(Luận văn thạc sĩ) thiết kế cột tầng hầm công trình có kể đến cột tạm khi thi công theo công nghệ top down

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA - NGUYỄN HỮU HỒNG C C THIẾT KẾ CỘT TẦNG HẦM CƠNG TRÌNH CĨ R L T KỂ ĐẾN CỘT TẠM KHI THI CÔNG THEO DU CÔNG NGHỆ TOP-DOWN LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT XÂY DỰNG CƠNG TRÌNH DÂN DỤNG VÀ CÔNG NGHIỆP Đà Nẵng – Năm 2020 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA - NGUYỄN HỮU HOÀNG THIẾT KẾ CỘT TẦNG HẦM CƠNG TRÌNH CĨ C C KỂ ĐẾN CỘT TẠM KHI THI CÔNG THEO R L T CÔNG NGHỆ TOP-DOWN DU Chuyên ngành : Kỹ thuật xây dựng cơng trình dân dụng cơng nghiệp Mã số : 60.58.02.08 LUẬN VĂN THẠC SĨ NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS NGUYỄN QUANG TÙNG Đà Nẵng – Năm 2020 i LỜI CẢM ƠN Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới thầy hướng dẫn: TS Nguyễn Quang Tùng tận tình hướng dẫn, giúp đỡ, động viên cho nhiều dẫn có giá trị, giúp tác giả hoàn thành luận văn Tác giả xin chân thành cảm ơn thầy, cô giáo giảng dạy Khoa sau đại học, đồng nghiệp, tạo điều kiện giúp đỡ, dạy suốt q trình làm luận văn học viên để hồn thành luận văn cao học Do thời gian lực cịn hạn chế tác giả cố gắng hồn thành luận văn phạm vi khả cho phép, chắn không tránh khỏi thiếu sót Tác giả mong nhận cảm thơng báo quý thầy cô C C bạn để cơng trình nghiên cứu hồn thiện DU R L T Đà Nẵng, ngày 24 tháng 07 năm 2020 Tác giả , !P u�A l Nguyễn Hữu Hồng ii LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi Các số liệu, thông tin luận văn trung thực Đà Nẵng, ngày 24 tháng 07 năm 2020 Tác giả , !P u�A l C C Nguyễn Hữu Hoàng DU R L T iii MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1 Lý chọn đề tài Mục tiêu nghiên cứu Đối tượng phạm vi nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu Bố cục luận văn Chƣơng TỔNG QUAN VỀ NHÀ NHIỀU TẦNG VÀ CÁC PHƢƠNG PHÁP THI CÔNG 1.1 Tổng quan nhà nhiều tầng xu hướng phát triển nhà nhiều tầng 1.2 Các giải pháp thi c ng c ng trình ê t ng cốt thép c nhiều tầng hầm 1.2.1 Phương pháp thi công Bottom-Up 1.2.2 Phương pháp thi công Full Top-Down 1.2.3 Phương pháp thi công Semi Top-Down 11 1.3 Kết luận chương 13 Chƣơng CÁC CƠ SỞ LÝ THUYẾT TÍNH TỐN CỘT CH NG TẠM VÀ CỘT LI N H P B TÔNG C T TH P HÌNH 14 2.1 Lý thuyết t nh toán cột chống tạm ng thép hình thi c ng Top-Down 14 2.1.1 Chọn sơ tiết diện 14 2.1.2 Kiểm tra tiết diện chọn 15 2.2 Lý thuyết t nh toán cột ê t ng cốt thép 15 2.2.1 Đ i cương v t nh tốn cột bê tơng cốt th p 15 2.2.1.1 Độ lệch tâm 16 2.2.1.2 Ảnh hưởng uốn dọc 17 2.2.2 T nh toán thiết kế cột chịu n n lệch tâm phẳng 18 2.2.2.1 Chọn sơ tiết diện 18 2.2.2.2 T nh toán cốt th p 19 2.2.3 T nh toán thiết kế cột chịu n n lệch tâm xiên 20 2.2.3.1 Chọn sơ tiết diện 20 2.2.3.2 T nh toán momen tương đương lệch tâm phẳng 20 2.2.3.3 T nh toán cốt th p 21 2.3 Lý thuyết t nh toán cột liên hợp ê t ng cốt thép hình 23 2.3.1 Xác định hình thức cấu t o tiết diện cột 23 2.3.2 T nh toán kiểm tra độ b n cột 24 2.3.2.1 T nh toán kiểm tra độ b n cột cốt th p hình lệch tâm phẳng 26 2.3.2.2 T nh toán kiểm tra độ b n cột cốt th p hình chịu n n lệch tâm xiên 31 2.4 Kết luận chương 32 C C DU R L T iv Chƣơng ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ S DỤNG CỘT CH NG TẠM NHƢ C T C NG TRONG CỘT LI N H P B TÔNG C T TH P 34 3.1 Đặt vấn đề 34 3.2 Giới thiệu c ng trình 34 3.3 Quy trình thi cơng TopDown 36 3.4 T nh tốn thiết kế cột bê tơng cốt thép thường 42 3.4.1 Chọn sơ tiết diện 44 3.4.2 T nh toán nội lực 44 3.4.3 T nh toán cốt th p 50 3.5 T nh toán thiết kế cột ê t ng liên hợp 53 3.5.1 T nh toán thiết kế cột bê tơng liên hợp thép hình theo Phương án thi công Full Top-Down 53 3.5.1.1 T nh tốn thiết kế cột bê tơng liên hợp th p hình cho cột theo Phương án thi công Full Top-Down 53 3.5.1.2.T nh tốn thiết kế cột bê tơng liên hợp cho cột biên theo Phương án thi công Full Top-Down 58 3.5.2 T nh toán thiết kế cột bê tông liên hợp theo Phương án thi công SemiTopDown 63 3.5.2.1 T nh toán thiết kế cột bê tông liên hợp cho cột theo Phương án thi công Semi-TopDown 63 3.5.2.2 Tính tốn thiết kế cột bê tơng liên hợp cho cột biên theo Phương án thi công Semi-TopDown 68 3.6 Đánh giá hiệu kinh tế kỹ thuật việc c kh ng sử dụng cột chống tạm t nh toán cột liên hợp ê t ng cốt thép hình 73 3.7 Kết luận chương 75 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 77 TÀI LIỆU THAM KHẢO 77 PHỤ LỤC C C DU R L T v THIẾT KẾ CỘT TẦNG HẦM CƠNG TRÌNH CĨ KỂ ĐẾN CỘT TẠM KHI THI CƠNG THEO CƠNG NGHỆ TOP-DOWN Học viên: Nguyễn Hữu Hoàng Chuyên ngành: Kỹ thuật xây dựng c ng trình dân dụng c ng nghiệp Mã số: 60.58.02.08 Khóa: K36 Trường Đại học Bách khoa - ĐHĐN Tóm tắt – Việc tận dụng cột chống tạm làm ộ phận chịu lực ch nh cột áp dụng từ lâu Tuy nhiên, việc đánh giá hiệu việc sử dụng cột chống tạm thép hình để thay phần cốt mềm cột bê tông cốt thép chưa quan tâm mức Hiện nay, việc áp dụng c ng nghệ thi c ng Top-Down vào thi c ng tầng hầm ngày phổ iến, nhờ vào khả thi c ng c ng trình c nhiều tầng hầm Nghiên cứu đề xuất nh m đánh giá hiệu kinh tế kỹ thuật việc tận dụng cột chống tạm kingpost làm ộ phận chịu lực ch nh cột chống tầng hầm dựa lý thuyết t nh toán cột ê t ng liên hợp Bài luận khái qt quy trình t nh tốn thiết kế cột chống kiểm tra độ ền cột chống ê t ng liên hợp thi c ng tầng hầm C t chống giả thiết thiết kế theo số phương án thi c ng thực tế như: full Top-Down, semi Top-Down Từ đ , phân tích đánh giá hiệu việc c kh ng sử dụng cột chống tạm t nh toán cột ê t ng liên hợp Tác giả t m tắt kết đạt đưa hướng phát triển C C R L T DU Từ khóa – Tận dụng; C ng nghệ thi c ng Top-Down; Đánh giá hiệu kinh tế kỹ thuật; Cột ê t ng liên hợp; T nh toán thiết kế kiểm tra DESIGN OF THE BASEMENT COLUMN WITHIN TEMPORARY SUPPORT POST IN THE TOP-DOWN CONSTRUCTION METHOD Abstract – Reusing the temporary steel support post for the mainload bearing element of reinforced concrete column has been applied for a long time However, The effeciency evaluation of replacing part of reinforce bar by steel section wasn’t pay careful attention In recent years, Top-Down construction method had been widely used because of the raising underground level of building So the objective of this research is to evaluating the technical and economic effeciency of recycle the kingpost in Top-Down construction method, based on fully encased composite columns calculation method This article presents an overview of design and test the composite column in building substructure, principle of some recent TopDown method cases: full Top-Down, semi Top-Down Based on this principle, the authors analyzed and fabricated the effect of equip the kingpost or not to the column sections The achieved results of the comparing case are summarized and perspective of the work is provided Key words - Reusing; Top-Down construction method; Technical and economic effeciency; Fully encased composite columns; Design and test vi DANH MỤC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT Diện tích cốt thép yêu cầu Diện tích cốt thép thuộc vùng chịu nén Chiều rộng tiết diện bê tơng Chiều rộng tiết diện thép hình Khoảng cách từ điểm đặt lực dọc đến hợp lực cốt thép Độ lệch tâm lực dọc Độ lệch tâm lực nén trước P Độ lệch tâm ngẫu nhiên Độ lệch tâm an đầu Modun đàn hồi thép hình C C Modun đàn hồi bê tông R L T Modun đàn hồi thép Diện tích mặt sàn truyền tải DU Cường độ t nh toán thép kéo, nén, uốn lấy theo giới hạn chảy Chiều cao tiết diện bê tông Chiều cao tiết diện thép hình Chiều cao làm việc Bán kính quán tính theo trục x-x, y-y Chiều dài tính tốn Momen uốn Momen uốn cho tải trọng dài hạn Momen kể đến lực uốn dọc theo trục x Momen kể đến lực uốn dọc theo trục x Hệ số quy đổi momen từ lệch tâm phẳng lệch tâm xiên Lực dọc Lực tới hạn quy ước Lực dọc tới hạn mà tiết diện c thể chịu với độ lệch tâm theo phương c độ cứng nhỏ Lực dọc tới hạn tác dụng mặt phẳng trục x trụcy vii Cường độ chịu kéo tính tốn thép Cường độ chịu kéo tính tốn bê tơng Cường độ chịu kéo tính tốn thép ứng với trạng thái giới hạn thứ Cường độ chịu kéo tính tốn thép hình Bán kính quán tính yêu cầu Momen tĩnh diện tích tiết diện ê t ng vùng nén trục đ M đun chống uốn dẻo tiết diện cốt cứng; với tiết diện chữ I Chiều cao vùng nén Chiều cao vùng nén sơ ộ C C khoảng cách từ trọng tâm tiết diện phần cốt cứng tiết diện cốt R L T mềm đến trục xét Khoảng cách từ trọng tâm cốt thép đến mép tiết diện gần DU Hệ số điều kiện làm việc kết cấu Hệ số ảnh hưởng độ lệch tâm Biến dạng cấu kiện Hệ số uốn dọc Hệ số uốn dọc theo phương x Hệ số uốn dọc theo phương y Độ mảnh giả thiết Độ mảnh lớn , Độ mảnh theo mặt phẳng vng góc với trục tương ứng x-x, y-y Độ mảnh giới hạn Hàm lượng cốt thép dọc Hệ số t nh toán giới hạn vùng ê t ng chịu nén Ứng suất cốt thép Ứng suất phần cốt cứng cốt mềm Ứng suất giới hạn cốt thép bê tông chịu nén viii Hệ số uốn dọc theo độc mảnh giả thiết Hệ số t nh đến ảnh hưởng dài hạn tải trọng lên khả chịu uốn cấu kiện trạng thái giới hạn Hệ số uốn dọc Hệ số giảm cường đ t nh toán nén lệch tâm, nén uốn Hệ số đặc trưng cho vùng ê t ng chịu nén C C DU R L T 0,0 A-6 3,3 0,0 B-6 3,3 TẦNG HẦM 2Trục 0,0 C-6 6,6 0,0 D-6 6,6 0,0 A-3 3,3 TẦNG HẦM 2Trục 0,0 D-3 3,3 0,0 A-4 6,6 TẦNG HẦM 2Trục 0,0 D-4 6,6 0,0 C1 3,3 0,0 60 60 60 60 60 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 100 100 60 60 60 60 60 85 85 85 85 85 85 85 85 85 85 85 85 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 85 85 36 72 -36 50 88 -38 50 94 -44 36 70 C C U D R L T -34 36 72 -36 36 70 -34 36 32 36 28 36 82 -46 C2 3,3 TẦNG HẦM 1Trục 0,0 C3 3,3 0,0 C4 3,3 0,0 A-5 3,3 0,0 B-5 3,3 TẦNG HẦM 1Trục 0,0 C-5 6,6 0,0 D-5 6,6 0,0 A-6 3,3 0,0 B-6 3,3 TẦNG HẦM 1Trục 0,0 C-6 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 100 100 100 100 100 100 100 100 100 85 85 85 85 85 85 85 85 85 85 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 85 85 85 85 85 85 85 85 85 85 85 85 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 85 85 85 85 85 85 85 85 85 50 104 -54 50 110 -60 36 78 -42 36 76 -40 U D R L T C C 50 96 -46 50 102 -52 36 74 -38 36 72 -36 50 92 -42 50 94 -44 C-6 6,6 0,0 D-6 6,6 0,0 A-3 3,3 TẦNG HẦM 1Trục 0,0 D-3 3,3 0,0 A-4 6,6 TẦNG HẦM 1Trục 0,0 D-4 6,6 Tổng cộng 100 100 100 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 85 85 85 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 50 94 -44 36 72 -36 36 72 -36 36 70 -34 R L T C C 36 30 36 28 1320 2518 -1198 U D C C DU R L T C C DU R L T U D L T C C R U D L T C C R C C DU R L T U D L T C C R U D L T C C R C C DU R L T U D L T C C R C C U D R L T C C U D R L T U D L T C C R ... - NGUYỄN HỮU HỒNG THI? ??T KẾ CỘT TẦNG HẦM CƠNG TRÌNH CĨ C C KỂ ĐẾN CỘT TẠM KHI THI CÔNG THEO R L T CÔNG NGHỆ TOP- DOWN DU Chuyên ngành : Kỹ thuật xây dựng cơng trình dân dụng cơng nghiệp... thực nghiên cứu: Thi? ??t kế cột tầng hầm c ng trình c kể đến cột tạm thi c ng theo c ng nghệ Top- Down DU 3.2 Giới thi? ??u cơng trình C ng trình ngân hàng Vietcom ank Tower, c ng trình xây dựng thành... dụng cột chống tạm ng thép hình để thay phần cốt mềm cột ê t ng cốt thép chưa quan tâm mức 2 Đây lý đề tác giả thực nghiên cứu: Thi? ??t kế cột tầng hầm cơng trình có kể đến cột tạm thi công theo công