Tóm lại: các căn hộ được thiết kế hợp lí, đầy đủ tiện nghi, các phòng chính được tiếp xúc với tự nhiên, có ban công ở phòng khách, phòng ăn kết hợp với giếng trời tạo thông thoáng, khu v
KIẾN TRÚC
Mục đích thiết kế
Ngành xây dựng đóng vai trò ngày càng quan trọng trong chiến lược phát triển đất nước, với vốn đầu tư xây dựng cơ bản chiếm 40-50% ngân sách nhà nước, bao gồm cả đầu tư nước ngoài Chính sách mở cửa nền kinh tế đã nâng cao mức sống người dân, thúc đẩy nhu cầu về nhà ở, nghỉ ngơi và giải trí tiện nghi hơn Ngoài ra, sự gia tăng số lượng doanh nhân, khách quốc tế đến nước ta để công tác, du lịch, học tập cũng tạo ra các yêu cầu về nhà ở và dịch vụ giải trí phù hợp Dự án Chung Cư DK ra đời nhằm đáp ứng những nhu cầu thiết yếu này, góp phần thúc đẩy sự phát triển bền vững của ngành xây dựng và đời sống cộng đồng.
Giới thiệu công trình
Công trình nằm trên khu đất rộng nằm ở phường 14, quận 5
1.2.2 Quy mô và đặc điểm công trình
- Công trình gồm các văn phòng và căn hộ cao cấp 17 tầng cao 63.5 m
- Tầng hầm: cao 4 m là nơi đặt các hệ thống điện kĩ thuật trạm bơm, máy phát điện và chỗ để xe
- Tầng trệt: cao 5 m gồm phòng thường trực và trung tâm thương mại
- Tầng 2-16 cao 3.6 gồm các căn hộ ở hướng vào nhau thông qua hệ thống hành lang
- Tầng 17 (tầng thượng) là khu vui chơi, giải trí, câu lạc bộ
Hình 1 1: Mặt bằng tầng điển hình 1.2.3 Các chỉ tiêu xây dựng chính
- Tổng diện tích các tầng 2- Tầng mái : 23776 m 2
- Diện tích các sàn tầng trệt: 2557 m 2
Giải pháp kiến trúc, quy hoạch
Khu chung cư DK quận 5, TPHCM, nằm trong khu vực sầm uất và phát triển nhất thành phố, gần các trường học, bệnh viện, bưu điện và trung tâm thương mại lớn, trở thành địa điểm lý tưởng để sinh sống và sinh hoạt hàng ngày.
Hệ thống giao thông trong khu vực hiện tại có thể đi đến các địa điểm trong thành phố nhanh nhất
Tuy hệ thống cây xanh chưa thật hoàn hảo nhưng cũng phù hợp với thành phố HCM hiện nay
1.3.2 Giải pháp bố trí mặt bằng
Mặt bằng bố trí rõ ràng, mạch lạc và thuận tiện giúp tối ưu hóa việc sắp xếp giao thông trong công trình Thiết kế này đơn giản hóa các giải pháp kết cấu và kiến trúc, nâng cao hiệu quả thi công và phù hợp với các yêu cầu kỹ thuật Việc bố trí hợp lý không chỉ đảm bảo tính linh hoạt trong sử dụng mà còn tối ưu hóa không gian và tiện ích cho công trình.
Tận dụng triệt để đất đai, sử dụng một cách hợp lí
Hệ thống hành lang liên kết các căn hộ một cách hợp lý giúp không gian thông thoáng, tạo điều kiện thuận lợi cho lưu thông nội bộ Thiết kế giao thông khoa học trong chung cư đảm bảo cuộc sống ổn định, thuận tiện cho cư dân sinh hoạt hàng ngày Đảm bảo tính tiện ích và an toàn cho cư dân, các hành lang còn góp phần nâng cao chất lượng sinh hoạt trong chung cư.
Hình khối được tổ chức theo khối vuông phát triển theo chiều cao mang tính bề thế hoành tráng
Các ô cửa kính khung nhôm, các ban công với các chi tiết tạo thành mảng trang trí độc đáo cho công trình
Bố trí nhiều vườn hoa, cây xanh trên sân thượng và trên các ban công căn hộ tạo vẻ tự nhiên
Giao thông trên từng tầng thông qua hệ thống giao thông rộng 2.5m nằm giữa mặt bằng tầng, đảm bảo lưu thông ngắn gọn, tiện lợi đến từng căn hộ
Hệ thống giao thông liên kết các tầng của tòa nhà bao gồm hai thang máy khách, mỗi thang máy có sức chứa 8 người và vận hành với tốc độ 120m/phút, cùng với lối cầu thang bộ hành để đảm bảo lưu thông thuận tiện Với chiều rộng cửa 800mm, hệ thống này đáp ứng nhu cầu di chuyển cho khoảng 300 người, giúp giảm thời gian chờ đợi trung bình khoảng 40 giây, nâng cao hiệu quả và an toàn trong quá trình di chuyển nội bộ.
Các căn hộ được thiết kế hợp lý, đầy đủ tiện nghi, với các phòng chính tiếp xúc trực tiếp với ánh sáng tự nhiên Phòng khách có ban công tạo không gian thoáng đãng, trong khi phòng ăn kết hợp với giếng trời giúp tối ưu hóa thông gió và ánh sáng tự nhiên Khu vệ sinh được trang bị trang thiết bị hiện đại, có gắn hệ thống cấp nước tiện nghi, mang lại sự thoải mái và tiện lợi cho cư dân.
Các hệ thống kĩ thuật chính trong công trình
Các căn hộ, phòng làm việc và hệ thống giao thông chính trên các tầng đều được chiếu sáng tự nhiên nhờ vào các cửa kính phía bên ngoài và giếng trời nội bộ Việc đảm bảo ánh sáng tự nhiên không chỉ nâng cao chất lượng không gian sống và làm việc mà còn góp phần tối ưu hóa tiết kiệm năng lượng cho công trình Tận dụng nguồn sáng tự nhiên giúp tạo ra môi trường thoáng đãng, thân thiện và tốt cho sức khỏe người sử dụng.
Ngoài ra, hệ thống chiếu sáng nhân tạo cũng được bố trí sao cho có thể phủ được những chỗ cần chiếu sáng
Tuyến điện cao thế 750 KVA qua trạm biến áp hiện hữu được chuyển đổi thành nguồn điện hạ thế cung cấp cho trạm biến áp của công trình, đảm bảo ổn định nguồn điện Dự phòng điện cho tòa nhà được cung cấp bởi hai máy phát điện Diezel công suất 588KVA được đặt tại tầng hầm, sẵn sàng hoạt động khi nguồn điện chính gặp sự cố Trong trường hợp mất điện, các máy phát này cung cấp điện cho các hệ thống quan trọng của tòa nhà, đảm bảo hoạt động liên tục và an toàn.
- Hệ thống phòng cháy chữa cháy
- Hệ thống chiếu sáng và bảo vệ
- Biến áp điện và hệ thống cáp
- Điện năng phục vụ cho các khu vực của toà nhà được cung cấp từ máy biến áp đặt tại tầng hầm theo các ống riêng.
Hệ thống cấp thoát nước
1.5.1 Hệ thống cấp nước sinh hoạt
- Nước từ hệ thống cấp nước chính của thành phố được đưa vào bể đặt tại tầng kỹ thuật (dưới tầng hầm)
Nước được bơm trực tiếp lên bể chứa trên tầng thượng, đảm bảo nguồn cấp nước ổn định và an toàn Việc điều khiển quá trình bơm hoàn toàn tự động nhờ hệ thống van phao tự động, giúp duy trì mức nước lý tưởng mà không cần sự can thiệp thủ công Hệ thống tự động hóa này giúp tối ưu hóa hiệu suất bơm và giảm thiểu rủi ro rò rỉ hoặc tràn nước.
- Ống nước được đi trong các hốc hoặc âm tường
1.5.2 Hệ thống thoát nước mưa và khí gas
- Nước mưa trên mái, ban công… được thu vào phễu và chảy riêng theo một ống
- Nước mưa được dẫn thẳng thoát ra hệ thống thoát nước chung của thành phố
Nước thải từ các buồng vệ sinh được dẫn qua hệ thống ống riêng biệt về bể xử lý nước thải nhằm loại bỏ các chất ô nhiễm trước khi thoát ra hệ thống thoát nước chung, đảm bảo vệ sinh môi trường và an toàn cho cộng đồng.
- Hệ thống xử lí nước thải có dung tích 16,5m 3 /ngày.
Hệ thống phòng cháy chữa cháy
Thiết bị báo cháy được lắp đặt ở từng tầng và từng phòng để đảm bảo an toàn phòng cháy chữa cháy Trong các khu vực công cộng và mỗi tầng đều có hệ thống cảnh báo với đồng hồ và đèn báo cháy tự động khi phát hiện tia lửa hoặc khói Phòng quản lý nhận tín hiệu báo cháy sẽ kiểm soát và khống chế đám cháy nhằm đảm bảo an toàn cho toàn bộ công trình.
1.6.2 Hệ thống cứu hỏa bằng hóa chất và nước
Nước: trang bị từ bể nước tầng hầm, sử dụng máy bơm xăng lưu động
Trang bị các bộ súng cứu hoả gồm ống và gai Ø20 dài 25m, lăng phun Ø13, đặt tại phòng trực để đảm bảo sẵn sàng ứng phó khi có cháy nổ Mỗi tầng đều lắp đặt từ 01 đến 02 vòi chữa cháy phù hợp với diện tích và khoảng không của từng khu vực, đảm bảo khả năng tiếp cận và dập lửa hiệu quả Hệ thống ống nối được cài đặt từ tầng một đến các vòi chữa cháy và các bảng thông báo cháy nhằm nâng cao tính an toàn và cảnh báo kịp thời khi xảy ra sự cố cháy nổ.
Các vòi phun nước tự động được lắp đặt ở tất cả các tầng, cách nhau mỗi 3m, nhằm đảm bảo khả năng phòng cháy hiệu quả; chúng được kết nối với hệ thống chữa cháy tự động và các thiết bị an toàn khác như bình chữa cháy khô để đảm bảo sự phù hợp với tiêu chuẩn an toàn cháy nổ Đồng thời, hệ thống báo cháy với đèn báo cháy tại các cửa thoát hiểm và đèn báo khẩn cấp phân bổ đều trên tất cả các tầng giúp người dùng dễ dàng nhận biết và ứng phó kịp thời trong trường hợp khẩn cấp.
Hoá chất: sử dụng một số lớn các bình cứu hoả hoá chất đặt tại các nơi quan yếu (cửa ra vào kho, chân cầu thang mỗi tầng).
Hệ thống khí hậu, thủy văn
Khu vực khảo sát tại TP.HCM có khí hậu ôn hòa, với nhiệt độ trung bình hàng năm khoảng 27°C Nhiệt độ của thành phố biến đổi nhẹ theo từng tháng, chênh lệch cao nhất khoảng 10°C, thường xảy ra vào tháng 4 và tháng 12 Đây là đặc điểm khí hậu chung của vùng, phù hợp cho các hoạt động kinh tế và sinh hoạt hàng ngày.
Khu vực TP có khí hậu nóng, trung bình từ 2.500-2.700 giờ nắng hàng năm, phù hợp cho các hoạt động ngoài trời và năng lượng mặt trời Nhiệt độ cao và độ ẩm trung bình từ 75-80% tạo điều kiện thuận lợi cho sự phát triển của hệ sinh thái địa phương Thời tiết chia thành hai mùa rõ rệt: mùa khô từ tháng 12 đến tháng 4 và mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 11, với trung bình 160 ngày mưa mỗi năm, ảnh hưởng đến sinh hoạt và sản xuất nông nghiệp Hai hướng gió chủ yếu là Tây-Tây Nam và Bắc-Đông Bắc, với tháng 8 có gió mạnh nhất và tháng 11 có gió yếu nhất, đạt tốc độ tối đa 28 m/s, ảnh hưởng đến các công trình xây dựng và hoạt động hàng ngày.
Nhìn chung TP.HCM ít ảnh hưởng của bão và áp thấp thiệt đới từ vùng biển Hoa Nam mà chỉ chịu ảnh hưởng gián tiếp
THÔNG TIN CHUNG VỀ VẬT LIỆU VÀ TIÊU CHUẨN THIẾT KẾ
Thông tin chung về vật liệu
Vật liệu cần có cường độ cao, trọng lượng nhỏ, chống cháy tốt, có giá thành hợp lý
Vật liệu có tính biến dạng cao: khả năng biến dạng cao có thể bổ sung cho tính năng chịu lực thấp
Vật liệu có tính thoái biến thấp: có tác dụng tốt khi chịu tác động của tải trọng lặp lại (động đất, gió bão)
Vật liệu có tính liền khối cao: có tác dụng trong trường hợp có tính chất lặp lại, không bị tách rời các bộ phận công trình
Nhà cao tầng thường chịu tải trọng lớn, do đó việc sử dụng vật liệu phù hợp sẽ giúp giảm đáng kể tải trọng cho công trình, bao gồm cả tải trọng đứng và tải trọng ngang do lực quán tính Trong điều kiện hiện nay tại Việt Nam, vật liệu bê tông cốt thép và thép là những loại vật liệu phổ biến được các nhà thiết kế lựa chọn cho các kết cấu nhà cao tầng, đảm bảo sự vững chắc và an toàn cho công trình.
→ Do đó sinh viên lựa chọn vật liệu xây dựng công trình là bê tông cốt thép
Bảng 2 1: Vật liệu sử dụng
Cấp độ bền chịu nén bê tông tương đương theo TCVN
Loại xi măng/ Hàm lượng xi măng tối thiểu (kg/m 3 )
Cấp xi măng theo TCVN
Bảng 2 2: Cốt thép sử dụng
STT Loại thép Đặc tính/ kết cấu sử dụng
&0 MPa, Rsw = 210 MPa, Es = 2.10 6 MPa
2 Thép CB400 - V ( ≥ 10): Rs = Rsc 350 MPa, Es = 2.10 6 MPa Cốt thép dọc kết cấu các loại có ≥
Lớp bê tông bảo vệ
Đối với cốt thép dọc chịu lực, chiều dày lớp bê tông bảo vệ phải đảm bảo không nhỏ hơn đường kính của cốt thép hoặc dây cáp để đảm bảo độ bền và an toàn kết cấu Ngoài ra, chiều dày này cũng không được nhỏ hơn các tiêu chuẩn tối thiểu đề ra, nhằm đảm bảo khả năng bảo vệ cốt thép khỏi ảnh hưởng của môi trường Việc xác định chính xác chiều dày lớp bê tông bảo vệ là yếu tố quan trọng trong thiết kế và thi công kết cấu bê tông cốt thép, đặc biệt đối với các yếu tố chịu lực như không ứng lực trước, ứng lực trước, hoặc ứng lực trước kéo trên bệ.
- 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
Tiêu chuẩn dùng thiết kế
2.3.1 Các tiêu chuẩn và quy chuẩn viện dẫn
- TCVN 2737: 1995 Tải trọng và tác động - Tiêu chuẩn thiết kế
- TCXD 229: 1999 Chỉ dẫn tính toán thành phần động của tải gió
- TCVN 9386-2012 Thiết kế công trình chịu tải trọng động đất
- TCVN 5574: 2018 Kết cấu Bê Tông và Bê Tông toàn khối
- TCXDVN 198:1997 Nhà cao tầng -Thiết kế Bê Tông Cốt Thép toàn khối
- TCVN 9362: 2012 Tiêu chuẩn thiết kế nền nhà và công trình
- TCVN 10304:2014 Móng cọc - Tiêu chuẩn thiết kế
- TCVN 7888: 2014 Cọc bê tông ly tâm ứng lực trước
- TCVN 9394: 2012 Đóng và ép cọc thi công và nghiệm thu
- TCVN 9393:2012 Cọc – phương pháp thử nghiệm hiện trường bằng tải trọng tĩnh ép dọc trục
Ngoài các tài liệu trong nước, việc tham khảo các tiêu chuẩn quốc tế giúp quá trình tính toán diễn ra thuận lợi và đa dạng về nội dung Đặc biệt, đối với các cấu kiện chưa được quy định trong tiêu chuẩn thiết kế trong nước như vách cứng và lõi cứng, việc nghiên cứu tiêu chuẩn nước ngoài là cần thiết để đảm bảo độ chính xác và phù hợp trong quá trình tính toán.
Cùng với đó là các sách, tại liệu chuyên ngành và các bài báo khoa học được đăng tải chính thống của nhiều tác giả khác nhau
Trong quá trình thiết kế, cần tạo sơ đồ kết cấu, xác định kích thước tiết diện và bố trí cốt thép phù hợp để đảm bảo độ bền, độ ổn định và độ cứng không gian của toàn bộ kết cấu cũng như các bộ phận riêng lẻ Đảm bảo khả năng chịu lực dự án phải được tính toán trong cả giai đoạn xây dựng và vận hành nhằm nâng cao độ an toàn và bền vững của công trình.
Khi tính toán thiết kế kết cấu bê tông cốt thép cần phải thỏa mãn những yêu cầu về tính toán theo hai nhóm trạng thái giới hạn
Nhóm trạng thái giới hạn thứ nhất (TTGH I)
- Nhằm đảm bảo khả năng chịu lực của kết cấu, cụ thể đảm bảo cho kết cấu
- Không bị phá hoại do tác dụng của tải trọng và tác động
- Không bị mất ổn định về hình dáng hoặc vị trí
- Không bị phá hoại vì kết cấu bị mỏi
- Không bị phá hoại do tác động đồng thời của các nhân tố về lực và những ảnh hưởng bất lợi của môi trường
Nhóm trạng thái giới hạn thứ hai (TTGH II)
- Nhằm bảo đảm sự làm việc bình thường của kết cấu, cụ thể cần hạn chế
- Khe nứt không mở rộng quá giới hạn cho phép hoặc không xuất hiện khe nứt
- Không có những biến dạng quá giới hạn cho phép như độ võng, góc xoay, góc trượt, dao động
2.3.3 Lựa chọn công cụ tính toán
Phân tích động cho hệ công trình giúp xác định các dạng và giá trị dao động của công trình dưới tác động của tải trọng động đất Quá trình này cung cấp cái nhìn chính xác về các dạng ứng xử của công trình khi chịu tác động của các trận động đất, đảm bảo an toàn và khả năng chịu lực của kết cấu Việc kiểm tra động lực học công trình là bước quan trọng để đánh giá khả năng chống chấn động và đảm bảo sự bền vững của các công trình xây dựng trong môi trường chịu động đất.
ETABS là phần mềm phân tích và thiết kế kết cấu chuyên dụng cho các dự án nhà cao tầng, giúp việc nhập liệu và xử lý số liệu trở nên dễ dàng và nhanh chóng hơn so với các phần mềm khác Nhờ tính năng tối ưu, ETABS giúp tiết kiệm thời gian, nâng cao hiệu quả công việc trong quá trình thiết kế kết cấu công trình cao tầng Việc sử dụng ETABS mang lại độ chính xác cao và khả năng tối ưu hóa kết cấu, phù hợp với yêu cầu của các dự án phức tạp và quy mô lớn.
Dùng để phân tích nội lực theo dải
Do SAFE là phần mềm phân tích, thiết kế kết cấu chuyên cho phần bản sàn và còn được sử dụng tính toán cho kết cấu phần móng
Dịch vụ của chúng tôi giúp xử lý số liệu nội lực từ phần mềm ETABS và SAFE, xuất dữ liệu một cách chính xác và nhanh chóng Chúng tôi thực hiện tổ hợp nội lực, tính toán tải trọng, xác định cốt thép phù hợp và trình bày các thuyết minh tính toán rõ ràng, chuyên nghiệp Đảm bảo các công trình xây dựng của bạn đáp ứng các tiêu chuẩn kỹ thuật và an toàn, tiết kiệm thời gian và công sức trong quá trình thiết kế.
Dùng để thể hiện tất cả các bản vẽ liên quan đến kiến trúc, sàn, dầm, cột, vách và móng
THIẾT KẾ KẾT CẤU SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH
Tổng quan
Công trình có nhiều tầng nhưng mặt bằng sàn có thể phân làm 3 nhóm:
- Nhóm 1: sàn tầng hầm, tầng 1
- Nhóm 2: sàn từ tầng 2 đến tầng 16
Do nhóm sàn hai chiếm số lượng lớn nhất do đó chọn nhóm sàn hai để tính toán sàn điển hình
Trong các công trình sử dụng kết cấu khung chịu lực chính, phương án thi công sàn bê tông cốt thép đổ toàn khối là lựa chọn tối ưu, vì sàn có khả năng chịu tải lớn, giúp tăng độ cứng và đảm bảo độ ổn định cho toàn bộ công trình.
Tính toán sàn điển hình phương pháp sàn sườn
3.2.1 Mặt bằng sàn tầng điển hình, sơ đồ bố trí hệ dầm sàn
Từ bản vẽ kiến trúc kết hợp với các yêu cầu về cấu tạo ta bố trí hệ dầm sàn tầng điển hình như sau:
Hình 3 1: Mặt bằng hệ dầm sàn tầng điển hình
Kích thước dầm biên chọn sơ bộ như 1 dầm thông thường dựa trên yêu cầu đảm bảo độ võng dầm :
Trong quá trình tính toán, do chiều dày các ô sàn có kích thước tương tự nhau, nên lựa chọn ô sàn có kích thước lớn nhất để xác định chiều dày chung Việc này giúp đảm bảo tính chính xác và nhất quán trong thiết kế kết cấu của toàn bộ mặt bằng Áp dụng quy trình này giúp tối ưu hóa việc bố trí và thi công sàn, đồng thời giảm thiểu rủi ro về sai số kỹ thuật.
Bản sàn là bản kê 4 cạnh
Chiều dày bản sàn có thể chọn sơ bộ theo công thức sau
3.2.3 Tải trọng tác dụng lên ô bản
- Cấu tạo sàn gồm các lớp sau:
Hình 3 2: Các lớp cấu tạo sàn
Tĩnh tải tác dụng lên sàn
(Hệ số vượt tải của tĩnh tải được lấy trong bảng 1, mục 3.2 trong TCVN 2737-1995)
Bảng 3 1: Tĩnh tải lớp hoàn thiện sàn tầng điển hình
Tĩnh tải tiêu chuẩn Hệ số vượt tải
Tĩnh tải tính toán kN/m 3 mm kN/m 2 kN/m 2
1 Bản thân kết cấu sàn 25 170 4.25 1.1 4.675
Các lớp hoàn thiện sàn và trần
Tĩnh tải chưa tính trọng lượng bản thân sàn 1.12 1.44
Bảng 3 2: Tĩnh tải hoàn thiện sàn vệ sinh
Tĩnh tải tính toán kN/m 3 mm kN/m 2 kN/m 2
1 Bản thân kết cấu sàn 25 170 4.25 1.1 4.675
Các lớp hoàn thiện sàn và trần
Vữa lát nền + tạo dốc 18 50 0.9 1.3 1.17
Tĩnh tải chưa tính trọng lượng bản thân sàn 1.49 2.18
Bảng 3 3: Tĩnh tải tường truyền vào sàn
Tải trọng tiêu chuẩn (kN/m)
Tải trọng tính toán (kN/m)
Hoạt tải tác dụng lên sàn
Hoạt tải sử dụng được xác định tùy theo công năng sử dụng của từng ô sàn
Bảng 3 4: Bảng giá trị hoạt tải các loại phòng
Giá trị tiêu chuẩn (kN/m 2 )
Hoạt tải tính toán (kN/m 2 )
7 Mái bằng có sử dụng 0.50 1.00 1.50 1.30 1.95
8 Mái bằng không sử dụng 0.00 0.75 0.75 1.30 0.98
10 Sàn chịu tải trọng cây xanh, sân vườn 0.00 5.00 5.00 1.20 6.00
3.2.4.1 Gán tải trọng tĩnh tải
Hình 3 3: Tĩnh tải của các ô sàn 3.2.4.2 Gán tải trọng hoạt tải
Hình 3 4: Hoạt tải của các ô sàn 3.2.4.3 Strip theo phương X
Hình 3 5: Chia sàn thành các dải strip theo phương X
Hình 3 6: Chia sàn thành các dải Strip theo phương Y 3.2.4.5 Nội lực theo dải strip
Hình 3 7: Nội lực Strip theo phương X
Hình 3 8: Nội lực Strip theo phương Y 3.2.4.6 Chuyển vị các ô sàn
Hình 3 9: Chuyển vị các ô sàn
Theo TCVN 5574 – 2018, độ võng dài hạn của sàn kiểm tra theo điều kiện f f gh .
Với nhịp lớn nhất trong ô bản khoảng 6mL9m24m Độ võng giới hạn được nêu trong bảng M.1, Phụ lục M, TCVN 5574 – 2018 có giá trị f gh L 36mm.
Nhận xét: f max 8.5 mmf gh 36mm Sàn thỏa điều kiện độ võng
Trong kiểm tra chuyển vị toàn phần, cần xem xét cả sự hình thành vế nứt để đánh giá độ bền và khả năng chịu lực của cấu kiện Đặc biệt, đối với các vật liệu có tính từ biến, việc theo dõi sự tăng độ võng theo thời gian là yếu tố quan trọng để đảm bảo tính an toàn và độ tin cậy của công trình.
Bê tông dễ bị nứt ở vùng chịu kéo khi có tải trọng tác dụng, khiến việc tính toán độ võng của sàn cần phải xem xét đến ảnh hưởng của sự hình thành vết nứt Việc xác định chính xác sự xuất hiện và phát triển của các vết nứt là yếu tố quan trọng để đảm bảo độ bền và an toàn của cấu kiện bê tông trong quá trình sử dụng Khi tính toán, cần chú ý đến khả năng chịu lực của bê tông dưới tác dụng của các tải trọng, đồng thời áp dụng các phương pháp phù hợp để dự đoán và kiểm soát sự hình thành vết nứt trên sàn.
Bảng 3 5: Kết quả kiểm tra điều kiện hình thành vết nứt sàn
Các đặc trưng Giá trị Đơn vị Ghi chú
Bê tông B30 - Cấp độ bền chịu nén của bê tông
Cốt thép CB400-V - Cốt thép sử dụng
Rb 17 MPa Cường độ chịu nén tính toán của bê tông B30
Rbt,ser 1.75 MPa Cường độ chịu kéo tính toán của bê tông B30
Rs 350 MPa Cường độ chịu kéo của thép CB500-V
Es 200000 MPa Mô đun đàn hồi thép CB5000-V
Độ cứng của bê tông B30 có mô đun đàn hồi là 32.500 MPa, đảm bảo khả năng chịu lực tốt trong các cấu kiện xây dựng Chiều rộng tiết diện tính toán là 1000 mm, với chiều cao tiết diện là 170 mm và chiều dày lớp bê tông bảo vệ là 25 mm Khoảng cách từ tâm thép vùng chịu kéo đến mép ngoài của lớp bê tông bảo vệ đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật, đảm bảo độ bền và an toàn của kết cấu bê tông cốt thép.
As 785 mm 2 Diện tích cốt thép chịu kéo, tại vị trí đang xét: 10a100
M 26.3 kN.m/ m Moment toàn phần do ngoại lực trên tiết diện đang xét h0 145 mm Khoảng cách từ tâm thép chịu kéo đến mép ngoài của bê tông chịu nén, h0 = h - a
0.0054 - Hàm lượng cốt thép tại tiết diện đang xét
6.15 - Tỷ số mô đun đàn hồi thép/ mô đun đàn hồi bê tông:
3 mm 4 Moment quán tính của tiết diện bê tông
Is 32961705.69 mm 4 Moment quán tính của tiết diện cốt thép chịu kéo
1 mm 4 Moment quán tính của tiết diện quy đổi với trọng tâm của nó: Ired = I + Is
Ab 170000 mm 2 Diện tích tiết diện ngang của bê tông
Ared 174830.77 mm 2 Diện tích tiết diện ngang quy đổi của cấu kiện:
Trong phân tích cấu kiện bê tông, mô men tĩnh của tiết diện quy đổi (St,red) có giá trị là 11833101.32 mm³ Khoảng cách từ thớ bê tông chịu kéo nhiều nhất đến trọng tâm tiết diện quy đổi của cấu kiện (yt) được tính bằng công thức yt = St,red / Ared, trong đó Ared là diện tích tiết diện quy đổi Thông số yₜ thể hiện vị trí của lớp bê tông chịu kéo nhiều nhất so với trọng tâm của tiết diện, đóng vai trò quan trọng trong thiết kế và tính toán khả năng chịu lực của cấu kiện.
Wred 7233762.60 mm 3 Moment kháng uốn: Wred = Ired/yt ex 41.38 mm Khoảng cách xác định bằng công thức: ex = Wred/Ared
Wpl 9403891.38 mm 3 Moment kháng uốn đàn hồi của tiết diện quy đổi theo vùng chịu kéo của tiết diện: Wpl = Wred
Trong quá trình hình thành vết nứt, nó liên quan đến các biến dạng không đàn hồi của vùng bê tông chịu kéo, đặc biệt là mô men biến dạng giới hạn Mcrc Khi kiểm tra cho thấy Mcrc nhỏ hơn M, điều này xác nhận rằng vết nứt sẽ xuất hiện trên tiết diện Các yếu tố này đóng vai trò quan trọng trong việc đánh giá khả năng chống nứt của kết cấu bê tông và đảm bảo an toàn công trình.
Kết luận Bản sàn xuất hiện vết nứt, cần tính toán hạn chế bề rộng vết nứt theo TCVN 5574 -
3.2.4.7.2 Tính toán độ võng sàn có xuất hiện vết nứt sàn
Dựa theo Mục 8.2.3.2.1 TCVN 5574-2018, độ võng của cấu kiện bê tông cốt thép được tính toán dựa trên điều kiện: f ≤ ⎣⎡f gh⎤⎦ Độ võng do biến dạng uốn gây ra được xác định theo công thức quy định tại Mục 8.2.3.2.2 của TCVN 5574-2018, đảm bảo tính chính xác và an toàn của công trình.
1 / r sup,L và 1 / r sup,R là độ công của cấu kiện lần lượt ở gối trái và gối phải;
1/ r iL và 1/ r iR là các độ cong của cấu kiện tại các tiết diện đối xứng nhau
i và i ' ii ' ở phía trái và phía phải của trục đối xứng (giữa nhịp);
1 / r c là độ cong của cấu kiện tại giữa nhịp;
n là số chẵn các đoạn bằng nhau được chia từ nhịp, lấy không nhỏ hơn 6;
Trong bài viết này, nhóm sinh viên đã phân chia nhịp cấu kiện L = 9m thành 6 đoạn bằng nhau để phân tích độ võng của kết cấu Quá trình tính toán độ võng tại từng vị trí đều được thực hiện chính xác, và kết quả thu được đã được trình bày rõ ràng trong bảng dưới đây, giúp đánh giá khả năng chịu lực và độ bền của kết cấu trong từng đoạn.
Bảng 3 6: Tổng hợp moment tại từng vị trí
Vị trí M NH M DH M TP
Giá trị M NH : Tác dụng của tải tạm thời ngắn hạn (HTNH – TC);
Giá trị M DH : Tác dụng của tải thường xuyên và tạm thời dài hạn (TTTC + HTDH – TC);
Giá trị M TP : Tác dụng của tải thường xuyên và tạm thời dài hạn (TTTC + HTTP – TC);
Bảng 3 7: Kết quả tính độ võng sàn kể đến hình thành vết nứt tại giữa nhịp sàn
Các đặc trưng Giá trị Đơn vị
Kiểm tra tiết diện MTP = 13.09 kN.m/m < Mcrc = 16.46 kN.m/m cấu kiện không bị nứt -
Eb 32500 MPa b 1000 mm h 170 mm a 25 mm h0 145 mm
Ired 425613098.17 425613098.17 72187413.95 mm 4 Độ võng không nứt được tính theo công thức:
Các vị trí còn lại sẽ được trình bày trong phụ lục
Bảng 3 8: Tổng hợp độ võng sàn tại từng vị trí
Kết luận: Độ võng của cấu kiện f 2.07mmf gh 36mm Thỏa điều kiện độ võng
- Chọn bê tông B30 có Rb = 17 MPa b 1
- Thép CB400-V có Rs = 350 MPa
- Giả thiết ao = 25 ho = h - ao = 170 – 25 = 145 mm
- Từ giá trị Momen xuất ra từ kết qủa mô hình ta tính:
Bảng 3 9: Bảng kết quả tính toán cốt thép sàn
Strip Vị trí M (kN.m) h 0 (mm) M (kN.m) αm x As Thép chọn
Gối trái -14.49 25 145 0.029 0.029 204.24 10 200 392.5 0.27% Nhịp 13.429 25 145 0.027 0.027 190.16 10 200 392.5 0.27% Gối phải -21.97 25 145 0.045 0.046 323.97 10 200 392.5 0.27% Gối trái -21.6 25 145 0.044 0.045 316.93 10 200 392.5 0.27% Nhịp 10.754 25 145 0.022 0.022 154.94 10 200 392.5 0.27% Gối phải -22.27 25 145 0.045 0.046 323.97 10 200 392.5 0.27% Gối trái -21.43 25 145 0.044 0.045 316.93 10 200 392.5 0.27% Nhịp 8.6357 25 145 0.018 0.018 126.77 10 200 392.5 0.27% Gối phải -21.41 25 145 0.044 0.045 316.93 10 200 392.5 0.27% Gối trái -22.24 25 145 0.045 0.046 323.97 10 200 392.5 0.27% Nhịp 10.728 25 145 0.022 0.022 154.94 10 200 392.5 0.27% Gối phải -21.52 25 145 0.044 0.045 316.93 10 200 392.5 0.27% Gối trái -21.9 25 145 0.045 0.046 323.97 10 200 392.5 0.27% Nhịp 13.399 25 145 0.027 0.027 190.16 10 200 392.5 0.27% Gối phải -14.45 25 145 0.029 0.029 204.24 10 200 392.5 0.27%
(Tính toán cụ thể xem bảng 3.1 Phụ lục 3.1)
Tính toán sàn tầng điển hình bằng phương pháp sàn phẳng
Tĩnh tải các lớp tác dụng lên sàn bao gồm trọng lượng của bản bê tông cốt thép (BTCT), trọng lượng các lớp hoàn thiện, đường ống và thiết bị, cũng như trọng lượng của tường xây dựng trên sàn Các yếu tố này ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng chịu lực và độ bền của kết cấu sàn, do đó cần tính toán chính xác để đảm bảo an toàn và tối ưu hiệu quả công trình Việc xác định chính xác tải trọng tĩnh giúp thiết kế sàn phù hợp, giảm thiểu rủi ro gây ra hỏng hóc hoặc sụp đổ trong quá trình sử dụng.
Hình 3 10: Chuyển vị các ô sàn Bảng 3 10: Tải trọng tác dụng lên sàn tầng điển hình
Tĩnh tải tính toán kN/m 3 mm kN/m 2 kN/m 2
1 Bản thân kết cấu sàn 25 220 5.5 1.1 6.05
Các lớp hoàn thiện sàn và trần
Tĩnh tải chưa tính trọng lượng bản thân sàn 1.12 1.44
Bảng 3 11: Tải trọng tác dụng lên sàn nhà vệ sinh
Tĩnh tải tiêu chuẩn Hệ số vượt tải
Tĩnh tải tính toán kN/m 3 mm kN/m 2 kN/m 2
1 Bản thân kết cấu sàn 25 220 5.5 1.1 6.05
Các lớp hoàn thiện sàn và trần
Vữa lát nền + tạo dốc 18 50 0.9 1.3 1.17
Tĩnh tải chưa tính trọng lượng bản thân sàn 1.49 2.18
Tải trọng thường xuyên do tường xây: Quy tải trọng tường thành tải phân bố đều lên sàn san san q nbhl
Bảng 3 12: Tải trọng tường phân bố lên sàn tầng điển hình Ô sàn n γ
- Hoạt tải sử dụng được xác định tùy theo công năng sử dụng của từng ô sàn (Theo TCVN 2737:1995) Kết quả được thể hiện trong bảng sau:
Bảng 3 13: Hoạt tải phân bố lên sàn tầng điển hình
Giá trị tiêu chuẩn (kN/m 2 )
Hoạt tải tính toán (kN/m 2 )
7 Mái bằng có sử dụng 0.50 1.00 1.50 1.30 1.95
8 Mái bằng không sử dụng 0.00 0.75 0.75 1.30 0.98
10 Sàn chịu tải trọng cây xanh, sân vườn 0.00 5.00 5.00 1.20 6.00
Để phản ánh chính xác phản ứng của sàn, chúng tôi sử dụng phần mềm SAFE để thực hiện các tính toán chi tiết Phần sàn được chia thành nhiều dải theo phương X và phương Y nhằm phân tích nội lực của sàn theo từng dải giúp đánh giá chính xác ứng xử của cấu kiện Phương pháp này đảm bảo kết quả phân tích rõ ràng, chính xác, hỗ trợ công tác thiết kế và kiểm tra kết cấu sàn hiệu quả.
Các bước tính toán trong SAFE
Mô hình sàn bằng phần mềm SAFE
Sàn phẳng có các vách cứng nên các giả thuyết tính toán dựa trên vách là không chính xác, do đó phương pháp sử dụng phần tử hữu hạn được áp dụng để xác định nội lực của sàn phẳng Trong quá trình phân tích, phần mềm SAFE được sử dụng để tính toán chính xác các nội lực của sàn phẳng, đảm bảo kết quả ra phù hợp với thực tiễn kỹ thuật Việc lựa chọn phần mềm SAFE giúp tối ưu hóa quá trình phân tích, nâng cao độ chính xác của các kết quả tính toán nội lực sàn phẳng trong các dự án kỹ thuật xây dựng.
Các thông số đầu vào:
Chiều dày chọn sơ bộ: hs = 220 (mm);
Tiết diện vách chọn sơ bộ: bxh = 300 x 1000 (mm)
Tiết diện dầm biên chọn sơ bộ: bxh = 300 x 700 (mm)
Tiết diện sơ bộ cột: bxh = 500 x 500 (mm)
Dưới tác động của tải trọng ngang, nội lực trong sàn không đáng kể vì tải trọng này chủ yếu được truyền vào lõi cứng Nội lực trong sàn chủ yếu phát sinh do tải trọng đứng, do đó, khi tính toán sàn, không cần thiết phải xem xét ảnh hưởng của tải trọng ngang mà chỉ tập trung vào các trường hợp tải trọng đứng.
3.3.2.1 Nội lực theo dải strip
Hình 3 11: Nội lực strip theo phương X
Hình 3 12: Nội lực strip theo phương Y III.3.2.2 Độ võng của sàn
Hình 3 13: Độ võng của sàn xuất từ safe
25 Độ võng lớn nhất f = 8.99 mm
Theo trạng thái giới hạn thứ hai thì độ võng giới hạn của sàn phẳng là (1/250)L:
Ta có fmax = 8.99 mm