Thuyết minh kết cấu đồ án thiết kế cao ốc Vietcombank Tower

MỤC LỤC

Bố trí cốt thép

- Cốt thép tính ra được bố trí đảm bảo theo các yêu cầu qui định.

Tính toán cầu thang tầng điển hình

Tính toán tải trọng;

Tính toán nội lực và cốt thép

-Cốt thép được tính với dải bản có bề rộng b = 1m và tính toán như cấu kiện chịu. Tiến hành lập bảng tính toán thép trong các ô sàn, kết quả được thể hiện ở bảng. Vì tải trọng tác dụng lên dầm chiếu tới nhỏ hơn dầm chiếu nghỉ nên ta tính toán và bố trí cốt thép cho dầm chiếu nghỉ rồi bố trí tương tự cho dầm chiếu tới để tiện cho tính toán và thi công.

Sơ đồ tính: Dầm đơn giản chịu tải trọng phân bố                            q d  =  0.63 (T/m)
Sơ đồ tính: Dầm đơn giản chịu tải trọng phân bố q d = 0.63 (T/m)

CÁC HỆ KẾT CẤU CHỊU LỰC TRONG NHÀ CAO TẦNG

    Hệ kết cấu hình ống có thể được cấu tạo bằng một ống bao xung quanh nhà gồm hệ thống cột, dầm, giằng và cũng có thể được cấu tạo thành hệ thống ống trong ống. Trong nhiều trường hợp người ta cấu tạo ống ở phía ngoài, còn phía trong nhà là hệ thống khung hoặc vách cứng hoặc kết hợp khung và vách cứng. Hệ thống kết cấu hình ống có độ cứng theo phương ngang lớn, thích hợp cho loại công trình có chiều cao trên 25 tầng, các công trình có chiều cao nhỏ hơn 25 tầng loại kết cấu này ít được sử dụng.

    Đối với các công trình có độ cao lớn và có kích thước mặt bằng lớn, ngoài việc tạo ra hệ thống khung bao quanh làm thành ống, người ta còn tạo ra các vách phía trong bằng hệ thống khung với mạng cột xếp thành hàng.

    HỆ KẾT CẤU CHỊU LỰC VÀ PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN KẾT CẤU 2.1. Hệ kết cấu chịu lực

    Phương pháp tính toán hệ kết cấu

    +Tải trọng tác dụng lên sàn, kể cả tải trọng các tường ngăn (dày 100mm), thiết bị, tường nhà vệ sinh, thiết bị vệ sinh: đều qui về tải trọng phân bố đều trên diện tích ô sàn. +Tải trọng gió được tính theo Tiêu chuẩn tải trọng và tác động TCVN 2737- 1995 và theo theo Tiêu chuẩn tính toán tải trọng gió ASCE/SEI 7-05. +Do chiều cao công trình tính từ mặt móng đến mái là 85.1>40m nên căn cứ vào Tiêu chuẩn ta phải tính thành phần động của tải trọng gió.

    +Tải trọng gió động và tải trọng động đất được tính toán qui về tập trung tại các mức sàn sau đó phân bố thành các lực tập trung vào các nút khung và vách theo tỷ lệ khối lượng.

    Tải trọng gió

    Dùng phần mềm ETABS mô hình hoá kết cấu công trình với dạng sơ đồ không gian ngàm tại móng gồm 25 phần sao cho mỗi phần có áp lực gió lên bề mặt và độ cứng có thể coi là không đổi. -Gán đầy đủ các đặc trưng hình học(đặc trưng vật liệu, tiết diện sơ bộ…) lên mô hình. -Tiến hành chất tải lên mô hình, gồm tĩnh tải (TT) và hoạt tải(HT).

    Trong đó: HT: trường hợp hoạt tải chất lên toàn bộ trên tất cả các cấu kiện của công trình. 0,5: hệ số chiết giảm khối lượng của trường hợp hoạt tải chất lên toàn bộ công trình. Vì ảnh hưởng của 2 dạng dao động đầu tiên tới kết cấu là đáng kể nên ta sẽ tính gió động với 2 dạng dao động đầu, trong đó dạng 1 ta sẽ tính theo phương Y và dạng 2 tính cho phương X.

    Wpj: lực, có đơn vị tính toán phù hợp với đơn vị tính toán của WFj khi tính hệ số ψi. Với: Wj: giá trị tiêu chuẩn thành phần tĩnh của áp lực gió, tác dụng lên phần thứ j của công trình. +ν : hệ số tương quan không gian áp lực động của tải trọng gió ứng với các dạng dao động khác nhau của công trình.

    +ζ1: hệ số áp lực động của tải trọng gió ở độ cao ứng với phần thứ j của công trình. Hệ số động lực ξi xác định phụ thuộc vào thông sốεi và độ giảm loga của dao động δ. Từ các giá trị Mj; ξi; ψi và yji ta xác định được các giá trị tiêu chuẩn thành phần động của tải trọng gó W(pji).

    Bảng tính áp lực gió tĩnh tác dụng lên công trình tại các mức sàn:
    Bảng tính áp lực gió tĩnh tác dụng lên công trình tại các mức sàn:

    Tải trọng động đất: ta sẽ xác định giá trị tải trọng ngang của động đất theo TCVN 375-2006

      Ta phân lực cắt đáy bằng các lực ngang Fj đặt vào tất cả các tầng. Xji: chuyển vị của khối lượng mj trong dạng dao động thứ i Wj: Trọng lượng của tầng thứ j. Thành phần động đất theo phương dọc nhà ở dạng dao động đầu tiên Thông tin chung.

      Thành phần động đất theo phương ngang nhà ở dạng dao động đầu tiên Thông tin chung.

      Tính toán tiết diện

      Tính cốt thép dầm

      Chương trình này có ưu điểm là tính toán đơn giản, ngắn gọn, và dễ dàng, thuận tiện khi sử dụng và kiểm tra độ chính xác của kết qủa tính. Cánh nằm trong vùng chịu kéo nên ta tính toán với tiết diện chữ nhật 40x70cm đặt cốt đơn. +Nếu α >m αR: thì tăng kích thước tiết diện hoặc tăng cấp độ bền nén của bêtông hoặc đặt cốt kép.

      Bề rộng cánh b'f dùng để tính toán lấy từ điều kiện: bề rộng mỗi bên cánh, tính từ mép bụng dầm không được lớn hơn 1/6 nhịp cấu kiện và lấy b'f không lớn hơn 1/2 khoảng cách thông thuỷ của các sườn dọc. Mf: giá trị mômen ứng với trường hợp trục trung hoà đi qua mép dưới của cánh. Khi điều kiện trên không thoả mãn thì cần tăng kích thước tiết diện hoặc tăng cấp độ bền của bêtông.

      -Cốt thép dầm sau khi tính ra được bố trí tuân theo các yêu cầu cấu tạo của cấu kiện chịu uốn. -Việc cắt, uốn, neo cốt thép cũng tuân theo các yêu cầu cấu tạo như qui định.

      BẢNG TÍNH THÉP DỌC DẦM KHUNG
      BẢNG TÍNH THÉP DỌC DẦM KHUNG

      Tinh toán tiết diện cột : .1.Vật liệu

      Dựa vào độ lệch tâm e0 và giá trị nén giá trị x1 để phân biệt các trường hợp tính toán. Lực cắt lớn nhất lấy từ bảng tổ hợp nội lực từ Sap: Qmax.(THBAO). Kiểm tra điều kiện : Qmax<0,6.Rbt.b.h0 thì bê tông đủ khả năng chịu cắt nên cốt đai đặt theo cấu tạo.

      Do đó tất cả các cột khung trục C đều đặt cốt đai theo cấu tạo. Sau khi tính toán được cốt thép, ta tiến hành chọn thép và bổ trí.Việc bố trí thép cột tuân theo các yêu cầu cấu tạo cốt thép của cấu kiện chịu nén. Những cột cú hàm lượng cốt thộp bộ àt<àminhoặc õm thỡ đặt thộp theo cấu tạo, thoả món điều kiện:Fa ≥àmin.bho.

      Tính toán vách cứng V2

      Từ nội lực tại các mặt cắt của các trường hợp tải ta tổ hợp nội lực để tìm các cặp nội lực nguy hiểm nhất rồi kiểm tra khả năng chịu lực của vách cứng. Kết quả tổ hợp được nội lực lớn nhất ở chân vách được dùng kiểm tra cho 4 tầng tiếp theo. Nhận thấy, với nội lực vách tính toán như trên thì với hàm lượng thép đặt theo cấu tạo à=0.0005 cũng đó thỏa món yờu cầu chịu lực.

      - Độ bền danh nghĩa của Bê tông và cốt thép khi chịu cắt là Vc và Vs. - Chiều cao làm việc của tiết diện là d được lấy bằng khoảng cách của thớ biên chịu nén đến trọng tâm của toàn bộ cốt thép chịu kéo. + Giá trị độ bền danh nghĩa của Bê tông theo lực cắt có thể lấy theo giá trị Vc.

      Chọn thép ngang theo tính toán nhưng cũng thỏa mãn các điều kiện cấu tạo là hàm lượng thộp à>0.0025.

      Điều kiện địa chất công trình

      Địa tầng

      ⇒Lớp 6 là lớp cát thô cuội sỏi, ở trạng thái chặt, có biến dạng lún ít, tính năng xây dựng tốt.

      Lựa chọn mặt cắt địa chất để tính móng

      Điều kiện địa chất, thuỷ văn

      Lựa chọn giải pháp móng

      Cọc ép

      Cọc khoan nhồi

      ⇒Căn cứ vào tải trọng tác dụng truyền xuống móng, điều kiện địa chất và trên cơ sở phân tích những ưu, nhược điểm của các loại cọc ta chọn phương án móng cọc khoan nhồi thiết kế cho công trình.

      Thiết kế cọc khoan nhồi

        -Dựa vào điều kiện địa chất công trình, tải trọng tác dụng xuống móng ta chọn kích thước tiết diện: đường kính D=0.8 m, cho cọc cắm vào lớp cát thô lẫn cuội sỏi ở cao trình -41.2 m một đoạn 6 m. Nđ : Tổng lực đứng kể đến công trình tại đáy đài PTK : Sức chịu tải của cọc. Ta kiểm tra tải trọng tác dụng lên cọc với tổng lực dọc tính toán, momen theo 2 phương (Mx , My), lực ngang theo 2 phương (Qx , Qy).

        -Vì móng chịu tải trọng lệch tâm theo hai phương x,y, lực tác dụng xuống cọc bất kì∑. Vì tải trọng tác dụng lên cọc nhỏ hơn sức chịu tải tính toán của cọc cho nên thiết kế cọc như trên là hợp lý. →Nền đất dưới mũi cọc đủ sức chịu tải, ta tiến hành kiểm tra lún cho móng khối qui ước.

        Việc kiểm tra lún cho móng cọc khoan nhồi được tiến hành thông qua việc kiểm tra lún của móng khối qui ước. -Chia nền đất dưới đáy móng khối qui ước thành các lớp đất có chiều dày hi. Như vậy đài cọc không bị đâm thủng tự do theo góc ϕ=45o mà bị đâm thủng hạn chế theo góc α>450.

        N=1751.3 T lực nén thủng , lấy bằng tổng hợp các lực nén thủng lên hai mặt đáy của tháp nén thủng. Việc tính toán đài chịu uốn được tiến hành theo trị số moment tại các tiết diện thẳng đứng của đài ở mép cột.

        Thiết kế móng M1 cho cột C2, C3

          Giả thiết coi đài cọc, cọc và phần đất giữa các cọc là móng khối qui ước. Vẽ tháp chọc thủng thì lăng thể chọc thủng trùm qua tất cả các cọc. N=3026.3 T lực nén thủng , lấy bằng tổng hợp các lực nén thủng lên hai mặt đáy của tháp nén thủng.