Cơ sở thiết kế

B. NỘI DUNG PHẦN THIẾT KẾ BẢN VẼ THI CÔNG - PHẦN NGẦM

1.3. Cơ sở thiết kế

1.3.1. Bản vẽ :

- Phần hồ sơ TKBVTC của bộ môn Kiến trúc công trình : Nhà ở chung cư cao tầng CT1 do Công ty Cổ phần Tư vấn Công nghệ Thiết bị và Kiểm định Xây dựng (CONINCO) lập tháng 03 năm 2015.

- Phần hồ sơ TKBVTC của các bộ môn Điện, Điều hoà, Cấp thoát nước, Thông tin

….. công trình : Nhà ở chung cư cao tầng CT1 do Công ty Cổ phần Tư vấn Công nghệ Thiết bị và Kiểm định Xây dựng (CONINCO) lập tháng 03 năm 2015.

1.3.2. Tài liệu :

1.3.2.1. Các Tiêu chuẩn, Quy phạm áp dụng trong tính toán.

+ QCVN 02:2009/BXD Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về số liệu điều kiện tự nhiên dùng trong xây dựng;

+ QCVN 07:2011/BKHCN Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về thép làm cốt bê tông;

+ TCVN 2737 : 1995 Tải trọng và tác động - Tiêu chuẩn thiết kế;

+ TCXD 229 : 1999 Chỉ dẫn tính toán thành phần động của tải trọng gió theo tiêu chuẩn TCVN 2737 : 1995;

+ TCVN 9386 : 2012 Thiết kế công trình chịu động đất;

+ TCVN 5574 : 2012 Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép - Tiêu chuẩn thiết kế;

+ TCXD 198 : 1997 Nhà cao tầng - Thiết kế bê tông cốt thép toàn khối;

+ TCVN 5573 : 2011 Kết cấu gạch đá và gạch đá cốt thép -Tiêu chuẩn thiết kế;

+ TCVN 10304 : 2014 Móng cọc - Tiêu chuẩn thiết kế;

+ TCVN 9362: 2012 Tiêu chuẩn thiết kế nền nhà và công trình;

+ TCVN 9379: 2012 Kết cấu xây dựng và nền – Nguyên tắc cơ bản về tính toán;

+ TCVN 9393 : 2012 Cọc – Phương pháp thử nghiệm tại hiện trường bằng tải trọng tĩnh ép dọc trục;

+ TCVN 9395 : 2012 Cọc khoan nhồi – Thi công và nghiệm thu;

+ TCVN 9396 : 2012 Cọc khoan nhồi – Xác định tính đồng nhất của bê tông – Phương pháp xung siêu âm;

+ TCVN 1651-1 : 2008 Thép cốt bê tông. Phần 1 – Thép thanh tròn trơn;

+ TCVN 1651-2 : 2008 Thép cốt bê tông. Phần 2 – Thép thanh vằn;

+ TCVN 9392 : 2012 Thép cốt bê tông – Hàn hồ quang;

+ TCVN 1451 : 1998 Gạch đặc đất sét nung;

+ TCVN 1450 : 2009 Gạch rỗng đất sét nung;

+ TCVN 6477:2011 Gạch bê tông

+ TCVN 9345 : 2012 Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép - Hướng dẫn kỹ thuật phòng chống nứt dưới tác động của khí hậu nóng ẩm;

+ TCVN 1765 : 1975 Thép Các bon kết cấu thông thường, mác thép và yêu cầu kỹ thuật;

+ TCVN 1766 : 1975 Thép Các bon kết cấu chất lượng tốt, mác thép và yêu cầu kỹ thuật;

+ TCVN 6522 : 2008 Thép tấm kết cấu cán nóng;

+ TCVN 5709 : 2009 Thép Các bon cán nóng dùng làm kết cấu trong xây dựng. Yêu cầu kỹ thuật;

+ TCVN 3223 : 2000 Que hàn điện dùng thép các bon thấp và hợp kim thấp. Ký hiệu, kích thước và yêu cầu kỹ thuật chung;

+ TCVN 3909 : 2012 Que hàn điện dùng thép các bon thấp và hợp kim thấp. Phương pháp thử;

+ TCVN 1916 : 1995 Bu lông, vít, vít cấy và đai ốc. Yêu cầu kỹ thuật;

+ TCVN 8790 : 2011 Sơn bảo vệ kết cấu thép. Thi công và nghiệm thu;

+ TCVN 9384 : 2012 Băng chắn nước dùng trong mối nối công trình xây dựng – Yêu cầu sử dụng;

1.3.2.2. Tài liệu tham khảo:

- Các tài liệu, giáo trình, hướng dẫn tính toán, cấu tạo kết cấu trong và ngoài nước.

- ACI 318:2008 Tiêu chuẩn thiết kế bê tông cốt thép Hoa Kỳ;

- BS 8110:1997 Tiêu chuẩn thiết kế bê tông cốt thép Anh Quốc.

1.3.2.3. Báo cáo khảo sát địa chất công trình:

- Báo cáo khảo sát địa chất Dự án: Đầu tư xây dựng tổ hợp văn phòng, dịch vụ thương mại và nhà ở cao tầng HANOVID do Công ty Cổ phần Dịch vụ Địa chất khoáng sản Việt lập năm 2014.

1.3.3. Các phần mềm máy tính đã sử dụng trong tính toán.

- Chương trình phân tích kết cấu ETABS ver. 9.7.4 (Mỹ).

- Chương trình phân tích kết cấu SAFE ver. 12.3 (Mỹ).

- Chương trình phân tích tường trong đất Plaxis ver8.2 (Hà Lan).

- Các phần mềm Microsoft Office: Excel, Word

1.3.4. Vật liệu sử dụng:

1.3.4.1. Bê tông :

- Đối với cấu kiện cọc khoan nhồi D1500 sử dụng bê tông cấp độ bền chịu nén B35 (tương ứng bê tông mác M450) với các thông số như sau:

+ Cường độ chịu nén khối vuông (150×150) sau 28 ngày: Bm= 450 kG/cm2 + Cường độ tính toán gốc chịu nén dọc trục: Rb = 195 kG/cm2

+ Cường độ tính toán gốc chịu kéo dọc trục: Rbt = 13 kG/cm2 + Mô đun đàn hồi của vật liệu : Eb = 345 000 kG/cm2.

- Đối với cấu kiện cọc khoan nhồi D800 sử dụng bê tông cấp độ bền chịu nén B25 (tương ứng bê tông mác M350) với các thông số như sau:

+ Cường độ chịu nén khối vuông (150×150) sau 28 ngày: Bm= 350 kG/cm2 + Cường độ tính toán gốc chịu nén dọc trục: Rb = 145 kG/cm2

+ Cường độ tính toán gốc chịu kéo dọc trục: Rbt = 10.5 kG/cm2 + Mô đun đàn hồi của vật liệu : Eb = 300 000 kG/cm2.

- Đối với các cấu kiện đài cọc, dầm móng, nền tầng hầm, tường tầng hầm, đường dốc gara xe và dầm sàn các tầng… sử dụng bê tông cấp độ bền chịu nén B30 (tương ứng bê tông mác M400) với các thông số như sau:

+ Cường độ chịu nén khối vuông (150×150) sau 28 ngày: Bm= 400 kG/cm2 + Cường độ tính toán gốc chịu nén dọc trục: Rb = 170 kG/cm2

+ Cường độ tính toán gốc chịu kéo dọc trục: Rbt = 12 kG/cm2 + Mô đun đàn hồi của vật liệu : Eb = 325 000 kG/cm2.

- Đối với cấu kiện cột, vách từ tầng hầm 1 đến tầng 10 sử dụng bê tông cấp độ bền chịu nén B40 (tương ứng bê tông mác M500) với các thông số như sau:

+ Cường độ chịu nén khối vuông (150×150) sau 28 ngày: Bm= 500 kG/cm2 + Cường độ tính toán gốc chịu nén dọc trục: Rb = 220 kG/cm2

+ Cường độ tính toán gốc chịu kéo dọc trục: Rbt = 14 kG/cm2 + Mô đun đàn hồi của vật liệu : Eb = 360 000 kG/cm2.

- Đối với cấu kiện cột, vách từ tầng 11 đến tầng 20 sử dụng bê tông cấp độ bền chịu nén B35 (tương ứng bê tông mác M450) với các thông số như sau:

+ Cường độ chịu nén khối vuông (150×150) sau 28 ngày: Bm= 450 kG/cm2 + Cường độ tính toán gốc chịu nén dọc trục: Rb = 195 kG/cm2

+ Cường độ tính toán gốc chịu kéo dọc trục: Rbt = 13 kG/cm2 + Mô đun đàn hồi của vật liệu : Eb = 345 000 kG/cm2.

- Đối với cấu kiện cột, vách từ tầng 21 đến mái sử dụng bê tông cấp độ bền chịu nén B30 (tương ứng bê tông mác M400) với các thông số như sau:

+ Cường độ chịu nén khối vuông (150×150) sau 28 ngày: Bm= 400 kG/cm2 + Cường độ tính toán gốc chịu nén dọc trục: Rb = 170 kG/cm2

+ Cường độ tính toán gốc chịu kéo dọc trục: Rbt = 12 kG/cm2 + Mô đun đàn hồi của vật liệu : Eb = 325 000 kG/cm2.

- Đối với các cấu kiện cầu thang bộ, bể phốt, bể nước,… sử dụng bê tông cấp độ bền chịu nén B25 (tương ứng bê tông mác M350) với các thông số như sau:

+ Cường độ chịu nén khối vuông (150×150) sau 28 ngày: Bm= 350 kG/cm2 + Cường độ tính toán gốc chịu nén dọc trục: Rb = 145 kG/cm2

+ Cường độ tính toán gốc chịu kéo dọc trục: Rbt = 10.5 kG/cm2 + Mô đun đàn hồi của vật liệu : Eb = 300 000 kG/cm2.

- Đối với các cấu kiện lanh tô, giằng tường, tam cấp ...: sử dụng bê tông cấp độ bền chịu nén B20 (tương ứng bê tông mác M250) với các thông số như sau:

+ Cường độ chịu nén khối vuông (150×150) sau 28 ngày: Bm = 250 kG/cm2. + Cường độ tính toán gốc chịu nén dọc trục: Rb = 115 kG/cm2.

+ Cường độ tính toán gốc chịu kéo dọc trục: Rbt = 9.0 kG/cm2.

+ Mô đun đàn hồi của vật liệu : Eb = 270 000 kG/cm2.

- Đối với lớp bê tông lót nền: sử dụng bê tông đá dăm 4x6 cấp độ bền chịu nén B7.5 (tương ứng bê tông mác M100) với các thông số sau:

+ Cường độ chịu nén khối vuông (150×150) sau 28 ngày: Bm = 100 kG/cm2. + Cường độ tính toán gốc chịu nén dọc trục: Rb = 45 kG/cm2.

+ Cường độ tính toán gốc chịu kéo dọc trục: Rbt = 4.8 kG/cm2.

+ Mô đun đàn hồi của vật liệu : Eb = 160 000 kG/cm2. 1.3.4.2. Cốt thép trong bê tông :

Các cấu kiện bê tông cốt thép của công trình sử dụng loại thép như sau:

Cốt thép trơn φ<10: sử dụng cốt thép CI, AI (CB240-T) hoặc tương đương, với các thông số như sau:

+ Cường độ giới hạn chảy: fy = 2350 kG/cm2.

+ Cường độ tính toán chịu kéo: Rs = 2250 kG/cm2.

+ Cường độ tính toán chịu nén: Rsc = 2250 kG/cm2.

+ Cường độ tính toán chịu cắt: Rsw = 1750 k/cm2.

- Cốt thép gai 10≤Φ<14: sử dụng cốt thép CII, AII (CB300-V) hoặc tương đương, với các thông số như sau:

+ Cường độ giới hạn chảy: fy = 2950 kG/cm2.

+ Cường độ tính toán chịu kéo: Rs = 2800 kG/cm2.

+ Cường độ tính toán chịu nén: Rsc = 2800 kG/cm2.

+ Cường độ tính toán chịu cắt: Rsw = 2250 kG/cm2.

- Cốt thép gai Φ≥14: sử dụng cốt thép CIII, AIII (CB400-V) hoặc tương đương, với các thông số như sau:

+ Cường độ giới hạn chảy: fy = 3900 kG/cm2.

+ Cường độ tính toán chịu kéo: Rs = 3650 kG/cm2.

+ Cường độ tính toán chịu nén: Rsc = 3650 kG/cm2.

+ Cường độ tính toán chịu cắt: Rsw = 2900 kG/cm2. 1.3.4.3. Kết cấu thép :

- Đối với thép hình, thép tấm, thép ống: Sử dụng thép mác CCT38 hoặc tương đương, với các thông số như sau:

+ Cường độ tính toán chịu kéo của thép: fy = 230 N/mm2. + Cường độ kéo đứt tiêu chuẩn của thép: fu = 380 N/mm2.

+ Mô đun đàn hồi : Es = 210N/mm2.

- Bu lông liên kết dầm chính: Sử dụng cấp độ bền 8.8 hoặc tương đương, với các thông số sau:

+ Cường độ tính toán chịu cắt: fvb = 320 N/mm2.

+ Cường độ tính toán chịu kéo: ftb = 400 N/mm2.

- Bu lông liên kết dầm phụ: Sử dụng cấp độ bền 5.6 hoặc tương đương, với các thông số sau:

+ Cường độ tính toán chịu cắt: fvb = 190 N/mm2. + Cường độ tính toán chịu kéo: ftb = 210 N/mm2.

- Bu lông neo được chế tạo từ thép có mác CCT38 hoặc tương đương với các thông số sau:

+ Cường độ tính toán chịu kéo của thép: fy = 230 N/mm2. + Cường độ kéo đứt tiêu chuẩn của thép: fu = 380 N/mm2.

+ Mô đun đàn hồi: Es = 210 N/mm2.

- Liên kết hàn sử dụng que hàn loại N42 hoặc tương đương, với các thông số sau:

+ Cường độ kéo đứt tiêu chuẩn của thép: fu = 410 N/mm2. + Cường độ tính toán: fwf = 180 N/mm2. 1.3.4.4. Kết cấu tường xây, khối xây:

- Các khối xây bao mặt ngoài công trình sử dụng loại gạch nung đặc M75, vữa xi măng mác M50, và trát bằng cát vữa xi măng cát vàng mác M100.

- Tường xây ngăn chia phòng bên trong dùng gạch xi măng cốt liệu M75, vữa xây xi măng cát mác M75, và trát bằng vữa xi măng cát vàng mác M100.

1.3.5. Tải trọng và Tổ hợp tải trọng :

1.3.5.1. Tĩnh tải :

Tĩnh tải bao gồm trọng lượng các vật liệu cấu tạo nên công trình.

STT Vật liệu Tải trọng tiêu chuẩn

(kG/m3)

Hệ số vượt tải

1 Bê tông cốt thép 2500 1.1

2 Thép 7850 1.05

3 Khối xây gạch đặc 1800 1.2

4 Khối xây gạch xi măng cốt

liệu 1500 1.2

5 Vữa xi măng 1800 1.3

6 Trần treo + hệ thống kỹ thuật 50 kG/m2 1.1

7 Nước (bể nước ngầm, bể

nước mái, bể phốt) 1000 1.0

8 Gạch lát 1800 1.1

9 Đất đắp trồng cây sân vườn 1500 1.2

1.3.5.2. Hoạt tải :

Hoạt tải bao gồm trọng lượng của con người, các đồ vật, vật liệu, thiết bị ...đặt tạm thời hoặc dài hạn lên các cấu kiện công trình.

STT Khu vực

Hoạt tải tiêu chuẩn

(kG/m2) Hệ số

vượt tải

Toàn phần Phần dài hạn

1 Khu vực văn phòng làm việc 200 100 1.2

2 Khu vực sảnh, hành lang, cầu

thang 300 100 1.2

4 Khu vực vệ sinh công cộng 200 70 1.2

5 Khu vực trung tâm thương mại 400 140 1.2

6 Khu vực căn hộ chung cư 150 30 1.3

7 Khu vực sinh hoạt cộng đồng 500 180 1.2

8

Khu vực sân trên tầng 1 cốt -0.45 cho phép xe cứu hỏa 33 tấn đi vào.

2000 - 1

9 Phòng kỹ thuật (cả khối lượng

máy) 750 750 1.2

10 Gara ôtô, xe máy & đường dốc

lên xuống gara 500 180 1.2

11 Khu vực mái bằng có sử dụng 150 50 1.3

12 Khu vực mái không sử dụng 75 75 1.3 1.3.5.3. Tải trọng gió :

Tải trọng gió được tính theo Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 2737 – 1995, công trình được xây dựng tại khu vực Quận Hà Đông – Thành phố Hà Nội có W0 = 95 kG/m2 (Vùng áp lực gió II-B, dạng địa hình B).

Hạng mục công trình có chiều cao 113,8m lớn hơn 40m, do vậy phải xét tới cả thành phần tĩnh và phần động của tải trọng gió.

Theo TCXD 229: 1999 - Chỉ dẫn tính toán thành phần động của tải trọng gió theo TCVN 2737: 1995, đối với nhà cao tầng có chiều cao lớn hơn 40m ta sẽ tính toán tải trọng gió động cho i dạng dao động đầu tiên thoả mãn điều kiện :

fi+1>fL>fi

Trong đó:

- fi, fi+1 : tần số dao động riêng thứ i, i+1

- fL:giá trị giới hạn của tần số dao động riêng (Hz) mà khi f > fL cho phép không tính tới lực quán tính phát sinh khi công trình dao động. Theo tiêu chuẩn, đối với nhà cao tầng trong vùng gió II-B thì fL=1.3 (Hz).

Với những dao động thoả mãn điều kiện trên, giá trị tiêu chuẩn thành phần động của gió ở độ cao z theo dạng dao động thứ i sẽ là :

Wp = Mj * xi * yi * xji

Trong đó:

- Mj: Khối lượng tập trung của phần công trình tại mức sàn thứ j

- xix: Hệ số động lực, phụ thuộc vào e, d (độ giảm lôga) ứng với dao động thứ i - ex: hệ số phụ thuộc vào tần số dao động riêng fi

- yi: Hệ số xác định theo công thức (4.5) TCXD 229:1999:

yi = n (xji .WFj) / n (xji2. Mj)

- WFj (x): Giá trị tính toán thành phần động của gió ở độ cao z, tính theo công thức:

WFj (x)= Wj(x) * zi * n

- Wj(x): Giá trị tính toán thành phần tĩnh của tải trọng gió tại mức sàn thứ j ở độ cao

- ζi: Hệ số áp lực động của tải trọng gió ở độ cao z, xem bảng

- ν: Hệ số tương quan không gian áp lực động của tải trọng gió theo phương X,Y phụ thuộc tham số ρ và χ

- ρ: giá trị tham số ρ theo phương vuông góc

- χ: giá trị tham số χ theo phương vuông góc

- xij : chuyển vị theo phương x,y của mức sàn thứ j ứng với dạng dao động thứ i;

Hệ số chiết giảm khối lượng của các khối lượng chất tạm thời lên công trình trong việc tính toán động lực tải trọng gió được lấy như sau (chi tiết xem bảng 1, TCXD 229:1999):

Dạng khối lượng Hệ số chiết giảm khối

lượng

Bể nước, bể phốt, .... 1

Hoạt tải văn phòng làm việc, ... 0.5

Kho lưu trữ,... 0.8

(Chi tiết xem thêm bản tính trong Phụ lục kết cấu) 1.3.5.4. Tải trọng động đất :

Tải trọng động đất tác động lên công trình được tính toán thiết kế theo tiêu chuẩn TCVN 9386:2012 theo phương pháp phân tích phổ phản ứng dao động.

Công trình được xây dựng tại quận Hà Đông, thành phố Hà Nội, có đỉnh gia tốc nền tham chiếu trên nền loại A là agR = 0,1131g.

Loại đất nền: C;

Hệ số tầm quan trọng γI = 1,25;

Cấp độ dẻo của công trình: Trung bình;

Vì gia tốc nền thiết kế ag = γI.agR = 0,1131g > 0,08g nên công trình nằm ở vùng có động đất mạnh và cần phải tính toán và cấu tạo kháng chấn.

Sau khi xác định được agR và loại đất nền đặt móng, lực động đất (hay là lực cắt đáy) Fb của công trình được tính toán theo phương pháp phổ phản ứng theo công thức:

Fb = Sd (Tk) . m . λ Trong đó:

Sd (Tk) Tung độ của phổ thiết kế tại chu kỳ Tk

Tk Chu kỳ dao động riêng cơ bản thứ k của nhà do chuyển động ngang theo phương đang xét;

m Tổng khối lượng của nhà ở trên móng hoặc ở trên đỉnh của phần cứng phía dưới, tính toán theo

λ Hệ số hiệu chỉnh, lấy như sau:

λ = 0,85 nếu Tk≤ 2 TC với nhà có trên 2 tầng hoặc λ = 1,0 với các trường hợp khác.

Đối với các thành phần nằm ngang của tác động động đất, phổ thiết kế Sd(Tk) được xác định bằng các biểu thức sau:

2 2,5 2

0 : ( ) . .

3 3

B d g

B

T T S T a S T

T q

  

≤ ≤ =  +  − ÷

 

 

: ( ) . .2,5

B C d g

T T T S T a S

≤ ≤ = q

( )





≥

⋅

⋅

≤ =

≤

g

C g

d D C

a

T T S q

T a S T T T

. 5 , . 2 :

β

( )





≥

⋅

⋅

≤ =

g

D C g

d D

a

T T T S q

T a S T T

. 5 . , . 2

: 2

β Trong đó:

ag Gia tốc nền thiết kế trên nền loại A (ag = γ1. agR);

Tc và TD như đã định nghĩa trong 3.2.2.2 TCVN 9386:2012 Sd(T) Tung độ phổ thiết kế

S Hệ số nền, phụ thuộc loại đất nền q Hệ số ứng xử;

β Hệ số ứng với cận dưới của phổ thiết kế theo phương nằm ngang, β= 0,2

Hệ số chiết giảm khối lượng của các khối lượng chất tạm thời lên công trình trong việc tính toán động lực do động đất được lấy theo bảng 3.4 và bảng 4.2 của tiêu chuẩn TCVN 9386:2012.

(Chi tiết xem thêm bản tính trong Phụ lục kết cấu) 1.3.5.5. Tải trọng khác:

Công trình không được tính toán cho các tải trọng khác như:

+ Tải trọng do nổ

+ Tải trọng do va chạm mạnh như xe tải, máy bay

Cần phải xem xét đến trọng lượng của sàn đổ bê tông trong quá trình xây dựng, để được chống đỡ phía bên dưới.

1.3.5.6. Tổ hợp tải trọng:

Tổ hợp tải trọng tiêu chuẩn để tính toán và kiểm tra kết cấu theo các yêu cầu về biến dạng và bề rộng vết nứt (Trạng thái giới hạn về sử dụng)

Tổ hợp tải trọng tính toán để thiết kế và kiểm tra kết cấu theo các yêu cầu về khả năng chịu lực của cấu kiện (Trạng thái giới hạn về cường độ) :

Tổ hợp tải

trọng Tĩnh tải Hoạt tải Gió phương X

Gió phương Y

Động đất phương X

Động đất phương Y

1 1.0 1.0

2 1.0 0.9 + 0.9

3 1.0 0.9 - 0.9

4 1.0 0.9 + 0.9

5 1.0 0.9 - 0.9

6 1.0 ψ2i +1.0 + 0.3

7 1.0 ψ2i + 0.3 + 1.0

Ghi chú: ψ2i : hệ số tổ hợp tải trọng đặc biệt do tác động của động đất (tra bảng 3.4, TCVN 9386:2012).