THUYET MINH TINH TOAN KET CAU MO HINH TRONG ETABS

THUYET MINH TINH TOAN KET CAU MO HINH TRONG ETABS CÔNG TRÌNH NHÀ 3 TẦNG, ĐÂY LÀ FILE TÍNH TOÁN THỨC TẾ TẠI BÌNH DƯƠNG BAO GỒM: MÔ HÌNH, TÍNH MÓNG ĐƠN, TÍNH THÉP DẦM, TÍNH THÉP CỘTĐƯỢC TÍNH TOÁN THEO TCVN HIỆN HÀNH

Trang 1

CÔNG TY CỔ PHẦN XÂY DỰNG LỢI TÂN

Trang 2

Nhà Văn Phòng Xưởng Đức An Thuyết minh thiết kế-phần Kết cấu

Đơn vị thiết kế: Công ty Xây dựng Lợi Tân

1 Các hạng mục chính của công trình và Tiêu chuẩn áp dụng thiết kế

1.1 Tiêu chuẩn áp dụng thiết kế

Công trình Nhà Xưởng Đức An được thiết kế dựa trên tiêu chuẩn xây dựng hiện hành của Việt Nam, danh sách các tiêu chuẩn áp dụng thiết kế nhưng không giới hạn bao gồm:

- TCVN 2737 – 1995: Tiêu chuẩn thiết kế về tải trọng và tác động

- TCXDVN 5574 – 2012: Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép – tiêu chuẩn thiết kế

- TCXDVN 5575 – 2012: Kết cấu thép – tiêu chuẩn thiết kế

2 Giải pháp kết cấu – lý thuyết tính toán

2.1 Giải pháp kết cấu móng

2.1.1 Mô tả cấu tạo địa chất công trình

Địa chất ở khu vực Tân Uyên Bình Dương là đất rất cứng, giả thiết tính toán Rtc=2,5 kg/cm3

2.1.2 Giải pháp nền móng

- Phương án móng chọn thiết kế: móng đơn đặt trực tiếp trên nền đất

2.2 Giải pháp kết cấu phần thân

- Hệ kết cấu dầm sàn:

Hệ kết cấu dầm sàn tầng trệt, lầu 1 & 2, sân thượng và tầng mái lựa chọn để thiết kế là

hệ dầm sàn thông thường BTCT đổ tại chỗ và được tóm tắt như sau:

§ Sàn BTCT dày 120mm và bản cầu thang dày 100mm

• Hệ kết cấu dầm tầng trệt gồm có các nhóm tiết diện như sau: 250x400

Hệ kết cấu dầm sàn tầng 1 & 2 lựa chọn để thiết kế là hệ dầm sàn Bê tông ứng suất trước

và được tóm tắt như sau:

• Sàn BTCT dày 200mm, 210mm & 230mm

• Hệ kết cấu dầm sân thượng gồm có các nhóm tiết diện như sau: 250x400, 250x500

- Hệ kết cấu theo phương đứng: Hệ kết cấu theo phương đứng của công trình là hệ cột bê

tông cốt thép đổ tại chỗ có các nhóm tiết diện sau: 250x400

2.3 Lý thuyết tính toán

2.3.1 Tính toán cấu kiện chịu uốn – cắt M & Q

- Đối với các tiết diện chữ nhật của cấu kiện chịu uốn, khi ξ = x h / < ξR thì diện tích cốt thép chịu uốn tính toán như sau:

Trang 3

0

s

M A

R h γ

=

- Với diện tích As tính được ta chọn đường kính thép và số lượng thanh phù hợp với tiết

diện thiết kế sao cho: As bố trí = As + (10 – 25%) As

b

A A

2.3.2 Tính toán cốt thép đai của dầm

- Qui định về cấu tạo của cốt thép đai:

• Đường kính cốt thép đai trong dầm tối thiểu bằng:

Đường kính cốt đai 6mm khi chiều cao tiết diện h ≤ 800

Đường kính cốt đai 8mm khi chiều cao tiết diện h > 800

• Khoảng cách giữa các lớp cốt đai như sau:

- Qui định về tính toán của TCXDVN 5574 – 2012:

• Điều kiện tính toán: đặt Qb,o là khả năng chịu cắt của bê tông không có cốt thép đai Tiêu chuẩn thiết kế cho công thức thực nghiệm:

4

1

b n bt o

b o

R bh Q

C

ϕ + ϕ

Trong đó:

Rbt : cường độ tính toán về chịu kéo của bê tông

b, ho : bề rộng, chiều cao làm việc của tiết diện dầm

φbt : hệ số phụ thuộc vào loại bê tông

φn : hệ số xét tới ảnh hưởng của lực dọc

C : tiết diện của hình chiếu nghiêng

Trang 4

Trong đó: φb3 : hệ số phụ thuộc vào loại bê tông và φb3 = 0.6

Tiêu chuẩn quy định điều kiện cho cấu kiện không có cốt thép đai chịu lực cắt là:

Es, Eb : mô đun đàn hồi của cốt thép và bê tông

Asw : diện tích tiết diện ngang của một lớp thép đai

s : khoảng cách giữa các lớp cốt đai theo phương trục dầm

Rb : cường độ tính toán về chịu nén của bê tông

QA : lực cắt lớn nhất trên tiết diện thẳng góc đoạn dầm đang xét

• Điều kiện về độ bền của tiết diện nghiêng: trong trường hợp tổng quát điều kiện độ bền tính toán theo công thức sau:

Trang 5

.

A b sw s inc

Trong đó:

Qb: lực cắt do riêng bê tông chịu, xác định theo công thức thực nghiệm như sau:

c: chiều dài hình chiếu tiết diện nghiêng nguy hiểm nhất lên trục dọc cấu kiện

φb2: hệ số phụ thuộc vào loại bê tông và φb2 = 2.0

φf: hệ số xét ảnh hưởng cánh chịu nén trong tiết diện chữ T, được xác định theo công thức như sau:

R A s

q

Trong đó: Asw: diện tích tiết diện ngang của cốt thép đai

Trang 6

Rsw: cường độ cốt thép đai

2.3.3 Lý thuyết tính toán cốt thép cột

a) Tính toán cốt thép dọc ( thép chịu lực)

- Độ lệch tâm ngẩu nhiên ban đầu theo điều 4.2.12 (TCXDVN 5574-2012), độ lệch tâm

ngẩu nhiên ea trong mọi trường hợp không nhỏ hơn:

• Giá trị hệ số η xét ảnh hưởng của độ cong đến độ lệch tâm eo của lực dọc, xác định theo công thức:

1

cr

N N

0,1 0,1

b cr

e l

E I N

- Tính toán cấu kiện chịu nén lệch tâm chữ nhật theo điều 6.2.2.2 (TCXDVN 5574-2012)

cần được thực hiện như sau:

• Khi ξ = x h / 0 ≤ ξR( hình 6 ) theo điều kiện:

Trang 7

• Khi ξ = x h / 0 > ξR tính theo công thức (24), nhưng chiều cao vùng chịu nén được xác

µ ≤ = µ ≤ µ

b) Tính toán cốt thép ngang ( thép đai cột )

- Qui định về cấu tạo của cốt thép đai cho cột:

• Đường kính cốt thép đai trong cột tối thiểu bằng

1 4 8

mm mm

φ φ

• Cốt đai cột phải bố trí liên tục qua nút khung với mật độ như vùng phía dưới nút

• Trong phạm vi vùng nút khung từ điểm cách mép trên đến điểm cách mép dưới của cột

một khoảng l1 (l1 >= chiều cao tiết diện cột và ≥ 1/6 chiều cao thông thủy và ≥ 450 mm) phải

bố trí cốt đai dày hơn

• Khoảng cách giữa các lớp cốt đai cột như sau:

Trong khoảng cách l1 khoảng cách cốt đai không vượt quá:

Trang 8

Nhà Văn Phịng Xưởng Đức An Thuyết minh thiết kế-phần Kết cấu

Đơn vị thiết kế: Cơng ty Xây dựng Lợi Tân

max

6 100

c doc doc

b

u đối với động đất mạnh

đối với động đất yếu trung bình

φ φ

2.3.4 Tính tốn chiều dày sàn – lý thuyết tính tốn cốt thép sàn

- Chiều dày sàn được tính tốn như sau:

• Kích thước theo hai phương của ơ sàn: cạnh dài L1, cạnh ngắn L2

- Trong mơ hình tính tốn, phần tử shell đã được chia lưới với kích thước tương đối nhỏ để thu được kết quả chính xác giá trị moment uốn trong sàn

- Theo kết quả phân bố moment trong sàn, moment sàn theo hai phương lần lượt là M11, M22 bao gồm giá trị ở gối và nhịp sàn

- Vật liệu thiết kế sàn BTCT:

- Cốt thép trong bản sàn được tính tốn theo cấu kiện chịu uốn tiết diện chữ nhật (chiều

rộng b = 1m) Giá trị moment uốn được lấy tại vị trí tiết diện nguy hiểm nhất của ơ sàn Cốt thép sàn gối và nhịp sàn đươc tính theo cơng thức sau:

0

s

M A

R h γ

µ = ≥ µ

3 Phần mềm sử dụng tính tốn cho cơng trình

- Sơ đồ tính tốn cơng trình được thiết lập theo mơ hình khung khơng gian với các phần tử

frame đại diện cho cột, dầm và các phần tử shell đại diện cho sàn, vách

- Chương trình tính tốn nội lực là phần mềm tính tốn kết cấu ETABS

- Sức chịu tải của cọc, cốt thép cột, dầm, vách sử dụng một số bảng tính Excel

4 Vật liệu chính thiết kế cơng trình

4.1 Bê tơng

Trang 9

- Vật liệu bê tông thiết kế được căn cứ vào TCXDVN 5574 – 2012 Những yếu tố xét đến

khi chọn vật liệu để thiết kế: đảm bảo cường độ chịu lực – độ bền mỏi – tính biến dạng và khả năng chống cháy của công trình

• Bê tông lót: Bê tông đá 1x2 cấp độ bền chịu nén B10 (M150)

• Bê tông kết cấu: Bê tông đá 1x2 cấp độ bền chịu nén B20 (M250)

5 Tải trọng thiết kế công trình

5.1 Tải trọng bản thân – DL & Tĩnh tải sàn - DLS

5.1.1 Tải trọng bản thân – DL

, hệ số tin cậy n = 1.1 Tải trọng bản thân của công trình sẽ tùy thuộc vào kích thước hình học của từng cấu kiện và phần mềm kết cấu tự động tính toán phần tải trọng bản thân

5.1.2 Tĩnh tải các lớp cấu tạo sàn – DLS

- Chiều dày của các lớp cấu tạo sàn căn cứ vào bản vẽ kiến trúc; hệ thống kỹ thuật đường

ống, thiết bị điện, hệ thống lạnh…; hệ số tin cậy căn cứ theo TCVN 2737 – 1995 Tùy thuộc vào công năng sử dụng của từng ô sàn, tĩnh tải sàn được chia làm các loại tải trọng như sau:

a) Sàn khu vệ sinh

Các lớp

cấu tạo sàn

Chiều dày (cm)

Trọng lượng riêng γ (T/m3)

Tiêu chuẩn (T/m2)

Hệ số

n

Tính toán (T/m2)

Trang 10

Hệ số

n

Tính toán (T/m2)

Hệ số

n

Tính toán (T/m2)

d) Tường gạch ống dày 200 mm & 100 mm

(T/m2)

Chiều cao tầng H (m)

Chiều cao tường ht (m)

Hệ số

n

Tính toán (T/m2)

Trong đó: Lt – tổng chiều dài của mỗi loại tường

Ssàn – diện tích ô sàn có tường xây

Trang 11

e) Cửa kính khung nhôm – thép

Cửa kính khung

nhôm - thép

Chiều dày (cm)

Hệ số

n

Tính toán (T/m2)

5.2 Hoạt tải – LL

5.3 Tải trọng ngang

5.3.1 Tải trọng ngang do gió

- Theo TCVN 2737-1995, tải trọng gió bao gồm hai thành phần bao gồm:

• Tải trọng gió tĩnh

• Tải trọng gió động

- Tải trọng gió tĩnh luôn luôn được tính toán cho mọi công trình Tải trọng gió động được

xét đến khi công trình có độ cao H lớn hơn 40m

- Theo tiêu chuẩn TCVN 2737-1995, vận tốc gió Vo (m/s) xác định ở độ cao 10m so với mốc chuẩn (vận tốc trung bình trong khoảng thời gian 3 giây bị vượt trung bình một lần trong

20 năm) tương ứng với địa hình dạng B

- Chiều cao tối đa của công trình H = 17.800m Vì vậy tải trọng gió tác dụng lên công trình

chỉ có thành phần tĩnh của tải trọng gió

W : áp lực gió theo khu vực

k : hệ số tính đến sự thay đổi của áp lực gió theo độ cao

Trang 12

đối với vùng II-A , Wo = 95 12 − = 83 daN m / 2

- Xác định hệ số k: Khu vực xây dựng công trình thuộc địa hình dạng B

Hệ số thay đổi theo chiều cao k được tra theo bảng 5 (trang 22 TCVN 2737-1995) hoặc

xác định theo công thức sau:

a g

z z

k = 1 844 ( )2 , trong đó zg = 300 , m a = 0.09

- Xác định hệ số khí động c

Theo TCVN 2737-1995, hệ số khí động c được xác định theo hình dạng của tòa nhà được qui định trong bảng 6 của tiêu chuẩn, mặt phẳng thẳng đứng:

6 Tổ hợp tải trọng

6.1 Các trường hợp tải trọng

W x: Tải trọng gió theo phương X: Wx

W y: Tải trọng gió theo phương Y: Wy

6.2 Tổ hợp tải trọng

Tổ hợp tải trọng dựa theo TCVN 2737-1995 và TCXDVN 5574–2012

6.2.1 Tổ hợp tải trọng theo TCVN 2737 – 1995

6.2.2 Tổ hợp tải trọng khi tính toán theo biến dạng và chuyển vị

Theo TCVN 2737 – 1995, khi tính toán theo biến dạng và chuyển vị là hệ số tin cậy γ = 1

Tên tổ hợp Tổ hợp Thành phần Hệ số tổ hợp Nội dung tính toán - kiểm tra

Trang 13

Trang 14

- Kiểm tra chuyển vị theo phương X : COMBO16 (giá trị lớn nhất)

- Kiểm tra chuyển vị theo phương Y : COMBO16 (giá trị lớn nhất)

- Kiểm tra độ võng theo phương đứng của dầm, sàn: COMBO16 (giá trị lớn nhất)

- Tính toán bền cho dầm : COMBO15

- Tính toán bền cho sàn : COMBO1

- Từ COMBO1 đến COMBO9 xét lấy cặp nội lực nguy hiểm nhất để tính toán độ bền cho móng, đài móng và cột

7 Chuyển vị

Trang 15

- Khi tính toán các kết cấu xây dựng theo độ võng hoặc chuyển vị cần phải thỏa mãn điều

• Lún cho phép của công trình: Sgh = 8cm - bảng H.2 TCXD 205 – 2005

• Giới hạn độ võng của sàn với trần có sườn và cầu thang (L = chiều dài nhịp) theo bảng 4 TCXDVN 5574 – 2005

§ Khi 5m ≤ L ≤ 10m giới hạn độ võng fu= min( 1/250*L , 2.5cm)

§ Khi L > 10m giới hạn độ võng fu= 1/400*L

• Giới hạn độ võng của dầm (L = chiều dài nhịp)

§ Dầm phụ giới hạn độ võng fu = 1/250*L

§ Dầm chính giới hạn độ võng fu = 1/400*L

§ Đối với bản, dầm console dùng L = 2L1 ( L1 là độ vươn của console)

8 Hàm lượng cốt thép cho cấu kiện

Giới hạn hàm lượng cốt thép μmax, μmin dầm, sàn, cột – vách lấy theo TCXDVN 5574 –

- Theo TCXDVN 9386 – 2012 điều 5.4.3.2.2, tổng hàm lượng cốt thép dọc của cột μ

không được nhỏ hơn μmin ≥ 1% và không được vượt quá μmax ≤ 4%

- Trong các tiết diện ngang đối xứng cần bố trí cốt thép đối xứng (μ = μ’)

Trang 16

Nhà xưởng Đức An Thuyết minh thiết kế-phần Kết cấu

Đơn vị thiết kế: Công ty xây dựng Lợi Tân

Phụ lục 1: Mô hình tính toán kết cấu

Trang 17

ETABS v9.7.1 - File: Nha VP Loi Tan - May 21,2015 13:18

3-D View - Ton-m Units

bk

ETABS

Trang 18

Elevation View - 3 - Ton-m Units

bk

ETABS

Trang 19

Elevation View - A - Ton-m Units

bk

ETABS

Trang 20

Plan View - L1 - Elevation 3.9 - Ton-m Units

bk

ETABS

Trang 21

Plan View - BASE - Elevation -1.5 - Ton-m Units

bk

ETABS

Trang 22

Plan View - TRET - Elevation 0 - Ton-m Units

bk

ETABS

Trang 23

Plan View - L1 - Elevation 3.9 - Ton-m Units

bk

ETABS

Trang 24

Plan View - ST - Elevation 11.1 - Ton-m Units

bk

ETABS

Trang 25

Nhà xưởng Đức An Thuyết minh thiết kế-phần Kết cấu

Đơn vị thiết kế: Công ty xây dựng Lợi Tân

Phụ lục 2: Bảng tổ hợp nội lực tính móng

Trang 26

Cy = 220 mmVật liệu sử dụng: Bê tông: B20

3 Sức chịu tải của nền đất

Sức chịu tải của nền đất được xác định theo Mục 4.6.9 TCVN 9362:2012, như sau:

A, B, D - các hệ số phụ thuộc vào góc ma sát trong của nền đất ở dưới đáy móng tính toán

b, h - cạnh bé của đáy móng, và chiều sâu chôn móng

γII, cII - góc ma sát trong và lực dính của lớp đất dưới đáy móng

Trang 27

Móng: M-1 Vị trí:

COMB1 -2.30 -2.40 1327.00 -1.00 -1.10 180.0 180.5 180.5COMB2 -10.80 -4.50 1060.60 1.50 -8.70 148.3 151.6 152.4COMB3 4.60 -1.70 1052.10 -2.90 5.70 147.3 149.2 149.7COMB4 -3.60 -22.30 1058.20 25.30 -2.00 148.0 156.1 157.0COMB5 -2.60 16.10 1054.40 -26.80 -1.00 147.5 155.4 156.0COMB6 -9.30 -3.80 1303.80 1.00 -7.60 177.2 180.1 180.7COMB7 4.50 -1.20 1296.10 -3.00 5.30 176.3 178.1 178.7COMB8 -2.90 -19.80 1301.70 22.50 -1.60 177.0 184.2 184.9COMB9 -1.90 14.80 1298.30 -24.40 -0.70 176.6 183.8 184.2

Ghi chú:

- ptb là giá trị ứng suất trung bình dưới đáy móng

- pMx, My là giá trị lớn nhất trong các ứng suất do Mx và My tác dụng độc lập gây ra

- pmax là ứng suất lớn nhất dưới đáy móng do Mx và My tác dụng đồng thời gây ra

- Áp lực phụ thêm dưới đáy móng do khối lượng đất và bê tông móng: ppt = 22.0 (kN/m2)

5 Kiểm tra điều kiện về độ bền của nền đất

Áp lực trung bình lớn nhất dưới đáy móng: ptb_max = 180.0 < R = 200.0 (kN/m2

)

Áp lực lớn nhất do Mx và My độc lập: pMx,My_max = 184.2 < 1.2* R = 240.0 (kN/m2)

Áp lực lớn nhất do Mx và My đồng thời: pmax = 184.9 < 1.5* R = 300.0 (kN/m2)

Kết luận: Thiết kế móng thỏa mãn các điều kiện về độ bền của nền đất

6 Kiểm tra điều kiện về độ lún của nền đất

Hệ số quy đổi tải trọng tính toán - tiêu chuẩn: fL = 1.15

Áp lực trung bình lớn nhất dưới đáy móng: p= 156.5 kN/m2 (Trị tiêu chuẩn)

Áp lực tự nhiên của đất ở độ sâu đáy móng: pd = 19.0 kN/m2

Trang 29

Không xác định 11.25 0.25 8.036 0.031 232.8 4.2 0.00Không xác định 11.50 0.25 8.214 0.029 237.5 4.0 0.00Không xác định 11.75 0.25 8.393 0.028 242.3 3.9 0.00Không xác định 12.00 0.25 8.571 0.027 247.0 3.7 0.00Không xác định 12.25 0.25 8.750 0.026 251.8 3.6 0.00Không xác định 12.50 0.25 8.929 0.025 256.5 3.4 0.00Không xác định 12.75 0.25 9.107 0.024 261.3 3.3 0.00Không xác định 13.00 0.25 9.286 0.023 266.0 3.2 0.00Không xác định 13.25 0.25 9.464 0.022 270.8 3.0 0.00Không xác định 13.50 0.25 9.643 0.021 275.5 2.9 0.00Không xác định 13.75 0.25 9.821 0.021 280.3 2.9 0.00Không xác định 14.00 0.25 10.000 0.020 285.0 2.8 0.00

* Ghi chú: Độ sâu z là độ sâu tính từ đáy móng

Độ sâu tắt lún quy ước: zu = 4.50 m

Tổng độ lún của nền đất: ∑Si = 26.3 < [S] = 80 (mm)

Kết luận: Thiết kế móng thỏa mãn điều kiện về độ lún của nền đất

7 Kiểm tra điều kiện về độ bền theo vật liệu làm móng

7.1 Kiểm tra cốt thép móng

Áp lực lớn nhất dưới đáy móng: pmax = 180.0 kN/m2

Cường độ tính toán của cốt thép: Rs = 280.0 MPa

Chiều cao làm việc của cốt thép: ho = 350 mm

Trang 30

Lực chọc thủng lớn nhất: Fz_max = 1327.0 kN

Cường độ tính toán của bê tông: Rbt = 0.90 MPa

Chu vi trung bình tháp chọc thủng:um = 2280 mm

Khả năng chống chọc thủng: [Pct] = 718.2 kN > Fz_max

Kết luận: Thiết kế móng thỏa mãn điều kiện bền theo vật liệu làm móng

Trang 31

Trang 32

COMB1 -11.30 -22.00 756.80 7.40 -5.60 178.4 187.5 193.2COMB2 -19.70 -25.00 599.20 10.00 -13.60 145.8 157.9 169.2COMB3 -3.60 -22.00 588.40 5.50 1.90 143.6 151.6 151.9COMB4 -13.70 -36.70 620.60 31.00 -7.70 150.2 176.0 183.4COMB5 -9.60 -10.20 567.00 -15.50 -3.90 139.1 145.6 149.9COMB6 -18.60 -23.50 745.40 9.50 -12.60 176.0 187.3 198.0COMB7 -4.10 -20.80 735.60 5.50 1.30 174.0 181.8 182.0COMB8 -13.20 -34.10 764.60 28.40 -7.40 180.0 203.7 210.8COMB9 -9.50 -10.20 716.40 -13.50 -3.90 170.0 175.3 179.7

Ghi chú:

)

Trang 34

Trang 35

Trang 36

Trang 37

COMB1 -6.20 22.00 914.50 -11.90 -3.30 195.2 205.0 208.0COMB2 -13.30 23.30 724.10 -10.40 -9.80 159.1 168.5 176.3COMB3 -0.50 25.30 721.70 -14.50 2.60 158.7 170.3 171.6COMB4 -5.50 13.80 694.80 9.90 -2.30 153.6 155.9 158.0COMB5 -8.30 34.80 751.00 -34.80 -4.80 164.2 187.3 191.5COMB6 -12.10 21.30 896.40 -10.10 -8.90 191.8 200.6 207.7COMB7 -0.50 23.10 894.20 -13.80 2.30 191.4 202.3 203.3COMB8 -5.00 12.70 870.00 8.20 -2.20 186.8 188.9 190.4COMB9 -7.60 31.70 920.60 -32.10 -4.40 196.4 217.6 221.4

Ghi chú:

)

Trang 39

Trang 40

Định dạng
Số trang	91
Dung lượng	714,36 KB