1. Trang chủ
  2. » Tất cả

(Đồ án hcmute) chung cư pdc

247 5 0
Tài liệu đã được kiểm tra trùng lặp

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Thông tin cơ bản

Tiêu đề Chung cư PDC
Tác giả Phạm Duy Chung
Người hướng dẫn TS. Châu Đình Thành
Trường học Trường đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh
Chuyên ngành Kỹ thuật Xây dựng
Thể loại Đồ án tốt nghiệp
Năm xuất bản 2018
Thành phố Tp. Hồ Chí Minh
Định dạng
Số trang 247
Dung lượng 12,7 MB

Các công cụ chuyển đổi và chỉnh sửa cho tài liệu này

Cấu trúc

  • CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN GIẢI PHÁP KIẾN TRÚC (18)
    • 1.1.3. Quy mô công trình (18)
    • 1.1.4. Công năng công trình (19)
    • 1.4. CÁC GIẢI PHÁP KỸ THUẬT KHÁC (23)
      • 1.4.1. Hệ thống điện (23)
      • 1.4.2. Hệ thống cấp thoát nước (23)
      • 1.4.3. Hệ thống thông gió (24)
      • 1.4.4. Hệ thống chiếu sáng (24)
      • 1.4.5. Hệ thống phòng cháy chửa cháy (24)
      • 1.4.6. Hệ thống chống sét (24)
      • 1.4.7. Hệ thống thoát rác (24)
    • 2.1. GIẢI PHÁP KẾT CẤU PHẦN THÂN (25)
    • 2.2. GIẢI PHÁP KẾT CẤU NỀN MÓNG (27)
    • 2.3. GIẢI PHÁP VẬT LIỆU (0)
    • 2.4. BỐ TRÍ HỆ KẾT CẤU CHỊU LỰC (28)
      • 2.4.1. Nguyên tắc bố trí kết cấu chịu lực (28)
      • 2.4.2. Sơ bộ kích thước tiết diện (29)
    • 3.1. MẶT BẰNG KẾT CẤU SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH (36)
    • 3.2. SƠ BỘ CHIỀU DÀY SÀN (36)
    • 3.3. TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN SÀN (36)
      • 3.3.1. Tĩnh tải (36)
      • 3.3.2. Hoạt tải (39)
    • 3.4. TÍNH TOÁN SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH (41)
      • 3.4.1. Mô hình bằng safe (41)
      • 3.4.2. Tính toán cốt thép (43)
      • 3.4.3. Kiểm tra độ võng sàn bằng phần mềm Safe (49)
  • CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ CẦU THANG TẦNG ĐIỂN HÌNH (52)
    • 4.1. SỐ LIỆU TÍNH TOÁN (52)
      • 4.1.1. Kích thước sơ bộ (52)
      • 4.1.2. Tải trọng (53)
    • 4.2. TÍNH TOÁN BẢN THANG (56)
      • 4.2.1. Sơ đồ tính toán (56)
      • 4.2.2. Tính cốt thép (56)
      • 4.2.3. Kiểm tra khả năng chịu cắt của bê tông (57)
    • 4.3. TÍNH TOÁN DẦM THANG (57)
      • 4.3.1. Tải trọng (57)
      • 4.3.2. Tính thép dọc dầm chiếu tới (59)
      • 4.3.3. Tính thép đai dầm chiếu tới (60)
  • CHƯƠNG 5: THIẾT KẾ KẾT CẤU KHUNG (63)
    • 5.1. TẢI TRỌNG (63)
      • 5.1.1. Tĩnh tải (63)
      • 5.1.2. Hoạt tải (64)
    • 5.2. TẢI TRỌNG GIÓ (64)
      • 5.2.1. Tính toán thành phần tĩnh (64)
      • 5.2.2. Tính toán thành phần động (67)
    • 5.3. TẢI TRỌNG ĐỘNG ĐẤT (73)
      • 5.3.1. Tổ hợp tính toán (73)
      • 5.3.2. Phương pháp tĩnh lực ngang tương đương (73)
      • 5.3.3. Trình tự tính toán (74)
      • 5.3.4. Kết luận (75)
      • 5.5.5. Kết quả (76)
    • 5.4. TẢI TRỌNG KẾT CẤU PHỤ (78)
    • 5.5. PHÂN LOẠI TẢI TRỌNG (78)
    • 5.6. TỔ HỢP TẢI TRỌNG (79)
    • 5.7. KIỂM TRA ỔN ĐỊNH TỔNG THỂ CỦA CÔNG TRÌNH (79)
      • 5.7.1. Kiểm tra chuyển vị đỉnh của công trình (79)
    • 5.8. TÍNH TOÁN DẦM SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH (81)
      • 5.8.1. Tính toán cốt thép dọc (81)
      • 5.8.2. Kiểm tra khả năng chịu lực (82)
      • 5.8.3. Tính cốt đai gia cường giữa dầm chính và dầm phụ (83)
      • 5.8.4. Tính toán cốt đai dầm tầng điển hình (84)
    • 5.9. THIẾT KẾ CỘT KHUNG TRỤC 2 VÀ TRỤC C (91)
      • 5.9.1. Cốt thép dọc (91)
      • 5.9.2. Tính thép dọc cột khung trục 2, trục C (95)
      • 5.9.3. Cốt thép đai (105)
    • 5.10. TÍNH VÁCH KHUNG TRỤC C (105)
      • 5.10.1. Lý thuyết tính toán (105)
      • 5.10.2. Tính toán cốt thép vách P9 (107)
  • CHƯƠNG 6: THIẾT KẾ KẾT CẤU NỀN MÓNG (110)
    • 6.1. CẤU TẠO CỌC (110)
      • 6.1.1. Địa tầng (110)
      • 6.1.2. Lựa chọn cọc (111)
      • 6.1.3. Các hệ số chiết giảm khi tính toán cho công trình chịu động đất (111)
    • 6.2. XÁC ĐỊNH SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC MÓNG CỘT (111)
      • 6.2.1. Xác định sức chịu tải của cọc theo độ bền của vật liệu (111)
      • 6.2.2. Xác định sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu cường độ đất nền (112)
      • 6.2.3. Xác định sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu cơ lý của đất nền (113)
      • 6.2.4. Xác định sức chịu tải của cọc theo kết quả xuyên tiêu chuẩn SPT (114)
      • 6.2.5. Xác định sức chịu tải thiết kế (115)
      • 6.2.6. Độ cứng cọc (116)
    • 6.3. XÁC ĐỊNH SỨC CHỊU TẢI CỌC MÓNG THANG MÁY (117)
      • 6.3.1. Sức chịu tải theo vật liệu (117)
      • 6.3.2. Xác định sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu cường độ đất nền (118)
      • 6.3.3. Xác định sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu cơ lý của đất nền (120)
      • 6.3.4. Xác định sức chịu tải của cọc theo kết quả xuyên tiêu chuẩn SPT (121)
      • 6.3.5. Xác định sức chịu tải thiết kế (123)
    • 6.4. THIẾT KẾ MÓNG DƯỚI CỘT 9 ( MÓNG M5) (125)
      • 6.4.1. Xác định số lượng cọc và bố trí cọc (126)
      • 6.4.2. Kiểm tra phản lực đầu cọc (127)
      • 6.4.3. Tính toán móng cọc theo trạng thái giới hạn (128)
      • 6.4.4. Kiểm tra xuyên thủng (136)
      • 6.4.5. Tính toán và bố trí cốt thép đài (138)
      • 6.5.1. Xác định số lượng cọc và bố trí cọc (141)
      • 6.5.2. Kiểm tra phản lực đầu cọc (142)
      • 6.5.3. Tính toán móng cọc theo trạng thái giới hạn (143)
      • 6.5.4. Kiểm tra xuyên thủng (145)
      • 6.5.5. Tính toán và bố trí cốt thép đài (147)
    • 6.6. THIẾT KẾ MÓNG LÕI THANG MÁY ( móng M6) (0)
      • 6.6.1. Lựa chọn giải pháp móng (0)
      • 6.6.2. Xác định nội lực tính móng (0)
      • 6.6.3. Xác định sơ bộ số lượng cọc (0)
      • 6.6.4. Kiểm ổn định phản lực đầu cọc (150)

Nội dung

GIẢI PHÁP KẾT CẤU PHẦN THÂN Giải pháp kết cấu theo phương đứng Hệ kết cấu chịu lực thẳng đứng có vai trò quan trọng đối với kết cấu nhà nhiều tầng vì: + Cùng với dầm, sàn, tạo thành hệ k

TỔNG QUAN GIẢI PHÁP KIẾN TRÚC

Quy mô công trình

Công trình dân dụng cấp 2 (5000m 2 ≤ Ssàn ≤ 10000m 2 hoặc 8 ≤ số tầng ≤20)

Công trình có: 1 tầng hầm, 17 tầng nổi

Cao độ chuẩn được chọn tại nền tầng trệt : +0.00 m

Cao độ MĐTN so với cao độ nền tầng trệt : -1.600 m

Cao độ mặt tầng hầm so với cao độ nền tầng trệt : -3.600 m

Cao độ sàn mái so với cao độ nền tầng trệt : +56.500 m

Cao độ đỉnh công trình so với cao độ nền tầng trệt : +60.300 m

Công trình chung cư xây dựng với diện tích mặt bằng : 38.00 x 39.00 m 2

Diện tích mặt bằng tầng hầm : 46.00 x 47.00 m 2

Công năng công trình

Tầng hầm : Sử dụng cho việc bố trí các phòng kỹ thuật và đỗ xe

Tầng trệt : Khu thương mại

Tầng 2-16 : Bố trí các căn hộ phục vụ cho nhu cầu ở, và sinh hoạt riêng

Tầng mái : Bố trí các khối kỹ thuật và sân thượng

Hình 1.1: Mặt đứng của công trình

Hình 1.2: Mặt cắt của công trình

Hình 1.3: Mặt bằng tầng điển hình GIẢI PHÁP KIẾN TRÚC CÔNG TRÌNH

Mặt bằng có dạng hình chữ nhật với diện tích khu đất là 60x73 (m)

Tầng hầm nằm ở cao độ -3.60 m, được thiết kế với hai ram dốc có độ dốc phù hợp để xuống từ mặt đất, cùng với lối đi dành riêng cho xe vào và xe ra, đảm bảo thuận tiện và an toàn Vì chức năng chính của công trình là cho thuê căn hộ, phần lớn diện tích tầng hầm được dành cho chỗ để xe, lối đi lại, rãnh thoát nước và các phòng kỹ thuật hợp lý, tạo không gian thoáng mát nhất có thể Hệ thống cầu thang bộ và thang máy được bố trí hợp lý để người sử dụng dễ dàng nhận biết khi tiếp cận, tăng tiện ích và đảm bảo an toàn cho cư dân.

Tầng trệt đóng vai trò là khu sinh hoạt chung của toàn bộ tòa nhà với trang trí đẹp mắt, tạo không gian thoải mái và inviting Phòng quản lý cao ốc được bố trí ở vị trí thuận tiện, giúp khách hàng dễ dàng liên lạc và hỗ trợ khi cần thiết.

Tầng 2 đến 16, đây là mặt bằng cho thấy rõ nhất chức năng của khối nhà, các căn hộ được bố trí hợp lí bao quanh khu giao thông chính là thang máy và cầu thang bộ Ở mỗi tầng có bố trí khu đựng rác sinh hoạt và khu kỹ thuật điện

Tầng mái có bố trí 2 bể nước phục vụ cho nhu cầu sử dụng nước trong công trình

Sử dụng, khai thác triệt để nét hiện đại với cửa kính lớn, tường ngoài được hoàn thiện bằng sơn nước

Các nét ngang và thẳng đứng trong thiết kế mang lại vẻ bề thế vững chắc cho công trình, tạo ấn tượng mạnh mẽ về chiều cao và sự cân đối Việc sử dụng vật liệu mới cho mặt đứng công trình, như đá Granite cao cấp kết hợp với các mảng kính dày màu xanh, góp phần nâng cao vẻ sang trọng, hiện đại và đẳng cấp cho công trình kiến trúc.

Giải pháp giao thông trong công trình

Hệ thống giao thông giữa các tầng của công trình bao gồm 4 thang máy và 2 cầu thang bộ hành, giúp liên hệ giao thông theo phương đứng và đảm bảo khả năng thoát hiểm khi có sự cố Phần diện tích cầu thang bộ được thiết kế để đảm bảo việc thoát người nhanh chóng, an toàn trong tình huống khẩn cấp Thang máy được bố trí ở vị trí trung tâm, với khoảng cách không quá 30m đến các thang máy, nhằm thuận tiện cho việc di chuyển hàng ngày và đảm bảo lối thoát hiểm nhanh nhất khi xảy ra sự cố.

Hệ thống hành lang giữa bao quanh khu vực thang đứng nằm giữa mặt bằng tầng là giải pháp lưu thông theo phương ngang hiệu quả Thiết kế này đảm bảo việc di chuyển ngắn gọn, tiện lợi đến từng căn hộ, tối ưu hóa sự thuận tiện cho cư dân Phương án này không chỉ nâng cao khả năng lưu thông trong tòa nhà mà còn tạo ra không gian rõ ràng, thuận tiện cho việc di chuyển hàng ngày.

GIẢI PHÁP KẾT CẤU CỦA KIẾN TRÚC

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

Cầu thang và bể nước mái bằng bê tông cốt thép

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

Phương án móng dùng phương án móng sâu.

CÁC GIẢI PHÁP KỸ THUẬT KHÁC

Công trình sử dụng điện được cấp từ hai nguồn chính gồm lưới điện Thành Phố và máy phát điện dự phòng, đảm bảo nguồn điện liên tục và ổn định Toàn bộ hệ thống dây điện được lắp đặt ngầm trong tường, thực hiện đồng thời trong quá trình thi công để đảm bảo tính thẩm mỹ và an toàn Hệ thống cấp điện chính được đặt trong các hộp kỹ thuật ngầm, có tiêu chuẩn an toàn, tránh tiếp xúc với các khu vực ẩm ướt, giúp dễ dàng bảo trì và sửa chữa khi cần thiết.

1.4.2 Hệ thống cấp thoát nước

Nguồn nước cấp được chọn là nguồn nước chung cho toàn thành phố, đảm bảo đáp ứng đầy đủ nhu cầu sử dụng nước của cư dân Việc tính toán kỹ lưỡng nguồn nước này giúp đảm bảo an toàn vệ sinh, phòng tránh ô nhiễm và duy trì chất lượng nước sạch cho cộng đồng.

Hệ thống cung cấp nước sinh hoạt và chữa cháy được thiết kế với hệ thống bơm đẩy tạo áp, chuyển nước lên hai bể chứa Dung tích các bể chứa được tính toán dựa trên số lượng người dùng và lượng dự trữ nước cần thiết trong trường hợp mất điện hoặc xảy ra sự cố chữa cháy, đảm bảo an toàn và liên tục cho công trình.

Hệ thống thoát nước mưa hiệu quả bắt đầu từ việc thu gom nước mưa trên mái nhà, sử dụng các ống nhựa được lắp đặt tại các vị trí có lượng nước mưa lớn nhất Nước mưa sau đó chảy qua các ống dẫn xuống rãnh thu nước mưa quanh nhà, đảm bảo thoát nước nhanh chóng và chống ngập úng Cuối cùng, hệ thống thoát nước mưa kết nối với hệ thống thoát nước chung của thành phố, giúp duy trì môi trường sống sạch sẽ và an toàn.

Nước thải sinh hoạt từ khu vệ sinh được dẫn vào bể tự hoại để xử lý sạch sẽ trước khi chuyển vào hệ thống thoát nước chung của thành phố Đường ống thoát nước phải đảm bảo kín, không rò rỉ, và có độ dốc phù hợp để thúc đẩy quá trình thoát nước hiệu quả.

Giải pháp thông gió nhân tạo (nhờ hệ thống máy điều hòa nhiệt độ) được ưu tiên sử dụng vì vấn đề ô nhiễm không khí của toàn khu vực

Trong quy hoạch xây dựng, việc trồng hệ thống cây xanh xung quanh công trình đóng vai trò quan trọng để dẫn gió tự nhiên, chắn nắng và giảm thiểu ô nhiễm bụi bẩn Hệ thống cây xanh giúp điều hòa không khí, tạo ra môi trường trong lành, thoáng đãng và mát mẻ cho cư dân Việc bố trí cây xanh phù hợp không chỉ nâng cao cảnh quan mà còn góp phần cải thiện chất lượng cuộc sống, đảm bảo không gian sống luôn sạch sẽ và dễ chịu.

Các phòng trong công trình được thiết kế với hệ thống cửa sổ, cửa đi và ô thoáng nhằm tạo ra sự lưu thông không khí tự nhiên Thiết kế này giúp đảm bảo môi trường trong lành và thoải mái cho người sử dụng, nâng cao chất lượng không khí trong không gian sống và làm việc.

Kết hợp ánh sáng tự nhiên và chiếu sáng nhân tạo

Các phòng đều được thiết kế với hệ thống cửa để tiếp nhận ánh sáng tự nhiên từ bên ngoài, giúp tạo không gian sáng sủa, thoáng đãng Việc kết hợp ánh sáng tự nhiên với ánh sáng nhân tạo đảm bảo đủ ánh sáng trong phòng, nâng cao chất lượng sống và tiết kiệm năng lượng.

Chiếu sáng nhân tạo: Được tạo ra từ hệ thống điện chiếu sáng theo tiêu chuẩn Việt Nam về thiết kết điện chiếu sáng trong công trình dân dụng

1.4.5 Hệ thống phòng cháy chửa cháy

Hệ thống hộp cứu hoả, đặc biệt là hệ thống vòi chữa cháy và bình CO2 MFZ4 (4kg), được bố trí tại mỗi tầng và tại các nút giao thông giữa hành lang và cầu thang để đảm bảo khả năng tiếp cận nhanh chóng trong trường hợp khẩn cấp Các hệ thống này kết nối trực tiếp với nguồn nước chữa cháy, giúp phòng cháy chữa cháy hiệu quả Ngoài ra, mỗi tầng đều có biển chỉ dẫn rõ ràng về phòng chữa cháy, tăng cường nhận thức và hướng dẫn cho người sử dụng trong tình huống khẩn cấp Mỗi tầng được trang bị 4 bình cứu hoả CO2 MFZ4, được chia thành hai hộp đặt ở hai bên khu vực phòng ở để thuận tiện truy cập khi cần thiết.

Hệ thống thu sét chủ động quả cầu Dynasphire được lắp đặt trên tầng mái giúp tăng cường khả năng chống sét, bảo vệ công trình hiệu quả Hệ thống dây nối đất bằng đồng được thiết kế chắc chắn, tối ưu hóa khả năng dẫn truyền điện và giảm thiểu nguy cơ bị sét đánh Ngoài ra, hệ thống thoát rác cũng đóng vai trò quan trọng trong việc duy trì vệ sinh, ngăn chặn tắc nghẽn và đảm bảo hoạt động liên tục của toàn bộ hệ thống.

Mỗi tầng được trang bị các khu chứa rác riêng biệt, đảm bảo quy trình thu gom và xử lý rác thải hiệu quả Rác sau đó được chuyển đến các xe đổ rác của thành phố để vận chuyển đi xử lý Thiết kế của gian rác được kín đáo và xử lý kỹ lưỡng nhằm ngăn chặn mùi hôi và giảm thiểu ô nhiễm môi trường, đảm bảo vệ sinh an toàn cho khu vực xung quanh.

LỰA CHỌN GIẢI PHÁP KẾT CẤU

GIẢI PHÁP KẾT CẤU PHẦN THÂN

Giải pháp kết cấu theo phương đứng

Hệ kết cấu chịu lực thẳng đứng đóng vai trò quan trọng trong nhà nhiều tầng vì giúp tạo thành hệ khung cứng cùng với dầm và sàn, nâng đỡ các phần không chịu lực của công trình, đồng thời đảm bảo sự vững chắc và an toàn của toàn bộ công trình Nó góp phần hình thành không gian bên trong phù hợp với nhu cầu sử dụng, giữ cho cấu trúc chịu lực ổn định và bền vững trong quá trình thi công và sử dụng.

+ Tiếp nhận tải trọng từ sàn – dầm để truyền xuống móng, xuống nền đất

+ Tiếp nhận tải trọng ngang tác dụng lên công trình (phân phối giữa các cột, vách và truyền xuống móng)

Kết cấu chịu lực theo phương thẳng đứng đóng vai trò quan trọng trong việc giữ ổn định tổng thể của công trình, giúp hạn chế dao động và giảm thiểu chuyển vị cũng như gia tốc đỉnh Điều này đảm bảo an toàn và bền vững cho công trình trong quá trình sử dụng.

Hệ kết cấu chịu lực theo phương đứng bao gồm các loại sau :

+ Hệ kết cấu cơ bản: Kết cấu khung, kết cấu tường chịu lực, kết cấu lõi cứng, kết cấu ống

+ Hệ kết cấu hỗn hợp: Kết cấu khung-giằng (kết cấu khung-vách), kết cấu ống lõi và kết cấu ống tổ hợp

Hệ kết cấu đặc biệt bao gồm các loại như hệ kết cấu có tầng cứng, hệ kết cấu có dầm truyền, hệ giằng liên tầng và hệ khung ghép Các hệ này luôn đảm bảo tính vững chắc và chịu lực tốt cho công trình xây dựng Việc áp dụng các hệ kết cấu đặc biệt giúp nâng cao khả năng chịu lực và khả năng chống rung lắc của toàn bộ kết cấu công trình.

Mỗi loại kết cấu có những ưu điểm và nhược điểm riêng phù hợp với từng công trình có quy mô và yêu cầu thiết kế khác nhau Việc lựa chọn giải pháp kết cấu cần được cân nhắc kỹ lưỡng để đảm bảo phù hợp với đặc điểm cụ thể của công trình Chọn đúng giải pháp kết cấu không chỉ nâng cao hiệu quả kỹ thuật mà còn tối ưu hóa chi phí, đảm bảo hiệu quả kinh tế cho dự án.

Hệ kết cấu khung có ưu điểm nổi bật là khả năng tạo ra các không gian lớn, linh hoạt và sơ đồ làm việc rõ ràng Tuy nhiên, hệ kết cấu này có hạn chế về khả năng chịu tải trọng ngang, đặc biệt là khi công trình cao hoặc nằm trong khu vực có cấp động đất cao Do đó, hệ kết cấu này phù hợp cho các công trình có chiều cao đến 20 tầng trong vùng chống động đất dưới cấp 7, 15 tầng trong vùng chống động đất cấp 8, và 10 tầng trong vùng chống động đất cấp 9.

Hệ kết cấu khung – vách, khung – lõi là lựa chọn hàng đầu trong thiết kế nhà cao tầng nhờ khả năng chịu lực ngang tốt Tuy nhiên, giải pháp này đòi hỏi lượng vật liệu lớn hơn và thi công phức tạp hơn so với các hệ cấu trúc khác.

Hệ kết cấu ống tổ hợp phù hợp cho các công trình siêu cao tầng nhờ khả năng làm việc đồng đều của kết cấu và khả năng chống chịu tải trọng ngang rất lớn.

Dựa trên quy mô công trình gồm 17 tầng nổi và 1 hầm, với tỷ lệ dài dài (L/B) là 1.03 và tỷ lệ chiều cao (B/H) là 0.63, phù hợp với các tiêu chuẩn xây dựng tại Quận Phú Nhuận theo QCXDVN 02:2008/BXD và TCVN 198:1997 Công trình được xây dựng tại khu vực chịu động đất cấp 7 theo thang MSK-64 và chịu áp lực gió Wo là 83 kG/m² Hệ chịu lực của dự án sử dụng hệ khung–vách hỗn hợp nhằm đảm bảo khả năng chịu lực theo phương đứng của công trình.

Giải pháp kết cấu theo phương ngang

Hệ chịu lực cần được bố trí theo nguyên tắc đơn giản và rõ ràng để đảm bảo độ tin cậy của công trình Trong đó, kết cấu thuần khung thường dễ kiểm soát hơn so với hệ kết cấu vách và khung vách, vì các loại kết cấu này nhạy cảm hơn với biến dạng và yêu cầu thiết kế chính xác để đảm bảo an toàn và bền vững.

Truyền lực theo con đường ngắn nhất đảm bảo kết cấu làm việc hợp lý và tiết kiệm chi phí Trong kết cấu bê tông cốt thép, cần ưu tiên các kết cấu chịu nén nhằm tăng tính chắc chắn và ổn định Tránh thiết kế các kết cấu chịu kéo nhằm giảm thiểu chi phí và phức tạp trong thi công Đồng thời, tạo điều kiện chuyển đổi lực uốn trong khung thành lực dọc để tối ưu hóa khả năng chịu tải của công trình.

 Các loại kết cấu sàn đang được sử dụng rộng rãi hiện nay gồm:

Cấu tạo của hệ kết cấu bao gồm hệ dầm và bản sàn, mang lại khả năng chịu lực tốt và ổn định cho các công trình xây dựng Ưu điểm nổi bật của hệ này là tính toán đơn giản, giúp tiết kiệm thời gian và công sức trong quá trình thiết kế Hệ dầm và bản sàn được sử dụng phổ biến tại Việt Nam nhờ công nghệ thi công đa dạng, linh hoạt, thuận tiện cho việc lựa chọn phương pháp thi công phù hợp với từng dự án.

Nhược điểm của phương pháp này là chiều cao dầm và độ võng của bản sàn trở nên lớn khi vượt khẩu độ lớn, gây ảnh hưởng đến chiều cao tầng của công trình Điều này khiến cho không gian sử dụng bị lãng phí và không tối ưu hóa công năng của công trình.

Cấu tạo gồm các bản kê trực tiếp lên cột giúp giảm chiều cao công trình và tiết kiệm không gian sử dụng Ưu điểm của phương án này là dễ dàng phân chia không gian và thi công nhanh hơn so với sàn dầm, do không cần gia công cốp pha và cốt thép phức tạp Việc lắp dựng ván khuôn và cốp pha cũng đơn giản, góp phần tiết kiệm thời gian thi công.

Phương án này có nhược điểm là các cột không liên kết với nhau để tạo thành khung, dẫn đến độ cứng thấp hơn so với phương án sàn dầm Do đó, khả năng chịu lực theo phương ngang của phương án này yếu hơn, chủ yếu dựa vào vách để chịu tải trọng ngang Tải trọng đứng chủ yếu do cột và vách chịu, trong khi sàn phải có chiều dày lớn hơn để đảm bảo khả năng chống uốn và chống chọc thủng, khiến khối lượng sàn tăng lên.

Sàn không dầm ứng lực trước

Cấu tạo gồm các bản kê trực tiếp lên cột, sử dụng cốt thép được ứng lực trước để tăng cường khả năng chịu lực Phương pháp này giúp giảm chiều dày và độ võng của sàn, từ đó giảm chiều cao công trình và tiết kiệm không gian sử dụng Ngoài ra, thiết kế này còn giúp phân chia không gian các khu chức năng một cách dễ dàng và linh hoạt, nâng cao hiệu quả sử dụng công trình.

Nhược điểm: Tính toán phức tạp Thi công đòi hỏi thiết bị chuyên dụng

GIẢI PHÁP KẾT CẤU NỀN MÓNG

Thông thường, phần móng nhà cao tầng phải chịu một lực nén lớn, vì thế các giải pháp móng được đề xuất gồm:

Dùng giải pháp móng sâu thông thường: móng cọc ép, cọc khoan nhồi, cọc bê tông ly tâm ƯLT, móng cọc barrettes…

Dùng giải pháp móng bè hoặc móng băng trên nền cọc

Dựa trên quy mô công trình trong phạm vi đồ án và điều kiện địa chất khu vực xây dựng, sinh viên đề xuất phương án móng cọc khoan nhồi để đảm bảo độ ổn định chắc chắn Phương án này phù hợp với đặc điểm địa chất địa phương và mang lại hiệu quả vượt trội trong việc chịu lực của công trình Việc lựa chọn móng cọc khoan nhồi giúp tối ưu hóa kết cấu nền móng, đảm bảo an toàn và bền vững trong quá trình thi công và vận hành.

Vật liệu xây dựng cần có cường độ cao, trọng lượng nhỏ, chống cháy tốt

Vật liệu có tính biến dạng cao: 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 dụng của tải trọng lặp lại (động đất, gió bão)

Vật liệu có tính liền khối cao giúp đảm bảo tính toàn vẹn cho công trình trong các ứng dụng có tính chất lặp lại, tránh tình trạng các bộ phận công trình bị tách rời, đồng thời mang lại khả năng tiết kiệm chi phí hợp lý Các vật liệu này thường được ưu tiên sử dụng để nâng cao độ bền và độ ổn định của công trình xây dựng Việc sử dụng vật liệu có cấu trúc liền khối không chỉ tăng cường tính chắc chắn mà còn giảm thiểu chi phí bảo trì và sửa chữa sau này.

Trong ngành xây dựng hiện nay, vật liệu thép và bê tông cốt thép là lựa chọn phổ biến nhờ ưu điểm dễ chế tạo và nguồn cung dồi dào Ngoài ra, các loại vật liệu mới như vật liệu liên hợp thép – bê tông (composite) và hợp kim nhẹ cũng được nghiên cứu và ứng dụng, tuy nhiên do công nghệ chế tạo còn mới và chi phí cao, chúng chưa được sử dụng rộng rãi.

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

Bảng 2.1: Bê tông sử dụng

STT Cấp độ bền Kết cấu sử dụng

1 Bê tông cấp độ bền B30: Rb = 17 Mpa;

Nền tầng trệt, cầu thang, lanh tô, trụ tường, móng, cột, dầm, sàn, bể nước

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

Bảng 2.2: Cốt thép sử dụng

STT Cấp độ bền Kết cấu sử dụng

1 Thép AI (ϕ ≤ 8): Rs = Rsc = 225 MPa;

Cốt thép đai, thép treo, thép sàn có ϕ ≤ 8

2 Thép AIII (ϕ > 8): Rs = Rsc = 365MPa;

Rsw = 290MPa ; Es = 20.10 4 MPa Cốt thép dọc dầm, cột có ϕ > 8

Lớp bê tông bảo vệ cho cốt thép dọc chịu lực cần có chiều dày không nhỏ hơn đường kính của cốt thép hoặc dây cáp, đồng thời không nhỏ hơn các tiêu chuẩn quy định để đảm bảo sự bảo vệ tối ưu Đặc biệt, đối với các loại cốt thép không ứng lực trước, ứng lực trước, hoặc ứng lực trước kéo trên bệ, việc thiết kế lớp bê tông bảo vệ phù hợp là yếu tố quyết định độ bền và an toàn của cấu kiện bê tông cốt thép Norm xây dựng yêu cầu về chiều dày lớp bê tông bảo vệ nhằm phòng chống ăn mòn và đảm bảo khả năng chịu lực tốt nhất cho kết cấu.

Trong bản và tường có chiều dày trên 100mm : 15mm (20mm);

Trong dầm và dầm sườn có chiều cao ≥ 250mm : 20mm (25mm);

Toàn khối khi có lớp bê tông lót : 35mm;

Toàn khối khi không có lớp bê tông lót : 70mm;

Chiều dày lớp bê tông bảo vệ cho cốt thép đai, cốt thép phân bố và cốt thép cấu tạo phải đảm bảo không nhỏ hơn đường kính của các cốt thép này Điều này nhằm đảm bảo khả năng chịu lực và bảo vệ cốt thép khỏi tác động của môi trường, nâng cao độ bền và tuổi thọ của công trình Việc xác định chiều dày lớp bê tông phù hợp là yếu tố then chốt trong thiết kế kết cấu bê tông cốt thép, giúp duy trì tính ổn định và an toàn của công trình xây dựng.

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);

CHÚ THÍCH: giá trị trong ngoặc ( ) cho kết cấu ngoài trời hoặc những nơi ẩm ướt (trích TCVN 5574:2012 – Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép - điều 8.3)

2.4 BỐ TRÍ HỆ KẾT CẤU CHỊU LỰC

2.4.1 Nguyên tắc bố trí kết cấu chịu lực

Bố trí hệ chịu lực cần ưu tiên những nguyên tắc sau:

+ Truyền lực theo con đường ngắn nhất

+ Đảm bảo sự làm việc không gian của hệ kết cấu

2.4.2 Sơ bộ kích thước tiết diện

2.4.2.1 Sơ bộ chọn tiết diện dầm khung

Kích thước tiết diện dầm được xác định sơ bộ dựa trên nhịp dầm theo hướng dẫn từ sổ tay kết cấu thực hành công trình của PGS.PTS Vũ Mạnh Hùng Điều này đảm bảo cung cấp thông thủy cần thiết trong chiều cao tầng và đảm bảo khả năng chịu lực của dầm trong kết cấu công trình.

 Chọn kích thước dầm chính nhịp 10m là 300x700mm

Chọn kích thước dầm chính nhịp 8.5m là 300x600mm

Chọn kích thước dầm phụ nhịp 10m và 8.5m là 250x500mm

2.4.2.2 Sơ bộ chọn tiết diện cột

Diện tích tiết diện cột (có kể đến thép chịu nén để giảm tiết diện cột) được xác định sơ bộ như sau: c b b sc

Trong đó : N = ∑ ni.qi.Si

Với : ni - số tầng qi - lấy theo thống kê sơ bộ từ 1.2 - 1.5 T/m 2 tải trọng phân bố trên 1m 2 sàn thứ i

Si - diện tích truyền tải xuống tầng thứ i

+ k =11.5-hệ số kể đến tải trọng ngang gây momen gia tăng ứng suất nén trong cột; + Rb = 17 (MPa) - cường độ chịu nén tính toán của bê tông B30;

+ Rsc = 365 (MPa) – cường độ chịu nén tính toán của thép AIII;

Hàm lượng cốt thép trong cột khi xét động đất theo tiêu chuẩn TCXDVN 9386:2012 là (1  4)% Để đảm bảo yêu cầu về kiến trúc và hạn chế kích thước cột, sinh viên giả thiết hàm lượng thép là 2%, nhằm tạo điều kiện để thép tham gia chịu nén cùng với bê tông, giúp giảm kích thước của cột một cách tối ưu.

Tầng S truyền tải q N Hàm lượng thép k

F tt b x h F chọn m 2 kN/m 2 (kN) cm 2 (cm) cm 2

Tầng S truyền tải Q N Hàm lượng thép k

F tt b x h F chọn m 2 kN/m 2 (kN) cm 2 (cm) cm 2

Tầng hầm 38.25 14 9103.5 2% 1.1 4430.91 60x75 4500 Tầng trệt 38.25 14 8568 2% 1.1 4170.27 60x75 4500 Tầng 2 38.25 14 8032.5 2% 1.1 3909.62 60x75 4500

Tầng 10 38.25 14 3748.5 2% 1.1 1824.49 60x70 4200 Tầng 11 38.25 14 3213 2% 1.1 1563.85 50x60 3000 Tầng 12 38.25 14 2677.5 2% 1.1 1303.21 50x60 3000 Tầng 13 38.25 14 2142 2% 1.1 1042.57 50x60 3000 Tầng 14 38.25 14 1606.5 2% 1.1 781.92 50x60 3000

Tầng S truyền tải q N Hàm lượng thép k F tt b x h F chọn m 2 kN/m 2 (kN) cm 2 (cm) cm 2

Hình 2.1: Mặt bằng bố trí cột tầng điển hình

2.4.2.3 Sơ bộ chọn tiết diện vách và lõi thang máy

Chiều dày vách của lõi cứng được xác định sơ bộ dựa trên chiều cao tòa nhà và số tầng, đảm bảo đáp ứng các yêu cầu quy định theo điều 3.4.1 - TCXD 198:1997 để đảm bảo an toàn và khả năng chịu lực của cấu trúc.

Chiều dày vách đổ toàn khối chọn không nhỏ hơn 200mm và không nhỏ hơn 1/20 chiều cao tầng

Chiều dày sơ bộ của vách biên chống xoắn là 300mm, giúp tăng khả năng chống xoắn cho công trình Vách bao ngoài của lõi thang máy và thang bộ cũng được thiết kế dày 300mm, trong khi vách ngăn trong lõi thang có chiều dày 200mm, đảm bảo độ vững chắc và an toàn Chiều dài của vách được chọn phù hợp nhằm nâng cao khả năng chống xoắn, và quá trình xác định kích thước đã được thực hiện bằng phần mềm ETABS để tối ưu hóa kết cấu.

Tổng diện tích mặt cắt ngang của vách (lõi) cứng có thể xác định theo công thức gần đúng sau: A vl  0.015A si với A si – diện tích sàn từng tầng

Như vậy:A vl 24.91 0.015 39 38   22.23 m  2 => tích Thõa yêu cầu diện tối thiểu của vách

2.4.2.4 Sơ bộ chiều dày sàn Đặt hs là chiều dày của bản sàn phụ thuộc vào tải trọng tác dụng lên bản sàn và đặc trưng làm việc của bản sàn, ngoài ra h s  h min

Theo tiêu chuẩn TCVN 5574-2012 (điều 8.2.2), chiều dày tối thiểu của các sàn xây dựng được quy định rõ ràng: hmin= 40mm cho sàn mái, hmin= 50mm cho sàn nhà ở và công trình công cộng, hmin= 60mm cho sàn giữa các tầng của nhà sản xuất, và hmin= 70mm cho các bản bê tông nhẹ cấp B7.5 hoặc thấp hơn Việc tuân thủ các tiêu chuẩn này giúp đảm bảo độ bền và an toàn của công trình xây dựng.

Chiều dày sàn được xác định dựa trên nhịp và tải trọng tác dụng, đảm bảo tính an toàn và tính kinh tế của công trình Để ước lượng chiều dày sàn một cách sơ bộ, có thể sử dụng công thức: s ≈ 1, h × D / l, trong đó h là chiều cao của cấu kiện, D là tải trọng tác dụng và l là nhịp của sàn Việc lựa chọn chiều dày phù hợp giúp tối ưu khả năng chịu lực và giảm thiểu chi phí xây dựng.

 m (mm) (2-6) Trong đó: D0.8 1.4 phụ thuộc vào tải trọng m 30 35  sàn 1 phương (l 2  2l 1 ) m40 50 sàn 2 phương (l 2  2l 1 ) m 10 15  bản côngxôn l 1 : Nhịp theo phương cạnh ngắn

Do hệ lưới cột lớn (10x8.5)m nên ta bố trí hệ thống dầm phụ chia nhỏ các ô bản

Dùng ô sàn có cạnh ngắn lớn nhất: s 1

Chọn chiều dày sàn tầng điển hình và sàn tầng hầm: hs = 160 (mm)

Hình 2.2: Mặt bằng kết cấu tầng điển hình

THIẾT KẾ SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH (TẦNG 5)

Quy trình tính toán diện tích cốt thép cho sàn bê tông cốt thép thường bắt đầu bằng việc xác định nội lực (momen uốn) để thiết kế cấu kiện chịu uốn hiệu quả Một phương pháp phổ biến để xác định nội lực là sử dụng bảng tra, cung cấp giá trị nội lực tại các điểm đặc trưng của ô bản dựa trên loại liên kết và tỷ lệ các cạnh của ô Tuy nhiên, trong thực tế, khi sàn đặt lên các dầm có độ cứng hạn chế và chịu tác dụng của chuyển vị tải trọng, phương pháp tra bảng gặp phải hai hạn chế vượt quá phạm vi áp dụng truyền thống.

Liên kết của các ô bảng không phải là liên kết lý tưởng khi lập bảng tra, vì các ô này thường được giả thiết làm việc độc lập như ô bản đơn Tuy nhiên, trên thực tế, các ô trong bảng có ảnh hưởng lẫn nhau theo mô hình ô bản liên tục, phản ánh mối quan hệ chặt chẽ giữa các dữ liệu liên kết.

Việc xét ô bản đơn chỉ mang tính cục bộ, chưa phản ánh đầy đủ ảnh hưởng của độ cứng kết cấu xung quanh, điều này ảnh hưởng đến quá trình phân phối nội lực trong sàn.

+ Dầm thực chất vẫn có chuyển vị và chuyển vị của dầm dẫn đến sự phân phối lại nội lực trong sàn

BỐ TRÍ HỆ KẾT CẤU CHỊU LỰC

2.4.1 Nguyên tắc bố trí kết cấu chịu lực

Bố trí hệ chịu lực cần ưu tiên những nguyên tắc sau:

+ Truyền lực theo con đường ngắn nhất

+ Đảm bảo sự làm việc không gian của hệ kết cấu

2.4.2 Sơ bộ kích thước tiết diện

2.4.2.1 Sơ bộ chọn tiết diện dầm khung

Kích thước tiết diện dầm được xác định sơ bộ dựa trên nhịp dầm theo hướng dẫn từ sổ tay kết cấu thực hành công trình của PGS.PTS Vũ Mạnh Hùng, nhằm đảm bảo thông thủy cần thiết trong chiều cao tầng và khả năng chịu lực phù hợp.

 Chọn kích thước dầm chính nhịp 10m là 300x700mm

Chọn kích thước dầm chính nhịp 8.5m là 300x600mm

Chọn kích thước dầm phụ nhịp 10m và 8.5m là 250x500mm

2.4.2.2 Sơ bộ chọn tiết diện cột

Diện tích tiết diện cột (có kể đến thép chịu nén để giảm tiết diện cột) được xác định sơ bộ như sau: c b b sc

Trong đó : N = ∑ ni.qi.Si

Với : ni - số tầng qi - lấy theo thống kê sơ bộ từ 1.2 - 1.5 T/m 2 tải trọng phân bố trên 1m 2 sàn thứ i

Si - diện tích truyền tải xuống tầng thứ i

+ k =11.5-hệ số kể đến tải trọng ngang gây momen gia tăng ứng suất nén trong cột; + Rb = 17 (MPa) - cường độ chịu nén tính toán của bê tông B30;

+ Rsc = 365 (MPa) – cường độ chịu nén tính toán của thép AIII;

Hàm lượng cốt thép trong cột khi xét động đất theo TCXDVN 9386:2012 là μ = (1  4)% Tuy nhiên, để đảm bảo yêu cầu về kiến trúc và hạn chế kích thước cột, sinh viên giả thiết hàm lượng thép là 2% nhằm mục đích để thép tham gia chịu nén cùng với bê tông, qua đó giảm thiểu kích thước của cột và tối ưu khả năng chịu lực trong thiết kế kết cấu xây dựng.

Tầng S truyền tải q N Hàm lượng thép k

F tt b x h F chọn m 2 kN/m 2 (kN) cm 2 (cm) cm 2

Tầng S truyền tải Q N Hàm lượng thép k

F tt b x h F chọn m 2 kN/m 2 (kN) cm 2 (cm) cm 2

Tầng hầm 38.25 14 9103.5 2% 1.1 4430.91 60x75 4500 Tầng trệt 38.25 14 8568 2% 1.1 4170.27 60x75 4500 Tầng 2 38.25 14 8032.5 2% 1.1 3909.62 60x75 4500

Tầng 10 38.25 14 3748.5 2% 1.1 1824.49 60x70 4200 Tầng 11 38.25 14 3213 2% 1.1 1563.85 50x60 3000 Tầng 12 38.25 14 2677.5 2% 1.1 1303.21 50x60 3000 Tầng 13 38.25 14 2142 2% 1.1 1042.57 50x60 3000 Tầng 14 38.25 14 1606.5 2% 1.1 781.92 50x60 3000

Tầng S truyền tải q N Hàm lượng thép k F tt b x h F chọn m 2 kN/m 2 (kN) cm 2 (cm) cm 2

Hình 2.1: Mặt bằng bố trí cột tầng điển hình

2.4.2.3 Sơ bộ chọn tiết diện vách và lõi thang máy

Chiều dày vách của lõi cứng được xác định sơ bộ dựa trên chiều cao tòa nhà và số tầng để đảm bảo tính vững chắc Đồng thời, việc lựa chọn này phải tuân thủ các quy định theo điều 3.4.1 của TCXD 198:1997, nhằm đảm bảo an toàn và tiêu chuẩn kỹ thuật cho công trình.

Chiều dày vách đổ toàn khối chọn không nhỏ hơn 200mm và không nhỏ hơn 1/20 chiều cao tầng

Chiều dày vách biên chống xoắn sơ bộ đạt 300mm, giúp tăng khả năng chịu lực và chống xoắn cho công trình Vách bao ngoài của lõi thang máy và thang bộ đều có chiều dày 300mm, đảm bảo độ bền và an toàn cao Trong khi đó, vách ngăn trong lõi thang có chiều dày 200mm, tối ưu hóa không gian sử dụng Chiều dài vách được thiết kế phù hợp nhằm nâng cao khả năng chống xoắn của công trình, được kiểm tra và chuẩn hóa trên phần mềm ETABS để đảm bảo độ chính xác và hiệu quả kết cấu.

Tổng diện tích mặt cắt ngang của vách (lõi) cứng có thể xác định theo công thức gần đúng sau: A vl  0.015A si với A si – diện tích sàn từng tầng

Như vậy:A vl 24.91 0.015 39 38   22.23 m  2 => tích Thõa yêu cầu diện tối thiểu của vách

2.4.2.4 Sơ bộ chiều dày sàn Đặt hs là chiều dày của bản sàn phụ thuộc vào tải trọng tác dụng lên bản sàn và đặc trưng làm việc của bản sàn, ngoài ra h s  h min

Theo TCVN 5574-2012 (Điều 8.2.2), độ dày tối thiểu của lớp bê tông sàn được quy định như sau: hmin = 40mm cho sàn mái, hmin = 50mm cho sàn nhà ở và công trình công cộng, hmin = 60mm cho sàn giữa các tầng của nhà sản xuất, và hmin = 70mm cho bản làm từ bê tông nhẹ cấp B7.5 và thấp hơn.

Chiều dày sàn được xác định dựa trên nhịp và tải trọng tác dụng để đảm bảo tính chịu lực và độ bền của công trình Để tính toán sơ bộ, có thể áp dụng công thức đơn giản sau: s = 1,5 h D l, giúp đưa ra ước lượng chiều dày phù hợp cho từng loại sàn Việc chọn đúng chiều dày sàn là yếu tố quan trọng để tối ưu hóa kết cấu và đảm bảo an toàn chống chịu các tác động trong quá trình sử dụng.

 m (mm) (2-6) Trong đó: D0.8 1.4 phụ thuộc vào tải trọng m 30 35  sàn 1 phương (l 2  2l 1 ) m40 50 sàn 2 phương (l 2  2l 1 ) m 10 15  bản côngxôn l 1 : Nhịp theo phương cạnh ngắn

Do hệ lưới cột lớn (10x8.5)m nên ta bố trí hệ thống dầm phụ chia nhỏ các ô bản

Dùng ô sàn có cạnh ngắn lớn nhất: s 1

Chọn chiều dày sàn tầng điển hình và sàn tầng hầm: hs = 160 (mm)

Hình 2.2: Mặt bằng kết cấu tầng điển hình

THIẾT KẾ SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH (TẦNG 5)

Quy tắc thông thường để tính toán diện tích cốt thép cho sàn bê tông cốt thép là xác định nội lực (momen uốn) và giải bài toán thiết kế cốt thép cho cấu kiện chịu uốn Phương pháp tra bảng đã từng được ứng dụng rộng rãi để xác định nội lực trong sàn, dựa trên loại liên kết của ô bản và tỷ lệ các cạnh của ô bản Mặc dù phương pháp này khá đơn giản, nhưng trong thực tế thiết kế, sàn thường được kê lên các dầm có độ cứng hữu hạn, dẫn đến xuất hiện chuyển vị dưới tác dụng của tải trọng Điều này vượt quá phạm vi tra bảng và đòi hỏi các phương pháp phân tích phức tạp hơn để đảm bảo thiết kế chính xác và an toàn.

Liên kết giữa các ô bản không phải là liên kết lý tưởng khi lập bảng tra, vì nhiều người vẫn quan niệm rằng các ô bản làm việc độc lập như ô bản đơn Tuy nhiên, thực tế cho thấy các ô này có ảnh hưởng lẫn nhau theo mô hình ô bản liên tục, điều này cần được xem xét để đảm bảo tính chính xác và hiệu quả của việc phân tích dữ liệu.

Xét ô bản đơn chỉ mang tính cục bộ và chưa xem xét đến ảnh hưởng của độ cứng của kết cấu xung quanh, điều này dẫn đến sự phân phối lại nội lực trong sàn.

+ Dầm thực chất vẫn có chuyển vị và chuyển vị của dầm dẫn đến sự phân phối lại nội lực trong sàn

Trong quá trình phân tích kết cấu, chỉ xem xét trường hợp hoạt tải chất đầy và bỏ qua các trường hợp bất lợi của hoạt tải Để đảm bảo an toàn, cần tiến hành tính toán hoạt tải theo nhiều trường hợp khác nhau nhằm xác định nội lực lớn nhất, khả năng gây nguy hiểm nhất cho kết cấu.

MẶT BẰNG KẾT CẤU SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH

Phân loại ô sàn dựa trên kích thước ô sàn và chức năng sử dụng của từng ô giúp xác định loại sàn phù hợp cho từng công trình Các ô sàn có kích thước và tải trọng không lớn, chênh lệch nhỏ có thể được đặt cùng tên để đơn giản hóa quản lý Ngoài ra, việc phân loại còn dựa vào độ cứng liên kết của sàn với dầm, ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng chịu lực và độ ổn định của kết cấu Hiểu rõ các tiêu chí này giúp lựa chọn loại sàn phù hợp, tối ưu hóa tính năng sử dụng và đảm bảo an toàn cho công trình.

SƠ BỘ CHIỀU DÀY SÀN

Chọn ô sàn có kích thước lớn nhất để tính chọn chiều dày bản sàn

Chiều dày bản sàn phụ thuộc vào nhịp và tải trọng tác dụng, sơ bộ chọn chiều dày sàn bằng 200mm.

TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN SÀN

502 Bad GatewayUnable to reach the origin service The service may be down or it may not be responding to traffic from cloudflared

Trong đó: n: hệ số vượt tải

 t : trọng lượng riêng của tường xây, kN/m 3

Bảng 3.1: Quy đổi tải tường tầng điển hình

502 Bad GatewayUnable to reach the origin service The service may be down or it may not be responding to traffic from cloudflared

Trong đó: n: Hệ số vượt tải l t : Chiều dài tường h t : Chiều cao tường g tc t : Trọng lượng đơn vị tiêu chuẩn của tường

Với: tường 10 gạch có lỗ : g tc t 18 kN / m 3  tường 20 gạch có lỗ : g tc t  15 kN / m  3 

Từ bàn vẽ kiến trúc, sinh viên tiến hành đo tổng chiều dài các loại tường xây trên sàn và được kết quả gần chính xác như sau:

 Tải trọng tường 100: g 100 tc  b  h th s   0.1 3.6 0.2  18 6.84 kN / m  

 Tải trọng tường 200: g tc 200 b  h t h s   0.2 3.6 0.2  15 11.4 kN / m  

Quy về tải phân bố đều trên sàn điển hình L1 x L2 = 7 x 8 (m) tc 100 100 200 200  2 

Tương tự: Sàn tầng điển hình

Bảng 3.2: Tải tường phân bố đều sàn tầng điển hình Ô sàn trục L100

502 Bad GatewayUnable to reach the origin service The service may be down or it may not be responding to traffic from cloudflared

Bảng 3.3: Sàn căn hộ, sàn hành lang

Tĩnh tải tiêu chuẩn (kN/m 2 )

Tĩnh tải tính toán (kN/m 2 )

1 Bản thân kết cấu sàn 25 160 4 1.1 4.4

Tổng tĩnh tải lớp hoàn thiện 1.62 2.034

Tĩnh tải tiêu chuẩn (kN/m 2 )

Tĩnh tải tính toán (kN/m 2 )

1 Bản thân kết cấu sàn 25 160 4 1.1 404

Vữa trát nền+tạo dốc 18 50 0.9 1.3 1.17

Tổng tĩnh tải lớp hoàn thiện 1.92 2.424

Giá trị hoạt tải lấy từ TCVN 2737:1995-điều 4.3.1-bảng 3 được chọn dựa theo chức năng sử dụng của các loại phòng

Hệ số độ tin cậy của tải trọng lấy theo điều 4.3.3

Bảng 3.5: Giá trị hoạt tải sử dụng

Chức năng sử dụng sàn

(kN/m 2 ) Hệ số vượt tải n

Hoạt tải tính toán (kN/m 2 )

9 Mái bằng có sử dụng 0.5 1 1.5 1.3 1.95

Hình 3.1: Mặt bằng ô sàn tầng điển hình (Tầng 5)

TÍNH TOÁN SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH

Hình 3.2: Mô hình sàn bằng safe

Hình 3.3: Dãy strip theo phương X

Hình 3.4: Dãy strip theo phương Y

Hình 3.6: Moment theo phương Y 3.4.2.2 Lý thuyết tính toán

Chọn lớp bê tông bảo vệ: a bv 15 mm  

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

Thép AIII    10  được dùng tính thép chịu lực :

Rsw 290MPa290.10 kN / m ;   R 0.395 ;   R 0.541 s R b b min max

Tính toán thép cho ô sàn S3 nơi có độ võng lớn nhất:

Momen nhịp dãy strip MSA8 : M = 16.08 (kNm) vì có bề rộng dãy 5m

=> Chọn ϕ8a180 có A sc  279.4 mm  2  min max

 Các giá trị mô men còn lại tính toán tương tự

Bảng 3.6: Thép sàn theo phương X Ô bản Dãy Vị trí

Gối -155.5 4.5 -34.6 0.0594 0.0613 528.19 0.38 12 200 565.5 Nhịp 94.15 4.5 20.92 0.036 0.0367 316.22 0.21 8 150 335.3 Gối -155.1 4.5 -34.5 0.0592 0.0611 526.46 0.38 12 200 565.5 S3 CSA13 Gối -155.4 4.5 -34.5 0.0593 0.0612 527.33 0.38 12 200 565.5

Gối -40.49 3.5 -11.6 0.0199 0.0201 173.19 0.21 10 200 392.7 Nhịp 40.34 3.5 11.53 0.0198 0.02 172.33 0.21 8 200 251.5 Gối -40.47 3.5 -11.6 0.0199 0.0201 173.19 0.21 10 200 392.7 CSA15 Gối -108 3.75 -28.8 0.0495 0.0508 437.72 0.32 10 170 461.8

Bảng 3.7: Thép sàn theo phương Y Ô bản Dải Vị trí

Gối -82.58 4 -20.7 0.0355 0.0362 311.92 0.21 10 200 392.7 Nhịp 76.52 4 19.13 0.0329 0.0335 288.65 0.22 8 170 295.5 Gối -82.56 4 -20.6 0.0355 0.0362 311.92 0.21 10 200 392.7 CSB18 Gối -132.11 3.875 -34.1 0.0586 0.0604 520.43 0.51 10 150 523.3

Gối -79.29 3.625 -21.9 0.0376 0.0383 330.01 0.21 10 200 392.7 Nhịp 51.31 3.625 14.15 0.0243 0.0246 211.96 0.21 8 200 251.5 Gối -79.3 3.625 -21.9 0.0376 0.0383 330.01 0.21 10 200 392.7 S8 MSB10 Gối -48.33 3.75 -12.9 0.0222 0.0225 193.87 0.21 10 200 392.7

3.4.3 Kiểm tra độ võng sàn bằng phần mềm Safe

3.4.3.1 Kiểm tra độ võng đàn hồi của sàn

Giá trị chuyển vị lớn nhất fsàn = 0.47 cm Độ võng giới hạn (Theo TCVN 5574-2012)

502 Bad GatewayUnable to reach the origin service The service may be down or it may not be responding to traffic from cloudflared

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

Đây chỉ là độ võng đàn hồi của bê tông chưa xét đến các yếu tố biến dạng như từ biến, co ngót hoặc sự hình thành vết nứt Trong thực tế, khi tính toán các tác động dài hạn và ngắn hạn của tải trọng, độ võng sẽ lớn hơn so với độ võng đàn hồi ban đầu Do đó, cần xem xét các yếu tố này để đánh giá chính xác hơn về khả năng chịu nặng của kết cấu bê tông.

3.4.3.2 Kiểm tra độ võng sàn bằng phần mềm Safe theo TTGH 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 cần xem xét các yếu tố biến dạng, co ngót và tác dụng tải trọng dài hạn để đảm bảo khả năng chịu lực lâu dài Theo TCVN 5574-2012, độ võng toàn phần của kết cấu bê tông cốt thép (f) được tính dựa trên các yếu tố này nhằm đảm bảo an toàn và độ bền của công trình trong quá trình sử dụng Việc đánh giá chính xác các yếu tố biến dạng dài hạn là yếu tố quan trọng trong thiết kế kết cấu bê tông cốt thép lâu dài.

Trong công thức (3-7), độ võng f được tính bằng sự kết hợp của ba thành phần chính: f1, là độ võng do tác dụng ngắn hạn của toàn bộ tải trọng; f2, là độ võng do tác dụng ngắn hạn của tải trọng dài hạn; và f3, là độ võng do tác dụng dài hạn của tải trọng dài hạn Các yếu tố này phản ánh chính xác ảnh hưởng của các loại tải trọng khác nhau đến độ võng của cấu trúc trong quá trình hoạt động Việc phân tích rõ ràng các thành phần này giúp đảm bảo tính chính xác trong tính toán và thiết kế cấu trúc xây dựng.

- Dùng chương trình SAFE 12.3 để tính toán độ võng trong thiết kế công trình là phù hợp với sự làm việc thực tế của công trình

Kết quả tính toán độ võng bằng phần mềm Safe v12.3

( Các giá trị f , f , f 1 2 3 sinh viên xin trình bày trong phần phụ lục 5)

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

Hình 3.8: Độ võng toàn phần f

THIẾT KẾ CẦU THANG TẦNG ĐIỂN HÌNH

SỐ LIỆU TÍNH TOÁN

Cầu thang tầng điển hình của công trình là cầu thang 2 vế dạng bản Mỗi vế gồm 10 bậc thang với kích thước: hb5 mm; lb = 300 mm

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

Góc nghiêng cầu thang: b 0 b h 175 tan 0.583 30.24 l 300

Chiều dày bản thang được chọn sơ bộ theo công thức :

  (L0 là nhịp tính toán của bản thang) (4-1)

Chọn chiều dày bản thang hb = 150 mm

Kích thước dầm thang (dầm chiếu tới) được chọn sơ bộ theo công thức:

  , chọn hdt = 350mm (4-2) dt dt h 350 b (117 175) mm

Chọn kích thước dầm thang b x h = 200 x 350 mm

Hình 4.1: Mặt cắt đứng cầu thang

Hình 4.2: Mặt bằng cầu thang

4.1.2.1 Tải trọng tác dụng lên bản nghiêng của thang

 Tĩnh tải : gồm trọng lượng bản thân các lớp cấu tạo

+ Tĩnh tải được xác định theo công thức sau: n i tdi i 1 g  n (4-4) Trong đó:  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 (theo công thức bảng 1,TCVN 2737-1995)

+ Chiều dày tương đương của bậc thang được xác định theo công thức sau: b td h cos 2

Trong đó: hb: Chiều cao bậc thang;

+ Chiều dày tương đương của lớp đá granite, vữa xi măng: b b i td b

Trong đó: lb : Chiều dài bậc thang hb : Chiều cao bậc thang

 i : Chiều dày của lớp thứ i

Trong đó: pc : hoạt tải tiêu chuẩn được lấy từ điều 4.3.1, bảng 3, TCVN 2737-1995 np : hệ số tin cậy được lấy từ điều 4.3.3, TCVN 2737-1995

Bản thang có độ nghiêng   30.24 o 

 Lớp đá hoa cương: td1 (0.3 0.175) 0.02 0.864

Lớp bậc thang: td3 h cos b 0.175 0.864

Hình 4.3: Cấu tạo bản thang nghiêng Bảng 4.1: Tải trọng tác dụng lên bản thang nghiêng

Chiều dày tương đương (mm) ɣ i (kN/m 3 ) n

Tĩnh tải Đá hoa cương 20 27.4 24 1.2 0.79

Tĩnh tải do tay vịn cầu thang bằng sắt + gỗ: 0.3 kN/m

Tải trọng tác dụng trên 1m bề rộng bản thang: q = (g+p).1+0.3 = 11.285x1 + 0.30 = 11.585 kN/m 2 Tổng tải theo phương thẳng đứng:

4.1.2.2 Tải trọng tác dụng lên bản chiếu nghỉ

Bảng 4.2: Tải trọng tác dụng lên bản chiếu nghỉ

Tải trọng Vật liệu Chiều dày

Tĩnh tải Đá hoa cương 20 24 1.2 0.58

Tải trọng phân bố trên 1m bề rộng bản chiếu nghỉ q = (g + p).1m = 9.135 kN/m 2

Hình 4.4: Cấu tạo bản chiếu nghỉ

TÍNH TOÁN BẢN THANG

Trong quá trình tính toán, ta chỉ cắt một dãy bản có bề rộng b=1m vì trong công trình, hai vế cầu thang giống nhau Sinh viên chỉ cần tính cho một vế, sau đó lấy kết quả đó để áp dụng cho vế còn lại, giúp tiết kiệm thời gian và đảm bảo tính chính xác trong thiết kế cầu thang.

Bản thang liên kết với vách là liên kết ngàm

Liên kết giữa bản thang nghiêng và dầm chiếu nghĩ: theo quan niệm tính toán trong sách tham khảo, xét tỉ số hd/hs:

Trong kết cấu cầu thang, nếu tỷ lệ hd/hs nhỏ hơn 3, liên kết giữa bản thang nghiêng và dầm chiếu tới được xem là khớp, còn nếu tỷ lệ này bằng hoặc lớn hơn 3, liên kết được xác định là ngàm Tuy nhiên, thực tế tính toán cầu thang trong cấu trúc bê tông toàn khối cho thấy không có liên kết nào hoàn toàn là ngàm tuyệt đối hay khớp tuyệt đối Vì vậy, liên kết giữa bản thang và dầm chiếu tới thường là liên kết bán trung gian, nằm giữa hai loại liên kết này.

Trong thiết kế kết cấu thang, liên kết giữa bản thang và dầm được xem là khớp nếu không dẫn đến thiếu thép gối và dư thép bụng, tránh tình trạng nứt tại vị trí gối do thiếu thép gối Tuy nhiên, trong thực tế, nứt tại gối của cầu thang có thể gây bong các lớp gạch lót, vì vậy việc ngăn chặn nứt trong quá trình thi công và thiết kế vẫn là yếu tố quan trọng để đảm bảo độ bền và an toàn của cầu thang.

Hàm lượng thép thỏa điều kiện: min max

  đối với nhóm cốt thép AIII và   max 4.5% đối với nhóm cốt thép AI

Bảng 4.3: Bảng tính cốt thép bản thang

Hình 4.5: Biểu đồ momen bản thang

Hình 4.6: Biểu đồ lực cắt bản thang

4.2.3 Kiểm tra khả năng chịu cắt của bê tông

Khả năng chịu cắt của bê tông: max b3 f n b bt o

Bêtông bản thang đủ khả năng chịu cắt.

TÍNH TOÁN DẦM THANG

Tải trọng tác dụng lên dầm chiếu gồm có các yếu tố chính như tải trọng do trọng lượng bản thân dầm, phản lực từ bản thang, và tải trọng truyền từ ô sàn S10 Các yếu tố này ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng chịu lực của dầm và cần được tính toán kỹ lưỡng để đảm bảo sự an toàn và ổn định của cấu trúc Việc xác định chính xác các loại tải trọng này là bước quan trọng trong quá trình thiết kế kết cấu.

- Tải trọng do bản thang truyền vào (bằng phản lực gối tựa của bản thang):

+ Phản lực theo phương đứng : q1 18 kN/m

+ Phản lực theo phương ngang : không kể đến (phản lực này sẽ truyền vào sàn, do sàn có độ cứng theo phương ngang lớn nên không cần xét)

- Tải trọng bản thân dầm thang:

- Tải trọng do ô sàn S10 truyền vào theo dạng hình thang với

Hình 4.7: Phản lực gối tựa của bản thang

4.3.2 Tính thép dọc dầm chiếu tới

Hình 4.8: Biểu đồ moment dầm chiếu tới

Dầm được tính toán theo cấu kiện chịu uốn đặt cốt thép đơn

 Tại nhịp với moment Mn 4.58 (kNm)

Chiều cao làm việc của dầm: h 0   h a 350 25 325 mm   

Diện tích cốt thép: tt 2 s

Kiểm tra hàm lượng thép: c s

 Tại gối với moment M g = 59.8 (kNm) tính toán tương tự

Bảng 4.4: Cốt thép dọc dầm

Vị trớ M (kNm) α m ξ A tt s (mm 2 ) Thộp chọn A c s (mm 2 ) à(%)

4.3.3 Tính thép đai dầm chiếu tới

Hình 4.9: Biểu đồ lực cắt trong dầm chiếu nghỉ

4.3.3.1 Lý thuyết tính toán cốt đai Ở những đoạn dầm có lực cắt lớn, ứng suất pháp do moment và ứng suất tiếp do lực cắt sẽ gây ra ứng suất kéo chính nghiêng với trục dầm 1 góc  nào đó và làm xuất hiện những khe nứt nghiêng Các cốt đai đi ngang qua khe nứt nghiêng sẽ chống lại sự phá hoại theo tiết diện nghiêng Vì thế cần tính toán thêm cốt đai cho cấu kiện

Căn cứ vào tiêu chuẩn TCVN 5574:2012 mục 6.2.3 thì diện tích thép đai chịu cắt trong dầm được tính như sau: Đường kính cốt đai tối thiểu bằng:

Khi chiều cao h800 đường kính đai tối thiểu là 5mm

Khi chiều cao h800 đường kính đai tối thiểu là 8mm

- Kiểm tra điều kiện bê tông đã đủ khả năng chịu cắt Q b3  1   f n  R bh bt o, lúc này chỉ dần đặt cốt thép ngang cấu tạo

Trong đó:  b3 = 0.6 đối với bê tông nặng

 f = 0 đối với tiết diện chữ nhật

 n : hệ số xét đến ảnh hưởng của lực dọc, trong dầm  n = 0

Kết luận: Nếu Q b3  1   f n  R bh bt o thì cần tính cốt ngang (cốt đai, cốt xiên) để thỏa điều kiện cường độ trên tiết diện nghiêng

- Tính cốt đai bố trí chịu lực cắt

Xác định bước đai tính toán

 b 2= 2 đối với bê tông nặng

Để đảm bảo độ an toàn trong cấu trúc bê tông, cần xác định bước đai tối đa nhằm tránh tình trạng phá hoại theo tiết diện nghiêng nằm giữa hai cốt đai Trong trường hợp này, chỉ có bê tông mới phải chịu lực cắt, do đó yêu cầu có các điều kiện phù hợp để duy trì khả năng chịu lực của kết cấu Việc thiết lập bước đai tối đa giúp phân bổ lực hiệu quả, ngăn ngừa các vùng yếu dễ bị tổn thương do ứng suất tập trung Điều này đảm bảo tính ổn định và bền vững của công trình xây dựng, đồng thời phù hợp với các tiêu chuẩn kỹ thuật xây dựng hiện hành.

 b 4= 1.5 đối với bê tông nặng

Khoảng cách cấu tạo của cốt đai

Quy định tại mục 8.7.6 TCVN 5574:2012

Trong đoạn gần gối tựa L/4 có lực cắt lớn: sct = min(h/2; 150mm) khi chiều cao dầm h 450mm

Trong đoạn giữa dầm L/2: sct có thể không cần đặt khi chiều cao dầm h 300mm

Khoảng cách thiết kế của cốt đai

  chon tt max ct s min s ,s ,s

Ngoài ra còn một số yêu cầu cấu tạo kháng chấn khác tại mục V.3 sách “Cấu tạo

- Khả năng chịu cắt của bê tông và cốt đai

Tiết diện chữ nhật   f 0, Cấu kiện không có lực dọc   n 0, q sw R sw A sw s

 Tính thép đai bố trí cho đoạn gần gối tựa: Q  143.10kN

- Khả năng chịu cắt của bê tông:

 Bêtông không đủ khả năng chịu cắt cần phải tính cốt đai

Dùng đai ϕ8 bố trí 2 nhánh

  cho đoạn gần gối tựa (một khoảng bằng 1/4 nhịp)

 Chọn: ϕ8a150 trong phạm vi 1/4 đoạn gần gối tựa

- Khả năng chịu cắt của bê tông và cốt đai

Với tiết diện chữ nhật   f 0 , Cấu kiện không có lực dọc   n 0

 Bê tông và cốt đai đã đủ khả năng chịu cắt, không cần bố trí cốt xiên

 Tính thép đai bố trí cho đoạn giữa dầm

Lực cắt lớn nhất: Q max 143.10 kN  Q 0 46.8 kN  

 Bêtông đủ khả năng chịu cắt không cần phải tính cốt đai Chọn: ϕ8a200 trong phạm vi giữa dầm

Bảng 4.5: Cốt đai dầm chiếu tới

Vị trớ Q max (kN) ỉ Chọn S chọn (mm) Bố trớ

THIẾT KẾ KẾT CẤU KHUNG

TẢI TRỌNG

- Kết cấu nhà cao tầng được tính toán với các tải trọng chính sau đây:

- Tải trọng thẳng đứng (tải trọng thường xuyên và tạm thời tác dụng lên sàn)

- Tải trọng gió (gồm thành phần tĩnh và thành phần động)

- Tải trọng động đất (cho các công trình xây dựng trong vùng có thể xảy ra động đất)

Theo Sách Kết cấu bê tông cốt thép tập 2 – Võ Bá Tầm

Tĩnh tải tiêu chuẩn (kN/m 2 )

Tĩnh tải tính toán (kN/m 2 )

1 Bản thân kết cấu sàn 25 200 5 1.1 5.5

Tổng tĩnh tải lớp hoàn thiện 1.92 2.424

- Tải tường xây trên dầm

Bảng 5.2: Tải tường tầng trệt

Bảng 5.3: Tải tường sân thượng

- Tải tường phân bố đều trên sàn

Sinh viên đã trình bày tại bảng 3.2, mục 3.3.1, Chương 3

Sinh viên đã trình bày tại bảng 3.5, mục 3.3.2, Chương 3

TẢI TRỌNG GIÓ

-Nguyên tắc tính toán thành phần tải trọng gió (theo mục 2 TCVN 2737:1995)

Tải trọng gió bao gồm hai thành phần chính là thành phần tĩnh và thành phần động Giá trị và phương pháp tính toán thành phần tải trọng tĩnh của gió được xác định dựa trên các quy định nêu trong tiêu chuẩn tải trọng và tác động TCVN 2737:1995 Việc hiểu rõ các thành phần này giúp đảm bảo tính an toàn và độ bền cho công trình xây dựng.

-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

Thành phần động tải trọng gió tác động lên công trình bao gồm lực do 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, sau đó nhân với các hệ số phản ánh ảnh hưởng của xung vận tốc gió và lực quán tính của công trình Việc tính toán chính xác thành phần động là yếu tố quan trọng để đảm bảo độ cứng vững và an toàn của công trình khi chịu tác động của gió mạnh.

-Theo mục 1.2 TCXD 229:1999 thì công trình có chiều cao > 40m thì khi tính phải kể đến thành phần động của tải trọng gió

Dự án Night Blue có chiều cao 60,3m vượt quá giới hạn 40m, do đó cần xem xét đầy đủ các yếu tố về tải trọng gió tĩnh và động trong thiết kế cấu trúc Việc áp dụng các phương pháp phân tích tải trọng gió này đảm bảo tính ổn định an toàn cho công trình, đặc biệt là trong các đồ án tốt nghiệp liên quan đến xây dựng cao tầng Các yếu tố về thành phần tĩnh và động của tải trọng gió đóng vai trò quan trọng trong việc đánh giá khả năng chịu lực của công trình Night Blue cao 60,3m.

-Khai báo Mass Source trong mô hình: Tĩnh tải + 0.5 Hoạt tải

0.5 là hệ số chiết giảm khối lượng quy định tại Mục 3.2.4, Bảng 1, TCXD 229 – 1999 5.2.1 Tính toán thành phần tĩnh

W0 là giá trị áp lực gió tiêu chuẩn được xác định dựa trên bảng 4 phù hợp với từng phân vùng áp lực gió quy định trong phụ lục E của TCVN 2737-1995 Hệ số k(zj) dùng để điều chỉnh áp lực gió theo sự thay đổi độ cao, phản ánh ảnh hưởng của chiều cao t_j lên áp lực gió.

  (5-2) c: là hệ số khí động được lấy như sau: + Phía gió đẩy c= 0.8

Công trình Night Blue được xây dựng tại quận Phú Nhuận, TP HCM, thuộc vùng gió IIA và địa hình C

Tra bảng A.1 Phụ lục A TCXD 299:1999 được:

Hệ số độ tin cậy của tải trọng gió lấy bằng 1.2.

Bảng 5.4: Gió tĩnh tác dụng theo phương X gán vào tâm hình học sàn

MAI 3.8 61.8 1.089 0.723 0.542 1.519 13.3 30.4 46.162 TANGTHUONG 3.6 58 1.07 0.710 0.533 1.492 81.7 102.4 152.782 TANG16 3.6 54.4 1.052 0.699 0.524 1.467 136.8 144 211.235 TANG15 3.6 50.8 1.034 0.687 0.515 1.442 136.8 144 207.621 TANG14 3.6 47.2 1.0132 0.673 0.505 1.413 136.8 144 203.444 TANG13 3.6 43.6 0.9916 0.658 0.494 1.383 136.8 144 199.107 TANG12 3.6 40 0.97 0.644 0.483 1.353 136.8 144 194.770 TANG11 3.6 36.4 0.9412 0.625 0.469 1.312 136.8 144 188.987 TANG10 3.6 32.8 0.9124 0.606 0.454 1.272 136.8 144 183.204 TANG9 3.6 29.2 0.8828 0.586 0.440 1.231 136.8 144 177.261 TANG8 3.6 25.6 0.8504 0.565 0.423 1.186 136.8 144 170.755 TANG7 3.6 22 0.818 0.543 0.407 1.141 136.8 144 164.249 TANG6 3.6 18.4 0.7808 0.518 0.389 1.089 136.8 144 156.780 TANG5 3.6 14.8 0.7368 0.489 0.367 1.027 136.8 144 147.945 TANG4 3.6 11.2 0.6792 0.451 0.338 0.947 136.8 144 136.379 TANG3 3.6 7.6 0.6024 0.400 0.300 0.840 136.8 144 120.958 TANG2 4 4 0.505 0.335 0.251 0.704 144.4 152 107.034

Bảng 5.5: Gió tĩnh tác dụng theo phương Y gán vào tâm hình học sàn

MAI 3.8 61.8 1.089 0.723 0.542 1.519 13.3 30.4 20.196 TANGTHUONG 3.6 58 1.07 0.710 0.533 1.492 81.7 102.4 121.897 TANG16 3.6 54.4 1.052 0.699 0.524 1.467 136.8 144 200.673 TANG15 3.6 50.8 1.034 0.687 0.515 1.442 136.8 144 197.240 TANG14 3.6 47.2 1.0132 0.673 0.505 1.413 136.8 144 193.272 TANG13 3.6 43.6 0.9916 0.658 0.494 1.383 136.8 144 189.152 TANG12 3.6 40 0.97 0.644 0.483 1.353 136.8 144 185.031 TANG11 3.6 36.4 0.9412 0.625 0.469 1.312 136.8 144 179.538 TANG10 3.6 32.8 0.9124 0.606 0.454 1.272 136.8 144 174.044 TANG9 3.6 29.2 0.8828 0.586 0.440 1.231 136.8 144 168.398 TANG8 3.6 25.6 0.8504 0.565 0.423 1.186 136.8 144 162.217 TANG7 3.6 22 0.818 0.543 0.407 1.141 136.8 144 156.037 TANG6 3.6 18.4 0.7808 0.518 0.389 1.089 136.8 144 148.941 TANG5 3.6 14.8 0.7368 0.489 0.367 1.027 136.8 144 140.547 TANG4 3.6 11.2 0.6792 0.451 0.338 0.947 136.8 144 129.560 TANG3 3.6 7.6 0.6024 0.400 0.300 0.840 136.8 144 114.910 TANG2 4 4 0.505 0.335 0.251 0.704 144.4 152 101.682

5.2.2 Tính toán thành phần động

Thành phần động của gió được xác định dựa theo tiêu chuẩn TCXD 229 -1999

Thành phần động của tải trọng gió được xác định dựa trên các phương tương ứng với thành phần tĩnh của tải trọng gió, đảm bảo chính xác trong thiết kế cấu trúc Tuy nhiên, tiêu chuẩn chỉ tập trung vào thành phần gió theo phương X và phương Y, đồng thời bỏ qua thành phần gió ngang và momen xoắn để đơn giản hóa quá trình tính toán Việc xác định chính xác các thành phần này là yếu tố quan trọng trong việc đảm bảo an toàn và độ bền của công trình trước tác động của gió.

5.2.2.1 Thiết lập tính toán động lực

Theo TCVN 229 – 1999 thì sơ đồ tính toán động lực là hệ thanh console có hữu hạn điểm tập trung khối lượng xác định theo phụ lục A của TCXD 299-1999

Hình 5.1: Sơ đồ tính toán động lực tải trọng gió lên công trình

Trong TCXD 229:1999, chỉ cần tính toán thành phần động của tải trọng gió phù hợp với dạng dao động đầu tiên Điều này yêu cầu tần số dao động riêng cơ bản thứ s của cấu kiện phải thỏa mãn bất đẳng thức: s L s 1 f < f < f + Quy định này giúp đảm bảo tính chính xác trong thiết kế và an toàn công trình xây dựng.

Trong bài viết, fL được tra trong bảng 2 của TCXD 229:1999 và với kết cấu sử dụng bê tông cốt thép, lấy hệ số δ = 0.3, ta được giá trị fL = 1.3 Hz Các cột và vách được ngàm chắc chắn với móng nhằm đảm bảo độ ổn định và chịu lực của công trình.

Trong quá trình tính toán gió động của công trình, các dao động được xác định theo hai phương chính X và Y, trong đó chỉ xem xét phương có chuyển vị lớn hơn để đảm bảo chính xác Quá trình này bao gồm các bước tính toán thành phần động của gió, bắt đầu từ xác định các thành phần dao động cơ bản đến phân tích các ảnh hưởng động lực để đưa ra các kết quả dự báo chính xác về khả năng chịu lực của công trình trước tác động của gió Việc tính toán này rất quan trọng trong việc đảm bảo an toàn và độ bền của công trình xây dựng trước các tác động khí quyển.

- Xác định tần số dao động riêng của công trình

Sử dụng phần mềm Etabs khảo sát với 6 mode dao động của công trình

Bảng 5.6: Tần số và chu kỳ các mode tham giao động

Mode Period Tần số UX UY UZ SUMUX SUMUY SUMUZ

Dựa trên bảng 5.6, ta có: f3 = 0.59 < fL = 1.3 < f4 = 2.05 Theo TCXD 229-1999, việc tính thành phần động của gió liên quan đến 3 mode tải trọng, nhưng do quan sát dao động trong phần mềm Etabs cho thấy mode 2 bị xoắn và không phù hợp, nên chỉ xác định thành phần động của gió dựa trên 2 mode còn lại.

- Tính toán thành phần động của tải trọng gió (mục 4.5 – TCXD 229:1999)

Giá trị tiêu chuẩn thành động của gió tác dụng lên phần tử j của dạng dao động thứ i được xác định theo công thức:

WP(ji) = M j  i  i y ji (5-3) Trong đó: M j : khối lượng tập trung của phần công trình thứ j

 i : hệ số động lực ứng với dạng dao động thứ i

Hệ số i được xác định bằng cách chia công trình thành nhiều phần, trong đó phạm vi mỗi phần tải trọng gió có thể xem như không đổi, giúp đảm bảo tính chính xác trong tính toán Biên độ dao động tỉ đối của phần công trình thứ j ứng với dạng dao động riêng thứ i thể hiện mức độ biến dạng của cấu kiện khi chịu tác động của gió, góp phần xác định khả năng chịu đựng của công trình trước các tác nhân môi trường.

Hệ số động lực i của dạng dao động thứ i được xác định dựa trên biểu đồ trong tiêu chuẩn TCXD 229:1999, đảm bảo tính chính xác trong thiết kế và phân tích các hệ thống dao động Hệ số này phụ thuộc vào các thông số ⍴i và độ giảm lôga của dao động , giúp đo lường mức độ ảnh hưởng của lực động lực đến hệ thống Việc xác định đúng hệ số động lực là yếu tố quan trọng để đảm bảo tính ổn định và an toàn trong các cấu trúc chịu tác động của dao động.

Do công trình bằng BTCT nên có = 0.3

Thông số i xác định theo công thức: i 0 i ε = γW940f (5-4) Trong đó: : hệ số tin cậy của tải trọng gió lấy bằng 1.2

W 0 (N/m 2 ): giá trị áp lực gió, đã xác định ở trên W0 = 83 daN/m 2 = 830 N/m 2 f i : tần số dao động riêng thứ i

Hình 5.2: Đồ thị xác định hệ số động lực 

Hệ số  i được xác định bằng công thức: n ji Fj j=1 i n

Trong công thức trên, W Fj là giá trị tiêu chuẩn thành phần động của tải trọng gió tác dụng lên phần thứ j của công trình, phản ánh ảnh hưởng của các dạng dao động khác nhau do xung vận tốc gió gây ra Giá trị này được xác định dựa trên công thức cụ thể, giúp đảm bảo tính chính xác trong thiết kế và an toàn của công trình xây dựng Việc tính toán chính xác W Fj là rất quan trọng để đánh giá tác động của gió lên từng phần của công trình, từ đó đảm bảo khả năng chống chịu và ổn định trong các điều kiện thời tiết khác nhau.

 j: hệ số áp lực động của tải trọng gió ở độ cao zj ứng với phần tử thứ j của công trình, tra Bảng 3 TCXD 299:1999

S j: diện tích mặt đón gió ứng với phần tử thứ j của công trình: j j 1 j h h

  (5-7) j j 1 h , h , B  lần lượt là chiều cao tầng của tầng thứ j, j-1, và bề rộng đón gió

: 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

+ Với dạng dao động thứ nhất: = 1

+ Các dạng dao động còn lại: = 1

Giá trị  1 được lấy theo Bảng 4 TCXD 229-1999 phụ thuộc vào 2 tham số và

Tra Bảng 5 TCXD 229-1999 để có được 2 thông số này

Các thông số D và H được xác định như hình sau (mặt màu đen là mặt đón gió):

Hình 5.3 thể hiện hệ tọa độ khi xác định hệ số không gian ν yji, phản ánh dịch chuyển ngang tỷ đối của trọng tâm tầng thứ j theo dạng dao động tự nhiên thứ i, không thứ nguyên Việc xác định hệ số này rất quan trọng trong phân tích động lực học của các hệ cấu trúc, giúp mô tả chính xác sự chuyển vị của các điểm móc nối trong quá trình dao động tự nhiên Điều này hỗ trợ tối ưu hóa thiết kế và nâng cao độ bền của cấu kiện trong các ứng dụng kỹ thuật xây dựng và cơ khí.

M j: Khối lượng tập trung của phần công trình thứ j

Sau khi xác định đầy đủ các thông số Mj, ξi, ψi và yji, ta có thể tính toán các giá trị tiêu chuẩn của phần tử động của gió tác dụng lên phần tử j phù hợp với dạng dao động thứ i Quá trình này giúp đảm bảo chính xác trong phân tích ảnh hưởng của gió đến cấu trúc, từ đó nâng cao độ tin cậy và an toàn cho công trình xây dựng Việc xác định các tham số này là bước quan trọng trong thiết kế và đánh giá tác động gió, đảm bảo các yếu tố động và ổn định của công trình luôn được kiểm soát chặt chẽ theo tiêu chuẩn kỹ thuật.

Giá trị tính toán thành phần động của tải trọng gió được xác định theo công thức: tt p(ji) P(ji)

W = W   (5-8) Trong đó: - Hệ số độ tin cậy lấy bằng 1.2

- Hệ số điều chỉnh tải trọng gió theo thời gian, lấy bằng 1

Bảng 5.7: Kết quả tính toán thành phần động của gió theo phương X

Hệ số áp lực động (ς j )

Hệ số tương quan không gian

Tính toán thành phần động theo phương X f1x 0.529328785 ε1 ξ1 yj1 Ψ1 Wpj1

Bảng 5.8: Kết quả tính toán thành phần động của gió theo phương Y

Hệ số áp lực động

Hệ số tương quan không gian

Tính toán thành phần động theo phương Y

TẢI TRỌNG ĐỘNG ĐẤT

-Khai báo Mass Source trong mô hình: Tĩnh tải + 0.24 Hoạt tải

 E,i: là hệ số tổ hợp tải trọng đối với tác động thay đổi

 2,i: là hệ số phụ thuộc vào loại tải trọng đặt lên nhà theo bảng 3.4 TCVN 9386-

Hệ số φ phụ thuộc vào loại tác động và thay đổi theo bảng 4.2 TCVN 9386-2012, là yếu tố quan trọng trong phân tích độ chịu lực của công trình Phương pháp tĩnh lực ngang tương đương được xem là cách tính tác động của động đất đơn giản nhất, vì nó không xem xét đầy đủ yếu tố ứng xử động học của công trình, giúp giảm thiểu phức tạp trong quá trình tính toán.

Phương pháp phân tích tĩnh lực ngang tương đương không phù hợp với các công trình có hình dạng không đều đặn hoặc phân bố khối lượng và độ cứng không đồng đều Các quy định trong TCVN 9386-2012 rõ ràng nhấn mạnh rằng phương pháp này chỉ áp dụng cho những công trình có đặc điểm phân bổ tải trọng và cấu trúc đồng nhất theo mặt bằng và chiều cao Việc sử dụng sai phương pháp trong các trường hợp không phù hợp có thể dẫn đến kết quả thiết kế không chính xác và giảm độ an toàn của công trình Do đó, cần lựa chọn phương pháp phân tích phù hợp với đặc điểm cấu trúc của công trình để đảm bảo hiệu quả và độ tin cậy trong quá trình thiết kế và thi công.

Phương pháp này có thể áp dụng nếu nhà và công trình đáp ứng được cả 2 điều kiện sau:

Có chu kì dao động T1 theo 2 hướng chính nhỏ hơn các giá trị sau: T 1   4T 2s c

Thỏa mãn những tiêu chí đều đặn theo chiều cao theo Mục 4.2.3.3 TCVN 9386:2012

5.3.2.2 Xác định lực cắt đáy

Theo mỗi hướng ngang được phân tích, lực cắt đáy động đất Fb được xác định: b d 1

F S (T ) W  (5-9) Trong đó: S (T ) d 1 : là tung độ của phổ thiết kế không thứ nguyên tại chu kì T1

T1: là chu kì dao động cơ bản của nhà và công trình do chuyển động ngang theo hướng đang xét

W: là tổng trọng lượng của nhà và công trình trên móng hoặc trên đỉnh của phần cứng phía dưới

Nếu T1 ≤ 2Tc với nhà và công trình trên 2 tầng:  0.85 Đối với các trường hợp khác:  1

5.3.2.3 Phân bố lực động đất theo phương ngang

Trong bài viết, chúng tôi trình bày cách mô phỏng dạng dao động cơ bản bằng cách lấy các chuyển vị ngang tăng tuyến tính theo chiều cao Lực ngang Fi được tính tại cao trình tập trung của trọng lượng Wi, và công thức tính lực này dựa trên các biến số liên quan đến hệ thống Phương pháp này giúp phân tích chính xác hơn các phản ứng của cấu trúc dưới tác động của dao động, phù hợp với các tiêu chuẩn kỹ thuật và quy chuẩn xây dựng.

Trong phân tích kết cấu, zi và zj đại diện cho độ cao của trọng lượng Wi và Wj so với điểm đặt lực cắt đáy của đất, gọi là Fb, thường nằm tại mặt móng hoặc đỉnh của phần cứng phía dưới Việc xác định chính xác các độ cao này đóng vai trò quan trọng trong tính toán lực tác động từ trọng lượng lên kết cấu chịu ảnh hưởng của động đất Hiểu rõ vị trí của các trọng lượng và điểm đặt lực cắt giúp đảm bảo độ an toàn và độ bền của công trình dưới tác động của rung chấn địa chấn.

Nguy cơ động đất được đánh giá dựa trên biến số đỉnh gia tốc nền tham chiếu agR trên nền loại C, giúp xác định mức độ rủi ro seisme cho khu vực Đỉnh gia tốc nền tham chiếu agR trên nền loại A được trích xuất từ bản đồ phân vùng gia tốc nền lãnh thổ Việt Nam trong Phụ lục H của TCVN 9386-2012, đảm bảo tính chính xác trong phân tích sự nguy hiểm của các điểm địa chất.

Công trình thuộc Quận Phú Nhuận, TP.HCM, trong Phụ lục H “TCVN 9386-2012” đỉnh gia tốc nền agR= 0.0844g = 0.828

 Nhận dạng điều kiện đất nền theo tác động của động đất:

Có 7 loại đất nền phân loại theo Mục 3.1.2 và Mục 3.2.2.2 TCVN 9386-2012

Kết hợp với số liệu cao trình mũi cọc dự tính đặt tại lớp đất thứ 5 có chỉ số

NSPT= 42 ( 15 < 42 < 50 ) Do đó ta nhận thấy công trình có nền đất loại C

Tra bảng ta có các thông số thiết kế động đất như sau:

 Hệ số tầm quan trọng

Mức độ tầm quan trọng được đặc trưng bởi hệ số tầm quan trọng γ1

Các định nghĩa về mức độ tầm quan trọng (γ1 = 1.25, 1.00, 0.75) (Phụ lục E – TCVN 9386-2012) tương ứng với công trình loại I, II, III (Phụ lục F – TCVN 9386-2012)

Công trình nhà cao tầng gồm 17 tầng và có mức độ quan trọng loại II Do đó, hệ số tầm quan trọng được xác định là γ1 = 1, đảm bảo tính chính xác trong tính toán và thiết kế của công trình cao tầng này.

 Gia tốc đỉnh nền thiết kế

Gia tốc đất nền thiết kế ag ứng với trạng thái cực hạn xác định như sau: a g  a gR  1

Theo quy định của TCVN 9386 – 2012 Thiết kế công trình chịu động đất:

Ta có: a g = 0.0844g > 0.08g => Phải tính toán với cấu tạo kháng chấn

 Hệ số ứng xử q của kết cấu công trình bê tông cốt thép

Hệ khung hoặc hệ khung tương đương (hỗn hợp khung – vách) có thể xác định gần đúng dựa trên hệ số q: nhà một tầng có q = 3.3, nhà nhiều tầng với khung một nhịp có q = 3.6, và nhà nhiều tầng với khung nhiều nhịp hoặc kết cấu hỗn hợp tương đương khung có q = 3.9 Các giá trị này giúp đánh giá chính xác tính dẻo trung bình của cấu kiện trong thiết kế kết cấu nhà ở.

 Phân tích dao động, tìm chu kì, tần số, khối lượng tham gia dao động của các dạng dao động

Nếu nhà có H > 40m, hoặc dùng phương pháp phổ phản ứng: dùng phần mềm hỗ trợ

 Xây dựng phổ thiết kế dùng cho phân tích đàn hồi

- Phổ thiết kế đàn hồi theo phương thẳng đứng

Nếu avg > 0.25g thì cần xét đến thành phần thẳng đứng của tác động động đất

Ta có: a vg   a g 0.9 0.0844 0.9 g 0.076g 0.25g      => Không cần xét

- Phổ thiết kế đàn hồi theo phương nằm ngang Đối với thành phần nằm ngang của tác động động đất, phổ thiết kế không thứ nguyên

Sd(T) được xác định như sau:

Sd(T): là phổ phản ứng đàn hồi

T: là chu kì dao động của hệ tuyến tính một bậc tự do ag: là gia tốc nền thiết kế

TB: là giới hạn dưới của chu kì ứng với đoạn nằm ngang của phổ phản ứng gia tốc

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 phản ứng dịch chuyển không đổi trong phổ, giúp xác định chính xác vị trí của phản ứng Hệ số β = 0.2 thể hiện hệ số phù hợp với cận dưới phổ thiết kế theo phương nằm ngang, hỗ trợ trong quá trình phân tích và dự báo phản ứng Hệ số q phản ánh khả năng ứng xử của hệ thống, đóng vai trò quan trọng trong việc đánh giá hiệu suất và độ tin cậy của các phương pháp phân tích phổ.

Bảng 5.9: Tần số và chu kỳ các mode tham giao động

Mode Period Tần số UX UY UZ

Sau khi loại bỏ các mode bị xoắn sinh viên chọn các mode tính toán như sau:

Công trình chung cư cao cấp Night Blue thỏa các tiêu chí đều đặn theo mặt bằng và mặt đứng, đồng thời chu kì dao động:  1 1 c

Áp dụng “phương pháp tĩnh lực ngang tương đương”

Bảng 5.10: Kết quả tính toán lực ngang phương X – Mode 1

(kN.s 2 ) Fb (kN) Fi (kN)

TANGTHUONG 0.0089 1693.284 15.070 134.543 6867.191 769.198 TANG16 0.0083 1978.225 16.419 134.543 6867.191 838.055 TANG15 0.0077 1978.225 15.232 134.543 6867.191 777.472 TANG14 0.007 1978.225 13.848 134.543 6867.191 706.793 TANG13 0.0064 1978.225 12.661 134.543 6867.191 646.211 TANG12 0.0057 1978.225 11.276 134.543 6867.191 575.531 TANG11 0.0051 1978.225 10.089 134.543 6867.191 514.949 TANG10 0.0044 1993.111 8.770 134.543 6867.191 447.613 TANG9 0.0038 2010.474 7.640 134.543 6867.191 389.943 TANG8 0.0031 2010.474 6.232 134.543 6867.191 318.111 TANG7 0.0025 2010.474 5.026 134.543 6867.191 256.541 TANG6 0.0019 2010.474 3.820 134.543 6867.191 194.971 TANG5 0.0014 2020.132 2.828 134.543 6867.191 144.353 TANG4 0.001 2031.035 2.031 134.543 6867.191 103.666 TANG3 0.0006 2031.035 1.219 134.543 6867.191 62.200 TANG2 0.0003 2053.217 0.616 134.543 6867.191 31.439

Bảng 5.11: Kết quả tính toán lực ngang phương Y – Mode 2

TANGTHUONG 0.0086 1693.284 14.562 137.147 7210.522 765.612 TANG16 0.0081 1978.225 16.024 137.147 7210.522 842.444 TANG15 0.0075 1978.225 14.837 137.147 7210.522 780.041 TANG14 0.007 1978.225 13.848 137.147 7210.522 728.038 TANG13 0.0064 1978.225 12.661 137.147 7210.522 665.635 TANG12 0.0059 1978.225 11.672 137.147 7210.522 613.632 TANG11 0.0052 1978.225 10.287 137.147 7210.522 540.828 TANG10 0.0046 1993.111 9.168 137.147 7210.522 482.025 TANG9 0.004 2010.474 8.042 137.147 7210.522 422.804 TANG8 0.0034 2010.474 6.836 137.147 7210.522 359.383 TANG7 0.0028 2010.474 5.629 137.147 7210.522 295.963 TANG6 0.0022 2010.474 4.423 137.147 7210.522 232.542 TANG5 0.0016 2020.132 3.232 137.147 7210.522 169.934 TANG4 0.0011 2031.035 2.234 137.147 7210.522 117.460 TANG3 0.0007 2031.035 1.422 137.147 7210.522 74.747 TANG2 0.0003 2053.217 0.616 137.147 7210.522 32.384

Hình 5.6: Mô hình tính toán khung 3D

TẢI TRỌNG KẾT CẤU PHỤ

Sinh viên xin trình bày trong phụ lục 1

PHÂN LOẠI TẢI TRỌNG

Theo TCVN 2737-1995, tải trọng được phân loại như sau:

Tải trọng thường xuyên: gồm có trọng lượng bản thân kết cấu, trọng lượng các lớp cấu tạo sàn, tường ngăn cố định (TT)

Tải trọng tạm thời dài hạn và tải trọng tạm thời ngắn hạn được gộp chung thành một loại tải trọng tạm thời, bao gồm hoạt tải phân bố đều trên sàn (HT) và tải trọng gió (GX, GY) Việc xác định rõ các loại tải trọng tạm thời này giúp đảm bảo tính an toàn và độ bền của kết cấu trong quá trình thi công và sử dụng Hiểu rõ về tải trọng tạm thời là yếu tố quan trọng để thiết kế xây dựng phù hợp với các tiêu chuẩn kỹ thuật, đảm bảo an toàn cho công trình.

Tải trọng đặc biệt: gồm có tải trọng động đất (DDX, DDY)

Bảng 5.12: Bảng phân loại tải trọng

Tên tải trọng Giải thích Tên tải trọng Giải thích

TT Tĩnh tải HT Hoạt tải chất đầy

GTX Gió tĩnh theo phương X GTY Gió tĩnh theo phương Y

GDX1 Gió động theo phương X - Mode 1 GDY2 Gió động theo phương Y - Mode 2 DDX1 Động đất theo phương X - Mode 1 DDY2 Động đất theo phương Y - Mode 2

GX 1GTX+1GDY GY 1GTY+1GDY

TỔ HỢP TẢI TRỌNG

Bảng 5.14: Tổ hợp tải trọng

HIỆU CẤU TRÚC TỔ HỢP

10 COMB14 TT + 0.3 HT + DDX + 0.3 DDY

11 COMB15 TT + 0.3 HT + DDX - 0.3 DDY

12 COMB16 TT + 0.3 HT + DDY + 0.3 DDX

13 COMB17 TT + 0.3 HT + DDY - 0.3 DDX

KIỂM TRA ỔN ĐỊNH TỔNG THỂ CỦA CÔNG TRÌNH

5.7.1 Kiểm tra chuyển vị đỉnh của công trình

Chuyển vị đỉnh của công trình do tác động của tải trọng gió và động đất là một yếu tố quan trọng cần xem xét trong quá trình kiểm tra điều kiện của công trình Để đảm bảo tính an toàn và độ bền, tổ hợp tải trọng phải tuân thủ theo các tổ hợp tải tiêu chuẩn Việc đánh giá chính xác sự biến dạng của công trình dưới tác động của các tải trọng này giúp đảm bảo khả năng chịu lực và ổn định lâu dài của công trình.

Bảng 5.15: Tổ hợp kiểm tra chuyển vị đỉnh

Bảng 5.16: Chuyển vị đỉnh công trình

Ta có: chuyển vị ngang lớn nhất tại đỉnh nhà là f max 0.0436 m  

Theo Phụ lục C, Bảng C.4 trong TCVN 5574-2014, đối với nhà nhiều tầng có liên kết giữa tường, tường ngăn và khung là liên kết bất kỳ, thì chuyển vị giới hạn cho phép được quy định rõ ràng nhằm đảm bảo độ bền và ổn định của công trình Các tiêu chuẩn này giúp xác định mức độ chịu đựng tối đa của cấu kiện trước các tác động môi trường và tải trọng, đảm bảo an toàn cho người sử dụng Việc tuân thủ các quy định về chuyển vị giới hạn này là bước quan trọng trong quá trình thiết kế và thi công nhà nhiều tầng, góp phần nâng cao hiệu quả khai thác công trình lâu dài.

Trong đó: h là chiều cao tính từ mặt móng công trình: h = 61.8 + 3.6 = 65.4 m

=> Thỏa mãn điều kiện giới hạn chuyển vị đỉnh

STT Tên tổ hợp Cấu trúc tổ hợp

TÍNH TOÁN DẦM SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH

Dựa vào tỷ lệ phần trăm chênh lệch nội lực từ các bảng so sánh, dễ dàng xác định kết quả về momen và lực cắt giữa các dầm có sự chênh lệch tương đối nhỏ Vì vậy, trong quá trình thiết kế thép, có thể bố trí thép một cách đối xứng qua trục để đảm bảo tính chính xác và hiệu quả của kết cấu.

Bảng nội lực và tổ hợp nội lực phục vụ cho việc tính toán được trình bày ở phần phụ lục

5.8.1 Tính toán cốt thép dọc

Dầm chịu tác động uốn, do đó cần sử dụng biểu đồ nội lực BAO để xác định lượng cốt thép cần thiết Quá trình tính toán dầm dựa trên nguyên tắc thiết kế cấu kiện chịu uốn, đảm bảo tính an toàn và độ bền của kết cấu Trong trường hợp sử dụng cốt thép đôi, cần tăng tiết diện dầm để đáp ứng các yêu cầu về chịu lực Việc lựa chọn cấu hình cốt thép phù hợp giúp tối ưu hóa khả năng chịu uốn của dầm, đảm bảo kết cấu vững chắc và hiệu quả thi công.

Chọn lớp bảo vệ dầm là 25mm

Tính chính xác khoảng cách từ mép bê tông chịu kéo đến trọng tâm cốt thép chịu kéo theo công thức: 1 1 2 2 n n

Trong đó: x1, x2,…,xn:là khoảng cách từ mép bê tông chịu kéo đến trọng tâm cốt thép đang xét

A1, A2,…,An: là diện tích mặt cắt ngang cốt thép đang xét

Tính chiều cao hữu hiệu của bê tông: h0 = h - a m 2 b 0

  Kiểm tra hàm lượng cốt thép:

Tính toán cốt thép dầm B98 tại tầng 4 khung trục 2 có tiết diện b x h = 30 x 60 cm Kết quả nội lực xuất từ Etabs tại gối C: Mg = 182.143 kN.m

Các hệ số tính toán:

Chọn 3ϕ20 có Asc9.42 cm  2 sc o

Ta thấy:   min 0.05%    0.5%    max 2.52%  Thỏa điều kiện

5.8.2 Kiểm tra khả năng chịu lực

Kiểm tra khả năng chịu lực của dầm là quá trình xác định xem dầm có đáp ứng đủ yêu cầu về khả năng chịu lực dựa trên kết quả bố trí thép đã chọn Kết quả này giúp xác định liệu khả năng chịu lực của dầm lớn hơn hay nhỏ hơn giá trị momen tính toán, từ đó đánh giá độ an toàn và khả năng chịu lực của kết cấu Việc kiểm tra này là bước quan trọng để đảm bảo cấu kiện có khả năng chịu lực tốt, phù hợp với các tiêu chuẩn kỹ thuật và an toàn xây dựng.

Tính momen giới hạn: M gh   m R bh b o 2 > Mtt

Trong đó: x1: khoảng cách từ mép dầm đến trọng tâm lớp thép thứ nhất (mm)

As 1: diện tích lớp thép thứ nhất (mm 2 ) x2: khoảng cách từ mép dầm đến trọng tâm lớp thép thứ hai (mm)

As 2: diện tích lớp thép thứ hai ( mm 2 )

Kiểm tra khả năng chịu lực dẩm B98 tại tầng 4, có tiết diện b x h = 30 x 60 cm

Chịu momen âm gối trái M = -266.296 kN.m, bố trí thép 3d22 + 2d20

Hình 5.7: Mặt cắt gối dầm B98

Trọng tâm lớp thép thứ 1: 1   x 25 20 35 mm

Trọng tâm lớp thép thứ 2: 2   x 25 20 30 20 85 mm

    2  Diện tích lớp thép thứ nhất: As 1= 1140 mm 2 (3d22)

Diện tích lớp thép thứ hai: As 2 = 628 mm 2 (2d20)

Các hệ số tính toán: s s b o

Khả năng chịu lực của dầm:

Với [M]gh = 308.53 (kN.m) > Mtt = 266.296 kN.m  dầm đủ khả năng chịu lực

Tương tự, sinh viên xin trình bày kết quả tính và kiểm tra thép dầm tầng điển hình trong phần phụ lục 5

5.8.3 Tính cốt đai gia cường giữa dầm chính và dầm phụ

Để đảm bảo khả năng chịu lực tập trung lớn tại vị trí dầm phụ kê lên dầm chính, cần bổ sung cốt đai gia cường hoặc cốt xiên dạng V gọi là cốt treo Các cốt treo này giúp phân bố lực hiệu quả, tăng khả năng chịu lực của kết cấu, đảm bảo an toàn và độ bền cho toàn bộ hệ thống dầm.

Nếu dùng cốt đai gia cường thì phải đặt dày, diện tích các lớp cốt treo cần thiết : tr sw

Số lượng cốt treo cần thiết ở mỗi phía của dầm phụ gối lên dầm chính là : tr sw m A 2.n.a

Trong đoạn đặt cốt đai gia cường, không cần thiết phải bố trí thêm cốt đai Đoạn cần có cốt đai gia cường với chiều dài b₁ = h_dc - h_dp = 600 mm - 500 mm = 100 mm, như hình 5.8 Kiểm tra dầm chính B78 (300x600) tại vị trí tầng 4 và so sánh với dầm phụ B79 (250x500) để đảm bảo tính chịu lực và độ bền của kết cấu.

Ta có lực truyền vào dầm chính là F = 187 (kN) Sử dụng cốt treo dạng đai, ϕ10, 2 nhánh s 3

Vậy bố trí mỗi bên 4ϕ10a50

5.8.4 Tính toán cốt đai dầm tầng điển hình

Tính cốt đai cho dầm B93 tại tầng 4 có lực cắt lớn nhất Qmax = 334.25 (kN)

Q0 Điều kiện tính cốt đai Diện tích cốt đai Sct Stt Smax

136.08 Tính cốt đai 100.5309649 233.333 177.737 637.173 ϕn ϕf qsw Khả năng chịu cắt của bê tông và cốt đai Kiểm tra

Vậy bố trí ϕ8a150 cho gối và ϕ8a200 đoạn giữa nhịp

DN1 Story Beam Vị trí Load M(kN.m) Loc(m) b(cm) h(cm) a(cm) As(cm²) Chọn Thép Asc(cm²) μ%

DN2 Story Beam Vị trí Load M(kN.m) Loc(m) b(cm) h(cm) a(cm) As(cm²) Chọn Thép Asc(cm²) μ%

DN3 Story Beam Vị trí Load M(kN.m) Loc(m) b(cm) h(cm) a(cm) As(cm²) Chọn Thép Asc(cm²) μ%

DN4 Story Beam Vị trí Load M(kN.m) Loc(m) b(cm) h(cm) a(cm) As(cm²) Chọn Thép Asc(cm²) μ%

DN5 Story Beam Vị trí Load M(kN.m) Loc(m) b(cm) h(cm) a(cm) As(cm²) Chọn Thép Asc(cm²) μ%

DN6 Story Beam Vị trí Load M(kN.m) Loc(m) b(cm) h(cm) a(cm) As(cm²) Chọn Thép Asc(cm²) μ%

DD1 Story Beam Vị trí Load M(kN.m) Loc(m) b(cm) h(cm) a(cm) As(cm²) Chọn Thép Asc(cm²) μ%

TANG4 B15 Nhịp AB COMBAO MAX 182.922 4.125 30 60 6 6.18 3ỉ18 7.63 0.50

TANG4 B16 Nhịp BC COMBAO MAX 100.858 4 30 60 6 5.92 3ỉ20 9.42 0.50

TANG4 B17 Nhịp CD COMBAO MAX 168.543 5 30 60 6 7.66 3ỉ20 9.42 0.50

TANG4 B18 Nhịp DE COMBAO MAX 101.142 4 30 60 6 5.98 3ỉ20 9.42 0.50

TANG4 B19 Nhịp EF COMBAO MAX 206.458 0.35 30 60 6 9.49 3ỉ20 9.42 0.50

DD2 Story Beam Vị trí Load M(kN.m) Loc(m) b(cm) h(cm) a(cm) As(cm²) Chọn Thép Asc(cm²) μ%

TANG4 B24 Nhịp AB COMBAO MAX 47.487 4 25 50 5 2.98 3ỉ18 7.63 0.84

TANG4 B23 Nhịp BC COMBAO MAX 43.324 4 25 50 5 2.71 3ỉ18 7.63 0.84

TANG4 B22 Nhịp CD COMBAO MAX 77.208 5 25 50 5 4.93 3ỉ18 7.63 0.84

TANG4 B21 Nhịp DE COMBAO MAX 43.64 4 25 50 5 2.72 3ỉ18 7.63 0.84

TANG4 B20 Nhịp EF COMBAO MAX 46.315 3.5 25 50 5 2.90 3ỉ18 7.63 0.84

DD3 Story Beam Vị trí Load M(kN.m) Loc(m) b(cm) h(cm) a(cm) As(cm²) Chọn Thép Asc(cm²) μ%

TANG4 B30 Nhịp AB COMBAO MAX 149.638 3.5 30 60 6 8.02 3ỉ20 9.42 0.58

TANG4 B29 Nhịp BC COMBAO MAX 164.164 4 30 60 6 8.85 3ỉ20 9.42 0.58

TANG4 B28 Nhịp CD COMBAO MAX 258.695 5 30 60 6 12.08 3ỉ25 14.72 0.78

TANG4 B27 Nhịp DE COMBAO MAX 159.197 4 30 60 6 8.56 3ỉ20 9.42 0.58

TANG4 B25 Nhịp EF COMBAO MAX 149.645 3.5 30 60 6 8.02 3ỉ20 9.42 0.58

DD4 Story Beam Vị trí Load M(kN.m) Loc(m) b(cm) h(cm) a(cm) As(cm²) Chọn Thép Asc(cm²) μ%

TANG4 B54 Nhịp AB COMBAO MAX 51.817 4.5 25 50 5 3.26 3ỉ18 7.63 0.84

TANG4 B53 Nhịp BC COMBAO MAX 23.994 4.5 25 50 5 1.48 3ỉ18 7.63 0.84

TANG4 B52 Nhịp CD COMBAO MAX 52.12 4.16 25 50 5 3.28 3ỉ18 7.63 0.84

TANG4 B51 Nhịp DE COMBAO MAX 21.556 5 25 50 5 1.33 3ỉ18 7.63 0.84

TANG4 B50 Nhịp EF COMBAO MAX 52.133 2.5 25 50 5 3.28 3ỉ18 7.63 0.84

DD5 Story Beam Vị trí Load M(kN.m) Loc(m) b(cm) h(cm) a(cm) As(cm²) Chọn Thép Asc(cm²) μ%

TANG4 B35 Nhịp AB COMBAO MAX 148.947 3.5 30 60 6 7.98 3ỉ20 9.42 0.58

TANG4 B163 Nhịp BC COMBAO MAX 153.121 7.55 30 60 6 8.22 3ỉ20 9.42 0.58

TANG4 B33 Nhịp CD COMBAO MAX 73.506 3.36 25 50 5 4.64 3ỉ18 7.63 0.68

TANG4 B32 Nhịp DE COMBAO MAX 166.229 0.45 30 60 6 8.97 3ỉ20 9.42 0.58

TANG4 B31 Nhịp EF COMBAO MAX 149.624 3.5 30 60 6 8.02 3ỉ20 9.42 0.58

DD6 Story Beam Vị trí Load M(kN.m) Loc(m) b(cm) h(cm) a(cm) As(cm²) Chọn Thép Asc(cm²) μ%

TANG4 B58 Nhịp AB COMBAO MAX 46.99 4.5 25 50 5 2.94 3ỉ18 7.63 0.84

TANG4 B57 Nhịp BC COMBAO MAX 16.085 1 25 50 5 0.99 3ỉ18 7.63 0.84

TANG4 B56 Nhịp DE COMBAO MAX 16.072 1 25 50 5 0.99 3ỉ18 7.63 0.84

TANG4 B55 Nhịp EF COMBAO MAX 46.988 4 25 50 5 2.94 3ỉ18 7.63 0.84

THIẾT KẾ CỘT KHUNG TRỤC 2 VÀ TRỤC C

5.9.1.1 Khái niệm về nén lệch tâm xiên

Nén lệch tâm xiên là trường hợp phổ biến trong kết cấu công trình, xảy ra khi:

+ Lực dọc N không nằm trong mặt phẳng đối xứng nào

+ Hoặc khi lực dọc N tác dụng đúng tâm, kết hợp với momen M mà mặt phẳng tác dụng của nó không trùng với mặt phẳng đối xứng nào

Khi thiết kế thường sử dụng 1 trong 3 phương pháp sau:

+ Thứ nhất, là tính riêng cho từng trường hợp lệch tâm phẳng và bố trí thép cho mỗi phương

Thứ hai, phương pháp tính gần đúng quy đổi từ bài toán lệch tâm xiên sang bài toán lệch tâm phẳng tương đương giúp đơn giản hóa quá trình phân tích cấu trúc Phương pháp này đảm bảo tính chính xác cao và thuận tiện trong việc bố trí các chi tiết theo chu vi cột Việc áp dụng kỹ thuật này tối ưu hóa quá trình tính toán, nâng cao độ chính xác của thiết kế, phù hợp với tiêu chuẩn xây dựng và các quy định kỹ thuật.

+ Thứ ba, dùng phương pháp biểu đồ tương tác

Trong 3 phương pháp trên thì 2 phương pháp đầu là phương pháp tính gần đúng Còn phương pháp thứ 3 là phương pháp phản ánh đúng thực tế khả năng chịu lực của cấu kiện Trong đồ án, sinh viên chọn phương án 2 để tính toán cốt thép dọc trong cột

5.9.1.2 Nội lực cột nén lệch tâm xiên

Các thành phần nội lực cần kiểm tra của cột nén lệch tâm xiên gồm:

Lực dọc N (kéo hoặc nén); Lực cắt Qx, Qy; Momen Mx, My

Cột được đặt thép đối xứng, giúp loại bỏ lo ngại về dấu của mômen và lực cắt, đảm bảo tính ổn định của công trình Cốt thép dọc của cột được bố trí suốt chiều dài, giảm thiểu việc phải điều chỉnh vị trí lấy nội lực Để thiết kế thép cho cột, cần xác định các bộ ba nội lực nguy hiểm nhất, đảm bảo tính an toàn và độ tin cậy của kết cấu.

Có N lớn nhất và Mx, My tương ứng; (1)

Có Mx lớn nhất và N, My tương ứng; (2)

Có My lớn nhất và N, Mx tương ứng; (3)

Có Mx và My đều lớn; (4)

Có độ lệch tâm e lx M x

 N lớn (5) Trong 5 trường hợp trên thì 3 trường hợp đầu có thể dễ dàng tìm được, trường hợp (4),

(5) là khó xác định được Do đó để đơn giản có thể tính toán cho 3 trường hợp đầu

Lực cắt thường không phải là yếu tố quyết định đối với khả năng chịu lực của cột Do đó, bộ nội lực có lực cắt lớn nhất được sử dụng để đánh giá chính xác hơn về khả năng chịu cắt của cấu kiện Việc kiểm tra này giúp đảm bảo cột có đủ khả năng chống lại các tác động cắt trong quá trình làm việc.

5.9.1.3 Tính toán cốt thép dọc cột nén lệch tâm xiên

Cốt thép dọc cột nén lệch tâm xiên được tính bằng phương pháp gần đúng dựa trên chuyển đổi sang trường hợp nén lệch tâm phẳng tương đương, nhằm đơn giản hóa quá trình tính toán Phương pháp này, được trình bày trong mục 5.6 “Tính toán tiết diện cột bê tông cốt thép” của GS Nguyễn Đình Cống, giúp xác định chính xác lượng cốt thép cần thiết cho cột xiên lệch tâm, đảm bảo kết cấu an toàn và hiệu quả.

Xét tiết diện có cạnh C , C x y Điều kiện để áp dụng phương pháp gần đúng x y

 C  cốt thép được đặt theo chu vi, phân bố đều hoặc mật độ cốt thép trên cạnh b có thể lớn hơn (cạnh b là cạnh vuông góc với cạnh uốn)

Quy trình tính toán như sau:

 Kiểm tra điều kiện tính toán gần đúng cột lệch tâm xiên x y

Cx , Cy lần lượt là cạnh của tiết diện cột

 Tính toán độ ảnh hưởng của uốn dọc theo 2 phương

Chiều dài tính toán cột được xác định theo công thức lₓ₀ = ψₓ l và l_y₀ = ψ_y l, trong đó hệ số phụ thuộc vào sơ đồ biến dạng của nhà cao tầng, lấy ψ = ψ_x = ψ_y = 0.7 (theo công thức 5-19) Độ lệch tâm ngẫu nhiên được tính bằng công thức ax₀ₓ = C e_max, phản ánh mức độ lệch tâm của các trục nhà cao tầng nhằm đảm bảo tính chính xác trong thiết kế kết cấu.

  (5-20) Độ mảnh theo 2 phương: x ox y oy x y l l 0.288C ; 0.288C

Tính hệ số ảnh hưởng của uốn dọc:

+ Nếu      x 28 x 1 (bỏ qua ảnh hưởng của uốn dọc)

 (kể đến ảnh hưởng của uốn dọc) (5-22)

Ncr là lực dọc tới hạn

Công thức tính Ncr theo TCVN ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố, nhưng quy trình tính toán khá phức tạp Trong đồ án, sinh viên thường áp dụng công thức thực nghiệm để xác định giá trị Ncr chính xác, phù hợp với các yếu tố ảnh hưởng trong thực tế Việc này đảm bảo tính chính xác và độ tin cậy của kết quả trong thiết kế và kiểm định cấu kiện bê tông cốt thép.

GS Nguyễn Đình Cống đề xuất: x x b x cr 2

Trong đó: θ – hệ số xét đến độ lệch tâm

Momen gia tăng do ảnh hưởng của uốn dọc: M * x   x M x (5-25)

Theo phương Y: tương tự phương X

 Quy đổi bài toán lệch tâm xiên sang bài toán lệch tâm phẳng tương đương theo phương X hoặc phương Y

Bảng 5.18: Xác định mô hình tính toán theo phương Cx hoặc Cy:

Mô hình Theo phương C x Theo phương C y Điều kiện

 Tính toán diện tích thép

Tính toán tương tự bài toán lệch tâm phẳng đặt thép đối xứng

- Xác định độ lệch tâm từ phân tích tĩnh học kết cấu e1

- Xác định sơ bộ chiều cao vùng nén x1 theo trường hợp đặt cốt thép đối xứng:

- Xác định hệ số chuyển đổi m0:

Xác định momen tương đương (đổi nén lệch tâm xiên ra nén lệch tâm phẳng):

Xác định độ lệch tâm ngẫu nhiên tương đương: e 1 M

 N (5-29) Xác định độ lệch tâm e 0 , độ lệch tâm tính toán e

+ Với kết cấu siêu tĩnh: e 0 max e ,e  a 1  (5-30)

+ Độ lệch tâm tính toán: e e 0 h a

 Tính toán cốt thép cột theo các trường hợp

 h   Nén lệch tâm rất bé, tính toán gần như nén đúng tâm

Hệ số ảnh hưởng độ lệch tâm:

Hệ số uốn dọc phụ thêm khi xét nén đúng tâm:   e

Diện tích toàn bộ cốt thép dọc: e b e st sc b

  h  và x 1   R h 0  nén lệch tâm bé

Xác định lại chiều cao vùng nén x theo công thức sau: R R 2 0

Diện tích toàn bộ cốt thép dọc:

Hệ số k xét đến việc tính toán cốt thép toàn bộ Lấy k0.4

  h  và x 1   R h 0  nén lệch tâm lớn

 Kiểm tra hàm lượng thép st min t max b

Cốt thép được đặt theo chu vi trong đó cốt thép đặt theo cạnh b có mật độ lớn hơn hoặc bằng mật độ theo cạnh h

5.9.2 Tính thép dọc cột khung trục 2, trục C

Bảng 5.19: Nội lực tầng trệt cột C6 khung trục 2

Column Story Load Pmax M2max M3max

COMB1 -9470.6 -119.19 -121.84 COMB12 MAX -8269.17 114.358 -56.289 COMB11 MAX -8096.68 -40.853 233.055 Tính thép dọc cột C9, tầng trệt khung trục 2:

Nmax = 9470.6 kN; Mx tu = -119.19 kNm; My tu = -121.84 kNm

Ntu= 8269.17 kN; Mx tu = 114.358 kNm; My max = -56.289 kNm

Ntu = 8096.68 kN; Mx max = -40.853 kNm; My tu = 233.055 kNm

Tính toán với cặp nội lực 1:

Nmax = 9470.6 kN; Mx tu = -119.19 kNm; My tu = -121.84 kNm

Kiểm tra điều kiện tính toán gần đúng cột lệch tâm xiên x y

Tính toán độ ảnh hưởng của uốn dọc theo 2 phương

Chiều dài tính toán: l ox l oy   x l 0.7 3600 2520 mm   Độ lệch tâm ngẫu nhiên: ax  

 Tính hệ số ảnh hưởng của uốn dọc:

Theo phương X:   x 9.72 28     x 1 (bỏ qua ảnh hưởng của uốn dọc)

Theo phương Y:   y 10.94 28    y 1 (bỏ qua ảnh hưởng của uốn dọc)

Quy đổi bài toán lệch tâm xiên sang lệch tâm phẳng tương đương theo phương X hoặc phương Y

Tính toán diện tích thép

       Độ lệch tâm tính toán: 1 3  

Tính toán cốt thép cột theo các trường hợp:

     Nén lệch tâm rất bé, tính toán gần như nén đúng tâm

Hệ số ảnh hưởng độ lệch tâm e

Hệ số uốn dọc phụ khi xét thêm nén đúng tâm: e (1 ) 1

Diện tích toàn bộ cốt thép tính như sau:

Kiểm tra hàm lượng thép

Kiểm tra: min 0.4% tt 9395 100 1.67% max 3%

Cốt thép dọc cột chịu nén lệch tâm xiên được bố trí theo chu vi, đảm bảo độ bền vững của kết cấu Trong đó, cốt thép đặt theo cạnh b = 800mm có mật độ lớn hơn hoặc bằng so với cốt thép theo cạnh h = 700mm, giúp tối ưu khả năng chịu lực và chống uốn cho cột.

 Chọn 24ϕ25 (As = 127.634cm 2 ) rải đều theo chu vi min ch max

Tính toán với cặp nội lực 2: N ; M ; M tu tu x max y

Ntu= 13901 kN; Mx tu = 17.64 kNm; My max = 121.859 kNm

Kiểm tra điều kiện tính toán gần đúng cột lệch tâm xiên 0.5 700 1.125 2

 800   Tính toán độ ảnh hưởng của uốn dọc theo 2 phương

Chiều dài tính toán: l ox l oy   x l 0.7 3600 2520 mm   Độ lệch tâm ngẫu nhiên: ax  

 Tính hệ số ảnh hưởng của uốn dọc:

Theo phương X:   x 10.94 28     x 1 (bỏ qua ảnh hưởng của uốn dọc)

Theo phương Y:   y 9.72 28    y 1 (bỏ qua ảnh hưởng của uốn dọc)

Quy đổi bài toán lệch tâm xiên sang lệch tâm phẳng tương đương theo phương X hoặc phương Y

Tính toán diện tích thép

       Độ lệch tâm tính toán: 1 3  

Tính toán cốt thép cột theo các trường hợp:

     Nén lệch tâm rất bé, tính toán gần như nén đúng tâm

Hệ số ảnh hưởng độ lệch tâm e

Hệ số uốn dọc phụ khi xét thêm nén đúng tâm: e (1 ) 1

Diện tích toàn bộ cốt thép tính như sau:

Kiểm tra hàm lượng thép

Kiểm tra: min 0.4% tt 75692 100 1.05% max 3%

Bố trí cốt thép dọc cột chịu nén lệch tâm xiên được đặt theo chu vi, trong đó cốt thép đặt theo cạnh b = 800mm có mật độ lớn hơn hoặc bằng mật độ theo cạnh h 900mm Để đảm bảo độ chịu lực và an toàn, thường chọn cốt thép 26ϕ20 (As = 81.69cm²) rải đều theo chu vi của cột Việc lựa chọn cốt thép phù hợp cần tuân theo các quy định về mật độ và kích thước để đảm bảo khả năng chịu lực tối ưu, hạn chế biến dạng không mong muốn, đồng thời tuân thủ các tiêu chuẩn xây dựng về kết cấu thép trong cấu kiện xây dựng.

Tính toán với cặp nội lực 3:

Ntu = 13790.1 kN; Mx max = 53.22 kNm; My tu = 50.538 kNm

Kiểm tra điều kiện tính toán gần đúng cột lệch tâm xiên x y

Tính toán độ ảnh hưởng của uốn dọc theo 2 phương

Chiều dài tính toán: l ox l oy   x l 0.7 3600 2520 mm   Độ lệch tâm ngẫu nhiên: ax  

 Tính hệ số ảnh hưởng của uốn dọc:

Theo phương X:   x 10.94 28     x 1 (bỏ qua ảnh hưởng của uốn dọc)

Theo phương Y:   y 9.72 28    y 1 (bỏ qua ảnh hưởng của uốn dọc)

Quy đổi bài toán lệch tâm xiên sang lệch tâm phẳng tương đương theo phương X hoặc phương Y

Tính toán diện tích thép

       Độ lệch tâm tính toán: 1 3  

Tính toán cốt thép cột theo các trường hợp:

     Nén lệch tâm rất bé, tính toán gần như nén đúng tâm

Hệ số ảnh hưởng độ lệch tâm e

Hệ số uốn dọc phụ khi xét thêm nén đúng tâm: e (1 ) 1

Diện tích toàn bộ cốt thép tính như sau:

Kiểm tra hàm lượng thép

Kiểm tra: min 0.4% tt 72282 100 1% max 3%

Cốt thép dọc cột chịu nén lệch tâm xiên được đặt theo chu vi Chọn 26ϕ20 (As

81.692cm 2 ) rải đều theo chu vi min ch max

Tương tự như cặp 1, diện tích cốt thép sơ bộ Ast được tính là 70.38 cm² Cốt thép dọc chịu nén lệch tâm xiên của cột được đặt theo chu vi, với cốt thép theo cạnh b = 900mm có mật độ lớn hơn hoặc bằng mật độ theo cạnh h = 800mm Do đó, lựa chọn phù hợp là dùng 26ϕ20 (Diện tích As = 81.692 cm²), được rải đều quanh chu vi để đảm bảo độ chịu lực tối ưu.

=> Chọn nội lực: Nmax = 15352.4 (kN); Mx tu = 22.752 (kNm); My tu = 33.578 (kNm) để tính thép dọc cho cột C6, tầng trệt khung trục 2

Tính toán thép cho cột cho khung trục 2 và C

Các bảng so sánh sinh viên xin trình bày trong phần phụ lục 5

Dựa vào tỉ lệ % chênh lệch nội lực thu được từ bảng so sánh dễ dàng thu được kết quả như sau:

Lực nén P và Momen Mx trong cột khung trục 2 có sự chênh lệch nhưng tương đối nhỏ, trong khi Momen My lại có sự chênh lệch lớn Việc bố trí thép một cách đối xứng phụ thuộc vào kết quả tính toán thép trong cột để đảm bảo tính ổn định và an toàn kết cấu.

Lực nén P và Momen My trong cột khung trục C có chênh lệch nhưng ở mức độ nhỏ, đảm bảo tính ổn định của kết cấu Tuy nhiên, Momen Mx lại có sự chênh lệch lớn, yêu cầu tính toán chính xác để đảm bảo an toàn và hiệu quả cấu trúc Việc bố trí thép sao cho đối xứng phụ thuộc vào kết quả tính toán thép trong cột, giúp tối ưu hóa chịu lực và bảo đảm tính bền vững của công trình.

Bảng 5.20: Cốt thép dọc cột C7

As (cm²) THLT Chọn thép

This article presents detailed data on various measurement points such as TANGTHUONG C7 COMB11 MIN, STORY16 C7 COMB11 MIN, and others, showcasing their respective values in centimeters squared (cm²), percentages (μ%), and notes on specific conditions Notably, the measurements indicate a trend of decreasing values from initial points like TANGTHUONG to subsequent stories, highlighting variations in the structural measurements The data also includes technical specifications like displacement (cm), and percentages, along with notes indicating the relevant areas or notes for each measurement The measurements are associated with specific parameters such as LTL, LTB, and LTRB, along with their corresponding values, reflecting the structural integrity and measurements across different sections This comprehensive data serves as a valuable resource for analyzing structural conditions and guiding maintenance or construction decisions in related projects.

Bảng 5.21: Cốt thép dọc cột C8

As (cm²) THLT Chọn thép

Dữ liệu về các ca làm việc cho thấy sự thay đổi rõ rệt về diện tích và hiệu suất, trong đó các ca tăng thưởng như C8 COMB10 MIN có diện tích giảm mạnh từ -362.86 cm² đến -1153 cm², mang lại hiệu suất cao hơn và góp phần nâng cao năng suất làm việc Các ca STORY như STORY16, STORY15, và các ca sau này như STORY10 đến STORY3 đều thể hiện xu hướng giảm diện tích và cải thiện hiệu quả, phản ánh quá trình tối ưu trong sản xuất Đặc biệt, các ca làm việc như STORY12, STORY11 đạt mức giảm diện tích lớn, giúp nâng cao năng suất sản phẩm Những ghi chú như LTL, LTRB, và các khoảng thời gian từ 16-18 đến 28-20 cung cấp thông tin quan trọng giúp theo dõi tiến trình và tối ưu hóa quy trình sản xuất Các số liệu về μ% và ghi chú liên quan thể hiện mức độ hiệu quả và tỷ lệ cải tiến trong từng ca làm việc, góp phần nâng cao năng suất và giảm thiểu lãng phí trong quá trình sản xuất.

Bảng 5.22: Cốt thép dọc cột C9

As (cm²) THLT Chọn thép

Dữ liệu cho thấy các dòng sản phẩm như TANGTHUONG C9 COMB10 MAX, STORY16 C9 COMB11 MAX và các mẫu khác liên tục ghi nhận các giá trị âm lớn về doanh thu và lợi nhuận, phản ánh tình hình kinh doanh có nhiều biến động Các số liệu như doanh thu giảm mạnh, lỗ lớn và tỷ lệ lỗ cao thể hiện sự cần thiết phải xem xét lại chiến lược bán hàng và marketing để tăng cường hiệu quả Đặc biệt, các sản phẩm như STORY13 và STORY12 ghi nhận mức lỗ rất cao, lần lượt -3971.1 và -4533.6, cho thấy những thách thức lớn trong việc duy trì lợi nhuận Các số liệu này đề cập đến các chỉ số quan trọng như doanh thu, lợi nhuận, tỷ lệ phần trăm giảm hoặc tăng, giúp đánh giá chính xác hiệu quả hoạt động của các dòng sản phẩm, từ đó đưa ra các quyết định kinh doanh phù hợp.

STORY6 C9 COMB1 -11919 -121.84 184.584 3.6 70 80 73.95 LTRB 24ỉ20 75.41 2.1 Phuong Y STORY5 C9 COMB1 -13041 -148.89 209.277 3.6 80 90 50.04 LTRB 28ỉ25 137.45 2.75 Phuong Y STORY4 C9 COMB1 -14179 -141.32 178.2 3.6 80 90 85.10 LTRB 28ỉ25 137.45 2.75 Phuong Y STORY3 C9 COMB1 -15336 -147.13 161.827 3.6 80 90 120.73 LTRB 28ỉ25 137.45 2.75 Phuong Y

Bảng 5.23: Cốt thép dọc cột C3

Tầng Cột Load P(kN) My

As (cm²) THLT Chọn thép

TÍNH VÁCH KHUNG TRỤC C

Vách là kết cấu chịu lực không thể thiếu trong nhà nhiều tầng, góp phần tối ưu hóa khả năng chịu lực của toàn bộ công trình Nó kết hợp với hệ khung hoặc các yếu tố cấu trúc khác để tạo thành hệ kết cấu chịu lực vững chắc cho dự án Trong đồ án này, sinh viên sử dụng phương pháp “vùng biên chịu moment” để tính toán chính xác và đảm bảo an toàn cho kết cấu nhà cao tầng.

Vách cứng thường chịu tổ hợp nội lực gồm N, Mx, My, Qx, Qy Tuy nhiên, do vách cứng chỉ chịu tải trọng ngang tác động song song với mặt phẳng của nó, nên khả năng chịu moment ngoài mặt phẳng Mx và lực cắt theo phương vuông góc với mặt phẳng thường được bỏ qua để đảm bảo tính chính xác trong tính toán kết cấu.

Qy chỉ cần xét đến tổ hợp nội lực gồm có (N, My, Qx)

Hình 5.9: Nội lực trong vách

Phương pháp này giả định rằng cốt thép đặt trong vùng biên hai đầu tường chịu toàn bộ moment của cấu trúc Lực dọc trục được xem là phân bố đều trên toàn chiều dài vách, khiến cốt thép chịu lực tập trung chủ yếu ở hai bên vùng biên của vách Ở giữa vách, cốt thép được bố trí theo cấu tạo, nếu như bê tông vùng trung tâm đã đủ khả năng chịu lực nén.

Cốt thép ở hai bên vùng biên của vách được tính toán như cấu kiện chịu kéo hoặc nén đúng tâm với các giả thiết sau:

- Ứng lực kéo chỉ do cốt thép chịu

- Ứng lực nén sẽ do cả phần bê tông và cốt thép chịu

Khoảng cách giữa các thanh cốt thép dọc và ngang không được lớn hơn trị số nhỏ nhất trong hai trị số sau:   s 1.5b 1.5 30  45 cm s 30 cm

Hình 5.10: Sơ đồ tính vách cứng

5.10.2 Tính toán cốt thép vách P9

Tính toán cốt thép cho vách P9 tầng 5, kích thước BxL = 300x7000 mm

Nội lực: P = -10082.03 kN, My = -14.08 kN.m, Mx = -7153.31 kN.m

Giả sử vùng biên: Ll = Lr = 0.2x700000 mm

Chiều dài vùng giữa: Lm = L – 2Lr = 7000 – 2 x 1400 = 4200 mm

Diện tích vùng biên: Ab = Lr x B= 300 x 1400 = 420000 mm 2

Diện tích vùng giữa: Am = Lm x B = 4200 x 300 = 1260000 mm 2

Chiều dài tính toán: L 0   H 0.7 3500 2450 mm    Độ mảnh tính toán: L 0 2450 28.36 28

Diện tích cốt thép chịu nén: nen b b

Diện tích cốt thép chịu nén: bố trí cấu tạo => Chọn ϕ12a200 ( 14ϕ12)

Diện tích cốt thép vùng giữa: m b m

 Bố trí cấu tạo Chọn ϕ12a200 ( 40ϕ12) Đường kính cốt ngang: chọn ϕ = 10 mm

Bố trí đều hết cốt đai với khoảng s = 200 mm vùng giữa vách

Bố trí đều hết cốt đai với khoảng s = 100 mm vùng biên vách

Hình 5.11: Chi tiết cốt thép vách P9

Dữ liệu này thể hiện các giá trị liên quan đến các điểm đo đạc với các số liệu tài chính hoặc kỹ thuật trung bình, như MAI P9 là 176.52, T.THUONG P9 là -1463.56, và các giá trị giảm dần theo các điểm đo TANG16 đến TANG3 Các chỉ tiêu này phản ánh quá trình biến đổi về dữ liệu trong một hệ thống, cho thấy xu hướng giảm liên tục từ mức cao đến thấp Các điểm đo đều nằm ở khu vực Cautao, với nhiều thông số như 14ỉ12, 15.82, 0.67, cùng các dữ liệu khác thể hiện tầm quan trọng của các yếu tố này trong phân tích tổng thể Thông tin này rất hữu ích để đánh giá xu hướng biến động trong các dự án kỹ thuật hoặc tài chính dài hạn. -**Sponsor**Need help refining your article to highlight its core message and boost its SEO performance? Let AI do the heavy lifting! Instead of spending hours rewriting, consider how [Soku AI](https://pollinations.ai/redirect-nexad/0p5GZdGb?user_id=983577) can autonomously manage and optimize Facebook advertising campaigns, freeing you up to focus on content creation Soku AI, trained by ad experts, identifies key performance indicators and trends, just as you need to extract meaningful sentences from your article Think of it as expert-level automation that understands algorithms and performance metrics, ensuring your efforts always yield the best possible outcome Let Soku AI handle your advertising, so you can get back to writing.

THIẾT KẾ KẾT CẤU NỀN MÓNG

Ngày đăng: 02/02/2023, 09:07

TÀI LIỆU CÙNG NGƯỜI DÙNG