiều sâu phần móng đất đủ lớn để giữ ổn định cho phần thân công trình Tùy thuộc vào điều kiện địa chất quy mô công trình cụ thể mà lựa chọn phương án cọc Cọc ép cọc đóng thường cho độ sâu không lớn, thi công khó số loại đất, bên cạnh ảnh hưởng xấu trình thi công cho công trình lân cận Móng cọc khoan nhồi, cọc barrette giải pháp cân nhắc lực chọn cọc khoan nhồi phương án sử dụng rộng rãi PHƯƠNG ÁN THI CÔNG TẦNG HẦM Tầng hầm nhà cao tầng phổ biến hầu hết sử dụng để tận dụng không gian Số tầng hầm nhiều mức độ khó tăng phương an thi công phức tạp SVTH:PHÙNG QUANG TRƯỜNG - MSSV:X061665 -8- GVHD : THẦY ĐINH HOÀNG NAM CHƯƠNG : KẾT CẤU CÔNG TRÌNH Giải pháp chống đỡ vách đất đào tầng hầm vấn đề cần tính toán Với địa chất không yếu, số tầng ít, sử dụng cừ lasen làm vách chống Nếu địa chất phực tạp, số lượng tầng hầm nhiều, chiều sâu đào lớn kể đến số phương pháp sau : - Tường barrette có độ sâu lớn khả chống tải trọng ngang tốt - Cọc hàng ( cọc nhồi đường kính nhỏ ) - Cọc xi măng đất LỰA CHỌN Với công trình xây dựng lớp địa chất yếu bên trên, phương án lựa chọn sau : Giải pháp móng : tính toán so sánh phương án móng cọc ép cọc khoan nhồi Sau chọn phương án móng để tiến hành thi công Thi công tầng hầm tùy vào phương án thi công, địa chất, quy mô công trình đặc điểm điều kiện thi công mà sử dụng phương án đào taluy sử dụng cừ lasen III LỰA CHỌN VẬT LIỆU TỔNG QUAN Kết cấu nhà cao tầng có nhiều lựa chọn vật liệu : từ vật liệu phổ biến phổ thông bê tông cốt thép, thép, vật liệu composite, hợp kim nhẹ khác Riêng Việt Nam, công trình mang tính biểu tượng biểu trưng, cần đòi hỏi yêu cầu đặc biệt kiến trúc, hầu hết công trình cao tầng tương lai gần tới bê tông cốt thép lựa chọn hàng đầu tính thông dụng, đặc điểm tốt bê tông chịu lực, chống ăn mòn, vật liệu phổ biến…và khả thi công tương đối hoàn thiện đơn vị thi công Vật liệu thép nhà cao tầng hạn chế nhiều nguyên nhân phải kể đến khan nguồn vật liệu, đơn vị có khả thi công kinh nghiệm thiết kế đủ khả Trên thực tế, công trình Charm Plaza vào triển khai lựa chọn giải pháp kết cấu bê tông cốt thép LỰA CHỌN SVTH:PHÙNG QUANG TRƯỜNG - MSSV:X061665 -9- GVHD : THẦY ĐINH HOÀNG NAM CHƯƠNG : KẾT CẤU CÔNG TRÌNH a Bê tông Cấp độ bền giá trị quan tâm : - Cấp độ bền B25 ( tương đương Mac M350) - Trọng lượng riêng : γ = 2500 (kG/m3) - Cường độ tiêu chuẩn nén dọc trục : Rbn = Rb,ser ( cường độ chịu nén tính toán tính toán theo trạng thái giới hạn thứ ) : 18.5 MPa - Cường độ tiêu chuẩn kéo dọc trục : Rbtn = Rbt,ser ( cường độ chịu kéo tính toán tính toán theo trạng thái giới hạn thứ ) : 1.6 MPa - Cường độ tính toán nén dọc trục : Rb : 14.5 MPa - Cường độ tính toán kéo dọc trục : Rbt : 1.05 MPa - Module đàn hồi kéo nén : Eb = 30000 MPa Số liệu tra từ bảng 12, 13, 17 TCXDVN 356 : 2005 Một số hệ số điều kiện làm việc cấu kiện BTCT cần quan tâm : - Bê tông đóng rắn tự nhiên dưỡng hộ đóng rắn môi trường đảm bảo độ ẩm để bê tông tăng cường độ theo thời gian : γb2= ( lấy cho Rb Rbt ) - Bê tông đóng rắn tự nhiên dưỡng hộ đóng rắn môi trường không đảm bảo độ ẩm để bê tông tăng cường độ theo thời gian ( môi trường khô ) : γ b2= 0.9 ( lấy cho Rb Rbt ) - Bê tông đổ theo phương đứng lớp dày 1.5 m : : γb3= 0.85 ( lấy cho Rb ) - Bê tông cột đổ theo phương đứng, cạnh lớn cột bé 30cm: : γb5= 0.85 ( lấy cho Rb ) Các hệ số lấy tích số chúng xảy đồng thời tích chúng không bé 0.45 Số liệu tra từ bảng 15 TCXDVN 365 : 2005 b Cốt thép : Mác thép giá trị cường độ : Thép gân đường kính 12mm trở lên SVTH:PHÙNG QUANG TRƯỜNG - MSSV:X061665 -10- GVHD : THẦY ĐINH HOÀNG NAM CHƯƠNG : KẾT CẤU CÔNG TRÌNH - Cốt thép AIII - Cường độ chịu kéo tiêu chuẩn : R sn = Rs,ser ( cường độ tính toán tính theo trạng thái giới hạn thứ ) : 390 MPa - Cường độ chịu kéo tính toán : Rs : 365 MPa - Cường độ chịu nén tính toán : Rsc : 365 MPa - Cường độ tính toán cốt đai, cốt xiên, cốt chịu cắt : Rsw : 290 MPa - Module đàn hồi : Es = 200000 MPa Thép trơn đường kính 6, 8, 10 mm - Cốt thép AI - Cường độ chịu kéo tiêu chuẩn : R sn = Rs,ser ( cường độ tính toán tính theo trạng thái giới hạn thứ ) : 335 MPa - Cường độ chịu kéo tính toán : Rs : 225 MPa - Cường độ chịu nén tính toán : Rsc : 225 MPa - Cường độ tính toán cốt đai, cốt xiên, cốt chịu cắt : Rsw : 175 MPa - Module đàn hồi : Es = 210000 MPa Số liệu tra từ bảng 18, 21, 28 TCXDVN 356 : 2005 IV LỰA CHỌN KÍCH THƯỚC CẤU KIỆN a CỘT Lý thuyết lựa chọn sơ Theo kinh nghiệm, phương pháp lựa chọn sơ tiết diện cột dựa lực dọc truyền lên đầu cột sàn tầng bên Hệ kết cấu có lõi cứng đối xứng với khả chịu lực lớn, ta tính toán an toàn xem phân bố diện truyền tải vào cột lõi - Chọn tiết diện cột sơ theo công thức : Fc = k : hệ số tăng tiết diện kể đến ảnh hưởng Momen cột k = (1.1 ÷ 1.5 ) SVTH:PHÙNG QUANG TRƯỜNG - MSSV:X061665 -11- GVHD : THẦY ĐINH HOÀNG NAM CHƯƠNG : KẾT CẤU CÔNG TRÌNH ns : số sàn cột cần tính ( kể sàn mái mái) qs : tải trọng phân bố tính toán ước lượng sàn Fs : diện truyền tải lên đỉnh cột Rb : cường độ bê tông chịu nén - Sơ đồ diện truyền tải từ sàn vào cột lõi 54000 9000 9000 25500 9000 - Có diện tích cần thiết ta chọn kích thước cột Vì công trình có chiều dài phương chênh lệch nên để đảm bảo độ cứng theo phương tương đương Chọn tỉ số h/b cho cột : 1.5 - Do kết cấu sàn phẳng nên độ lớn cột ảnh hưởng lớn đến điều kiện chống chọc thủng sàn nên ta không thay đổi kích thước cột lên cao b Sơ tiết diện cột ( cột tầng hầm ) Tải trọng sàn - Các loại sàn tầng khác bên cột : Sàn tầng hầm ( vách ngăn, không tải hoàn thiện, hoạt tải đỗ xe) Sàn tầng ( vách ngăn, hoạt tải công cộng ) Sàn tầng ( vách ngăn, hoạt tải trung tâm thương mại ) SVTH:PHÙNG QUANG TRƯỜNG - MSSV:X061665 -12- GVHD : THẦY ĐINH HOÀNG NAM CHƯƠNG : KẾT CẤU CÔNG TRÌNH Sàn tầng đến tầng 11 ( nhiều tường vách ngăn, hoạt tải hộ ) Sàn mái ( không vách ngăn, hoạt tải mái có sử dụng nghỉ ngơi ) Tải trọng dầm - Tải trọng thân dầm - Tải trọng tường dầm - Ngoài ra, tải trọng đầu cột có tải trọng thân tất cột tầng truyền xuống Do Ptts tăng lên đáng kể Nhưng ta xác định xác giá trị Do đó, Qtts lấy tính toán được lấy theo kinh nghiệm : với công trình sàn phẳng, nhà chung cư có nhiều tường, vách ngăn, chọn Q tts chung cho 1m2 sàn tầng 1.8 (T/m2) Sau tính Fc ta kiểm tra lại lực dọc chân cột cách công thêm khối lượng cột vào bảng tính toán chi tiết bên dưới, lực dọc có giá trị gần sát với lực dọc tính phần mềm Etabs - Tải trọng quy đầu cột : Ptts = Fs*14*Qtts = Fs * 25.2 (T) Bảng tính toán sơ tiết diện cột, (hệ số γb2 = 0.85) Tầng hầm k Fs m2 Ptts (T) Tiết diện cột Cột C1 C2 C3 1.5 1.2 1.1 19.125 38.25 76.5 482 960 1900 50*80 60*90 80*110 C5080 C6090 C80110 Bảng tính toán chi tiết gần tải trọng lên cột : S30 TTHT TTTS HT D TTTD C Fs m2 19.125 19.125 19.125 19.125 19.125 19.125 19.125 S30 TTHT TTTS Fs m2 38.25 38.25 38.25 n 14 13 10 14 14 14 14 0.3*14*2.5*1.1*Fs 0.12*Fs*n 0.3*Fs*n (0.6 + 0.48 + 0.36 + 0.195*11)*Fs 0.8*0.4*2.5*1.1*8.75*n (1.76 + 1.5 + 2.0 + 1.25*10 + 0.5 )*8.75 0.5*0.8*2.5*1.1*46.6 n 14 13 10 0.3*14*2.5*1.1*Fs 0.12*Fs*n 0.3*Fs*n SVTH:PHÙNG QUANG TRƯỜNG - MSSV:X061665 P (T) 186.71 29.84 38.25 68.56 107.8 134.75 51.30 618 P (T) 373.42 59.68 76.50 -13- GVHD : THẦY ĐINH HOÀNG NAM HT D TTTD C 38.25 38.25 38.25 38.25 S30 TTHT TTTS HT D TTTD C Fs m2 76.5 76.5 76.5 76.5 76.5 76.5 76.5 14 14 14 14 CHƯƠNG : KẾT CẤU CÔNG TRÌNH (0.6 + 0.48 + 0.36 + 0.195*11)*Fs 0.8*0.4*2.5*1.1*9*n (1.76 + 1.5 + 2.0 + 1.25*10 + 0.5 )*9 0.6*0.9*2.5*1.1*46.6 n 14 13 10 14 14 14 14 0.3*14*2.5*1.1*Fs 0.12*Fs*n 0.3*Fs*n (0.6 + 0.48 + 0.36 + 0.195*11)*Fs 0.8*0.4*2.5*1.1*8.5*n (1.76 + 1.5 + 2.0 + 1.25*10 + 0.5 )*8.5 0.8*1.1*2.5*1.1*46.6 137.12 110.88 138.56 70 965 P (T) 746.83 119.36 153 274.30 104.72 130.90 113 1643 VÁCH - LÕI - Lõi cứng tổ hợp nhiều vách cứng liên kết với theo phương khác nhau, tính toán tương tự vách cứng - cấu kiện chịu nén lệch tâm ( chịu tải thẳng đứng tải trọng ngang ) - Bề dày vách chọn theo TCVN 198 : 1997 tính toán nhà cao tầng : Fv = 1.5/100*Fs , với Fv diện tích mặt cắt vách cứng, Fs : diện tích sàn vách cứng → Lv*hv = 1.5/100*27*25.5 với Lv = 40 (m) → hv = 0.26 (m) Chọn hv = 300 (mm) Vách cứng không bé 120 (mm ) 1/20*Ht = 1/20*3300 = 165 (mm) - Vậy chiều dày vách lõi : hv = 300 (mm), V30 DẦM BIÊN - Dầm biên bố trí theo chu vi khối nhà, gối lên cột biên nên không ảnh hưởng đến chiều cao tầng nhà - Kích thước dầm biên chọn sơ dầm thông thường dựa yêu càu đảm bảo độ võng dầm : hd = (1/12÷1/8)*Ld = ( 750 ÷ 1250 ) (mm), chọn hd = 80 (cm) SVTH:PHÙNG QUANG TRƯỜNG - MSSV:X061665 -14- GVHD : THẦY ĐINH HOÀNG NAM CHƯƠNG : KẾT CẤU CÔNG TRÌNH bd = ( 1/2 ÷ 2/3 )*hd = ( 400 ÷ 530 ) (mm), chọn bd = 40 (cm) → Chọn dầm biên 800*400 mm ( D8040) SÀN - Lựa chọn sơ chiều dày sàn phẳng theo TC Mỹ ACI, lựa chọn dựa yêu cầu biến dạng sàn chịu tải trọng đứng đồng thời đảm bảo khả chống chọc thủng sàn vị trí cột CHIỀU DÀY TỐI THIỂU CỦA SÀN PHẲNG Sàn phẳng không Drop Panel Thép Rs (kG/cm2) Ô sàn biên có dầm biên Ô sàn 2800 4200 1/36*ln 1/33*ln 1/36*ln 1/33*ln - Phần mềm Safe V12 có cách lựa chọn chiều dày sàn với hệ số tương tự - Chọn chiều dày sàn : Nhịp ln = 9m → chiều dày sàn tối thiểu : hsmin= 1/36*ln = 250 (mm) Kết hợp với thiết kế thi công thực tế công trình thực hiện, chọn chiều dày sàn δs = 30 (cm), S30 Chiều dày sàn thiết kế : hs = 300 mm, S30 - Nội lực sàn giải phần mềm SAFE v12 MẶT BẰNG BỐ TRÍ KẾT CẤU SVTH:PHÙNG QUANG TRƯỜNG - MSSV:X061665 -15- GVHD : THẦY ĐINH HOÀNG NAM CHƯƠNG : KẾT CẤU CÔNG TRÌNH 54000 9000 9000 9000 C50x80 C50x80 C60x90 25500 C80x110 C60x90 V30 V30 C60x90 C80x110 C60x90 C50x80 C50x80 MẶT BẰNG KẾT CẤU V PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN - Ngày nay, nhờ phát triển khoa học kỹ thuật, đặc biệt phát triển mạnh công cụ, phần mềm tính toán kết cấu, việc giải toán nội lực thiết kế trở nên dễ dàng, xác nhanh chóng Điều đáp ứng cho nhu cầu phát triển lĩnh vực xây dựng, mà độ phức tạp mô hình cần tính toán ngày tăng, đòi hỏi mô chế giải vấn đề sát thực tế tốt, sở để chương trình tính toán kết cấu ngày phát triển sử dụng rộng rãi - Bên cạnh đó, phương pháp tính toán kết cấu tay cần thiết Nắm vững kiến thức giải toán học phương pháp túy yếu tố bổ sung kiểm soát kết tính toán từ phần mềm tính toán CÁC GIẢ THIẾT TÍNH TOÁN - Sàn, dầm xem tuyệt đối cứng mặt phẳng - Biến dạng dọc trục sàn dầm bỏ qua - Chuyển vị ngang cấu kiện sàn - Thân công trình xem liên kết ngàm với móng vị trí mặt đài móng SVTH:PHÙNG QUANG TRƯỜNG - MSSV:X061665 -16- GVHD : THẦY ĐINH HOÀNG NAM CHƯƠNG : KẾT CẤU CÔNG TRÌNH PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH KẾT CẤU - Khi tính toán công trình, khối lượng công việc cần giải từ việc tính toán xác định nội lực, chuyển vị, đặc trưng động học công trình lớn, giải tính toán thủ công Do cần đến trợ giúp phần mềm chuyên dụng viết riêng cho nhu cầu tính toán cụ thể Phương pháp tính toán giải mô hình máy tính chủ yếu dựa mô hình sau : Mô hình liên tục : giải trực tiếp phương trình vi phân bậc cao, chủ yếu dựa lý thuyết vỏ Phương pháp phản ánh tốt làm việc kết cấu khối lượng tính toán lớn phức tạp giải toán lớn Mô hình rời rạc : rời rạc hóa toàn hệ kết cấu chịu lực công trình thành phần tử ( thanh, tấm, khối ) Mỗi phần tử xác định nút liên kết với nút Mỗi phần tử mang phương trình nội suy nội lực, chuyển vị riêng Các chuyển vị nút xác định trước tiên dựa vào kết giải hệ phương trình cực lớn.Sau đó, giá trị nội lực, chuyển vị vị trí phần tử xác định thông qua phương trình nội suy đặc trưng loại phần tử đề cập Mô hình rời rạc liên tục : rời rạc hóa hệ chịu lực, liên kết hệ chịu lực thông qua liên kết trượt xem phân bố liên tục theo chiều cao Giải hệ phương trình vi phân thành hệ phương trình tuyến tính phương pháp sai phân Từ giải ma trận tìm nội lực - Trong phương pháp trên, phương pháp phần tử hữu hạn mô hình rời rạc sử dụng phổ biến Xem xét nội dung phương pháp sau : Phân tích phần tử hữu hạn giải kết cấu phức tạp chịu tải cách chia hình dạng phức tạp thành hình dạng đơn giản nhỏ Hình dạng phần tử định nghĩa nút Phản ứng phần tử xác định dựa vào bậc tự thể nút Ứng xử toàn hệ kết cấu xác định cách ghép toàn phần tử nhỏ vào phương trình với bậc tự điểm chưa xác định Những phương trình giải kỹ thuật ma trận SVTH:PHÙNG QUANG TRƯỜNG - MSSV:X061665 -17- GVHD : THẦY ĐINH HOÀNG NAM CHƯƠNG : KẾT CẤU CÔNG TRÌNH CÔNG CỤ - CHƯƠNG TRÌNH TÍNH TOÁN - Phần mềm hỗ trợ tính toán kết cấu đa dạng, với loại kết cấu riêng biệt ta sử dụng phần mềm chuyên dành cho Phần mềm SAP v.12 CSi : phần mềm tính toán cấu kiện tổng quan Phần mềm SAFE v.12 CSi : phần mềm chuyên tính toán phần tử bản, sử dụng cho tính toán kết cấu sàn phẳng, móng… Phần mềm ETABS v.8 CSi : phần mềm chuyên dụng để phân tích tính toán nhà cao tầng - Kết hợp sử dụng phần mềm có khả tính toán nội lực, chuyển vị, đặc trưng động học công trình Bên cạnh khả thiết kế cấu kiện thép lẫn bê tông cốt thép Sinh viên khai thác tính tính toán phần mềm NỘI DUNG TÍNH TOÁN - Điều kiện đòi hỏi thiết kế kết cấu công trình khả đảm bảo độ bền, độ cứng, độ ổn định kết cấu toàn công trình Với kết cấu nhà cao tầng, kết cấu cần tính toán để đảm bảo không vượt trạng thái giới hạn : Trạng thái giới hạn thứ ( trạng thái giới hạn độ bền ) : đảm bảo trạng thái giới hạn thứ đảm bảo kết cấu không bị phá hoại, không ổn định chịu lực Trạng thái giới hạn thứ hai ( trạng thái giới hạn độ cứng, điều kiện làm việc bình thường ) : đảm bảo trạng thái giới hạn thứ hai đảm bảo kết cấu không bị phát sinh khe nứt lớn, không biến dạng mức, không rung động mức cho phép quy định rõ TCXDVN - Bên cạnh đó, kết cấu nhà cao tầng quan tâm đến tính toán đảm bảo ổn định tổng thể công trình tác dụng loại tải trọng động - Trong nội dung đồ án, nhiệm vụ thiết kế mà sinh viên thực gồm Thiết kế sàn tầng điển hình Thiết kế cấu kiện cầu thang Thiết kế cấu kiện bể nước Thiết kế khung SVTH:PHÙNG QUANG TRƯỜNG - MSSV:X061665 -18- GVHD : THẦY ĐINH HOÀNG NAM CHƯƠNG : KẾT CẤU CÔNG TRÌNH Thiết kế phần móng : lựa chọn, tính toán kiểm tra SCT cọc ép, SCT cọc khoan nhồi, tính toán đài cọc, tính lún Phần thi công VI CÁC TIÊU CHUẨN – QUY PHẠM Tiêu chuẩn thiết kế kết cấu BTCT : TCVN 365 : 2005 Tiêu chẩn thiết kế thi công nhà cao tầng : TCXD 1998 Tiêu chuẩn thiết kế nhà công trình TCVN 45 : 1978 Tiêu chuẩn thiết kế móng cọc : TCVN 205 : 1998 SVTH:PHÙNG QUANG TRƯỜNG - MSSV:X061665 -19- [...]... Biến dạng dọc trục của sàn dầm được bỏ qua - Chuyển vị ngang của các cấu kiện trên sàn là như nhau - Thân công trình được xem là liên kết ngàm với móng tại vị trí mặt trên đài móng SVTH:PHÙNG QUANG TRƯỜNG - MSSV:X061665 -16- GVHD : THẦY ĐINH HOÀNG NAM 2 CHƯƠNG 2 : KẾT CẤU CÔNG TRÌNH PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH KẾT CẤU - Khi tính toán cả công trình, do khối lượng công việc cần giải quyết từ việc tính toán... mềm 4 NỘI DUNG TÍNH TOÁN - Điều kiện cơ bản nhất đòi hỏi khi thiết kế 1 kết cấu công trình là khả năng đảm bảo độ bền, độ cứng, độ ổn định của kết cấu và toàn công trình Với kết cấu nhà cao tầng, kết cấu cần được tính toán để đảm bảo không vượt quá các trạng thái giới hạn : Trạng thái giới hạn thứ nhất ( trạng thái giới hạn về độ bền ) : đảm bảo trạng thái giới hạn thứ nhất là đảm bảo kết cấu không... điển hình Thiết kế cấu kiện cầu thang Thiết kế cấu kiện bể nước Thiết kế khung SVTH:PHÙNG QUANG TRƯỜNG - MSSV:X061665 -18- GVHD : THẦY ĐINH HOÀNG NAM CHƯƠNG 2 : KẾT CẤU CÔNG TRÌNH Thiết kế phần móng : lựa chọn, tính toán kiểm tra SCT cọc ép, SCT cọc khoan nhồi, tính toán đài cọc, tính lún Phần thi công VI CÁC TIÊU CHUẨN – QUY PHẠM Tiêu chuẩn thiết kế kết cấu BTCT : TCVN 365 : 2005 Tiêu... BẰNG BỐ TRÍ KẾT CẤU SVTH:PHÙNG QUANG TRƯỜNG - MSSV:X061665 -15- GVHD : THẦY ĐINH HOÀNG NAM CHƯƠNG 2 : KẾT CẤU CÔNG TRÌNH 54000 9000 9000 9000 C50x80 C50x80 C60x90 25500 C80x110 C60x90 V30 V30 C60x90 C80x110 C60x90 C50x80 C50x80 MẶT BẰNG KẾT CẤU V PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN - Ngày nay, nhờ sự phát triển của khoa học kỹ thuật, đặc biệt là sự phát triển mạnh của các công cụ, phần mềm tính toán kết cấu, việc giải... bảo kết cấu không bị phát sinh khe nứt lớn, không biến dạng quá mức, không rung động quá mức cho phép được quy định rõ trong TCXDVN - Bên cạnh đó, kết cấu nhà cao tầng còn quan tâm đến tính toán đảm bảo ổn định tổng thể công trình dưới tác dụng của các loại tải trọng động - Trong nội dung đồ án, những nhiệm vụ thiết kế cơ bản mà sinh viên thực hiện gồm Thiết kế sàn tầng điển hình Thiết kế cấu kiện... các phần tử nhỏ vào một phương trình với bậc tự do của mỗi điểm là chưa xác định Những phương trình này được giải bằng kỹ thuật ma trận SVTH:PHÙNG QUANG TRƯỜNG - MSSV:X061665 -17- GVHD : THẦY ĐINH HOÀNG NAM 3 CHƯƠNG 2 : KẾT CẤU CÔNG TRÌNH CÔNG CỤ - CHƯƠNG TRÌNH TÍNH TOÁN - Phần mềm hỗ trợ trong tính toán kết cấu hiện nay khá đa dạng, với mỗi loại kết cấu riêng biệt ta sử dụng một phần mềm chuyên dành... nay Xem xét nội dung cơ bản nhất của phương pháp này như sau : Phân tích phần tử hữu hạn là giải quyết kết cấu phức tạp bất kỳ chịu tải bất kỳ bằng cách chia các hình dạng phức tạp thành những hình dạng đơn giản và nhỏ hơn Hình dạng mỗi phần tử được định nghĩa bởi các nút của nó Phản ứng của mỗi phần tử được xác định dựa vào bậc tự do thể hiện ở các nút Ứng xử của toàn bộ hệ kết cấu được xác định... QUANG TRƯỜNG - MSSV:X061665 -12- GVHD : THẦY ĐINH HOÀNG NAM CHƯƠNG 2 : KẾT CẤU CÔNG TRÌNH Sàn tầng 2 đến tầng 11 ( nhiều tường và vách ngăn, hoạt tải căn hộ ) Sàn mái ( không vách ngăn, hoạt tải mái bằng có sử dụng nghỉ ngơi ) Tải trọng dầm - Tải trọng bản thân dầm - Tải trọng tường trên dầm - Ngoài ra, tải trọng trên đầu cột còn có tải trọng do bản thân tất cả các cột tầng trên truyền xuống Do. .. tính toán các cấu kiện tổng quan Phần mềm SAFE v.12 của CSi : phần mềm chuyên tính toán các phần tử bản, sử dụng cho tính toán kết cấu sàn phẳng, bản móng… Phần mềm ETABS v.8 của CSi : phần mềm chuyên dụng để phân tích và tính toán nhà cao tầng - Kết hợp sử dụng 3 phần mềm trên có khả năng tính toán nội lực, chuyển vị, và đặc trưng động học công trình Bên cạnh đó là khả năng thiết kế cấu kiện thép... dàng, chính xác và nhanh chóng hơn Điều này cũng là sự đáp ứng cho nhu cầu phát triển của lĩnh vực xây dựng, khi mà độ phức tạp của các mô hình cần tính toán ngày càng tăng, đòi hỏi sự mô phỏng và cơ chế giải quyết vấn đề càng sát thực tế càng tốt, đó là cơ sở để các chương trình tính toán kết cấu ngày càng được phát triển và sử dụng rộng rãi - Bên cạnh đó, các phương pháp tính toán kết cấu bằng tay là