Chung cư cao cấp marvel land

NHU CẦU XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH: Một đất nước muốn phát triển một cách mạnh mẽ trong tất cả các lĩnh vực kinh tế xãhội, trước hết cần phải có một cơ sở hạ tầng vững chắc, tạo điều kiện tốt v

NHU CẦU XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH

Để thúc đẩy sự phát triển toàn diện của đất nước, cần xây dựng cơ sở hạ tầng vững chắc nhằm tạo điều kiện thuận lợi cho sinh hoạt và công việc của người dân Trong bối cảnh đất nước ngày càng khẳng định vị thế trong khu vực và quốc tế, việc nâng cao chất lượng cuộc sống và đáp ứng nhu cầu về chỗ ở trở thành ưu tiên hàng đầu Với dân số ngày càng tăng, nhu cầu mua đất xây dựng nhà ở tăng cao nhưng quỹ đất hạn chế khiến giá đất leo thang, gây khó khăn cho người dân Giải pháp hiệu quả là phát triển các chung cư cao tầng và quy hoạch khu dân cư mới tại các quận, khu vực ngoại ô trung tâm thành phố, giúp giải quyết nhu cầu nhà ở cấp thiết và thúc đẩy đô thị hóa bền vững.

Với sự phát triển của nền kinh tế thành phố và sự mở rộng của thị trường đầu tư nước ngoài, lĩnh vực bất động sản văn phòng, khách sạn cao tầng và chung cư cao cấp đang ngày càng sôi động Các dự án xây dựng cao ốc chất lượng cao này hứa hẹn sẽ đáp ứng nhu cầu sinh hoạt ngày càng cao của cộng đồng dân cư Sự đầu tư mạnh mẽ vào các công trình cao tầng không chỉ góp phần nâng cao chất lượng cuộc sống mà còn thúc đẩy sự phát triển bền vững của thành phố trong tương lai.

Sự xuất hiện ngày càng nhiều của các cao ốc trong và ngoài thành phố không chỉ đáp ứng nhu cầu cấp bách về cơ sở hạ tầng mà còn góp phần thay đổi diện mạo mới cho đô thị Ngoài ra, việc phát triển các tòa nhà cao tầng còn tạo ra nhiều cơ hội việc làm cho người dân địa phương, thúc đẩy phát triển kinh tế của khu vực.

Trong ngành xây dựng, sự xuất hiện của các nhà cao tầng không chỉ nâng cao tính thẩm mỹ và hiệu quả sử dụng không gian mà còn đóng vai trò quan trọng trong việc thúc đẩy sự phát triển của ngành nhờ việc tiếp thu và áp dụng các kỹ thuật hiện đại, công nghệ tiên tiến trong tính toán, thi công và xử lý thực tế Các phương pháp thi công hiện đại từ nước ngoài góp phần nâng cao chất lượng và giảm thiểu thời gian thi công, thúc đẩy sự đổi mới và phát triển bền vững trong ngành xây dựng.

Chung cư cao cấp MARVEL LAND được thiết kế và xây dựng nhằm đáp ứng các mục tiêu về không gian sống hiện đại và tiện nghi Với sứ mệnh tạo ra một tương lai mới lý tưởng cho sinh hoạt, giải trí và làm việc, dự án hướng tới mang đến một không gian cư trú cao tầng chất lượng cao, đầy đủ tiện nghi Công trình góp phần nâng cao chất lượng cuộc sống của cư dân và đáp ứng nhu cầu ngày càng cao về nơi ở sang trọng, tiện nghi.

ĐỊA ĐIỂM XÂY DỰNG

Mặt đường gần Quốc lộ 52, nằm trên đường Mai Chí Thọ, gần siêu thị Big C và trung tâm thương mại The Estella, cách Vincom Thảo Điền 1km và cầu Sài Gòn 2km, giúp cư dân dễ dàng di chuyển và sinh hoạt hàng ngày Khu vực thuận lợi cho việc đi lại, sinh hoạt của cư dân sống và làm việc tại tòa nhà, mang lại tiện ích cạnh tranh và thuận lợi cho cuộc sống hàng ngày.

Công trình nằm tại vị trí đắc địa phía đông cách trung tâm thành phố 5km, giáp Quốc lộ 52 tạo điều kiện thuận lợi cho giao thông và sinh hoạt của cư dân Dự án dự kiến thi công từ 2020 đến cuối năm 2021, sau khi hoàn thành sẽ góp phần nâng cao chất lượng môi trường sống hiện đại, đáp ứng nhu cầu nhà ở của người dân thành phố.

Hình 1.1Vị trí công trình trên bản đồ

QUY MÔ CÔNG TRÌNH

- Quy mô xây dựng của công trình: 20 tầng + Sân thượng + 2 tầng hầm

- Tổng diện tích sàn xây dựng hầm: 1776 m 2

- Cao độ tầng trệt cao hơn cao độ nền sân: 1.2 m

- Tổng chiều cao công trình so với nền sân: 72.8 m

- Diện tích đất xây dựng (bao gồm công trình phụ): 1748 m 2

- Hệ số sử dụng đất: 11

- Chiều cao từng tầng: Hầm 1 và Hầm 2 cao 3.4m, Tầng 1 cao 4.2m, Tầng 2 cao 3.6m, Tầng 3 cao 3.9m và Tầng 4 đến Sân thượng cao 3.4m.

- Tổng diện tích sàn xây dựng: 20000 m 2

- Thành phần tầng: chủ yếu với 112 căn hộ với diện tích từ 70-120 m 2 , 5 văn phòng + Hội trường + Sân đa năng với diện tích hơn 2000 m 2

GIẢI PHÁP KIẾN TRÚC

4.1 Giải pháp mặt bằng và phân khu chức năng:

Mặt bằng có dạng hình chữ nhật với diện tích khu đất như ở trên Tầng hầm 1, hầm

Tầng hầm nằm ở cốt cao độ -6.800m, được thiết kế với ram dốc xoáy dẫn từ hầm lên mặt đất để thuận tiện di chuyển Lối ra vào được bố trí hợp lý, đảm bảo diện tích lớn chủ yếu dành cho để xe và đi lại, đồng thời các hộp gain được sắp xếp khoa học nhằm tối ưu không gian Hệ thống cầu thang bộ và thang máy đặt tại vị trí trung tâm nhằm thuận tiện cho việc đi lại và dễ dàng nhận biết ngay từ khi bước vào Ngoài ra, hệ thống phòng cháy chữa cháy (PCCC) cũng được thiết kế dễ nhìn thấy, tăng cường an toàn cho công trình.

Tầng 1 đến tầng kỹ thuật được bố trí các văn phòng, phòng kỹ thuật và dịch vụ công cộng nhằm phục vụ các công việc cần thiết Việc thiết kế các phòng này dựa trên kiến trúc mặt bằng đã tối ưu hóa khả năng hoạt động và quản lý dễ dàng Riêng tầng 1 còn có thêm một cầu thang bộ nằm ở một phía của tòa nhà, tạo thuận lợi cho việc di chuyển và đảm bảo an toàn cho người sử dụng.

Các tầng từ 4 đến 16 thể hiện rõ chức năng của khối nhà, trong đó phần diện tích còn lại sau khu vệ sinh và khu vực giao thông nội bộ dành cho các căn hộ sinh hoạt hàng ngày Mỗi căn hộ có gian bếp và kho chứa riêng biệt, được bố trí hợp lý quanh lõi tòa nhà để tối ưu hóa không gian Hệ thống thang máy gồm 3 thang và 1 thang bộ chung tạo điều kiện thuận lợi cho việc di chuyển, cũng như đảm bảo an toàn thoát hiểm trong các trường hợp khẩn cấp.

Tầng sân thượng còn lại dùng cho hội trường và sân đa năng để tăng hiệu quả sử dụng chung của tòa nhà.

Phần lõi tòa nhà được bố trí 3 thang máy và 1 thang bộ đáp ứng việc di chuyển giữa các tầng.

Hình 1.2Mặt bằng Tầng điển hình

Hình 1.3 Mặt cắt đứng công trình

4.2 Giải pháp giao thông bên trong tòa nhà:

 Giao thông đứng: có 3 buồng thang máy, 2 cầu thang bộ, 1 buồng kĩ thuật.

 Giao thông ngang: hành lang là lối giao thông chính.

GIẢI PHÁP KẾT CẤU

 Hệ kết cấu của công trình là hệ kết cấu khung BTCT toàn khối.

 Mái phẳng bằng bê tông cốt thép và được chống thấm.

 Cầu thang bằng bê tông cốt thép toàn khối.

 Bể chứa nước bằng inox được đặt trên tầng mái Bể dùng để trữ nước, từ đó cấp nước cho việc sử dụng của toàn bộ các tầng.

 Tường bao che dày 200mm, tường ngăn dày 100mm.

 Phương án móng dùng phương án móng sâu.

GIẢI PHÁP KỸ THUẬT

Công trình sử dụng điện được cung cấp linh hoạt từ hai nguồn chính: lưới điện quốc gia và máy phát điện có công suất 150 kV Hệ thống máy phát điện đi kèm với máy biến áp đặt dưới tầng hầm, giúp giảm thiểu tiếng ồn và rung lắc ảnh hưởng đến sinh hoạt hàng ngày Việc bố trí này đảm bảo an toàn, hiệu quả và thuận tiện trong vận hành hệ thống điện của công trình.

Toàn bộ hệ thống dây điện được lắp đặt ngầm trong quá trình thi công, đảm bảo tính thẩm mỹ và an toàn cho công trình Hệ thống cấp điện chính được đi trong hộp kỹ thuật luồn trong gen điện, đặt ngầm trong tường và sàn nhà, giúp tránh tác động của môi trường ẩm ướt và thuận tiện cho công tác sửa chữa, bảo trì sau này Việc lắp đặt điện ngầm không chỉ nâng cao tính an toàn mà còn tối ưu hóa không gian sinh hoạt và làm việc.

Hệ thống cấp nước công trình lấy nguồn từ bể chứa ngầm sau đó bơm nước lên bể nước mái để phân phối đến các tầng qua hệ thống ống chính Hệ thống bơm tự động hoàn toàn nhằm duy trì đủ lượng nước trong bể mái, đảm bảo cung cấp nước sinh hoạt và cứu hỏa liên tục.

Các đường ống dẫn nước qua các tầng đều được bọc trong hộp gen nước nhằm đảm bảo an toàn và chống rò rỉ Hệ thống cấp nước đi ngầm trong các hộp kỹ thuật giúp bảo vệ hệ thống khỏi tác động bên ngoài và dễ dàng bảo trì Đặc biệt, các đường ống cứu hỏa chính luôn được bố trí hợp lý để đảm bảo hoạt động hiệu quả trong các tình huống khẩn cấp.

Hệ thống thoát nước mái sẽ thu nước mưa qua các lỗ dẫn và chảy vào các ống thoát nước mưa xuống phía dưới Riêng hệ thống thoát nước thải được thiết kế với đường ống riêng biệt, đảm bảo vệ sinh và an toàn Nước thải từ các buồng vệ sinh sẽ được dẫn qua hệ thống ống riêng để đưa vào bể xử lý nước thải, trước khi được xả vào hệ thống thoát nước chung, giúp bảo vệ môi trường và duy trì hoạt động sản xuất sạch sẽ.

Các tầng đều có cửa sổ và giếng trời thuận tiện cho việc đón gió và thoát gió giúp không khí điều hòa đều bên trong tòa nhà.

Các tầng trong công trình được chiếu sáng tự nhiên nhờ vào các cửa kính bố trí bên ngoài và các giếng trời, mang lại lượng ánh sáng tối ưu và tiết kiệm năng lượng Hệ thống chiếu sáng nhân tạo được lắp đặt hợp lý để đảm bảo ánh sáng đầy đủ tại những khu vực cần thiết, nâng cao hiệu quả sử dụng và tạo môi trường làm việc thoải mái.

Hệ thống chống sét của công trình được trang bị theo đúng tiêu chuẩn yêu cầu, đảm bảo an toàn và hiệu quả trong việc phòng chống sét Cần tuân thủ tiêu chuẩn chống sét cho nhà cao tầng theo TCVN 46-84 để đảm bảo tính pháp lý và độ tin cậy của hệ thống Việc thiết kế hệ thống chống sét phù hợp giúp bảo vệ toàn diện công trình khỏi các thiệt hại do sét gây ra.

6.6 Hệ thống xử lí rác thải:

Rác thải được tập trung tại các tầng theo vị trí đã được bố trí hợp lý, đảm bảo dễ dàng thu gom và xử lý Mỗi sáng, bộ phận chuyên trách sẽ đưa rác thải đến khu xử lý hàng ngày với tần suất 1 lần/ngày, giúp duy trì vệ sinh chung Gian chứa rác được thiết kế kín đáo và xử lý kỹ lưỡng nhằm tránh phát sinh mùi hôi, hạn chế ô nhiễm môi trường xung quanh, góp phần bảo vệ sức khỏe cộng đồng.

6.7 Hệ thống PCCC – Thoát hiểm:

Hệ thống báo cháy được lắp đặt tại mọi khu vực cho thuê để đảm bảo an toàn phòng cháy chữa cháy Các bình cứu hỏa được trang bị đầy đủ và phân bổ hợp lý tại các hành lang, cầu thang nhằm sẵn sàng ứng phó khi có sự cố cháy nổ Việc bố trí thiết bị phòng cháy chữa cháy tuân thủ hướng dẫn của ban phòng cháy chữa cháy thành phố Hà Nội, đảm bảo tiêu chuẩn an toàn cho toàn bộ khu vực.

GIẢI PHÁP XANH CHO CÔNG TRÌNH

Trồng cây xung quanh khuôn viên tòa nhà hoặc trong chậu, ban công giúp tạo không gian xanh mát, trong lành Khu vực dưới giếng trời cũng là nơi lý tưởng để trồng cây cảnh hoặc đặt bể cá phong thủy, mang lại sự hài hòa và cân bằng cho không gian sống Việc sử dụng cây xanh trong kiến trúc không chỉ nâng cao thẩm mỹ mà còn thúc đẩy môi trường sống xanh, sạch và tốt cho sức khỏe.

CƠ SỞ THIẾT KẾ

1.1 PHÂN TÍCH VÀ LỰA CHỌN HỆ KẾT CẤU CHỊU LỰC:

1.1.1 Hệ kết cấu chịu lực theo phương đứng:

Căn cứ vào khả năng tiếp thu tải trọng, nhất là đối với tải trọng ngang có thể chia thành các hệ chịu lực như sau:

Đối với công trình có quy mô gồm 2 tầng hầm và 20 tầng nổi, hệ kết cấu khung – vách lõi được lựa chọn để chịu tải trọng đứng và ngang hiệu quả Hệ kết cấu này giúp giảm tác động khác vào công trình, đồng thời hạn chế chuyển vị ngang khi các tầng hoạt động cùng nhau Nhờ đó, công trình đảm bảo độ ổn định và an toàn trong quá trình xây dựng và vận hành.

1.1.2 Hệ kết cấu theo phương ngang:

Hệ sàn có ảnh hưởng lớn đến hiệu suất và không gian làm việc của kết cấu công trình Việc lựa chọn phương án sàn phù hợp đóng vai trò quan trọng trong đảm bảo tính khả thi và an toàn của công trình Phân tích kỹ lưỡng giúp xác định phương án sàn tối ưu, phù hợp với đặc điểm kết cấu và yêu cầu kỹ thuật Trong đó, sinh viên đã chọn hệ sàn sườn bê tông cốt thép sử dụng hệ dầm trực giao để đảm bảo chiều cao trần 3.4m và giảm thiểu độ võng cho sàn có nhịp lớn (11m x 10.4m) Lựa chọn này giúp nâng cao khả năng chịu lực, giảm võng sàn và tối ưu hóa không gian sử dụng trong công trình.

 Cấu tạo: Dùng các hệ dầm phụ đỡ sàn, dầm phụ được đỡ bởi dầm chính, dầm chính được đỡ bởi cột

 Ưu điểm: Tính toán đơn giản, được sử dụng phổ biến

 Nhược điểm: Tốn kém vật liệu khi thi công, độ võng cao nếu vượt nhịp lớn

1.2 CÁC TIÊU CHUẨN QUY ĐỊNH DÙNG TRONG TÍNH TOÁN THIẾT KẾ: 1.2.1 Các tiêu chuẩn dùng trong thiết kế kết cấu:

 TCVN 2737:2020: Tải trọng và tác động – Tiêu chuẩn thiết kế.

 TCVN 6203:2012: Cơ sở thiết kế kết cấu – Các ký hiệu – Ký hiệu qui ước chung

 TCXD 198:1997: Nhà cao tầng – Thiết kế kết cấu bê tông cốt théo toàn khối

 TCVN 5574:2018: Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép – Tiêu chuẩn thiết kế

 TCVN 5575:2012: Kết cấu thép – Tiêu chuẩn thiết kế

 TCVN 33:2006: Cấp nước – Mạng lưới đường ống và công trình – Tiêu chuẩn thiết kế

 TCVN 2622 – 1995: Phòng cháy, chống cháy cho nhà và công trình – Yêu cầu thiết kế

 Và các tiêu chuẩn khác có liên quan

1.2.2 Các tiêu chuẩn dùng trong thiết kế nền móng:

 TCXD 205-1998: Móng cọc- Tiêu chuẩn thiết kế

 TCVN 9362-2012: Tiêu chuẩn thiết kế nền nhà và công trỉnh

 TCVN 10304:2014: Móng cọc – Tiêu chuẩn thiết kế

 TCXD 195-1997: Nhà cao tầng – Tiêu chuẩn thiết kế cọc khoan nhồi

 Và các tiêu chuẩn khác liên quan.

 Các tiêu chuẩn dùng trong thiết kế biện pháp kỹ thuật thi công:

 TCVN 4055:2012: Công trình xây dựng – Tổ chức thi công

 TCVN 4252:2012: Quy trình lập thiết kế tổ chức xây dựng và thiết kế tổ chức thi công

 TCVN 4447:2012: Công tác đất - Thi công và nghiệm thu

 TCVN 9361:2012: Công tác nền móng - Thi công và nghiệm thu

 TCVN 9394:2012: Đóng và ép cọc - Thi công và nghiệm thu

 TCVN 9395:2012: Cọc khoan nhồi - Thi công và nghiệm thu

 TCVN 4453:1995: Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép toàn khối – Quy phạm thi công và nghiệm thu

 TCVN 9377-1:2012: Công tác hoàn thiện trong xây dựng – Thi công và nghiệm thu Phần 1: Công tác lát và láng trong xây dựng

 TCVN 9377-2:2012: Công tác hoàn thiện trong xây dựng – Thi công và nghiệm thu Phần 2: Công tác trát trong xây dựng

 TCVN 9377-3:2012: Công tác hoàn thiện trong xây dựng – Thi công và nghiệm thu Phần 3: Công tác ốp trong xây dựng

 TCVN 5308:1991: Quy phạm kỹ thuật an toàn trong xây dựng

 Và các tiêu chuẩn khác có liên quan.

1.2.3 Các tiêu chuẩn về bản vẽ xây dựng:

1.3 CÁC ĐƠN VỊ SỬ DỤNG: Đơn vị lực: kN Đơn vị chiều dài: m Đường kính cốt thép: mm

Diện tích cốt thép: cm 2

Khoảng cách thép đai, thép sàn: mm

1.4 LỰA CHỌN CHỦNG LOẠI VẬT LIỆU:

Hệ khung, dầm, sàn, cầu thang, cột, vách hồ nước sử dụng:

 Bê tông cấp độ bền B30

 Cường độ chịu nén tính toán của bê tông: R b 17MPa

 Cường độ chịu kéo tính toán của bê tông: R bt 1.15MPa

 Modul đàn hồi của bê tông: E b 32500MPa

 Cốt thép chịu lực cho cột, dầm, cầu thang, hồ nước, nhóm CB400V đối với

 Cường độ chịu kéo tính toán và cường độ chịu nén tính toán: s sc 350

 Cường độ chịu kéo của cốt đai và cốt xiên: R s R sc 210MPa (CB240T)

 Modul đàn hồi của cốt thép: E s 20000MPa

 Cốt thép đai, thép sàn, nhóm CB240T đối với   10 m m

 Bê tông cấp độ bền B30

 Cường độ chịu nén tính toán của bê tông: R b 17MPa

 Cường độ chịu kéo tính toán của bê tông: R bt 1.15MPa

 Modul đàn hồi của bê tông: E b 32500MPa

 Cốt thép chịu lực nhóm CB400V đối với   10 m m

 Cốt thép nhóm CB240T đối với   10 m m

1.4.2 Các trị số tiêu chuẩn dùng trong tính toán:

Bê tông cốt thép:   25  kN m / 3 

Tường 100 gạch thẻ (kể cả vữa trát):   2  kN m / 2 

Tường 200 gạch thẻ (kể cả vữa trát):   4  kN m / 2 

Tường 100 gạch ống (kể cả vữa trát):   1.8  kN m / 2 

Tường 200 gạch ống (kể cả vữa trát):   3.3  kN m / 2 

Hoạt tải sử dụng tiêu chuẩn: Dựa theo tài liệu

Hoạt tải sử dụng tính toán được xác định bằng tích của hoạt tải tiêu chuẩn và hệ số độ tin cậy n Hệ số này được quy định như sau: n bằng 1.3 khi hoạt tải tiêu chuẩn p_tc nhỏ hơn 2 kN·m/2, và n bằng 1.2 khi hoạt tải tiêu chuẩn p_tc lớn hơn hoặc bằng 2 kN·m/2.

1.5 LỰA CHỌN SƠ BỘ KÍCH THƯỚC TIẾT DIỆN CÁC CẤU KIỆN:

1.5.1 Chọn sơ bộ tiết diện:

1.5.1.1 Chọn sơ bộ chiều dày bản sàn:

- Công thức chọn sơ bộ chiều dày bản sàn: h s D L

m   40 45  đối với bản làm việc hai phương

m   30 35  đối với bản làm việc một phương

m   10 15  đối với bản uốn 1 phương dạng bản consol

 h min 4cm đối với sàn mái

 h min 5cm đối với sàn nhà ở và công trình công cộng

 hmin 6cm đối với sàn giữa các tầng của nhà sản xuất

 hmin 7cm đối với bản làm từ bê tông nhẹ

L: cạnh chịu lực của bản (cạnh ngắn)

- Ta xét ô bản có kích thước 10 9.5m , vì nhịp lớn hơn 6m nên ta bố trí hệ dầm phụ trực giao:

 Chọn sơ bộ chiều dày sàn tầng điển hình: h s 200mm

 Chọn sơ bộ chiều dày sàn tầng hầm 1, 2: h s 300mm

1.5.1.2 Chọn sơ bộ tiết diện dầm

- Công thức chọn sơ bộ tiết diện dầm: 1 d d d h L

 Ld: Chiều dài dầm đang xét

 md  12 16 : đối với dầm chính

 md  14 18 : đối với dầm phụ

 md   5 7 : đối với dầm consol

Bảng 1.1Chọn sơ bộ kích thước dầm

Loại dầm Tiết diện dầm (cm)

1.5.1.3 Chọn sơ bộ tiết diện cột:

- Công thức chọn sơ bộ tiết diện cột: c b

K: hệ số kể đến moment uốn (k = 1.1 đối với cột trong nhà, k = 1.3 đối với cột biên, k = 1.5 đối với cột góc)

Rb: Cường độ chịu nén của bê tông

N: Tổng tải truyền lên cột đang xét

+ m: số tầng trên cột đang xét

Tải trọng tương đương tính trên mỗi mét vuông mặt sàn bao gồm tải thường xuyên và tạm thời, góp phần đánh giá khả năng chịu lực của nền móng Trong đó, trọng lượng dầm, tường và cột cũng được tính vào tổng tải trọng để đảm bảo độ an toàn của công trình Theo kinh nghiệm, tải trọng này thường dao động từ 10 đến 14 kN/m² đối với các dự án văn phòng, giúp tối ưu hóa thiết kế và đảm bảo đáp ứng các tiêu chuẩn xây dựng.

+ F: diện tích truyền tải lên cột (cm 2 )

Bảng 1.2:Sơ bộ tiết diện cột

Căn lên (cm) Tiết diện

Kiểm tra độ mảnh của cột

Hc: chiều cao thật của cột bc: kích thước cạnh ngắn của cột 1.5.1.4 Chọn sơ bộ tiết diện vách:

- Ht: chiều cao tầng điển hình

- Chọn chiều dày vách thang máy là 300mm

- Chọn chiều dày vách tường tầng hầm là 250mm

1.5.2 Mặt bằng bố trí kết cấu chịu lực:

1.6 CÁC PHẦN MỀM SỬ DỤNG KHI TÍNH TOÁN THIẾT KẾ:

 Các ứng dụng Microsoft Office

TÍNH TOÁN TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN CÔNG TRÌNH

PHÂN LOẠI TẢI TRỌNG

Kết cấu nhà cao tầng được tính toán với các loại tải trọng chính như sau:

 Trọng lượng bản thân kết cấu (DL)

 Tải trọng các lớp hoàn thiện (SDL)

 Hoạt tải sử dụng (LL1, LL2)

 Tính cho các công trình nằm trong vùng có yêu cầu kháng chấn

 Tải tác động trong quá trình thi công

 Áp lực đất, nước ngầm Áp dụng TCVN 2737:1995 Tải trọng và tác động – Tiêu chuẩn thiết kế để tính toán các loại tải trọng tác dụng lên công trình.

TÍNH TOÁN TẢI TRỌNG THIẾT KẾ

2.2.1 Tải trọng bản thân kết cấu (DL):

Tải trọng bản thân của công trình phụ thuộc vào kích thước của từng cấu kiện, đảm bảo tính chính xác trong thiết kế Phần mềm kết cấu tự động tính toán tải trọng bản thân dựa trên các yếu tố về kích thước và đặc điểm của các thành phần cấu kiện, giúp tối ưu hóa quá trình thiết kế và đảm bảo an toàn cho công trình.

2.2.2 Tải trọng các lớp hoàn thiện (SDL):

Chiều dày các lớp cấu tạo được xác định dựa trên bản vẽ kiến trúc, hệ thống kỹ thuật đường ống, thiết bị điện, cùng với hệ số tin cậy theo tiêu chuẩn TCVN 2737:1995 Tùy thuộc vào mục đích và chức năng sử dụng của các ô sàn, ta tiến hành tính toán tải trọng tĩnh tác dụng lên từng ô sàn để đảm bảo độ an toàn và ổn định của công trình.

Lớp vữa trát Bản sàn BTCT Lớp vữa lót Lớp gạch lát Ceramic

Hình 2.1:Các lớp cấu tạo sàn

Ta tính tải trọng các lớp cấu tạo:  2 

 i: Khối lượng riêng của lớp thứ i

Bảng 2.1 trình bày chiều dày của các lớp cấu tạo sàn vệ sinh và ban công cùng với hệ số tin cậy của từng lớp, giúp đảm bảo tính đểan toàn và độ bền của kết cấu Thông tin về chiều dày lớp thứ i và hệ số tin cậy ni là yếu tố quan trọng để lựa chọn vật liệu và thiết kế phù hợp cho các công trình xây dựng Việc xác định chính xác chiều dày các lớp cấu tạo là bước quan trọng nhằm tối ưu hóa khả năng chịu lực và tuổi thọ của sàn vệ sinh và ban công.

Tải trọng tính toán mm kN/m³ (kN/m²) (kN/m²)

2 Lớp vữa lát nền+tạo dốc 30 18 0.54 1.3 0.7

Tải trọng tiêu chuẩn với hệ số vượt tải trung bình n = 1.2 1.56 1.2 1.87

Bảng 2.2:Tải trọng các lớp cấu tạo sàn nhà ở

STT Các lớp cấu tạo Chiều dày

Tải trọng tính toán mm kN/m³ (kN/m²) (kN/m²)

2 Lớp vữa lót tạo dốc 20 18 0.36 1.3 0.47

Lớp sơn chống thấm đàn hồi sika 10

Tải trọng tiêu chuẩn với hệ số vượt tải trung bình n = 1.2 1.52 1.2 1.82

Bảng 2.3:Tải trọng tường truyền vào sàn

Tải trọng tường phân bố đều trên sàn l1xl2 ht Chiều dày Ltường  gtc ng g tc tường g tt tường

- Tải trọng tường phân bố đều trên sàn (TCVN 2737:1995)

- Tải trọng sàn BTCT: g s nh s  bt 1.10.25256.87(kN/m 2 )

- Tải trọng cấu tạo các lớp sàn lấy trung bình cho tất cả công năng:

(g g kN m 2 g ct  ct nhao  ct nvs   

- Tổng hợp các bảng tĩnh tải trên ta được bảng tổng tải trọng lên các ô sàn:

Bảng 2.4:Tổng tĩnh tải trọng tác dụng lên từng ô sàn

Tải trọng tĩnh tải tính toán Tổng tĩnh tải ô sàn l1 l2 g sàn g tuongxay g cautao

2.2.3 Hoạt tải sử dụng (LL1, LL2)

- Tra theoBảng 3 TCVN 2737:1995 Tải trọng và tác động – Tiêu chuẩn thiết kế

- Hoạt tải tính toán phân bố trên sàn

- Trong đó: pc: Hoạt tải tiêu chuẩn được tra bảng theo TCVN 2737-1995 np=1.5 dựa theo TCVN 2737-1995

Bảng 2.5:Hoạt tải sàn sử dụng

Chức năng các phòng của công trình

Hoạt tải toàn phần tiêu chuẩn

Hoạt tải dài hạn tiêu chuẩn

Hoạt tải ngắn hạn tiêu chuẩn

Hoạt tải toàn phần tính toán kN/m 2 kN/m 2 kN/m 2 n kN/m 2

Sảnh, hành lang, cầu thang 3 1 2 1.2 3.6

Văn phòng, phòng ngủ, phòng khách, phòng ăn, vệ sinh.

PHÂN TÍCH GIAO ĐỘNG CÔNG TRÌNH

Chấp nhận các giả thiết

 Xem sàn là tuyệt đối cứng trong mặt phẳng ngang và toàn bộ khối lượng của từng tầng tập trung về cao trình sàn.

 Chuyển vị thẳng đứng của kết cấu được xem là bé so với chuyển vị ngang của nó.

 Các cấu kiện chịu lực theo phương đứng bảo toàn độ cứng ngang và không có khối lượng.

Xem công trình là một thanh công son có khối lượng tập trung hữu hạn Hệ gồm n điểm tập trung khối lượng trên thanh, với các khối lượng tương ứng là M1, M2, , Mn Phương trình vi phân tổng quát mô tả dao động của hệ khi bỏ qua khối lượng của thanh, giúp phân tích chính xác các dao động của hệ trong điều kiện lý tưởng.

  M ,   C ,   K : Ma trận khối lượng, cản và độ cứng của hệ.

U ,U , U : vector gia tốc, vận tốc, dịch chuyển của các toạ độ xác định bậc tự do của hệ.

W'  : véc tơ lực kích động đặt tại các toạ độ tương ứng.

Tần số và dạng dao động riêng của hệ được xác định từ phương trình vi phân thuần nhất không có cản (bỏ qua hệ số cản C):

 là ma trận khối lượng

 là ma trận độ cứng

- Điều kiện tồn tại dao động là:y  0 do đó phải điều kiện thỏa mãn điều kiện:

Mj: khối lượng tập trung ở điểm thứ j

 ij: Chuyển vị tại điểm i do lực đơn vị đặt tại điểm j gây ra

Dưới đây là đoạn văn đã được rút gọn và tối ưu cho nội dung, phù hợp với SEO: Tần số vòng của dao động riêng, ký hiệu là ij (Rad/s), được xác định thông qua phương trình đặt trưng (phương trình 6), giúp xác định các giá trị thực, dương của ωi Việc thay các giá trị này vào phương trình (4) cho phép xác định dạng dao động riêng của hệ thống Khi số n lớn hơn 4, việc giải bài toán trở nên phức tạp và yêu cầu sử dụng các phương pháp tính toán gần đúng hoặc công thức thực nghiệm như Phương pháp Năng lượng Rayleigh, Phương pháp Bunop-Galoockin, cũng như các kỹ thuật như thay thế khối lượng, khối lượng tương đương hay phương pháp sai phân Để hỗ trợ tính toán chính xác tần số và dạng dao động theo lý thuyết, phần mềm ETABS phiên bản 9.7.1 là một công cụ hiệu quả được nhiều kỹ sư sử dụng.

2.3.2 Khảo sát các dạng giao động riêng

2.3.2.1 Gán diaphragms Để đảm bảo giả thiết sàn là tuyệt đối cứng, gán Diaphragm cho tất cả các ô sàn với tên D1 trong Etabs

Ta thực hiệnAssignShell/AreaDiaphragm

Ta thực hiệnDefineMass Source

Hình 2.3:Khai báo Mass source

2.3.2.3 Kết quả phân tích dao động

Xét 15 mode dao động đầu tiên của hệ, nếu không thỏa sẽ tăng số mode

Ta xác định được tần số dao động riêng và các dạng dao động

Hình 2.4:Chu kì dao động (s)

Hình 2.5.Dịch chuyển tỉ đối

Hình 2.6:Khối lượng công trình Mass kN s 2 m

TÍNH TOÁN TẢI TRỌNG GIÓ

2.4.1 Tính toán thành phần tĩnh tải trọng gió

Tải trọng gió gồm 2 phần: thành phần tĩnh và thành phần động Giá trị và phương pháp tính thành phần tĩnh của tải trọng gió được ghi trongmục 6 TCVN 2737-1995

Theo Điều 1.2 của TCXD 229-1999, các công trình cao trên 40m bắt buộc phải xem xét thành phần động của tải trọng gió để đảm bảo an toàn Trong phạm vi thiết kế này, công trình có chiều cao đỉnh 47,7m so với mặt đất tự nhiên, do đó ảnh hưởng của thành phần gió động phải được tính toán và áp dụng để đảm bảo kết cấu chịu lực tốt trong điều kiện gió mạnh.

Lực động của tải trọng gió bao gồm lực xung của vận tốc gió và lực quán tính của công trình gây ra Giá trị của lực này được xác định dựa trên thành phần tĩnh của tải trọng gió, nhân với hệ số phản ánh ảnh hưởng của xung vận tốc gió và lực quán tính của công trình.

Việc tính toán công trình chịu tác dụng động lực của tải trọng gió là yếu tố quan trọng để đảm bảo an toàn và độ bền của kết cấu Quá trình này bao gồm xác định thành phần động của tải trọng gió, giúp hiểu rõ ảnh hưởng của lực gió lên công trình trong các điều kiện khác nhau Đồng thời, phản ứng của công trình trước thành phần động của tải trọng gió cần được phân tích kỹ lưỡng để đánh giá khả năng chịu đựng và ổn định của kết cấu Việc này đặc biệt nhằm xác định các dạng dao động tiêu cực có thể xảy ra, từ đó đưa ra các giải pháp thiết kế phù hợp nâng cao khả năng chống chịu của công trình trước gió mạnh.

2.4.1.1 Cơ sở lý thuyết tính gió tĩnh

Giá trị tính toán thành phần tĩnh của áp lục gió Wjtại điểm j ứng với cao độ zj so với mốc chuẩn xác định theo công thức:

Trong đó: o W0: Giá trị áp lực gió tiêu chuẩn lấy theo phân vùng áp lực gió(Bảng

Trong tiêu chuẩn TCVN 2737:1995, hệ số khí động (theo Bảng 5) đóng vai trò quan trọng trong xác định tác động của gió lên công trình Hệ số z_jk thể hiện mức độ ảnh hưởng của sự thay đổi áp lực gió do độ cao z_j so với mốc chuẩn, được quy định tại Bảng 4 của tiêu chuẩn Ngoài ra, hệ số độ tin cậy của tải trọng gió được đặt là γ = 1.5, nhằm đảm bảo tính an toàn và chính xác trong thiết kế và tính toán các công trình công nghiệp và dân dụng.

Bảng 2.6:Giá trị áp lực gió theo bản đồ phân vùng áp lực gió

Bảng 2.7:Bảng hệ số k kể đến sự thay đổi áp lực gió theo độ cao và địa hình

Vùng áp lực gió trên bản đồ I II III IV V

Địa hình dạng A là loại địa hình trống trải, ít hoặc không có vật cản cao vượt quá 1.5 mét, như bờ biển thoáng đãng, mặt sông, hồ lớn, đồng muối hoặc cánh đồng không có cây cao Đây là khu vực mở, thuận lợi cho các hoạt động như giao thông, phát triển công nghiệp hoặc du lịch nhờ vào đặc điểm đất đai rộng rãi, không bị chắn trở Địa hình này phù hợp cho các dự án cần không gian rộng và ít vật cản, góp phần nâng cao hiệu quả và tính linh hoạt trong xây dựng và phát triển.

Địa hình dạng B là khu vực trải rộng, ít vật cản tự nhiên cao không quá 10m, phù hợp với các hoạt động ngoài trời Vùng này thường nằm ở ngoại ô hoặc các khu vực ít nhà ở, gồm thị trấn, làng mạc, rừng thưa hoặc rừng non, và các vùng trồng cây thưa, tạo điều kiện thuận lợi cho các hoạt động cần không gian mở.

- Địa hình dạng C là địa hình bị che chắn mạnh, có nhiều vật cản sát nhau cao từ 10m trở lên (trong thành phố, vùng rừng rậm)

Công trình thường được xem là thuộc dạng địa hình dựa trên đặc điểm chiều cao của nó Nếu chiều cao công trình h ≤ 60m, thì tính chất của dạng địa hình đó không thay đổi trong phạm vi khoảng cách 30h Trong khi đó, nếu h > 60m, khoảng cách để xác định dạng địa hình là 2km tính từ mặt đón gió của công trình.

2.4.1.2 Kết quả tính toán gió tĩnh

- Công trình nằm ở Quận 2, Tp Hồ Chí Minh, ta traPhụ lục D TCVN 2737 – 1995

- Công trình thuộc vùng IIA W = 8 3 d a N / m 0 2

- Công trình nằm trên quốc lộ nằm ở rìa TP nên có vật cản ítthuộc địa hình A

- Hệ số khí động phía đẩy (đón gió): c 0.8

- Hệ số khí động phía hút (khuất gió): c 0.6

Bảng 2.8:Tải trọng gió thành phần tĩnh theo phương X

Bảng 2.9:Tải trọng gió thành phần tĩnh theo phương Y

2.4.2 Tính toán thành phần động tải trọng gió

2.4.2.1 Cơ sở lý thuyết tính gió động: Xem TCVN 229 – 1999

2.4.2.2 Kết quả tính toán thành phần gió động

Để đánh giá mức độ nhạy cảm của công trình đối với tác dụng động lực của tải trọng gió, cần phân tích mối tương quan giữa các tần số dao động riêng cơ bản của công trình, đặc biệt là tần số dao động riêng thứ nhất, và tần số giới hạn fL theo quy định tại bảng 2 của TCVN 229 – 1999 Mức độ nhạy cảm cao hay thấp phụ thuộc vào sự tiếp xúc hoặc gần nhau của các tần số này, ảnh hưởng đến khả năng chống chịu của công trình trước tác động của gió Do đó, việc xác định chính xác tần số dao động riêng của công trình và so sánh với tần số giới hạn giúp đề xuất các biện pháp thiết kế phù hợp để nâng cao độ an toàn và ổn định công trình trước tải trọng gió.

Bảng 2.10:Giá trị giới hạn của tần số dao động riêng fL

Vùng áp lực gió f L (Hz)

- Công trình nằm trong khu vực gió IIA, công trình bê tông cốt thép và gạch đá nên độ giảm loga  0.3  f L 1.3

- Tần số dao động riêng cơ bản của công trình: 1 1 0.462 1.3

- Do đó, thành phần động của tải trọng gió phải kể đến tác dụng của cả xung vận tốc gió và lực quán tính của công trình

- Ta xét tần số dao động riêng cơ bản:Theo 4.4 TCVN 229 – 1999

- Vì vậy cần tính toán thành phần động của tải trọng gió ứng với 3 dao động đầu tiên, tuy nhiên mode dao động xoắn nên không cần tính toán

- Ta tính thành phần động của tải trọng gió theo phương X dựa vào mode 2 và thành phần động của tải gió theo phương Y dựa vào mode 1

Hệ số áp lực khí động của tải trọng gió tại độ cao zj tương ứng với phần tử thứ j của công trình, theo TCVN 2737 – 1995, được xác định dựa trên thời gian lấy trung bình vận tốc gió là 3 giây Ngoài ra, hệ số áp lực động đất cũng được tính toán theo công thức cụ thể nhằm đảm bảo độ chính xác và an toàn của công trình trong các điều kiện động đất Các yếu tố này đều đóng vai trò quan trọng trong thiết kế cấu trúc xây dựng, giúp đánh giá chính xác tác động của gió và động đất để đảm bảo tính bền vững và an toàn cho công trình.

- Áp lực gió lên bề mặt ZOY theo phương X

- Áp lực gió lên bề mặt ZOX theo phương Y

- Theo công thứcA.12 TCVN 229 – 1999, ta xác định hệ số động lực học

- Từ công thức trên ta dùng Excel lập thành đồ thị biểu diễn hàm

Bảng 2.11: Bảng giá trị động lực học và hệ số áp lực gió động

Bảng 2.12:Bảng giá trị thành phần động tải trọng gió theo phương X

(T.s 2 /m) z zj yji WTj*yij Mj*yij 2 WpijX

Bảng 2.13:Bảng giá trị thành phần động tải trọng gió theo phương Y

(T.s 2 /m) z zj yji WTj*yij Mj*yij 2 WpijX

2.4.2.3 Tổ hợp nội lực thành phần gió tĩnh và gió động

- Tổ hợp nội lực, chuyển vị gây ra do thành phần tĩnh và động của tải trọng gió

X: là momen uốn (xoắn), lực cắt, lực dọc, hoặc chuyển vị.

X t : à momen uốn (xoắn), lực cắt, lực dọc, hoặc chuyển vị do thành phần tĩnh của tải trọng gió gây ra.

X d : là momen uốn (xoắn), lực cắt, lực dọc, hoặc chuyển vị do thành phần động của tải trọng gió gây ra.

S: là số dao động tính toán

- Việc tổ hợp nội lực trên ta thực hiện trong phần mềm Etabs

2.4.2.4 Tổng hợp tọa độ gán gió tĩnh và gió động cho công trình

Thành phần tĩnh của tải gió được gán dưới dạng tải tập trung vào tâm hình học của từng tầng

Thành phần động của tải gió được gán dưới dạng tập trung vào tâm khối lượng của từng tầng

Bảng 2.14:Tọa độ tâm hình học, tâm cứng, tâm khối lượng mô hình

STT Tầng Diaphragm XCM YCM XCCM YCCM XCR YCR

- X-Ord; Y-Ord: toạ độ tâm hình học của từng tầng

- XCM; YCM: tọa độ tâm khối lượng (center of mass) của từng tầng

- XCR; YCR: tọa độ tâm cứng (center of rigid) của từng tầng

2.4.2.5 Tổng hợp tải trọng gió tác dụng lên công trình

Bảng 2.15:Bảng tổng hợp tải trọng gió tác dụng lên công trình

Thành phần tĩnh Thành phần động dạng

TÍNH TOÁN TẢI TRỌNG ĐỘNG ĐẤT

2.5.1 Khái quát về động đất Động đất là hiện tượng rung động đột ngột mạnh của vỏ trái đất do sự dịch chuyển các mảng thạch quyển hoặc các đứt gãy trong vỏ trái đất và được truyền qua những khoảng cách lớn dưới dạng dao động đàn hồi Động đất chủ yếu liên quan với nội lực kiến tạo Đại đa số động đất xảy ra ở đới hút chìm các mảng thạch quyển hoặc ở dọc các đứt gãy sâu Nhưng cũng có loại động đất do ngoại lực như sự trượt lở đất đá với khối lượng lớn hoặc sự mất cân bằng trọng lực ở những nới có hồ chứa nước lớn và sâu nhân tạo

Chấn Tiêu là nơi phát sinh dịch chuyển của động đất, trung tâm của các hoạt động địa chấn, nơi phát sinh năng lượng

Chấn Tâm là điểm nằm trực tiếp dưới lòng đất của nơi xảy ra động đất, còn chấn tiêu là điểm trên bề mặt trái đất phản ánh vị trí của chấn Tâm Độ sâu chấn tiêu, ký hiệu là H, đo khoảng cách từ chấn tâm đến chấn tiêu và phân loại các trận động đất theo độ sâu: động đất nông khi H dưới 70km, động đất trung bình khi H từ 70km đến 300km, và động đất sâu khi H trên 300km.

Hình 2.7:Xác định tâm động đất Thông thường các trận động đất xảy ra ở độ sâu từ 30km đến 100km

Tiêu cự là khoảng cách từ chấn tiêu đến trạm quan sát (trạm đặt máy hay chân công trình) được gọi là tiêu cự R

Tâm cự là khoảng cách từ chấn tâm đến trạm quan sát được gọi là L

2.5.2 Tiêu chuẩn dùng để tính toán động đất

Tiêu chuẩn Châu Âu BS EN 1998 – 1 ; 1998 – 5:2004 (Eurocode 8)

Tiêu chuẩn Mỹ UBC:1994 ; UBC:1997

Tiêu chuẩn Nga SNHIP II – 7 – 81

2.5.3 Các thang đo động đất

Bảng 2.16:Đánh giá ảnh hưởng thông qua thang richter

Richter Tác hại Tần số xảy ra

Không đáng kể nhỏ hơn 2,0 động đất thật nhỏ, không cảm nhận được khoảng 8.000 lần/ngày (1 lần

Thật nhỏ 2,0-2,9 thường không cảm nhận nhưng đo được khoảng 1.000 lần/ngày (1 lần

Các trận động đất nhẹ có cường độ từ 3,0 đến 3,9 thường được cảm nhận nhưng ít gây thiệt hại và xảy ra khoảng 49.000 lần mỗi năm, tương đương khoảng 160 lần mỗi ngày Trong khi đó, các trận động đất Nhẹ từ 4,0 đến 4,9 có thể gây rung chuyển đồ vật trong nhà và thiệt hại khá nghiêm trọng, với tần suất khoảng 6.200 lần mỗi năm.

Trung bình 5,0-5,9 có thể gây thiệt hại nặng cho những kiến trúc không theo tiêu chuẩn phòng ngừa địa chấn.

Thiệt hại nhẹ cho những kiến trúc xây cất đúng tiêu chuẩn. khoảng 800 lần/năm

Có sức tiêu hủy mạnh trong những vùng

Richter Tác hại Tần số xảy ra

Rất mạnh 7,0-7,9 có sức tàn phá nghiêm trọng trên những diện tích to lớn khoảng 18 lần/năm

Cực mạnh 8,0-8,9 có sức tàn phá vô cùng nghiêm trọng trên những diện tích to lớn trong chu vi bán kính hàng trăm km khoảng 1 lần/năm

9,0-9,9 Khả năng tàn phá ngoài sức tưởng tượng trong phạm vi hàng nghìn km2 khoảng 1 lần/20 năm

Ngoại lệ 10+ Hủy diệt mọi thứ, không gì có thể trụ vững trên diện tích cả lục địa cực hiếm (không rõ) 2.5.3.2 Thang MSK hay MSK – 64

 Cấp I: không cảm nhận được

 Cấp II: khó cảm nhận được

 Cấp IV: quan sát được trên diện rộng

 Cấp VIII: gây thiệt hại

 Cấp IX: không cảm nhận được

 Cấp XII: Cực kì thảm họa

2.5.3.3 Thang Mercalli (hay thang MM)

2.5.3.7 Thang độ lớn momen (Mw)

2.5.4 Đánh giá sức mạnh của động đất

Năng lượng giải phóng từ chấn tiêu được làn truyền tới bề mặt đất dưới dạng sóng

Có 3 loại sóng đàn hồi cơ bản gây ra chấn động phá hoại công trình: 2 loại sóng khối và 1 loại sóng mặt

Sóng khối là dạng sóng thể tích truyền qua nền đất cứng, bao gồm hai loại chính: sóng dọc và sóng ngang Sóng dọc gây ra biến dạng kéo và nén trong lòng đất, trong khi sóng ngang gây ra hiện tượng xoắn rối và cắt đứt cấu trúc nền đất Hiểu rõ đặc điểm của các loại sóng khối giúp đánh giá chính xác mức độ ảnh hưởng của động đất lên nền móng và công trình xây dựng.

- Sóng mặt tạo ra khi sóng khối lên tới mặt đất bị phản xạ trở lại gây chuyển động nền đất ở các lớp mặt

2.5.4.2 Ảnh hưởng của chuyển động địa chấn tới nền đất tới công trìnhNền đất có thể bị mất ổn định kèm theo những chuyển vị lớn trên bề mặt gây ra sự phá hoại công trình, khi đó phải áp dụng các kỹ thuật gia cố nền

Nếu nền đất ổn định thì gây ra phá hoại công trình do lực quán tính sinh ra khi đất nền chuyển động

2.5.5 Phân loại tác động của động đất

- Theo giá trị gia tốc nền thiết kế a g  1.a g R , chia thành ba trường hợp động đất

Động đất mạnh a g  0 0 8g , phải tính toán và cấu tạo kháng chấn

Động đất yếu 0 0 4g  a g  0 08g , chỉ cần áp dụng các giải pháp kháng chấn đã được giảm

Động đất rất yếu a g  0 0 4 g , không cần thiết kế kháng chấn

- Ta xét công trình, ta traPHỤ LỤC ITCVN 9386 – 2012

- Đỉnh gia tốc nền tham chiếu: a g R  0 1 0 8 1 9 8 1  1 0 6 0 5

- Gia tốc nền thiết kế trên nền đất loại A: a g   I a g R  1 2 5 1 0 6 0 5   1 3 2 5 6

( I tra phụ lục G và phụ lục FTCVN 9386 – 2012)

- Ta thấy: a g  0 0 8 g    1 3 2 5 6  0 7 8 4 8 nên phải tính toán và cấu tạo kháng chấn.

2.5.6 Các phương pháp thiết kế động đất

- TheoTCVN 9386 - 2012 ta có các phương pháp phân tích sau:

- Phương pháp phân tích đàn hồi tuyến tính

Phương pháp “phân tích phổ phản ứng dao động”

Phương pháp “phân tích lực ngang tương đương”

Phương pháp tĩnh phi tuyến

Phương pháp phi tuyến theo thời gian

Trong công trình này, độ cứng của kết cấu không đồng đều do sự thay đổi tiết diện, khiến việc thiết kế động đất trở nên phức tạp hơn Vì vậy, sinh viên đã áp dụng phương pháp phổ phản ứng để phân tích và đảm bảo tính an toàn của kết cấu trước các tác động của động đất Phương pháp này giúp xác định phản ứng của các bộ phận công trình khi xảy ra động đất, phù hợp với đặc điểm không đồng đều về độ cứng của công trình Áp dụng thiết kế động đất theo phương pháp phổ phản ứng là cách hiệu quả để đảm bảo tính ổn định và an toàn cho các công trình có tính chất kết cấu phức tạp.

2.5.7.1 Thông số thiết kế phổ

- Đỉnh gia tốc nền tham chiếu trên nền đất loại A: a g R  1 0 6 0 5

- Hệ số tầm quan trọng công trình:  I 1.25

- Công trình được xây trên nền đất loại: C

- Gia tốc nền thiết kế trên nền đất loại C: a g  a g o  g  0 0 8 5 6  9 8 1  0 8 3 9 7

- Giá trị tham số mô tả phổ phản ứng đàn hồi cho nền đất xây dựng công trình theo phương ngang (tra bảng 3.2 TCXD 375:2006)

Bảng 2.17:Tham số dựa trên đất nền Loại đất nền

C 1.15 0.2 0.6 2 Đặc điểm kết cấu công trình

- Hệ kết cấu công trình theo phương đang xét: Hệ khung hỗn hợp nhiều tầng nhiều nhịp

- Cấp dẻo thiết kế: Trung bình

- Mặt đứng công trình: Đều đặn

- Mặt bằng công trình: Không đều đặn

Hệ số ứng xử của kết cấu công trình theo phương ngang:

q0: Giá trị cơ bản của hệ số ứng xử,q0, cho hệ có sự đều đặn theo mặt đứng (tra bảng 5.1 TCVN 9386:2012)

 K w : hệ số phản ánh dạng phá hoại phổ biến trong hệ kết cấu có tường (xem (11)P của điều 5.2.2.2 TCVN 9386:2012)

2.5.7.2 Xác định phổ thiết kế

- Theo 4P điều 3.2.2.5 TCVN 9386:2012, đối với các thành phần nằm ngang của tác động động đất, phổ thiết kế S T d ( )được xác định bằng các biểu thức sau:

T: chu kì dao động của hệ tuyến tính một bậc tự do q: hệ số ứng xử

 : hệ số ứng với cận dưới của phổ thiết kế theo phương nằm ngang,

S: hệ số nền a g: gia tốc nền thiết kế trên nền loại A

TB là giới hạn dưới của chu kỳ, ứng với đoạn nằm ngang của phổ phản ứng gia tốc;

TC là giới hạn trên của chu kỳ, ứng với đoạn nằm ngang của phổ phản ứng gia tốc;

TD là giá trị xác định điểm bắt đầu của phần phản ứng dịch chuyển không đổi trong phổ phản ứng

Bảng 2.18:Giá trị phổ thiết kế theo phương ngang

Theo điều 3.2.2.5 của TCVN 9386:2012, phổ thiết kế cho các thành phần thẳng đứng của tác động động đất được xác định dựa trên các biểu thức quy định trong mục 4P của điều này Đối với phần gia tốc nền thiết kế a_vg theo phương thẳng đứng, giá trị này được thay thế bằng gia tốc g (gia tốc trọng trường) để phù hợp với tiêu chuẩn.

S lấy bằng 1.0 còn các tham số khác như đã định nghĩa trong 4P điều 3.2.2.5 TCVN 9386:2012

Bảng 2.19:Giá trị phổ thiết kế theo phương đứng

2.5.7.3 Đồ thị phổ phản ứng đàn hồi và thiết kế

2.5.7.4 Khai báo vào phần mềm để tính toán tải trọng động đất

 Khai báo phổ thiết kế vào Etabs

- Menu DefineResponse Spectrum Function…Hộp thoại Define SpectrumFuntion Definition Chọn Spectrum from fileAdd New Function

Hình 2.8:Khai báo phổ ngang, phố đứng

 Định nghĩa trường hợp tải trọng động đất

Từ Menu Define  Response Spectrum Cases…Hộp thoại Define Response Spectra xuất hiện Chọn Add New Spectrum và khai báo

Hình 2.9:Định nghĩa trường hợp động đất theo phương X, phương Y

2.5.7.5 Tải trọng và tổ hợp tải trọng

Do ta tính động đất theo phương pháp phổ thiết kế nên không cần khai báo thêm trường hợp tải

Bảng 2.20:Các trường hợp tải trọng tiêu chuẩn

STT Tên trường hợp tải trọng

Ký hiệu Type Self weight

1 Trọng lượng bản thân cấu kiện

2 Tải trọng hoàn thiện SDL Super dead

3 Tải trọng tường WL Dead 0

4 Hoạt tải sử dụng 1 Live 1 Live 0  2 k N / m 2

5 Hoạt tải sử dụng 2 Live 2 Live 0  2 k N / m 2

6 Gió tĩnh phương X WTX Wind 0 User defined Geometric center

WDX1 Wind 0 User defined Center mass

10 Gió tĩnh phương Y WTY Wind 0 User defined Geometric center

WDY1 Wind 0 User defined Center mass

12 Gió động dạng 2 phương Y WDY2 Wind 0 User defined Center mass

13 Gió động dạng 3 phương Y WDY3 Wind 0 User defined Center mass

TẢI TRỌNG VÀ TỔ HỢP TẢI TRỌNG

Tải trọng động đất tính theo phương pháp phổ thiết kế

2.6.1 Các trường hợp tải trọng tiêu chuẩn

Bảng 2.21:Tải trọng tiêu chuẩn

STT Tên trường hợp tải

Ký hiệu Type Self weight Auto

1 Trọng lượng bản thân cấu kiện

2 Tải trọng hoàn thiện SDL Super

WDY3 Wind 0 User defined Center mass2.6.2 Tổ hợp tải trọng tính toán TTGH I

Bảng 2.22:Tổ hợp tải trọng TTGHI

1 WDX SRSS WDX1; WDX2; WDX3 1; 1; 1

3 WDY SRSS WDY1; WDY2; WDY3 1; 1; 1

5 Comb1 Add DL; SDL; WL; LL1;

6 Comb2 Add DL; SDL; WL; WX 1.1; 1.2; 1.1; 1.2

7 Comb3 Add DL; SDL; WL; WX 1.1; 1.2; 1.1; -1.2

8 Comb4 Add DL; SDL; WL; WY 1.1; 1.2; 1.1; 1.2

9 Comb5 Add DL; SDL; WL; WY 1.1; 1.2; 1.1; -1.2

2.6.3 Các trường hợp tải trọng tiêu chuẩn TTGH II

Bảng 2.23:Tổ hợp tải trọng tiêu chuẩn

1 WDX SRSS WDX1; WDX2; WDX3 1; 1; 1

3 WDY SRSS WDY1; WDY2; WDY3 1; 1; 1

6 Comb2 Add DL; SDL; WL; WX 1.1; 1.2; 1.1; 1.2

7 Comb3 Add DL; SDL; WL; WX 1.1; 1.2; 1.1; -1.2

8 Comb4 Add DL; SDL; WL; WY 1.1; 1.2; 1.1; 1.2

9 Comb5 Add DL; SDL; WL; WY 1.1; 1.2; 1.1; -1.2

12 Comb8 Add DL; SDL; WL; LL1; 1; 1; 1; 0.9; 0.9; 0.9

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CẦU THANG BỘ TẦNG ĐIỂN HÌNH

CẤU TẠO CẦU THANG

Hình 3.1:Bản vẽ cấu tạo cầu thang

- Vị trí cầu thang: cầu thang trong nhà

- Loại cầu thang: thang 2 vế

- Kích thước cầu thang: bề rộng bản thang 1650mm, chiều cao 1700mm

- Kích thước các bậc: 10 bậc, kích thước b250mm; h170mm.

- Theo Sách Kết cấu bê tông cốt thép tập 3 - Võ Bá Tầm:

Góc nghiêng cầu thang: b 0 b h 170 tan 0.68 34 l 250

- Cấu tạo bản thang, bản chiếu tới: bê tông toàn khối

SƠ BỘ CHỌN KÍCH THƯỚC TIẾT DIỆN

3.2.1 Chọn sơ bộ chiều dày bản thang, bản chiếu tới

Tùy thuộc vào loại cầu thang và các liên kết cấu trúc, có thể lựa chọn chiều dày bản thang phù hợp để đảm bảo độ bền và an toàn Đối với cầu thang dạng bản chịu lực một phương, có thể áp dụng các sơ bộ trong việc xác định chiều dày, giúp tối ưu hóa kết cấu và giảm thiểu chi phí thi công Việc chọn đúng chiều dày bản thang đóng vai trò quan trọng trong việc nâng cao khả năng chịu lực và tuổi thọ của công trình.

- Chiều dày bản thang, bản chiếu tới chọn sơ bộ: 0

- Trong đó L 0  3 9 0 0m m là nhịp tính toán (lấy bằng khoảng cách tim nằm ngang giữa hai liên kết)

- Chọn chiều dày đoạn chiếu tới h t 120m m

3.2.2 Chọn sơ bộ kích thước, tiết diện dầm chiếu tới

-Chọn chiều cao tiết diện dầm: 0  

- Chọn bề rộng tiết diện dầm: bd 1 1 3 2 hd  133 200 mm

XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG

-Gồm các tải trọng tác dụng lên bản nghiêng và bản chiếu tới

Bảng 3.1:Tải trọng các lớp cấu tạo bậc thang

STT Vật liệu Chiều dày (cm) Khối lượng (KG/m 3 ) Hệ số độ tin cậy

7 Tay vịn sắt+gỗ 30 KG/m

3.3.1 Tải trọng tác dụng lên bản chiếu tới

Tải trọng tác dụng phân bố đều trên 1m 2 của bản chiếu tới bao gồm: tĩnh tải và hoạt tải

 i: Khối lượng của lớp thứ i

 i : Chiều dày của lớp thứ i

 n i : Hệ số tin cậy lớp thứ i

Hoạt tải:Tra theo TCVN 2737-1995 và Kết cấu BTCT III - Võ Bá Tầm

- Hoạt tải tính toán phân bố trên bản thang phẳng

 p c : Hoạt tải tiêu chuẩn được tra bảng theo TCVN 2737-1995

n p : Hệ số tin cây được tra bảng theo TCVN 2737-1995

Hình 3.2:Cấu tạo bản chiếu tới Bảng 3.2:Tải trọng tác dụng lên bản chiếu tới

STT Loại tải trọng Các lớp cấu tạo

Tải trọng phân bố trên 1m dài bản chiếu tới: q  8.3 1  m  8.3  kN m / 

3.3.2 Tải trọng tác dụng lên bản nghiêng

Tải trọng tác dụng phân bố đều có phương vuông góc với mặt nghiêng của bản thang bao gồm tĩnh tải và hoạt tải

 i :Khối lượng của lớp thứ i

 tdi : Chiều dày tương đương của lớp thứ i theo phương bản nghiêng

 n i : Hệ số tin cậy lớp thứ i Để xác định chiều dày tương đương các lớp gạch, đá mài, vữa xi măng…có chiều dày  i

: Góc nghiêng bản thang Để xác định chiều dày tương đương của bậc thang cos 2 td b h 

Bảng 3.3:Kích thước cầu thang

Kích thước bậc thang Kích thước cầu thang

Rộng (mm) Cao (mm) Dài (m) Cao (m)

Góc nghiêng bản thang: 2.5 2 2 cos 0.83

Chiều dày tương đương của lớp gạch Ceramic theo phương bản nghiêng:

(4.5) Chiều dày tương đương của lớp vữa lót theo phương bản nghiêng:

(4.6) Chiều dày tương đương của lớp bậc thang theo phương bản nghiêng:

(4.4) Trọng lượng lan can: Glc 0.3 kN m/ 

Hoạt tải:Tra theo TCVN 2737-1995 và Kết cấu BTCT III - Võ Bá Tầm

- Hoạt tải tính toán phân bố trên bản thang nghiêng

 p c : Hoạt tải tiêu chuẩn được tra bảng theo TCVN 2737-1995

n p : Hệ số tin cây được tra bảng theo TCVN 2737-1995

Bảng 3.4:Tải trọng tác dụng lên bản nghiêng

STT Loại tải trọng Các lớp cấu tạo Chiều dày Trọng Lượng riêng Hệ số vượt tải Tải trọng tính toán

Hình 3.3:Cấu tạo bản nghiêng

- Tải trọng phân bố trên 1m dài bản nghiêng: q  9.5 1  m  9.5  kN m / 

TÍNH TOÁN CẦU THANG

Tùy thuộc vào loại cầu thang, trình tự thi công, các liên kết mà sơ đồ tính bản thang có những dạng khác nhau.

Trong quá trình thi công, việc đổ bê tông hệ dầm sàn trước rồi mới đổ bê tông cầu thang là phương pháp phổ biến Liên kết giữa bản thang và dầm chân thang hoặc dầm sàn được xem là liên kết khớp, đảm bảo tính vững chắc và an toàn của toàn bộ kết cấu Chọn đúng kỹ thuật liên kết này giúp hệ dầm sàn và cầu thang hoạt động đồng bộ, nâng cao độ bền và khả năng chịu lực của công trình.

Trong quá trình đổ bê tông toàn khối cho hệ dầm sàn và cầu thang, đối với bản thang dạng bản chịu lực một phương, chỉ cần liên kết ở hai cạnh đối diện là dầm chân thang và dầm chiếu tới Để tính toán chính xác, ta cắt bản thang 1 dãy có bề rộng 1m theo phương vuông góc với dầm thang để đảm bảo phân chia lực đều và độ bền của cấu kiện.

Theo tham khảo trong sách BTCT-Võ Bá Tầm, xét tỉ số: o Nếu d 3 b h h  xem bản liên kết tựa vào dầm o Nếu h d 3

 xem bản liên kết ngàm vào dầm

2.35 3 170 d b h h    nên liên kết giữa bản thang với dầm chiếu tới được xem là liên kết khớp

Nhưng dựa vào mô hình thang trên thực tế: 1 đầu có dầm chiếu tới còn đầu kia ngàm vào trong vách thang.

Ta chọn sơ đồ tính đơn giản của vế 1 và vế 2 thể hiện như sau:

Hình 3.4:Sơ đồ tính bản thang vế 1

Vì 2 vế thang giống nhau nên ta tính Vế 1 không cần tính Vế 2

- Ta dùng phần mềm Etabs để mô hình 2D tính toán nội lực

 Bê tông cấp độ bền B30

- Kích thước dầm chiếu tới: D200 400

- Tổ hợp tải trọng: 1 Tĩnh tải + 1 Hoạt tải

- Ta được mô hình như sau:

Hình 3.5:Sơ đồ tính bản thang Vế 1

Hình 3.7:Hoạt tải Vế 1 3.4.4 Xuất ra nội lực

Hình 3.8:Biểu đồ lực cắt Vế 1

Hình 3.9:Biểu đồ moment Vế 1 Bảng 3.5:Thống kê moment bản thang

3.4.5 Tính toán bố trí cốt thép bản thang

- Tính thép chịu moment uốn cho bản theo bài toán cấu kiện chịu uốn đặt cốt đơn, có tiết diện chữ nhật b h b  1000 120 mm

-Với thộp cú đường kớnh ỉ10 sử dụng thộp CB300V

-Với thộp cú đường kớnh ỉ  10 sử dụng thộp CB240T

-Bê tông B30, cốt thép AI:  R  0 4 1 9;  R  0 5 9 6

-Bê tông B30, cốt thép AIII:  R  0.395;  R  0 5 4 1

-Theo TCVN 5574:2018: Với h b 100m m chọn a = 20mm

-Giá trị    0.4 0.6 %   là hợp lí

Bảng 3.6:Bảng tính thép bản thang

Hình 3.10:Bản vẽ bố trí thép cho thang

3.5.1 Tải trọng tác dụng lên dầm thang

- Dầm thang (dầm chiếu tới) được tính như dầm đơn chịu uốn liên kết vào cột hoặc vách, nhịp tính toán lấy bằng khoảng cách tim cột

- Liên kết dầm vào cột (vách) phụ thuộc vào trình tự thi công, trường hợp cầu thang thi công sau liên kết thường được xem là liên kết tựa

Trong các công trình xây dựng, trường hợp đổ bê tông dầm chiếu tới và cột liền khối liên kết thường được xem như một hệ thống tựa hoặc ngàm phụ thuộc vào tỷ số độ cứng đơn vị giữa cột và dầm Việc xác định đúng kiểu liên kết này rất quan trọng để đảm bảo khả năng chịu lực và độ bền của kết cấu bê tông Tỷ lệ độ cứng giữa cột và dầm ảnh hưởng trực tiếp đến cách phân phối lực và khả năng chống uốn, giúp tối ưu hóa quá trình thiết kế và thi công Do đó, các kỹ sư cần tính toán chính xác để lựa chọn phương án liên kết phù hợp, nâng cao hiệu quả công trình và độ an toàn lâu dài.

Liên kết giữa dầm thang và cột (vách) thường được xem là liên kết tựa, có sơ đồ tính là dầm đơn giản với nhịp tính toán là khoảng cách giữa trục các cột Tải trọng tác dụng lên liên kết này gồm các yếu tố như trọng lượng bản thân dầm, tải trọng sử dụng, và các lực tác động từ tải trọng bên ngoài Việc xác định chính xác các yếu tố này giúp đảm bảo tính an toàn và ổn định của cấu kiện, đồng thời tối ưu hóa quy trình thi công và thiết kế Áp dụng các phương pháp tính toán chính xác sẽ nâng cao hiệu quả sử dụng vật liệu và đảm bảo độ bền của hệ thống liên kết trong công trình.

Trọng lượng bản thân dầm:

Trọng lượng tường xây trực tiếp lên dầm (nếu có): g t  0

Tĩnh tải và hoạt tải từ bản thang và chiếu tới truyền vào

Hình 3.11:Phản lực do vế thang 1 truyền vào (kN/m)

- Tổng tải trọng tác dụng lên dầm thang: q g d  gt RA52.27 kN m/ 

3.5.2 Sơ đồ tính dầm thang (chiếu tới)

Hình 3.12:Sơ đồ tính dầm thang 3.5.3 Nội lực

-Ta tính được moment và lực cắt trong dầm

Hình 3.13:Lực cắt lớn nhất trong dầm

Hình 3.14:Moment lớn nhất trong dầm

Bảng 3.7:Tổng hợp nội lực dầm

Nội lực Giá trị nội lực

3.5.4 Tính cốt thép dọc cho dầm

Bảng 3.8:Bảng tính thép dọc dầm thang

Gối 57.43 200 370 0.137 0.148 4.79 0.38 2ỉ18 5.09 0.64 Nhịp 28.72 200 370 0.069 0.071 2.30 0.31 2ỉ14 3.08 0.38 3.5.5 Tính toán cốt thép đai

- Tính cốt đai cho dầm tiết diện: b h 200 400 mm

- Lực cắt lớn nhất: Qmax97.75 kN

- Chọn thộp đai: ỉ8, 2 nhỏnh cú n = 2

- Khoảng cách cốt đai theo tính toán:

- Khoảng cách lớn nhất giữa 2 cốt đai:

-Theo mục8.7.6 TCVN 5574:2018 quy định cốt thép ngang cấu tạo như sau:

-Khoảng cách cốt đai theo cấu tạo:

 Đoạn đầu dầm (cách gối L/4): 1 min ;150mm 150

 Đoạn giữa dầm: 2 min 3 ;500mm 300 4

- Vậy khoảng cách cốt đai:

 Đoạn đầu dầm: S D minS S t ; max;S1 150mm

 Đoạn giữa dầm: S G minS S t ; max;S2 300mm

- Kiểm tra khả năng chịu cắt của cốt đai

Khả năng chịu cắt của cốt đai và bê tông:

Q    R bh q         kN  Điều kiện kiểm tra: w w1

Vậy cốt đai bố trí cốt đai như trên thỏa điều kiện chịu cắt.

-Xem bản vẽ KC-CT

KIỂM TRA CHUYỂN VỊ NGANG Ở ĐỈNH CÔNG TRÌNH

- Theo mục 2.6.3 TCVN 198 – 1997 Nhà cao tầng – Thiết kế bê tông cốt thép toàn khối

- Chuyển vị theo phương ngang tại đỉnh kết cấu của nhà cao tầng tính theo phương pháp đàn hồi phải thỏa mãn điều kiện:

f: chuyển vị theo phương ngang tại đỉnh kết cấu

H: chiều cao công trình tính từ mặt đất tự nhiên

- Từ Etabs ta thực hiện Display Show table  Displacement  Displacement DataDiaphragm CM Displacements

Hình 4.1:Bảng chuyển vị công trình theo 2 phương

- Kết cấu khung – Vách:   1 H= 1 66100 88.13 mm 

- Chuyển vị đỉnh lớn nhất theo phương X: fx 45 mm   f

- Chuyển vị đỉnh lớn nhất theo phương Y: fy 83 mm   f

- Vậy thỏa điều kiện chuyển vị đỉnh công trình

KIỂM TRA GIA TỐC ĐỈNH CÔNG TRÌNH

- Ta kiểm tra độ dao động

Theo yêu cầu sử dụng, gia tốc cực đại của chuyển động tại đỉnh công trình dưới tác động của gió phải nằm trong giới hạn cho phép, đảm bảo an toàn và độ bền của công trình Việc kiểm tra này giúp xác định mức độ chịu đựng của cấu trúc trước tác động của gió mạnh, đảm bảo quá trình thi công và vận hành không gây rủi ro về kết cấu Đáp ứng các tiêu chuẩn kỹ thuật về gia tốc tối đa giúp công trình duy trì tính ổn định và khả năng chống chịu trong mọi điều kiện thời tiết.

 y : Giá trị tính toán của gia tốc cực đại

   Y : Giá trị cho phép của gia tốc, lấy bằng1 50 m m s / 2

- Giá trị tính toán của gia tốc cực đại theo dao động cơ học

 A w : chuyển vị tại đỉnh công trình do thành phần gió

 f : tần số của mode dao động tính toán

- Vậy gia tốc đỉnh cực đại của chuyển động tại đỉnh công trình dưới tác động gió thỏa yêu cầu

KIỂM TRA CHUYỂN VỊ NGANG TƯƠNG ĐỐI GIỮA CÁC TẦNG

4.3.1 Chuyển vị ngang tương đối giữa các tầng do tải trọng gió

- Theo mụcM.4.4.2 TCVN 5574 – 2018, chuyển vị ngang tương đối giữa các tầng được tra theo bảng C.4

- Trong đó h s là chiều cao 1 tầng của nhà nhiều tầng

Bảng 4.1:Chuyển vị ngang tương đối do gió Tầng

Tầng Chiều cao tầng (m) fu

4.3.2 Chuyển vị ngang tương đối giữa các tầng do tải trọng động đất

- Theo mục 4.4.3.2 TCVN 9368 – 2012, hạn chế chuyển vị ngang tương đối giữa các tầng

- Đối với các nhà có bộ phận phi kết cấu bằng vật liệu giòn được gắn vào kết cấu

d r : chuyển vị ngang thiết kế tương đối giữa các tầng

v: hệ số chiết giảm xét đến chu kỳ lặp thấp hơn của tác động động đất liên quan đến yêu cầu hạn chế hư hỏng

Các giá trị khác nhau của  phụ thuộc vào mức độ nguy cơ động đất và tầm quan trọng của công trình, với  = 0,4 dành cho các công trình có mức độ quan trọng I và II, và  = 0,5 dành cho các công trình có mức độ quan trọng III và IV, nhằm đảm bảo tính an toàn và phù hợp với yêu cầu kỹ thuật.

Theo quy định tại mục 4.3.4.1 TCVN 9368 - 2012, khi thực hiện phân tích tuyến tính, các chuyển vị do tác động của động đất thiết kế phải được tính toán dựa trên các biến dạng đàn hồi của hệ kết cấu Phương trình đơn giản để xác định các chuyển vị này là r = s = d = c · d_q, đảm bảo tính chính xác trong phân tích và thiết kế công trình chịu tác động của động đất.

q d : hệ số ứng xử chuyển vị, giả thiết bằng q trừ phi có quy định khác

d c : chuyển vị của cùng 1 điểm đó của hệ kết cấu được xác định bằng phân tích tuyến tính dựa trên phổ phản ứng thiết kế theo3.2.2.5 TCVN 9368 – 2012

- Như vậy ta suy ra: 0.05 0.05

- Vậy dclà chuyển vị lấy từ mô hình Etabs

Bảng 4.2:Kiểm tra độ lệch tầng Tầng

Chiều cao tầng (m) Độ lệch tầng cho phép (m)

KIỂM TRA ỔN ĐỊNH CHỐNG LẬT

- Tỉ lệ giữa moment lật do tải trọng ngang gây ra phải thỏa mãn

B    nên không cần kiểm tra chống lật cho công trình

THIẾT KẾ SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH

KHÁI NIỆM VỀ SÀN SƯỜN BÊ TÔNG CỐT THÉP

Sàn sườn bê tông cốt thép đổ toàn khối được sử dụng phổ biến trong xây dựng dân dụng và công nghiệp nhờ vào những ưu điểm vượt trội như độ bền cao, độ cứng lớn và khả năng chống cháy hiệu quả Ngoài ra, nó còn có khả năng chống thấm tương đối tốt, đáp ứng các yêu cầu về thẩm mỹ, vệ sinh và kinh tế phù hợp với nhiều dự án xây dựng Tuy nhiên, khả năng cách âm của loại sàn này còn hạn chế, cần xem xét và khắc phục trong các công trình yêu cầu về âm thanh.

Dựa trên mặt bằng kiến trúc, tường và vách ngăn phòng, cùng với kích thước và chức năng của các ô sàn, công trình được bố trí hệ dầm sàn phù hợp để phân chia mặt bằng sàn thành các loại ô sàn khác nhau, tối ưu hóa công năng và đảm bảo tính thẩm mỹ.

Bảng 5.1:Phân loại ô sàn tầng điển hình

Tên ô bản Số ô bản Chức năng

S7 4 Bếp + Nhà vệ sinh + Hành lang

MẶT BẰNG KẾT CẤU SÀN

Hình 5.1:Mặt bằng kí hiệu ô sàn

THÔNG SỐ THIẾT KẾ

5.3.1 Vật liệu Đã trình bày ở mục 2.4

5.3.2 Kích thước sơ bộ sàn Đã trình bày ở mục 2.5.1.1

Chọn ô sàn có nội lực lớn nhất của từng loại sàn trong mặt bằng công trình để tính toán trọng và phân bố đều cho các ô sàn còn lại

TẢI TRỌNG

MÔ HÌNH KHÔNG GIAN SÀN BẰNG PHẦN MỀM

Ta dùng phần mềm Safe 2016 để mô hình tính toán thép cho sàn

Hình 5.2:Mô hình 3D sàn tầng điển hình bằng safe 5.5.1 Các trường hợp tải trọng Đã trình bày ở mục 3.6

5.5.2 Gán tải trọng lên mô hình safe

Hình 5.3:Mô hình 3D sàn tầng điển hình

Hình 5.4:Tải trọng hoàn thiện (SDL)

Hình 5.7:Biểu đồ moment 5.5.3 Các trường hợp tổ hợp tải trọng

5.5.3.2 Tổ hợp kiểm tra chuyển vị

-Tổ hợp tải trọng theo TTGH II (tải trọng tiêu chuẩn)

-Sự xuất hiện của vết nứt trong bêtông khi chịu lực sẽ làm giảm độ cứng của tiết diện và làm tăng độ võng cho cấu kiện

Kết cấu bê tông cốt thép (BTCT) cần xem xét các yếu tố ảnh hưởng lâu dài như biến dạng do biến dạng và co ngót, cùng tác dụng của các tải trọng dài hạn Theo tiêu chuẩn TCVN 5574-2018, độ võng toàn phần của kết cấu được xác định bằng công thức f = f1 – f2 + f3, trong đó các thành phần này phản ánh các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng chịu uốn và biến dạng dài hạn của kết cấu.

 f1: độ võng do tác dụng ngắn hạn (Shortterm) của toàn bộ tải trọng (DL+SDL+WL+LL1 +LL2) gây ra.

 f2: độ võng do tác dụng ngắn hạn (Shortterm) của tải trọng dài hạn (DL+SDL+WL+ ψ LL1 + ψ LL2) gây ra

 f3: độ võng do tác dụng dài hạn (Longterm) của tải trọng dài hạn (DL+SDL+WL+ ψ LL1 + ψ LL2) gây ra.

-Lưu ý: Với ψ là hệ số qui đổi chuyển từ tải toàn phần sang tải trọng dài hạn, lấy theo TCVN 2737-1995

Use SAFE V12 to perform the declaration by selecting Define Load Cases, Initial Conditions, and Continue from State at End of Nonlinear Case, allowing for analysis that considers the effects of previous working processes.

-Khai báo các trường hợp tải (Load Cases) bao gồm: Sh1; Sh2; Sh3-1; Sh3-2 cho ngắn hạn (Shortterm) và Lt1; Lt2; Lt3 cho dài hạn (Longterm)

 Sh1: 1DL – Nonlinear (Cracked) – Zero Initial Condition

 Sh2: 1SDL + 1WL – Nonlinear (Cracked) – Continue from State at End of Nonlinear Case Sh1

 Sh3-1: 1LL1 + 1LL2 – Nonlinear (Cracked) – Continue from State at End of Nonlinear Case Sh2

 Sh3-2: ψ LL1 + ψ LL2 – Nonlinear (Cracked) – Continue from State at End of Nonlinear Case Sh2

 Lt1: 1DL – Nonlinear (Longterm Cracked) – Zero Initial Condition

 Lt2: 1SDL + 1WL – Nonlinear (Longterm Cracked) – Continue from State at End of Nonlinear Case Lt1

 Lt3: ψ LL1 + ψ LL2 – Nonlinear (Longterm Cracked) – Continue from State at End of Nonlinear Case Lt2

-Khai báo các tổ hợp tương ứng theo TCVN 5574 - 2018: f1 = Sh3-1 ; f2 = Sh3-2 và f3 = Lt3

-Các tổ hợp hình thành và mở rộng vết nứt;

 Tác dụng dài hạn của tải trọng dài hạn: CR1 = Lt1 + Lt2 + Lt3

Hình 5.8:Tổ hợp kiểm tra chuyển vị sàn 5.5.4 Kiểm tra độ võng sàn

5.5.4.1 Kiểm tra độ võng đàn hồi sàn bằng phần mềm Safe theo TCVN

- Độ võng cho phép của sàn tra trongbảng M.1 TCVN 5574:2018

Hình 5.9:Phân vùng độ võng sàn

- Giá trị chuyển vị lớn nhất fsàn= 0.88 cm

- Độ võng giới hạn (Theo TCVN 5574-2018)

Kết cấu sàn phải chịu tác dụng của các loại tải trọng khác nhau như tải trọng thường xuyên, tải trọng tạm thời dài hạn và tải trọng tạm thời ngắn hạn Để đảm bảo độ bền và sự ổn định của sàn, độ võng của bản sàn thường được thiết kế tối đa bằng 1/200 nhịp, phù hợp với tiêu chuẩn kỹ thuật và an toàn xây dựng Điều này giúp hạn chế hiện tượng võng quá mức, đảm bảo an toàn cũng như tính thẩm mỹ của công trình.

- Giá trị độ võng của sàn thỏa mãn giới hạn cho phép.

Độ võng đàn hồi của bê tông chỉ phản ánh khả năng chịu uốn ban đầu mà chưa xét đến các yếu tố như từ biến, co ngót, hình thành vết nứt hay ảnh hưởng của tải trọng ngắn hạn và dài hạn Khi tính đến các yếu tố này, độ võng thường sẽ lớn hơn so với giá trị ban đầu.

5.5.4.2 Kiểm tra độ võng sàn bằng phần mềm Safe theo THGH II

- Sự xuất hiện của vết nứt trong bê tông khi chịu lực, dẫn tới giảm độ cứng tiết diện và làm tăng độ võng.

Kết cấu bê tông cốt thép (BTCT) cần xem xét các yếu tố ảnh hưởng lâu dài như biến dạng, co ngót và tác dụng của các tải trọng dài hạn để đảm bảo tính bền vững của công trình Theo tiêu chuẩn TCVN 5574-2018, độ võng toàn phần của kết cấu BTCT được tính toán dựa trên các yếu tố này nhằm đánh giá chính xác khả năng chịu tải và tuổi thọ của công trình trong thời gian dài Việc xác định độ võng toàn phần giúp đảm bảo kết cấu phù hợp với các tiêu chuẩn kỹ thuật, tránh các hiện tượng cong võng gây hư hỏng hoặc giảm độ an toàn.

Trong bài viết này, chúng ta tập trung vào các yếu tố ảnh hưởng đến độ võng của cấu trúc Độ võng tổng thể (f) được tính bằng tổng các thành phần: f = f1 - f2 + f3 Trong đó, f1 đại diện cho độ võng do tác dụng ngắn hạn của toàn bộ tải trọng, f2 là độ võng gây ra bởi tác dụng ngắn hạn của tải trọng dài hạn, còn f3 phản ánh độ võng do tác dụng dài hạn của tải trọng dài hạn Việc phân tích các thành phần này giúp hiểu rõ hơn về ảnh hưởng của từng loại tải trọng đến khả năng chịu lực của công trình.

Hình 5.10:Phân vùng độ võng sàn

- Kết quả tính độ võng bằng phần mềm Safe 2016

1 f f cm f f     (Các giá trị f1, f2 và f3 sinh viên trình bày trong phần phụ lục)

=>Vậy giá trị độ võng của sàn thỏa mãn giới hạn cho phép

5.5.5 Kiểm tra nứt trong các ô sàn

Hình 5.11:Tổ hợp kiểm tra nứt Acro1

Hình 5.12:Tổ hợp kiểm tra nứt Acro2

- Bề rộng vết nứt lớn nhất trên sàn: Acro1 = 0.221mm

- Bề rộng vết nứt lớn nhất dưới sàn: Acro2 = 0.135mm

Theo TCVN 1651-2-2018, giá trị a crc nganhan , u  0 3 và a crc daihan , u  0 4

=> Vậy giá trị vết nứt thỏa mãn giới hạn cho phép

XÁC ĐỊNH NỘI LỰC VÀ TÍNH TOÁN CỐT THÉP

5.6.1 Xác định nội lực bằng phương pháp phần tử hữu hạn

- Tiến hành vẽ column strips và midle strips có bề rộng 1m qua các ô cần tính toán để xác định moment.

- Nguyên lí chia dải Strip: Vẽ Strip có bề rộng 1m (mỗi bên 0.5m), sau đó Replicate với khoảng cách 1m cho toàn bộ vị trí sàn.

- Lí do chọn cách chia dải Strip 1m: Giúp vẽ nhanh, đỡ phải tính toán hơn chia l/2

Hình 5.13:Dãy strips theo phương X

Hình 5.14:Dãy strips theo phương Y

Hình 5.15:Nội lực dãy Strip theo phương X (ngang)

Hình 5.16:Nội lực dãy Strip theo phương Y (dọc)

(6.4) Chọn lớp bê tông bảo vệ: abv20 mm 

Bê tông B30: Rb 17.10 kN / m 3  2  ;Rbt 1.2MPa 1.2 10 kN / m  3  2  ;   b 1

Thép AIII   10  được dùng tính thép chịu lực tại nhịp

(6.5) Tính toán thép cho ô sàn S6 (theo phương Y)

Momen nhịp dãy strip Ô S1: M = 3.69 (kNm)

=> Chọn ϕ12a100 có Asc 11.3 cm  2 min max

Các giá trị mômen còn lại tính toán tương tự.

5.6.3 Kết quả tính toán thép sàn

Bảng 5.2: Tính toán thép sàn theo 2 phương

Tên ô sàn Vị trí M max b h a = a' h 0

Tính thép Chọn thép α m xi A s TT H.lượng ỉ a A s ch H.lượng

(kN.m) (mm) (cm 2 ) TT (%) mm (cm 2 ) (%)

S8 theo phương X Gối -7.3 1000 200 20 180 0.013 0.013 1.137 0.063% 12 200 5.65 0.31% S8 theo phương Y Gối -8.8 1000 200 20 180 0.016 0.016 1.399 0.078% 12 200 5.65 0.31%

Chú thích:Dấu “*” được sử dụng ở đây ý nói hàm lượng cốt thép đã chọn có thể thay đổi lớn hơn đẻ phù hợp cho việc nối thép

- Hàm lượng cốt thép CB240T:

- Hàm lượng cốt thép CB400V:

Lưu ý rằng thép được bố trí trong bản vẽ có thể khác so với thép chọn trong phần thuyết minh, nhằm tạo điều kiện thuận lợi cho thi công Một số ô bản có nhịp nhỏ để dễ dàng thi công, và không cắt thép riêng lẻ, mà sinh viên kéo thép bên ô bản có mô men lớn hơn để đảm bảo độ bền và an toàn của kết cấu.

- Xem bản vẽ KC-SĐ

THIẾT KẾ KHUNG TRỤC B VÀ TRỤC 2

THIẾT KẾ LÕI CÔNG TRÌNH

THIẾT KẾ MÓNG KHUNG TRỤC 2 VÀ TRỤC B

Định dạng
Số trang	209
Dung lượng	10,09 MB