Chung cư cao cấp opal boulevard

Các phần tính toán sàn tầng điển hình như sau:  Chọn sơ bộ tiết diện các cấu kiện  Xác định tải trọng tác dụng  Mặt bằng sàn và sơ đồ tính  Tính toán cốt thép cho sàn  Kiểm tra độ v

MỤC LỤC

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CÔNG TRÌNH OPAL BOULEVARD 1

Nhu cầu xây dựng công trình 1

Giới thiệu công trình 1

Giải pháp kiến trúc 2

Mặt bằng phân khu chức năng 3

Giải pháp mặt đứng và hình khối 3

Giải pháp hệ thống giao thông 5

Giải pháp kết cấu kiến trúc 5

Chỉnh sửa dự án cho phù hợp với yêu cầu thiết kế của Đồ án tốt nghiệp 5

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ KẾT CẤU CÔNG TRÌNH 7

Tổng quan 7

Lựa chọn giải pháp kết cấu 7

Hệ kết cấu chịu lực chính 7

Hệ kết cấu sàn 8

Nguyên tắc tính toán kết cấu 8

Nhóm trạng thái giới hạn thứ 1 9

Nhóm trạng thái giới hạn thứ 2 9

Phương pháp xác định nội lực 9

Vật liệu sử dụng 10

Thông số vật liệu 10

Lớp bê tông bảo vệ 11

Sơ bộ kích thước kết cấu 11

Sơ bộ kích thước dầm 11

Sơ bộ kích thước sàn 12

Sơ bộ kích thước vách 13

Sơ bộ bề rộng khe nhiệt 13

CHƯƠNG 3: TẢI TRỌNG TÁC ĐỘNG LÊN KHUNG 14

TỔNG QUAN 14

Tĩnh tải 14

Hoạt tải 16

Tải trọng gió 17

Tải động đất 28

Tổ hợp tải trọng gió 40

Tổ hợp tải trọng động đất 40

Các trường hợp tổ hợp và cấu trúc tổ hợp 41

CHƯƠNG 4: KIỂM TRA ỔN ĐỊNH TỔNG THỂ CÔNG TRÌNH 44

Kiểm tra chuyển vị đỉnh công trình 44

Kiểm tra gia tốc đỉnh 44

Kiểm tra ổn định chống lật 45

Kiểm tra chuyển vị tương đối giữ các tầng 45

Kiểm tra hiệu ứng P – DELTA 46

CHƯƠNG 5: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ SÀN ĐIỂN HÌNH 50

MỞ ĐẦU 50

TẢI TRỌNG TÁC ĐỘNG 50

MẶT BẰNG SÀN ĐIỂN HÌNH 50

MÔ HÌNH SÀN ĐIỂN HÌNH BẰNG ROBOT STRUCTURAL 51

Tổ hợp tải trọng 51

Mô hình tính toán 52

Cách lấy nội lực 55

KIỂM TRA SÀN 56

Dữ liệu đầu vào 56

Tính toán sàn 57

Chuyển vị sàn thep trạng thái tổ hợp TTGH 2 61

CHƯƠNG 6: THIẾT KẾ KẾT CẤU KHUNG 62

TÍNH TOÁN CỐT THÉP DẦM tầng điển hình 63

SƠ ĐỒ BỐ TRÍ DẦM 63

DỮ LIỆU ĐẦU VÀO 64

TÍNH TOÁN DẦM 65

TÍNH TOÁN CỐT THÉP CHO VÁCH 80

Sơ đồ bố trí vách 80

Phương pháp phân bố ứng suất đàn hồi 81

Dữ liệu đầu vào 83

Tính toán thép vách 84

CHƯƠNG 7: TÍNH TOÁN MÓNG CÔNG TRÌNH 92

THỐNG KÊ SỐ LIỆU ĐỊA CHẤT 92

TÍNH TOÁN SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC 94

Phương án thiết kế móng 94

Sức chịu tải theo vật liệu làm cọc 95

Sức chịu tải theo chỉ tiêu cơ lý của đất nền 97

Theo chỉ tiêu cường độ đất nền 98

Sức chịu tải của cọc theo thí nghiệm SPT 101

Xác định sức chịu tải thiết kế 104

Xác định sơ bộ số lượng cọc 105

Mặt bằng bố trí đài móng và số cọc 106

THIẾT KẾ MÓNG CHO CÔNG TRÌNH 109

Kiểm tra móng vách đơn M8 109

Kiểm tra móng vách lõi ML1 117

Kiểm tra hệ móng bằng các xây dựng mô hình trên Robot structural 125

Tính toán cốt thép cho đài móng 129

CHƯƠNG 8: THIẾT KẾ CẦU THANG 132

KÍCH THƯỚC HÌNH HỌC VÀ SƠ BỘ TÍNH TOÁN 132

Kích thước hình học 132

Cấu tạo cầu thang 133

TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN CẦU THANG 133

Tĩnh tải tác dụng lên bản chiếu nghỉ 133

Tĩnh tải tác dụng lên bản thang nghiêng 133

Hoạt tải 134

TÍNH TOÁN CỐT THÉP CHO VẾ THANG 135

Phương pháp thực hiện tính toán nội lực bằng mô hình Robot Structural 135

Lấy nội lực bản thang 136

Tính toán thép bản thang 137

CHƯƠNG 9: THI CÔNG CỐP PHA SÀN DẦM VÁCH 138

Lựa chọn cốp pha 138

Tính toán khả năng chịu lực, độ ổn định của từng lại cốp pha 142

Tính toán cốt pha sàn 142

Tính toán cốp pha đáy dầm 145

Tính toán cốp pha dầm thành 149

Tính ván khuôn thành cột 153

Tính toán cốt pha vách 156

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 1.1 Mô hình tổng thể công trình 1

Hình 1.2 Vị trí dự án Opal Boulevard 2

Hình 1.3 Mặt bằng tầng 1 dự án Opal Boulevard 3

Hình 1.4 Mặt đứng tháp B Opal Boulevar 4

Hình 1.5 Mặt bằng chỉnh sửa tầng điển hình 6

Hình 2.1 Mặt bằng 3D sàn điển hình 8

Hình 3.1 Các lớp cấu tạo sàn điển hình 14

Hình 3.2 Kết quả phân tích dao động và tần số công trình 19

Hình 3.3 Khối lượng và tọa độ tâm khối lượng của các tầng trong công trình 20

Hình 3.4 Chuyển vị ở các tầng của công trình do Mode 1 gây ra 20

Hình 3.5 Chuyển vị ở các tầng của công trình do Mode 3 gây ra 21

Hình 3.6 Hệ tọa độ khi xác định hệ số không gian ν 22

Hình 3.7 Đồ thị xác định hệ số động lực  24

Hình 3.8 Bảng tần số và chu kỳ tính động đất 30

Hình 3.9 Phổ thiết kế dùng trong phân tích đàn hồi 33

Hình 3.10 Chuyển vị các tầng của công trình do Mod 1 gây ra 34

Hình 3.11Chuyển vị các tầng của công trình do Mod 3 gây ra 34

Hình 3.12 Chuyển vị các tầng của công trình do Mod 6 gây ra 35

Hình 4.1 Chuyển vị đỉnh công trình 44

Hình 4.2 Chuyển vị cực đại ứng với dạng dao động thứ nhất 44

Hình 4.3 Chuyển vị tương đối giữa các tầng 46

Hình 4.4 Tổng lực cắt tầng do Combo động đất gây ra 47

Hình 4.5 Chuyển vị tương đối giữa các tầng Hình 4.6 Khối lượng tường xây các tầng 48

Hình 4.7 Biểu đồ thể hiện P-Delta (θx, θy) của các tầng 48

Hình 5.1 Mặt bằng sàn điển hình 50

Hình 5.2 Mô hình 3D sàn điển hình 51

Hình 5.3 Gán tải trọng bản thân 52

Hình 5.4 Gán tải cấu tạo sàn 53

Hình 5.5 Gán tải tường 53

Hình 5.6 Gán hoạt tải toàn phần 54

Hình 5.7 Gán hoạt tải dài hạn 54

Hình 5.8 Mesh sàn 55

Hình 5.9 Lấy điểm nội lực sàn 345 55

Hình 5.10 Sơ đồ nội lực và biểu đồ ứng suất trong tiết diện thẳng góc với trục dọc cấu kiện bê tông cốt thép chịu uốn khi tính toán theo độ bền 57

Hình 5.11 Chuyển vị sàn 61

Hình 6.1 Mô hình 3D công trình 62

Hình 6.2 Sơ đồ bố trí dầm chính tầng điển hình 63

Hình 6.3 Tên dầm điển hình tương ứng trong Robot Structural 63

Hình 6.4 Mô hình 3D dầm tầng điển hình 64

Hình 6.5 Sơ đồ nội lực và biểu đồ ứng suất trong tiết diện thẳng góc với trục dọc cấu kiện bê tông cốt thép chịu uốn khi tính toán theo độ bền 66

Hình 6.6 Sơ đồ nội lực trong tiết diện không gian tính toán chịu moment xoắn 68

Hình 6.7 Sơ đồ trạng thái ứng suất – biến dạng của cấu kiện có vết nứt 71

Hình 6.8 Bảng tra hệ số



Hình 6.9 Mô hình 3D hệ vách tính toán 80

Hình 6.10 Sơ đồ bố trí vách 81

Hình 6.11 Chia nhỏ phần tử vách 81

Hình 6.12 Chia nhỏ phần tử vách trong Robot Structual 82

Hình 7.1 Bảng thông số vật liệu cọc 95

Hình 7.2 Biểu đồ sức kháng cắt không thoát nước 100

Hình 7.3 Bố trí đài móng 107

Hình 7.4 Mô hình 3D đài móng 108

Hình 7.5 Mặt bằng bố trí cọc móng M8-6 109

Hình 7.6 Nội lực tính móng M8-6 109

Hình 7.7 Điểm lực lấy nội lực tính móng M8-6 110

Hình 7.8 Khối móng quy ước cho móng cọc 111

Hình 7.9 Ứng suất gây lún và bản thân tác dụng xuống đất nền 114

Hình 7.10 Mặt bằng tháp xuyên thủng móng M8-6 116

Hình 7.11 Mặt bằng bố trí cọc móng ML1-35 117

Hình 7.12 Nội lực tính móng ML1-35 117

Hình 7.13 Khối móng quy ước cho móng cọc 118

Hình 7.14 Ứng suất gây lún và bản thân tác dụng xuống đất nền 122

Hình 7.15 Mặt cắt tháp xuyên thủng móng ML1 123

Hình 7.16 Gán hệ số Kc cho công trình 125

Hình 7.17 Mô hình xuất phản lực đầu cọc 126

Hình 7.18 Kết quả lực dọc Max, Min từ mô hình 126

Hình 7.19 Nội lực dọc các cọc móng ML1-35 127

Hình 7.20 Nội lực dọc các cọc móng M8-6 127

Hình 7.21 Mô hình nội lực dọc của các cọc 128

Hình 7.22 Mô hình toàn công trình tính móng cọc 129

Hình 7.23 Kết quả nội lực đài móng M8-6 130

Hình 7.24 Kết quả nội lực móng ML1-35 131

Hình 8.1 Mô hình 3D cầu thang 132

Hình 8.2 Mặt bằng kiến trúc cầu thang 132

Hình 8.3 Gán hoạt tải vào mô hình 135

Hình 8.4 Gán tĩnh tải vào mô hình 135

Hình 8.5 Moment theo phương X của cầu thang 136

Hình 8.6 Moment theo phương Y của cầu thang 136

Hình 9.1 Giàn giáo có đầu nối (1.7m) 138

Hình 9.2 Kích thước thép hộp vuông 139

Hình 9.3 Kích thước thép hộp chữ nhật 139

Hình 9.4 Kết quả thử nghiệm giàn giáo 140

Hình 9.5 Kết quả thử nghiệm thanh chống dọc 141

Hình 9.6 Sơ đồ tính ván khuôn sàn 142

Hình 9.9 Sơ đồ tính đáy dầm 145

Hình 9.10 Sơ đồ tính sườn dọc đáy dầm 146

Hình 9.11 Sơ đồ tính sườn ngang đáy dầm 147

Hình 9.12 Sơ đồ tính thành dầm 149

Hình 9.13 Sơ đồ tính sườn ngang thành dầm 150

Hình 9.14 Sơ đồ tính sườn đứng thành dầm 151

Hình 9.15 Sơ đồ tính cột 153

Hình 9.16 Sơ đồ tính sườn ngang cột 154

Hình 9.17 Sơ đồ tính chống xuyên cột 155

Hình 9.18 Sơ đồ tính sườn đứng thành vách 156

Hình 9.19 Sơ đồ tính sườn ngang vách 157

Hình 9.20 Sơ đồ tính cây chống xuyên thành vách 159

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 1.1 Chiểu cao các tầng sau khi chỉnh sửa 5

Bảng 2.1 Bê tông sử dụng 10

Bảng 2.2 Giá trị cường độ và module của thép 10

Bảng 2.3 Bảng quy định bê tông bảo vệ đối với cốt thép dọc chịu lực 11

Bảng 2.4 Sơ bộ kích thước tiết diện dầm 11

Bảng 3.1 Tải trọng các lớp cấu tạo hoàn thiện sàn nhà vệ sinh, bể bơi 14

Bảng 3.2 Tải trọng các lớp hoàn thiện sàn căn hộ, hành lang 15

Bảng 3.3 Tải tường xây 16

Bảng 3.4 Bảng giá trị hoạt tải các loại phòng 16

Bảng 3.5 Giá trị thành phần tĩnh của tải trọng gió hình học 18

Bảng 3.6 Bảng tra hệ số tương quan không gian ν 1. 22

Bảng 3.7 Các tham số ρ và χ 23

Bảng 3.8 Bảng thông số gió theo phương X (mode 3) 24

Bảng 3.9 Bảng tính gió động theo phương X (mode 3) 25

Bảng 3.10 Bảng tính gió động theo phương Y 25

Bảng 3.11 Bảng tính gió động theo phương Y (mode 1) 26

Bảng 3.12 Tổng hợp tải gió 27

Bảng 3.13 Giá trị cơ bản hệ số ứng xử cho hệ số đều đặn theo mặt đứng 31

Bảng 3.14 Thông số dẫn xuất tính toán 31

Bảng 3.15 Phổ phản ứng thiết kết theo phương ngang 32

Bảng 3.16 Bảng phân phối lực cắt đáy theo phương Y mode 1 36

Bảng 3.17 Bảng phân phối lực cắt đáy theo phương X mode 3 37

Bảng 3.18 Bảng phân phối lực cắt đáy theo phương X mode 6 38

Bảng 3.19 Bảng tổ hợp phân phối lực cắt đáy theo mỗi phương 39

Bảng 3.20 Bảng phân loại tải trọng 41

Bảng 3.21 Bảng tổ hợp tải trọng trung gian 41

Bảng 3.22 Bảng tổ hợp tải trọng tiêu chuẩn 42

Bảng 3.23 Bảng tổ hợp tải trọng tính toán 42

Bảng 4.1 Bảng kiểm tra hiệu ứng P – Delta 49

Bảng 5.1 Nội lực tính toán sàn 345 tại điểm 2305 56

Bảng 5.2 Thông tin bố trí thép 56

Bảng 6.1 Thông tin bố trí thép dầm thanh số 566 tại giữa nhịp( DAM-01) 64

Bảng 6.2Thông tin bố trí thép đai tại giữa nhịp 64

Bảng 6.3 Thông tin nội lực tại giữa nhịp DAM-01 65

Bảng 6.4 Tổng hợp kết quả kiểm tra dầm 79

Bảng 6.5 Thông tin bố trí cốt thép phần tử thuộc vách 1 tại điểm 177172 83

Bảng 6.6 Thông tin thép đai 83

Bảng 6.7 Thông tin nội lực tại vị trí phần tử 177172 83

Bảng 6.8 Tổng hợp kết quả kiểm tra vách 91

Bảng 7.1 Kết quả thí nghiệm trong phòng các chỉ tiêu cơ lý đất 93

Bảng 7.2 Giá trị N 30 các lớp đất 93

Bảng 7.3 Bảng đo độ sâu mực nước ngầm 94

Bảng 7.6 Lực ma sát thành cọc trong lớp đất dính 100

Bảng 7.7 Lực ma sát thành cọc trong lớp đất rời 102

Bảng 7.8 Lực ma sát thành cọc trong lớp đất dính 103

Bảng 7.9 Bảng tổng hợp sức chịu tải 104

Bảng 7.10 Bảng sơ bộ số cọc dựa vào sức chịu tải thiết kế 105

Bảng 7.11Bảng chỉnh sửa lại số cọc cho phù hợp với kiến trúc công trình 106

Bảng 7.12 Bảng tính lún móng M8-6 115

Bảng 7.13 Bảng tính lún móng ML1-35 122

Bảng 7.14 Bảng thống kê tính thép móng 131

Bảng 8.1 Các lớp cấu tạo chiếu nghỉ 133

Bảng 8.2 Tĩnh tải bản nghiêng thang 134

Bảng 8.3 Bảng thống kê thép bản thang 137

Bảng 9.1 Thông số vật liệu ván ép 138

Bảng 9.2 Tải trọng gió tác dụng lên cột 155

Bảng 9.3 Tải trọng gió tác dụng lên vách 158

Bảng 9.4 Bảng tổng hợp cốp pha cột, dầm, sàn, vách 160

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CÔNG TRÌNH OPAL BOULEVARD

Hình 1.1 Mô hình tổng thể công trình

NHU CẦU XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH

- Do sự phát triển của giao thông, cơ sở hạ tầng Đặc biệt là nhu cầu được sống trong không gian gần gũi thiên nhiên, có nhiều khoảng xanh, không bị ngập lụt, chật chội như trong nội thành đã khiến cho nhu cầu nhà ở của người dân thay đổi

- Cụ thể là họ quan tâm tới các dự án căn hộ ở các quận vùng ven như: quận 2, quận 9, Thủ Đức, các tỉnh lân cận như Long An, Đồng Nai…Khu đông với các dự án khủng ở khu đô thị mới Thủ Thiêm, Đảo Kim Cương,…được đánh giá là đang dẫn đầu thị trường căn hộ TPHCM năm qua

- Nhằm đáp ứng nhu cầu đó, tập đoàn Đất Xanh đã tiến hành dự án chung cư OPAL BOULEVARD Đây là một khu nhà cao tầng hiện đại, đầy đủ tiện nghi, cảnh quan đẹp và bao gồm các khu giải trí, thương mại, mua sắm… thích hợp cho sinh sống, giải trí và làm việc, một chung cư cao tầng được thiết kế và thi công xây dựng với chất lượng cao, đầy đủ tiện nghi để phục vụ cho nhu cầu sống của người dân

GIỚI THIỆU CÔNG TRÌNH

- Opal Boulevard tọa lạc tại số 18 mặt tiền đường Kha Vạn Cân, phường An Bình, thị xã Dĩ

An, tỉnh Bình Dương Các chủ nhân sở hữu căn hộ Opal Boulevard có thể tiếp cận đến làng Đại Học Quốc Gia TP.HCM và các tiện ích liền kề như Vincom Thủ Đức, bệnh viện Đa khoa Hoàn Hảo, khu du lịch Suối Tiên, chợ Thủ Đức và các tuyến đường như Cao tốc Long Thành – Dầu Giây, Xa lộ Hà Nội, cụm cảng Cát Lái, tuyến Metro số 1, Bến xe Miền

- Tọa lạc trên trục đại lộ Phạm Văn Đồng, Opal Boulevard có vị trí giao thương chiến lược, nằm giữa Tp.HCM, Đồng Nai, Bình Dương, mang lại lợi thế kết nối độc đáo mà không dự

án nào sánh được

- Vị trí căn hộ Opal Boulevard cực kỳ chiến lược khi tọa lạc ngay trên Kha Vạn Cân (Bình Dương) song song với trục Phạm Văn Đồng (Thủ Đức), tuyến đại lộ huyết mạch vô cùng thông thoáng kết nối sân bay Tân Sơn Nhất với toàn bộ khu Đông

Hình 1.2 Vị trí dự án Opal Boulevard

GIẢI PHÁP KIẾN TRÚC

Hình 1.3 Mặt bằng tầng 1 dự án Opal Boulevard

Mặt bằng phân khu chức năng

- Opal Boulevar là căn hộ cao cấp mặt tiền Phạm Văn Đồng Với 2 tháp A và B, mỗi tháp cao

35 tầng trên diện tích 14,757.3m2

- Bố trí các khu chức năng:

 Gồm 1 tầng hầm là khu để xe

 Tầng 1-3 là Shophouse, nhà trẻ, khu để xe

 Tầng 4 là khu căn hộ + hồ bơi skyview, phòng Gym,…

 Tầng 5-35 là khu căn hộ

 Tầng thượng

Giải pháp mặt đứng và hình khối

- Công trình có dạng khối thẳng đứng, chiều cao công trình là 120.06 m

- Mặt đứng công trình hài hòa với cảnh quang xung quanh

- Công trình sử dụng vật liệu chính là đá Granite, sơn nước, khung kính inox và kính an toàn cách âm cánh nhiết tạo mà sắc hài hòa, tao nhã

- Công trình có hình khối kiến trúc hiện đại phù hợp với tính chất một chung cư cao cấp kết hợp với trung tâm thương mại Việc sử dụng các vật liệu mới cho mặt đứng công trình như

đá Granite, gạch ốp cao cấp cùng với những mảng kính dày tạo vẻ sang trọng cho một công trình kiến trúc, đang là xu thế xây dựng ngày nay

- Sử dụng, khai thác triệt để nét hiện đại với cửa kính lớn, tường ngoài được hoàn thiện bằng sơn nước Mái BTCT có lớp chống thấm và cách nhiệt Tường gạch, trát vữa, sơn nước, sơn màu tường

Hình 1.4 Mặt đứng tháp B Opal Boulevar

Giải pháp hệ thống giao thông

- Hệ thống giao thông phương ngang trong công trình là hệ thống hành lang

- Hệ thống giao thông đứng bao gồm thang máy hoạt động 24/24, cầu thang bộ và thoát hiểm

- Hệ thống thang máy được thiết kế thoải mái, thuận lợi và phù hợp với nhu cầu sử dụng công trình

Giải pháp kết cấu kiến trúc

- Hệ kết cấu của công trình là hệ kết cấu khung – vách BTCT toàn khối

- Mái phẳng bằng bêtông cốt thép và được chống thấm

- Cầu thang bằng bê tông cốt thép toàn khối Bể chứa nước là bồn chứa bằng Inox có dung tích 10m3 Tường bao che và tường ngăn giữa các căn hộ dày 200mm, tường ngăn phòng dày 100mm

CHỈNH SỬA DỰ ÁN CHO PHÙ HỢP VỚI YÊU CẦU THIẾT KẾ CỦA ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

 Do dự án quá lớn đối với Đồ án tốt nghiệp nên em xin chỉnh sửa lại chút ít so với thiết

kế ban đầu:

- Cos cao độ sàn tầng 1 trùng với cao độ

 0.000.

- Chỉ thiết kế tháp B với 19 tầng, tầng hầm và sân thượng

Bảng 1.1 Chiểu cao các tầng sau khi chỉnh sửa

Chiều cao (m) 2.8 5.2 3.2 3.2 3.2

Chiều cao sau khi chỉnh sửa là 66m

- Chỉnh sửa mặt bằng

Hình 1.5 Mặt bằng chỉnh sửa tầng điển hình.

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ KẾT CẤU CÔNG TRÌNH

TỔNG QUAN

- Để đảm bảo các yêu cầu kết cấu, kết cấu sàn sườn bê tông toàn khối là phương án hợp lý được chọn cho công trình này, với chiều cao tầng thấp, để tạo không gian chọn phương án kết cấu là sàn phẳng Các phần tính toán sàn tầng điển hình như sau:

 Chọn sơ bộ tiết diện các cấu kiện

 Xác định tải trọng tác dụng

 Mặt bằng sàn và sơ đồ tính

 Tính toán cốt thép cho sàn

 Kiểm tra độ võng của sàn

LỰA CHỌN GIẢI PHÁP KẾT CẤU

Hệ kết cấu chịu lực chính

- Căn cứ vào sơ đồ làm việc thì kết cấu nhà cao tầng có thể phân loại như sau:

- Các hệ kết cấu cơ bản: Kết cấu khung, kết cấu tường chịu lực, kết cấu lõi cứng và kết cấu ống

- Các hệ kết cấu hỗn hợp: Kết cấu khung - giằng, kết cấu khung - vách, kết cấu ống lõi và kết cấu ống tổ hợp

- Mỗi loại kết cấu trên đều có những ưu nhược điểm riêng tùy thuộc vào nhu cầu và khả năng thi công thực tế của từng công trình

- Trong đó kết cấu tường chịu lực (hay còn gọi là vách cứng) là một hệ thống tường vừa làm nhiệm vụ chịu tải trọng đứng vừa là hệ thống chịu tải trọng ngang Đây là loại kết cấu mà theo nhiều tài liệu nước ngoài đã chỉ ra rằng rất thích hợp cho các chung cư cao tầng Ưu điểm nổi bật của hệ kết cấu này là không cần sử dụng hệ thống dầm sàn nên kết hợp tối ưu với phương án không bị hệ thống dầm cản trở, do vậy chiều cao của ngôi nhà giảm xuống

Hệ kết cấu tường chịu lực kết hợp với hệ sàn tạo thành một hệ hộp nhiều ngăn có độ cứng không gian lớn, tính liền khối cao, độ cứng phương ngang tốt khả năng chịu lực lớn, đặc biệt

là tải trọng ngang

- Kết cấu vách cứng có khả năng chịu động đất tốt Theo kết quả nghiên cứu thiệt hại các trận động đất gây ra, ví dụ trận động đất vào tháng 2/1971 ở California, trận động đất tháng 12/1972 ở Nicaragoa, trận động đất năm 1977 ở Rumani… cho thấy rằng công trình có kết cấu vách cứng chỉ bị hư hỏng nhẹ trong khi các công trình có kết cấu khung bị hỏng nặng

Hệ kết cấu sàn

- Trong công trình hệ sàn có ảnh hưởng rất lớn tới sự làm việc không gian của kết cấu

- Việc lựa chọn phương án sàn hợp lý là rất quan trọng Do vậy, cần phải có sự phân tích đúng

để lựa chọn ra phương án phù hợp với kết cấu của công trình

- Do công trình là dạng nhà cao tầng, có bước cột lớn, đồng thời để đảm bảo vẽ mỹ quan cho các căn hộ nên giải pháp kết cấu chính của công trình được lựa chọn như sau:

 Kết cấu móng cọc khoan nhồi, đài băng hay bè

 Kết cấu sàn dầm

 Kết cấu công trình là kết cấu tường chịu lực, bao gồm hệ thống vách cứng, cột tạo hệ lưới

đỡ bản sàn không dầm và được nằm ẩn tại các góc căn hộ Hệ thống vách cứng, cột được ngàm vào hệ đài

Hình 2.1 Mặt bằng 3D sàn điển hình

NGUYÊN TẮC TÍNH TOÁN KẾT CẤU

- Khi thiết kế cần tạo sơ đồ kết cấu, kích thước tiết diện và bố trí cốt thép đảm bảo được độ bền, độ ổn định và độ cứng không gian xét trong tổng thể cũng như riêng từng bộ phận kết cấu Việc đảm bảo đủ khả năng chịu lực phải trong cả giai đoạn xây dựng và sử dụng

- Khi tính toán thiết kế kết cấu bê tông cốt thép cần phải thỏa mãn những yêu cầu về tính toán

Nhóm trạng thái giới hạn thứ 1

Nhằm đảm bảo khả năng chịu lực của kết cấu, cụ thể bảo đảm cho kết cấu:

 Không bị phá hoại do tác dụng của tải trọng và tác động

 Không bị mất ổn định về hình dáng và vị trí

 Không bị phá hoại khi kết cấu bị mỏi

 Không bị phá hoại do tác động đồng thời của các nhân tố về lực và những ảnh hưởng bất lợi của môi trường

Nhóm trạng thái giới hạn thứ 2

Nhằm đảm bảo sự làm việc bình thường của kết cấu, cụ thể cần hạn chế:

 Khe nứt không mở rộng quá giới hạn cho phép hoặc không xuất hiện khe nứt

 Không có những biến dạng quá giới hạn cho phép như độ võng, góc xoay, góc trượt, dao động

PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH NỘI LỰC

- Nội lực được xác định bằng phương pháp tính tay thủ công với các công việc sau:

 Tách rời các cấu kiện trong công trình phù hợp với tính tuyến tính và tính định xứ

 Chọn sơ đồ tính phù hợp

 Tính toán và quy đổi tải trọng

 Giải nội lực theo bảng tra hoặc các công thức cơ học

- Tuy nhiên thời gian giải lâu, phức tạp, dễ sai sót khi tính và độ chính xác chưa cao, hoặc quá

an toàn bởi sơ đồ tính thường chọn là ngàm, khớp lý tưởng chỉ là giả thiết, thực tế điều kiện biên không được lý tưởng vậy Một số trường hợp tải trọng chỉ quy đổi gần đúng Và các công thức giải chỉ đúng với điều kiện khi vật liệu còn làm việc trong miền đàn hồi

- Do đó sinh viên kết hợp giải nội lực theo phương pháp tính tay và phần mềm (giải theo phương pháp phần tử hữu hạn FEM)

- Kết quả phần mềm giải ra tin cậy khi đáp ứng được một số tiêu chí biến dạng phù hợp với đường tác dụng của tải trọng, độ lớn biến dạng phù hợp với vị trí đặc lực, nội lực giải ra sẽ khác với tính tay Mô hình bằng phần mềm xét ảnh hưởng cả các cấu kiện với nhau, nếu nội lực giải ra khác nhiều so với tính tay thì sẽ có những đánh giá, lý giải lựa chọn cho hợp lý

- Trong phạm vi đồ án này, sinh viên sử dụng phần mềm Robot Structural 2021 để phân tích nội lực của mô hình: phần mềm phần tử hữu hạn phân tích sự làm việc của toàn bộ công

VẬT LIỆU SỬ DỤNG

- Vật liệu cần có cường độ cao, trọng lượng nhỏ, chống cháy tốt, có giá thành hợp lý

- Vật liệu có tính biến dạng cao: khả năng biến dạng cao có thể bổ sung cho tính năng chịu lực thấp

- Vật liệu có tính thoái biến thấp: có tác dụng tốt khi chịu tác động của tải trọng lặp lại (động đất, gió bão)

- Vật liệu có tính liền khối cao: có tác dụng trong trường hợp có tính chất lặp lại, không bị tách rời các bộ phận công trình

- Nhà cao tầng thường có tải trọng rất lớn Nếu sử dụng các loại vật liệu trên sẽ giảm được đáng kể tải trọng cho công trình, kể cả tải trọng đứng cũng như tải trọng ngang do lực quán tính Trong điều kiện nước ta hiện nay thì vật liệu bê tông cốt thép hoặc thép là loại vật liệu đang được các nhà thiết kế sử dụng phổ biến trong các kết cấu nhà cao tầng

Do đó sinh viên lựa chọn vật liệu xây dựng công trình là bê tông cốt thép

2 Vữa xi măng cát B5C Vữa xi măng xây, tô trát tường nhà

Bảng 2.2 Giá trị cường độ và module của thép

Lớp bê tông bảo vệ

Chiều dày lớp bê tông bảo vệ được xác định dựa trên các tiêu chí sau:

+ QCVN 06-2010/BXD- Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia an toàn cháy cho nhà và công trình

+ Địa điểm xây dựng công trình ở Tp Hồ Chí Minh, xa khu vực có độ xâm thực ăn mòn bê tông như là bờ biển, miền sông nước, …

+ Dựa vào hồ sơ địa chất (kết quả thí nghiệm hóa nước) kết luận như sau: Theo ATSM

D1411-00, nước dưới đất trong khu vực khảo sát không có tính ăn mòn với bê tông

Bảng 2.3 Bảng quy định bê tông bảo vệ đối với cốt thép dọc chịu lực

+ Khi chiều cao tiết diện cấu kiện nhỏ hơn 250mm: 10mm (15mm)

+ Khi chiều cao tiết diện cấu kiện từ 250mm trở lên: 15mm (20mm)

SƠ BỘ KÍCH THƯỚC KẾT CẤU

Sơ bộ kích thước dầm

Theo TCXD 198:1997, việc chọn tiết diện dầm thỏa mãn yêu cần về độ cứng đơn vị của dầm

giữa các nhịp phải tương ứng với nhau

Sơ bộ kích thước tiết diện cấu kiện như sau:

Bảng 2.4 Sơ bộ kích thước tiết diện dầm

Kích thước tiết diện dầm

Chọn b = 300 mm đối với tầng điển hình

Chọn b = 400 mm đối với các tầng dưới do có hoạt tải lớn

Trong đó: D : hệ số phụ thuộc vào tải trọng D = ( 0.8 – 1.4 )

m = 40 ÷ 50 đối với bản kê bốn cạnh

L1: nhịp tính toán theo phương cạnh ngắn

 Dựa vào bản vẽ kiến trúc ta thấy đa số các sàn làm việc 2 phương:

Sơ bộ kích thước vách

Kích thước vách BTCT được chọn và bố trí chịu tải trọng công trình và đặc biệt chịu tải trọng ngang do gió, động đất

Chọn chiều dày vách

t

 300mm

Chọn chiều dày vách

t

 400mm

Sơ bộ bề rộng khe nhiệt

Do công trình có bề dài 75.75m theo TCVN thì cần bố trí khe nhiệt

Độ rộng của khe lún và khe phòng chống động đất cần được xem xét căn cứ vào chuyển vị của đỉnh công trình do chuyển dịch móng sinh ra Chiều rộng tối thiểu của khe lún và khe phòng chống động đất được tính theo công thức:

δmin= V1 + V2 + 20mm

Trong đó: V1 và V2 là chuyển dịch ngang cực đại theo phương vuông góc với khe của hai bộ phận công trình hai bên khe, tại đỉnh của khối kề khe có chiều cao nhỏ hơn hai khối [2] Nhà 100m dài thì biến dạng do giãn nở nhiệt cỡ 2,5cm((TCVN356-2005 tr.39) [3]): (0.7*10^(-5)/oC^(-1) x (40oC-50oC) x 100 m = 2.45cm

Bề rộng của các khe nó có một công thức gần đúng [4]:

∆=2.k.H2 +20mm

Trong đó

* H1 : là độ cao của khối nhà cao trong 2 khối công trình sát nhau

* H2 : là độ cao của khối nhà thấp

Hệ số k phụ thuộc vào giải pháp kết cấu của nhà

* Kết cấu khung BTCT: k=1/500

* Kết cấu khung-vách: k=1/750

* Kết cấu tường BTCT: k=1/1000

Vậy bề rộng khe nhiệt có kích thước là ∆= 2.k.H2 +20 =2.66/750+20 = 20.176 mm

Chọn khe nhiệt có kích thước là 25mm

CHƯƠNG 3: TẢI TRỌNG TÁC ĐỘNG LÊN KHUNG

- Tải trọng thẳng đứng gồm tải trọng thường xuyên (tĩnh tải) và tải trọng tạm thời (hoạt tải)

- Tĩnh tải tác dụng lên công trình bao gồm:

 Trọng lượng bản thân công trình

 Trọng lượng các lớp hoàn thiện, tường, kính, đường ống thiết bị…

- Hoạt tải: Hoạt tải tiêu chuẩn tác dụng lên công trình được xác định theo công năng sử dụng của sàn ở các tầng (Theo TCVN 2737:1995 – Tải trọng và tác động)

- Tải trọng thường xuyên bao gồm trọng lượng bản thân các bộ phận công trình Tải trọng tạm thời là tải trọng có thể có hoặc không có một giai đoạn nào đó trong quá trình xây dựng

- Tĩnh tải và hoạt tải được tính toán dựa trên TCVN 2737:1995 - Tải trọng và tác động – Tiêu

chuẩn thiết kế

- Tải đặc biệt: tải gió động và động đất

Tĩnh tải

3.1.1.1 Tĩnh tải do trọng lượng bản thân sàn

Hình 3.1 Các lớp cấu tạo sàn điển hình

STT Các lớp cấu tạo sàn Bề

dày

Trọng lượng riêng tiêu chuẩn

Tĩnh tải tiêu chuẩn

Hệ số

độ tin cậy

Tĩnh tải tính toán (m) (kN/m 3 ) (kN/m 2 ) (kN/m 2 )

Tĩnh tải tiêu chuẩn

Hệ số

độ tin cậy

Tĩnh tải tính toán (m) (kN/m 3 ) (kN/m 2 ) (kN/m 2 )

3.1.1.2 Tĩnh tải tường xây

Bảng 3.3 Tải tường xây

Khối lượng riêng

Hệ độ tin cậy

Bề dày

Tải tường tiêu chuẩn

Tải tường tiêu chuẩn

Giá trị hoạt tải được lựa chọn dựa theo chức năng sử dụng của các loại phòng Hệ số độ tin cậy

n đối với tải trọng phân bố đều được xác định theo mục 4.3.3 trang 15 TCVN 2737:1995

- Thành phần tĩnh của gió được tính theo TCVN 2737-1995 như sau:

- Áp lực gió tĩnh tính toán tại cao độ z so với mốc chuẩn được tính theo công thức:

 k: hệ số thay đổi áp lực gió theo chiều cao, lấy theo bảng 5 TCVN 2737-1995

 c: hệ số khí động, đối với mặt đón gió

c

  0.8

c

  0.6

c 0.8 0.6 1.4   

- Tải trọng gió tĩnh được quy về thành lực tập trung tại các cao trình sàn, lực tập trung này được đặt tại tọa độ được tính toán của mỗi tầng (

W

X và

W

Bảng 3.5 Giá trị thành phần tĩnh của tải trọng gió hình học.

2-1 1 0.55 1.2 1.4 4.1 0.511 0.473 75.75 44.2 10.44 8.7 17.9 14.91 TẦNG

2-3.1 3.1 0.55 1.2 1.4 3.1 0.473 0.437 75.75 44.2 29.94 24.95 51.3 42.75 TẦNG 1 0 0.55 1.2 1.4 0 0.000 0.000 75.75 44.2 0 0 0 0

3.1.3.2 Thành phần động của gió

- Thành phần động của gió được xác định theo tiêu chuẩn TCVN 2737 -1995

- Thành phần động của tải trọng gió được xác định theo các phương tương ứng với phương tính toán thành phần tĩnh của tải trọng gió Trong tiêu chuẩn chỉ kể đến thành phần gió dọc

theo phương X và phương Y bỏ qua thành phần gió ngang và momen xoắn

- Tùy mức độ nhạy cảm của công trình đối với tác dụng động lực của tải trọng gió mà thành phần động của tải trọng gió chỉ cần kể đến tác động do thành phần xung của vận tốc gió hoặc

cả với lực quán tính của công trình

- Ta có giá trị giới hạn của tần số dao động riêng ứng với gió vùng IA và độ giảm loga là

Bước 1: Xác định tần số dao động riêng của công trình với Mass Soure = TT + 0.5HT

Hình 3.2 Kết quả phân tích dao động và tần số công trình

- Sử dụng phần mềm ROBOT STRUCTURAL khảo sát với 12 mode dao động của công trình

- Từ bảng trên ta thấy, 3 dao động đầu tiên có tầng số nhỏ hơn fL = 1.1 Hz nên ta xét 3 Mod

Hình 3.3 Khối lượng và tọa độ tâm khối lượng của các tầng trong công trình

Hình 3.4 Chuyển vị ở các tầng của công trình do Mode 1 gây ra

Hình 3.5 Chuyển vị ở các tầng của công trình do Mode 3 gây ra

Bước 2: Công trình này được tính với 2 mode dao động (mode 1, mode 3) Tính toán thành

phần động của tải trọng theo Điều 4.3 đến Điều 4.9 TCXD 229 – 1999

- Tính giá trị tiêu chuẩn thành phần động của tải trọng gió khi kể đến ảnh hưởng của xung vận

tốc gió và lực quán tính (fi < fL = 1.1):

y

- Tính giá trị tiêu chuẩn thành phần động của tải trọng gió khi chỉ kể đến ảnh hưởng của xung

 Wj là giá trị tiêu chuẩn thành phần tĩnh của áp lực gió, tác dụng lên phần thứ j của công trình









S

h , h , B

 v là hệ số tương quan không gian áp lực động của tải trọng gió ứng với dạng dao động khác nhau của công trình, không thứ nguyên Khi tính toán với dạng dao động thứ nhất,

v lấy bằng



Giá trị







bảng 5, TCXD 229:1999 để có được 2 thông số này (mặt ZOX), D và H được xác định

như hình sau (mặt màu đen là mặt đón gió):

Hình 3.6 Hệ tọa độ khi xác định hệ số không gian ν

Bảng 3.6 Bảng tra hệ số tương quan không gian ν 1.

  1.2: hệ số độ tin cậy đối với tải trọng gió

  1 : hệ số điều chỉnh tải trọng gió theo thời gian sử dụng Bảng 6, TCXD 299:1999, lấy

Bảng 3.9 Bảng tính gió động theo phương X (mode 3)

(kN) M j (T)

z (m) z j y ji (m) W j ×y ji M j ×y ji

2 W p(ji) X (kN)

W p(ji) tt X (kN)

W p(ji) tc X (kN)

Bảng 3.11 Bảng tính gió động theo phương Y (mode 1)

(kN) M j (T)

z (m) z j y ji (m) W j ×y ji M j ×y ji

2 W p(ji) Y (kN)

W p(ji) tt Y (kN)

W p(ji) tc Y (kN)

Wytc (kN)

Wytt (kN)

Wxtc (kN)

Wxtt (kN)

Wytc (kN)

Wytt (kN)

GXtc (kN)

GXtt (kN)

GYtc (kN)

GYtt (kN)

THƯỢNG 59.79 71.75 102.47 122.97 45.09 54.11 81.95 98.34 104.88 125.86 184.42 221.31 TẦNG 19 58.92 70.71 100.98 121.18 51.73 62.08 96.15 115.39 110.65 132.79 197.13 236.57 TẦNG 18 58.02 69.62 99.43 119.32 49.84 59.81 92.81 111.38 107.86 129.43 192.24 230.7 TẦNG 17 57.08 68.49 97.82 117.39 47.39 56.87 89.31 107.18 104.47 125.36 187.13 224.57

Tải động đất

3.1.4.1 Tổng quan về động đất

- Đối với những công trình nhà cao tầng, trong thiết kế xây dựng nhà thầu ngoài việc tính toán tải trọng của bản thân công trình (tải trọng đứng), còn phải tính toán hai loại tải trọng nữa

vô cùng quan trọng là tải trọng của gió bão và tải trọng động đất (tải trọng ngang)

- Đây được xem như là một trong những yêu cầu bắt buộc không thể thiếu và là yêu cầu quan trọng nhất khi thiết kế các công trình cao tầng Do đó, bất kỳ công trình xây dựng nào nằm

ở vùng có phân vùng tác động gió thì phải tính toán tải trọng gió, phân vùng về động đất phải tính toán tải trọng động đất

3.1.4.2 Trình tự thiết kế và tính toán động đất theo phương pháp phân tích phổ phản ứng

 Bước 1: Xác định các đặc trưng dao động riêng của hệ kết cấu (phân tích kết cấu dao động

tự do để xác định các mode theo các phương): chu kỳ dao động riêng

T

y

của tầng thứ i ứng với dạng dao động thứ k Các đặc trưng này có thể được xác định theo

chương trình phân tích kết cấu như Sap2000, Etabs,Robot…

 Bước 2: Xác định phổ gia tốc thiết kế

S (T)

h 5% 

a

q

Tùy theo chu kỳ của mỗi dạng dao động mà phổ gia tốc thiết kế

S (T)

theo một trong các công thức sau:

+ T: là chu kì dao động của hệ tuyến tính một bậc tự do

+ ag: là gia tốc nền thiết kế trên nền loại C (ag = γI×agR)

+ TC: là giới hạn trên của chu kì, 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

+ S: là hệ số nền

+ q: hệ số ứng xử

+ β: hệ số ứng với cận dưới của phổ thiết kế theo phương nằm ngang, β = 0.2

 Bước 3: Xác định lực cắt đáy tại chân công trình ứng với dạng dao động thứ k:

Theo mỗi hướng được phân tích, ứng với mỗi dạng dao động, lực cắt đáy động đất

+

S (T )

+ Tk : Chu kỳ dao động thứ k của nhà và công trình

+

m

2 n

+

m

+

y

Từ công thức tính toán khối lượng hữu hiệu

m

 Bước 4: Phân bố lực động đất theo phương ngang

Tác động động đất phải được xác định bằng cách đặt các lực ngang

F

+

m , m

Các yêu cầu trong phương pháp phân tích phổ phản ứng dao động

Phải xét tới phản ứng của tất cả các dạng dao động góp phần đáng kể vào phản ứng tổng thể của nhà Điều này được thực hiện nếu thỏa mãn một trong hai điều kiện sau:

-Tổng khối lượng hữu hiệu của các dạng dao động được xét chiếm ít nhất 90% tổng khối lượng kết cấu

-Tất cả các dạng dao động có khối lượng hữu hiệu lớn hơn 5% của tổng khối lượng đều được xét đến

3.1.4.3 Tính toán động đất cho công trình

 Bước 1: Áp dụng tính toán chu kỳ công trình chịu ảnh hưởng động đất bằng Robot Structural với: Mass Soure = TT + 0.24HT

Hình 3.8 Bảng tần số và chu kỳ tính động đất

 Bước 2: Thông tin công trình

Chung cư OPAL BOULEVARD thuộc thành phố Dĩ An , tỉnh Bình Dương

Theo Phụ lục E “Phân cấp, phân loại công trình xây dựng” của TCVN 9386-2012 thì công trình thuộc nhà chung cư có chiều cao công trình (9-19) tầng được xếp công trình cấp II Ứng với công trình cấp II như trên, theo Phụ lục E “Mức độ và hệ số tầm quan trọng” của TCVN 9386-2012 thì hệ số tầm quan trọng γI = 1

Giá trị giới hạn trên của hệ số ứng xử q để tính đến khả năng làm tiêu tán năng lượng, phải được tính cho từng phương khi thiết kế như sau:

Lựa chọn hệ kết cấu chịu lực của công trình là: Khung nhiều tầng, nhiều nhịp hoặc hệ kết cấu hỗn hợp tương đương khung

Suy ra: Từ hệ kết cấu trên xác định được tỷ số: u

1

1.3

+ αu là giá trị để nhân vào giá trị thiết kế của tác động đất theo phương nằm ngang sẽ làm cho khớp dẻo hình thành trong một loạt tiết diện đủ để dẫn đến sự mất ổn định tổng thể kết cấu, trong khi tất cả các giá trị thiết kế của các tác động khác vẫn không đổi Hệ số αu có thể thu được từ phân tích phi tuyến tính tổng thể

Xét đến tính đều đặn theo mặt đứng của công trình là: Đều đặn theo mặt đứng, giá trị cơ bản của hệ số ứng xử qo, phụ thuộc vào loại kết cấu và tính đều đặn của nó theo mặt đứng lấy trong bảng 5.1 “Giá trị cơ bản của hệ số ứng xử qo cho hệ có sự đều đặn theo mặt đứng” của TCVN 9386-2012

Bảng 3.13 Giá trị cơ bản hệ số ứng xử cho hệ số đều đặn theo mặt đứng

Loại kết cấu công trình thuộc loại: Hệ khung, hệ hỗn hợp, hệ tường kép.Tra bảng với hệ kết cấu trên, có: u

Bảng 3.14 Thông số dẫn xuất tính toán

Thông số Ký hiệu Giá trị Đơn vị Ghi chú

Gia tốc nền quy đổi

a gR

m / s

Gia tốc nền ag 0.6504

m / s

Bảng 3.15 Phổ phản ứng thiết kết theo phương ngang

0 <= T <=T B :

0.00 0.3415 0.05 0.3382 0.10 0.3349 0.15 0.3316 0.20 0.3283

T B < T <= T C :

0.25 0.3283 0.35 0.3283 0.50 0.3283 0.60 0.3283

T C < T <= T D :

0.65 0.3031 0.77 0.2558 0.90 0.2189 1.02 0.1931 1.15 0.1713 1.27 0.1551 1.40 0.1407 1.52 0.1296 1.65 0.1194 1.77 0.1113 1.90 0.1037 2.00 0.0985

T > T D :

2.20 0.0891 2.40 0.0891 2.60 0.0891 2.80 0.0891 3.00 0.0891 4.00 0.0891 5.50 0.0891 7.00 0.0891 8.50 0.0891 10.00 0.0891