Đồ án Tòa nhà văn phòng VTHT

GIẢI PHÁP KẾT CẤU Giải pháp kết cấu chịu lực theo phương đứng của công trình Hệ kết cấu chịu lực theo phương đứng thì có nhiều loại như kết cấu cơ bản khung, tường chịu lực, lõi cứng,

Trang 1

Chuyên ngành : XÂY D ỰNG DÂN DỤNG VÀ CÔNG NGHIỆP

Giáo viên hướng dẫn: TS LÊ HOÀNG AN Sinh viên th ực hiện : NGUYỄN VĂN TIẾN

Trang 2

L ỜI CẢM ƠN

Trên thực tế không có sự thành công nào mà không gắn liền với những sự hỗ trợ, giúp đỡ dù ít hay nhiều, dù trực tiếp hay gián tiếp của người khác Trong suốt thời gian từ khi bắt đầu học tập tại trường đến nay, em đã nhận được rất nhiều sự quan tâm, giúp đỡ của quý Thầy Cô, gia đình và bạn bè

Với lòng biết ơn sâu sắc nhất, em xin gửi đến quý Thầy Cô ở Khoa Kỹ Thuật Xây Dựng – Đại Học Giao Thông Vận Tải TP.HCM đã cùng với tri thức và tâm huyết của mình để truyền đạt vốn kiến thức quý báu cho chúng em trong suốt thời gian học tập tại trường

Nếu không có những lời hướng dẫn, dạy bảo của các thầy thì em nghĩ bài đồ án này của em rất khó có thể hoàn thiện được

Và em cũng xin cám ơn thầy TS LÊ HOÀNG AN đã nhiệt tình hướng dẫn hướng dẫn em hoàn thành tốt bài đồ án này Bước đầu đi vào thực tế của em còn hạn chế và còn nhiều bỡ ngỡ Do vậy, không tránh khỏi những thiếu sót là điều chắc chắn, em rất mong nhận được những ý kiến đóng góp quý báu của quý Thầy (Cô) để kiến thức

của em trong đồ án này được hoàn thiện hơn

Sau cùng xin gửi lời cảm ơn chân thành tới thầy TS LÊ HOÀNG AN, đã giúp đỡ, trao dồi kiến thức, đóng góp ý kiến và giúp đỡ trong quá trình học tập, nghiên cứu và hoàn thành đồ án

TP Hồ Chí Minh, ngày 04 tháng 01 năm 2021

Nguyễn Văn Tiến

Trang 3

L ỜI MỞ ĐẦU

1.1 MỤC ĐÍCH ĐỒ ÁN

− Tổng hợp lại kiến thức 4 năm đại học chuyên ngành Kết cấu công trình tại Trường Đại học Giao Thông Vận Tải Thành Phố Hồ Chí Minh

− Rèn luyện tinh thần tự giác, làm việc độc lập và tinh thần nghiên cứu, tính toán một công trình xây dựng

− Thu thập và chuẩn bị số liệu để phục vụ cho đồ án, lựa chọn phương án kiến trúc

và kết cấu phù hợp

− Thực hành tính toán các tải trọng và thiết kế các hạng mục như sàn dầm, cột, nền móng

1.2 NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN

− Tìm hiểu kiến trúc, thiết kế kết cấu và nền móng của tòa nhà Cao ốc văn phòng

− Thuyết minh giới thiệu đề tài: vị trí, đặc điểm, quy mô, giải pháp kiến trúc, giải pháp kỹ thuật

− Phân tích kết cấu chịu tải trọng gió

− Xây dựng mô hình phân tích kết cấu

− Tính toán bố trí thép cho dầm, sàn, vách

− Thiết kế móng cho công trình

1.3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊM CỨU

− Đồ án thực hiện dựa trên các phương pháp nghiên cứu lý thuyết và các kết quả thực nghiệm, căn cứ vào các giáo trình và tài liệu chuyên ngành:

− Sức bền vật liệu, cơ kết cấu, kết cấu bê tông cốt thép, cơ học đất, nền móng, kỹ thuật thi công

− Các lý thuyết, giả thuyết, quan điểm thiết kế

− Các tiêu chuẩn, quy chuẩn, quy phạm hiện hành

− Ứng dụng các phần mềm: Etabs, Sap, Safe, Autocad, Word, Excel

1.4 KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC

− Báo cáo luận văn tốt nghiệp trong hai tập:

+ Báo cáo đề tài

Trang 4

− PHẦN 2: KẾT CẤU (65%)

+ Chương 1: Tổng quan về kết cấu

+ Chương 2: Tính toán và kiểm tra ổn định tổng thể công trình

+ Chương 3: Thiết kế sàn tầng điển hình

+ Chương 4: Thiết kế khung trục B

+ Chương 5: Thiết kế cầu thang bộ tầng điển hình

+ Chương 6: Thiết kế bể nước mái

Trang 5

M ỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN 1

LỜI MỞ ĐẦU 2

1.1 MỤC ĐÍCH ĐỒ ÁN 2

1.2 NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN 2

1.3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊM CỨU 2

1.4 KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC 2

1.5 KẾT CẤU ĐỀ TÀI 2

DANH MỤC BẢNG BIỂU 10

DANH MỤC HÌNH ẢNH 13

PHẦN 1 KIẾN TRÚC (5%) 16

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN KIẾN TRÚC CÔNG TRÌNH 17

1.1 MỤC ĐÍCH XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH 17

1.2 ĐỊA ĐIỂM XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH 17

Vị trí xây dựng 17

Điều kiện tự nhiên 17

Quy mô công trình 18

1.3 GIẢI PHÁP KIẾN TRÚC 18

Mặt bằng 18

Mặt đứng 18

Hệ thông giao thông 19

Giải pháp kỹ thuật 20

PHẦN 2 KẾT CẤU (65%) 22

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ KẾT CẤU 22

1.1 GIẢI PHÁP KẾT CẤU 22

Giải pháp kết cấu chịu lực theo phương đứng của công trình 22

Giải pháp kết cấu chịu lực theo phương ngang của công trình 22

Giải pháp kết cấu cho phần ngầm 22

1.2 LỰA CHỌN VẬT LIỆU 22

Bê tông 23

Cốt thép 23

Kính 24

1.3 CÁC YÊU CẦU ĐỐI VỚI KẾT CẤU 24

Lớp bê tông bảo vệ 24

Neo vào nối cốt thép 24

1.4 NGUYÊN TẮC TÍNH TOÁN TẢI TRỌNG 26

Trang 6

Hệ số vượt tải 26

Phân loại tải trọng 26

Tải trọng thường xuyên 26

Tải trọng tạm thời 26

1.5 PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN 27

Giả thuyết tính toán 27

Phương pháp phân tích kết cấu 27

Phần mền sử dụng tính toán 27

Các yêu cầu cơ bản khi tính toán 27

CHƯƠNG 2 TÍNH TOÁN VÀ KIỂM TRA ỔN ĐỊNH TỔNG THỂ CỦA CÔNG TRÌNH 28

2.1 CHỌN SƠ BỘ TIẾT DIỆN 28

Vật liệu sử dụng 28

Mặt bằng kết cấu dầm sàn 28

Sơ bộ kích thước các cấu kiện 28

2.2 TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN CÔNG TRÌNH 32

Tĩnh tải 33

Tải trọng sàn điển hình 33

Tải trọng sàn vệ sinh 34

Tải trọng sân thượng, sàn mái và ban công 34

Tải trọng tường 35

Lan can, tay vịn 36

Trọng lượng cầu thang, bể nước 37

Hoạt tải 38

2.3 LẬP MÔ HÌNH VÀ XÁC ĐỊNH TẦN SỐ DAO ĐỘNG RIÊNG 39

Mô hình không gian 39

Bài toán động 39

Các giả thuyết khi tính bài toán động 39

Tính toán các dạng dao động riêng 40

2.4 TẢI TRỌNG GIÓ 43

Thành phần tĩnh của tải trọng gió (gió tĩnh) 43

Thành phần động của tải trọng gió (gió động) 43

Bảng giá trị tính toán 46

Khai báo và gán tải trọng gió vào công trình 51

2.5 TỔ HỢP TẢI TRỌNG 55

Theo trạng thái giới hạn thứ nhất 55

Theo trạng thái giới hạn thứ hai 56

Trang 7

2.6 KIỂM TRA ỔN ĐỊNH CỦA CÔNG TRÌNH 56

Kiểm tra chuyển vị ngang tại đỉnh công trình 56

Kiểm tra chuyển vị ngang tương đối giữa các tầng 57

Kiểm tra ổn định chống lật của công trình 58

CHƯƠNG 3 THIẾT KẾ SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH 59

3.1 VẬT LIỆU 59

3.2 MÔ HÌNH SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH: 59

3.3 TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH: 59

Tĩnh tải (SDL): 60

Hoạt tải (LL): 61

3.4 TỔ HỢP TẢI TRỌNG TÍNH TOÁN SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH: 61

3.5 CHIA DÃY STRIPS: 62

3.6 KIỂM TRA VÕNG BẰNG SAFE CHO SÀN TẦNG 5: 62

Kiểm tra độ võng: 63

3.7 TÍNH TOÁN VÀ BỐ TRÍ THÉP SÀN TẦNG 5: 64

Biểu đồ nội lực 64

Tính toán cốt thép 65

CHƯƠNG 4 THIẾT KẾ KHUNG TRỤC B 69

4.1 VẬT LIỆU 69

4.2 THIẾT KẾ CỘT 69

Phương pháp tính toán 69

Lý thuyết tính toán cho phương án thứ 2 69

Biểu đồ nội lực cột khung trục B 74

Tính toán cốt thép dọc cho cột 76

Tính cốt đai cho cột 80

4.3 THIẾT KẾ DẦM 80

Cơ sở lý thuyết tính toán dầm 80

Biểu đồ nội lực dầm khung trục B 82

Kết quả tính toán thép hệ dầm trục B 84

CHƯƠNG 5 THIẾT KẾ CẦU THANG BỘ TẦNG ĐIỂN HÌNH 94

5.1 KIẾN TRÚC 94

5.2 SỐ LIỆU TÍNH TOÁN 94

Kích thươc sơ bộ 94

Vật liệu 95

Tải trọng 95

5.3 TÍNH TOÁN BẢN THANG 98

Trang 8

Sơ đồ tính 98

Tải trọng 98

Nội lực 99

Tính toán cốt thép 99

CHƯƠNG 6 THIẾT KẾ BỂ NƯỚC MÁI 102

6.1 KIẾN TRÚC 102

6.2 XÁC ĐỊNH THỂ TÍCH BỂ NƯỚC MÁI 102

6.3 GIẢI PHÁP KẾT CẤU 103

Kích thước sơ bộ 103

Vật liệu sử dụng 104

Tải trọng tính toán 104

6.4 XÁC ĐỊNH NỘI LỰC 107

Tổ hợp tải trọng 107

Kết quả nội lực 108

6.5 TÍNH TOÁN CỐT THÉP 112

6.6 KIỂM TRA VÕNG, NỨT BỂ NƯỚC MÁI 115

Kiểm tra độ võng: 115

Kiểm tra nứt cho bản đáy bể nước mái: 116

6.7 TÍNH TOÁN HỆ KHUNG BỂ NƯỚC 122

Phương pháp tính toán 122

Tải trọng tác dụng 123

Xác định nội lực 125

Tổ hợp tải trọng 127

Hệ dầm 127

Hệ cột 130

PHẦN 3 NỀN MÓNG (30%) 132

CHƯƠNG 1 KẾT QUẢ KHẢO SÁT ĐỊA CHẤT 133

1.1 MỤC ĐÍCH 133

1.2 CÔNG TÁC HIỆN TRƯỜNG 133

Công tác khoang 133

Công tác lấy mẫu nguyên dạng 133

Công tác thí nghiệm chuỳ tiêu chuẩn hiện trường (SPT) 133

1.3 THÍ NGHIỆM TRONG PHÒNG 134

1.4 KẾT QUẢ KHẢO SÁT ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH 134

Mặt cắt địa chất công trình 137

1.5 KẾT LUẬN 139

Trang 9

CHƯƠNG 2 PHƯƠNG ÁN MÓNG CỌC ÉP 140

2.1 TIÊU CHUẨN ÁP DỤNG 140

2.2 VẬT LIỆU 140

Bê tông 140

Cốt thép 140

2.3 TẢI TRỌNG 141

Tải trọng tiêu chuẩn 141

2.4 TÍNH TOÁN SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC 141

Lựa chọn thông số cọc 141

Kiểm tra cọc theo điều kiện vận chuyển và lắp dựng 143

Sức chịu tải cho phép của cọc theo vật liệu 145

Sức chịu tải theo chỉ tiêu cơ lý đất nền 147

Sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu cường độ đất nền 148

Sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu SPT 149

Sức chịu tải thiết kế 152

2.5 THIẾT KẾ MÓNG ĐƠN CỘT GIỮA 2-B 153

Tải trọng 153

Các giả thuyết tính toán 153

Sơ bộ số lượng cọc trong đài 154

Bố trí cọc trong đài 154

Kiểm tra tải trọng tác dụng lên cọc 155

Kiểm tra cọc chịu tải trọng ngang (TCXD 205:1998) 162

Kiểm tra xuyên thủng 171

Kiểm tra khả năng chống cắt cho đài 173

Tính toán cốt thép đài móng 174

2.6 THIẾT KẾ MÓNG ĐƠN CỘT BIÊN 3-B 177

Tải trọng 177

Trang 10

CHƯƠNG 3 PHƯƠNG ÁN MÓNG CỌC KHOAN NHỒI 201

3.1 TIÊU CHUẨN ÁP DỤNG 201

3.2 VẬT LIỆU 201

Bê tông 201

Cốt thép 201

3.3 TẢI TRỌNG 202

Tải trọng tiêu chuẩn 202

3.4 TÍNH TOÁN SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC 202

Lựa chọn thông số cọc 202

Lựa chọn phương án thi công cọc 203

Sức chịu tải cho phép của cọc theo vật liệu 204

Sức chịu tải theo chỉ tiêu cơ lý đất nền 205

Sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu cường độ đất nền .207

Sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu SPT 208

Sức chịu tải thiết kế 211

3.5 THIẾT KẾ MÓNG ĐƠN CỘT GIỮA 2-B 212

Tải trọng 212

3.6 THIẾT KẾ MÓNG ĐƠN CỘT BIÊN 3-B 235

Tải trọng 235

Trang 11

DANH M ỤC BẢNG BIỂU

Bảng 1-1 Thông số bê tông 23

Bảng 1-2 Thông số cốt thép 23

Bảng 1-3 Phần mềm phân tích kết cấu 27

Bảng 2-1 Kích thước dầm 29

Bảng 2-2 Sơ bộ kích thước tiết diện cột biên 1B 30

Bảng 2-3 Sơ bộ kích thước tiết diện cột giữa 2B 31

Bảng 2-4 Sơ bộ tiết diện cột biên 3B 32

Bảng 2-5 Tổng hợp tiết diện cột 32

Bảng 2-6 Các loại tải trọng tác dụng lên công trình 32

Bảng 2-7 Tải trọng các lớp cấu tạo sàn điển hình 33

Bảng 2-8 Tải trọng các lớp cấu tạo sàn vệ sinh 34

Bảng 2-9 Tải trọng các lớp cấu tạo sàn sân thượng 34

Bảng 2-10 Tải trọng các lớp cấu tạo sàn mái 35

Bảng 2-11 Tải trọng các lớp cấu tạo sàn ban công 35

Bảng 2-12 Tải trọng kính cường lực 36

Bảng 2-13 Tải trọng tường tác dụng 36

Bảng 2-14 Hoạt tải theo công năng sử dụng của từng ô sàn 38

Bảng 2-15 Giá trị các dạng dô động của công trình 41

Bảng 2-16 Thành phần gió tĩnh 46

Bảng 2-17 Chu kỳ và tầng số dao động 46

Bảng 2-18 Hệ số chuyển vị 47

Bảng 2-19 Hệ số tương quan không gian áp lực động 47

Bảng 2-20 Giá trị tiêu chuẩn thành phần động tác dụng lên phần thứ j của công trình 48

Bảng 2-21 Hệ số ψ 49

Bảng 2-22 Hệ số động lực ứng với dạng dao động thứ i 49

Bảng 2-23 Thành phần gió động 49

Bảng 2-24 Thành phần gió động 50

Bảng 2-25 Tổ hợp tải trọng theo trạng thái giới hạn 1 55

Bảng 2-26 Tổ hợp tải trọng theo trạng thái giới hạn 2 56

Bảng 2-27 Kết quả kiểm tra chuyển vị đỉnh lớn nhất với mô hình gió động 56

Bảng 2-28.Kết quả kiểm tra chi tiết chuyển vị ngang tương đối giữa các tầng 57

Bảng 4-1 Bảng phân loại điều kiện làm việc cột 72

Bảng 4-2 Kết quả tính toán cốt thép cột biên 1-B 77

Bảng 4-3 Kết quả tính toán cốt thép cột giữa 2-B 78

Bảng 4-4 Kết quả tính toán cốt thép cột biên 3-B 79

Bảng 4-5 Kết quả tính toán thép dầm 85

Bảng 4-6 Kết quả tính toán thép đai dầm 91

Bảng 4-7 Kết quả tính toán thép giựt đứt 92

Bảng 5-1 Tải tác dụng lên bản chiếu nghỉ 96

Trang 12

Bảng 5-2 Tải tác dụng lên bảng nghiêng 96

Bảng 5-3 Bảng tính cốt thép cầu thang 100

Bảng 6-1 Tải trọng tác dụng lên bản nắp 105

Bảng 6-2 Tải trọng tác dụng lên bản đáy 106

Bảng 6-3 Tổ hợp tải trọng 107

Bảng 6-4 Kết quả tính toán thép bể nước 113

Bảng 6-5 Tải trọng bản thành qui thành lực phân bố 123

Bảng 6-6 Tải sàn truyền vào dầm nắp 124

Bảng 6-7 Tải sàn truyền vào dầm đáy 124

Bảng 6-8 Kết quả tính toán thép đai dầm bể nước 130

Bảng 6-9 Kết quả tính toán thép giựt đứt dầm bể nước 130

Bảng 6-10 Kết quả tính toán thép cột 131

Bảng 1-1 Mô tả hình dạng, trạng thái và các chỉ tiêu cơ lý của các lớp đất 135

Bảng 1-2 Hệ số rỗng e (ứng với từng cấp tải) 136

Bảng 2-3 Cường độ sức kháng trung bình fi bên thân cọc 148

Bảng 2-4 Cường độ sức kháng bên trung bình fi bên thân cọc 149

Bảng 2-6 Tải trọng tính toán 153

Bảng 2-7 Tải trọng tiêu chuẩn 153

Bảng 2-8 Toạ độ các cọc trong đài 156

Bảng 2-9 Áp lực tính toán lớn nhất và nhỏ nhất tác dụng xuống cọc 156

Bảng 2-10 Ứng suất tại đáy khối móng quy ước 160

Bảng 2-11 Tổng độ lún 162

Bảng 2-12 Tổ hợp nội lực có lực cắt lớn nhất 162

Bảng 2-13 Moment dọc thân cọc 165

Bảng 2-14 Lực cắt dọc thân cọc 167

Bảng 2-15 Giá trị áp lực ngang 169

Trang 13

Bảng 3-3 Cường độ sức kháng fi bên thân cọc 206

Bảng 3-4 Cường độ sức kháng bên trung bình fi bên thân cọc 208

Trang 14

DANH M ỤC HÌNH ẢNH

Hình 1-1.Mặt bằng tầng điển hình 18

Hình 1-2 Mặt đứng công trình 19

Hình 2-1 Mặt bằng kết cấu dầm sàn tầng điển hình 28

Hình 2-2 Diện tích truyền tải lên cột biên và cột giữa 30

Hình 2-3 Quy đổi tải trọng cầu thang 37

Hình 2-4 Quy đổi tải trọng bể nước lên đầu cột 37

Hình 2-5 Mô hình công trình bằng ETABS 39

Hình 2-6 Sơ đồ tính toán động học với n khối lượng tập trung 40

Hình 2-7 Khai báo tuyệt đối cứng theo phương ngang cho sàn 40

Hình 2-8 Khai báo thành phần khối lượng tham gia dao động 41

Hình 2-9 Các dạng dao động cơ bản 41

Hình 2-10 Đồ thị xác định hệ số động lực 44

Hình 2-11 Hệ tọa độ khi xác định hệ số tương quan không gian 45

Hình 2-12 Tải tác dụng vào công trình 52

Hình 2-13.Tải tác dụng vào công trình 53

Hình 3-1 Mô hình tính toán sàn điển hình 59

Hình 3-2 Tải trọng các lớp hoàn thiện 60

Hình 3-3 Tải trọng tường 61

Hình 3-4 Hoạt tải tác dụng lên sàn 61

Hình 3-5 Chia dãy sàn theo phương X 62

Hình 3-6 Chia dãy sàn theo phương Y 62

Hình 3-7 Độ võng sàn tầng 5 63

Hình 3-8 Biểu đồ Mômen phương X tổ hợp EU min 64

Hình 3-9 Biểu đồ Mômen phương X tổ hợp EU max 64

Hình 3-10 Biểu đồ Mômen phương Y tổ hợp EU min 64

Hình 3-11 Biểu đồ Mômen phương Y tổ hợp EU max 65

Hình 4-1 Nội lực nén lệch tâm xiêng 70

Hình 4-2 Biểu đồ lực dọc, tổ hợp U1 (T) 74

Hình 4-3 Biểu đồ Momen 2-2, tổ hợp U1(Tm) 75

Hình 4-4 Biểu đồ Momen 3-3, tổ hợp U1 (Tm) 76

Hình 4-5 Biểu đồ Momen 3-3 (tổ hợp EU) 82

Hình 4-6 Biểu đồ lực cắt 2-2 (tổ hợp EU) 83

Hình 5-1 Mặt bằng tầng điển hình 94

Hình 5-2 Mặt bằng cầu thang tầng điển hình 95

Hình 5-3 Mặt bằng bố trí cốt thép cầu thang 101

Hình 6-1 Mặt bằng tầng mái 102

Hình 6-2 Các lớp cấu tạo bản nắp 105

Hình 6-3 Các lớp cấu tạo bản đáy 105

Trang 15

Hình 6-4 Mô hình bể nước mái 107

Hình 6-5 Biểu đồ momen M1-1 (T.m/m) 108

Hình 6-9 Biểu đồ momen M1-1 EUT Max (T.m/m) 110

Hình 6-10 Biểu đồ momen M1-1 EUT Min (T.m/m) 110

Hình 6-11 Biểu đồ momen M2-2 EUT Max (T.m/m) 111

Hình 6-12 Biểu đồ momen M2-2 EUT Min (T.m/m) 111

Hình 6-13 Cốt thép bảng nắp và bản đáy 114

Hình 6-14 Mặt cắt bể nước 114

Hình 6-15 Sơ đồ truyền tải bản nắp 122

Hình 6-16 Sơ đồ truyền tải bản đáy 122

Hình 6-17 Tĩnh tải tác dụng lên khung 125

Hình 6-18 Hoạt tải tác dụng lên khung 125

Hình 6-19 Gió X tác dụng lên khung 126

Hình 6-20 gió Y tác dụng lên khung 126

Hình 6-21 Biểu đồ nội lực dầm DNC, DDC bể nước (T.m) 127

Hình 6-22 Biểu đồ nội lực dầm DNP, DDP bể nước (T.m) 128

Hình 6-23 Biểu đồ lực dọc, tổ hợp U1 (T) 130

Hình 1-1 Mặt cắt địa chất công trình 137

Hình 1-2 Hình trụ hố khoan 138

Hình 2-1 Mặt cắt địa chất 142

Hình 2-2 Sơ đồ tính cọc khi vận chuyển 143

Hình 2-3 Sơ đồ tính cọc khi lắp dựng 143

Hình 2-4 Mặt bằng bố trí cọc trong đài 154

Hình 2-5 Khối móng quy ước 158

Hình 2-6 Biểu đồ moment uốn dọc thân cọc 166

Hình 2-7 Biểu đồ lực cắt dọc Qz 168

Hình 2-8 Biểu đồ giá trị áp lực ngang 170

Hình 2-9 Tháp xuyên thủng 173

Hình 2-10 Sơ đồ tính thép đài móng 175

Trang 16

Hình 3-1 Mặt cắt địa chất 203

Hình 3-10 Móng khối qui ước 239

Hình 3-11 Móng khối qui ước qui đổi 240

Trang 17

PHẦN 1 KIẾN TRÚC (5%)

NHI ỆM VỤ ĐƯỢC GIAO:

1 THUYẾT MINH TỔNG QUAN VỀ CÔNG TRÌNH

GI ỚI THIỆU CHUNG:

TÊN CÔNG TRÌNH: TÒA NHÀ VĂN PHÒNG VTHT

ĐỊA ĐIỂM XÂY DỰNG: ĐƯỜNG NGUYỄN THỊ MINH KHAI, QUẬN 1,

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

Trang 18

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN KIẾN TRÚC CÔNG TRÌNH

1.1 MỤC ĐÍCH XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH

− Sau khoảng thời gian bùng nổ của thị trường địa ốc, với sự tăng mạnh của giá thuê văn phòng căn hộ Hiện nay việc đầu tư, xây dựng trong lĩnh vực này đang chững lại Tuy nhiên theo nhận định của các chuyên gia thì đây chỉ là hiện tượng mang tính chu kỳ, một phần do khó khăn chung của nền kinh tế thế giới và chính sách thắt chặt quản lý của nhà nước Chính điều này ảnh hưởng đến quyết định của chủ đầu tư và tâm lý khách hàng Cũng theo những nhận định này thị trường văn

phòng cho thuê, đặc biệt văn phòng diện tích lớn hiện đại vẫn còn rất nhiều tiềm năng và được dự báo là tiếp tục phát triển trở lại

− Mặt khác, với xu hướng hội nhập, công nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước, hòa nhập cùng xu thế phát triển của thời đại, sự đầu tư các công trình cao tầng, hiện đại

với nhiều tiện nghi thay thế cho các công trình thấp tầng đã xuống cấp rất cần thiết Và sự xuất hiện ngày càng nhiều các cao ốc, chung cư, văn phòng trong các thành phố không những đáp ứng được nhu cầu cấp bách về cơ sở hạ tầng cho các nhà đầu tư nước ngoài mà còn góp phần tích cực vào tạo nên bộ mặt mới của thành phố: một thành phố hiện đại, văn minh xứng đáng là trung tâm số 1 về kinh tế, khoa học của cả nước Bên cạnh đó sự xuất hiện của các nhà cao tầng cũng góp phần vào việc phát triển ngành xây dựng thông qua việc áp dụng kỹ thuật, công nghệ trong tính toán, thiết kế, thi công và xử lý thực tế

− Chính vì thế mà dự án TÒA NHÀ VĂN PHÒNG VTHT, được thành lập Việc xây

dựng dự án này đáp ứng phần nào nhu cầu văn phòng cho thuê cho các nhà đầu tư trong và ngoài nước, tạo cảnh đẹp mỹ quan cho khu đô thị nói riêng và thành phố nói chung, góp phần vào sự phát triển đất nước

1.2 ĐỊA ĐIỂM XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH

Vị trí xây dựng

− Công trình tọa lạc tại Quận 1, công trình nằm ở vị trí thoáng và đẹp tạo nên sự hài hòa cho tổng thể công trình và quy hoạch khu dân cư, có các tầm nhìn thoáng và đẹp về trung tâm thành phố, phục vụ tốt các nhu cầu của trung tâm

− Xung quanh công trình là hệ thống giao thông, hệ thống điện, nước đã hoàn thiện đáp ứng tốt các nhu cầu cho thi công xây dựng

Điều kiện tự nhiên

− Thành phố Hồ Chí Minh nằm ở vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa nóng ẩm với các đặc trưng của vùng khí hậu đồng bằng Nam Bộ và Nam Trung Bộ Không có yêu cầu chóng lạnh, hằng năm chia làm 2 màu rõ rệt:

− Mùa mưa kéo dài từ tháng 5 đến tháng 10

− Mùa khô bắt đầu từ tháng 11 đến tháng 4 năm sau

− Các yếu tố khí tượng thay đổi theo 2 mùa kể trên, có thể xem xét các mặt như sau:

− Nhiệt độ trung bình năm: 27oC

− Độ ẩm trung bình năm: 75% - 85%

− Lượng mưa trung bình năm: 1600mm – 1800mm

− Hướng gió chính thay đổi theo mùa: mùa khô gió chủ đạo từ hướng Bắc chuyển

dần sang Đông, Đông Nam và Nam; mùa mưa gió chủ đạo theo hướng Tây Nam

Trang 19

và Tây

Quy mô công trình

− Công trình gồm 15 tầng nổi Cốt ±0.00m đặt tại mặt sàn tầng trệt Mặt đất tự nhiên

tại cốt -1.00m Chiều cao công trình tính từ mặt đất tự nhiên là +54.8m

− Tầng 1,2: dùng làm sảnh và phòng trưng bày

− Tầng 3: dùng làm phòng họp

− Tầng điển hình: từ tầng 4 đến tầng 15 dùng làm văn phòng, có tổng cộng 15 tầng, riêng tầng 15 có sân thượng

− Tầng mái có hệ thống thoát nước mái công trình, hộp kỹ thuật thang máy và bể

nước sinh, cây thu lôi chống sét

− Ở mỗi văn phòng đều có hệ thống công trình phụ trợ riêng biệt Ngoài ra, sảnh

thang cũng chính là sảnh riêng cho từng văn phòng trên mỗi tầng, có cửa ngăn

cách không gian Như vậy, văn phòng tại mỗi tầng không ảnh hưởng lẫn nhau

Điểm nổi bật ở công trình cũng ở việc bố trí lối đi, mỗi phòng đều có lối đi riêng

rất thuận tiện Cầu thang, nhà vệ sinh tập trung tại trung tâm tòa nhà, khoảng cách các phòng đi đến nhau khá thuận lợi

− Tại tầng 15 một phần làm sân vườn trên mái, còn bao gồm một tầng mái để làm bể nước và hệ thống thông gió

Trang 20

− Công trình có hình khối không gian vững chắc, cân đối Mặt đứng chính sử dụng

các ô cửa kính lớn có kích thước và khoảng các hợp lý tạo nhịp điệu cho công

trình và lấy ánh sáng cho các phòng bên trong Hình khối của công trình có dáng

vẻ bề thế vuông vắn như không đơn điệu

− Các tầng đều có 2 mặt nhìn, đây là điểm nổi bật và nổi trội của công trình Việc bố trí hệ cửa kính một mặt để lấy sáng cho văn phòng bố trí bên trong, một mặt tạo

không gian mở có thể quan sát ra bên ngoài Với việc bố trí kiến trúc như vậy, mọi văn phòng đều có ít nhất một hướng nhìn ra không gian bên ngoài Nằm ở vị trị

trung tâm lại ở nơi có không gian đẹp, ít bị chắn tầm nhìn, sở hữu 1 văn phòng có

tầm nhìn đẹp như vậy là đều rất nhiều người lựa chọn đến

Hình 1-2 Mặt đứng công trình

Hệ thông giao thông

− Giao thông theo phương đứng: Toàn bộ công trình có sử dụng 06 thang máy, 01

thang máy phòng cháy chữa cháy và 2 cầu thang bộ 2 vế Bề rộng mỗi vế cầu

thang bộ là 1.1m được thiết kế đảm bảo yêu cầu thoát người nhanh, an toàn khi có

sự cố xảy ra Thang máy và thang bộ đặt ở vị trí trung tâm nhằm đảm bảo khoảng cách xa nhất đến cầu thang không lớn hơn 20m để giải quyết vấn đề chữa cháy

− Giao thông theo phương ngang: Bao gồm các hàng lang đi lại và sảnh

Trang 21

− Với việc bố trí như vậy việc giao thông đi lại hết sức thuận tiện, khoảng cách từ văn phòng đến cầu thang máy và thang bộ đối với các phòng là như nhau, hành lang đi lại đến các phòng vẫn đảm bảo tính thuận tiện nhất vừa đảm bảo tính riêng biệt cho từng phòng

Giải pháp kỹ thuật

1.3.4.1 Hệ thông điện và chiếu sáng

− Hệ thống điện sử dụng trực tiếp hệ thống điện thành phố, có bổ sung thêm hệ thống điện dự phòng nhằm đảm bảo cho tất cả các trang thiết bị trong toà nhà có

thể hoạt động bình thường trong tình huống mạng lưới điện thành phố bị cắt đột xuất Điện năng phải đảm bảo cho hệ thống thang máy và hệ thống lạnh có thể hoạt động liên tục

− Hệ thống cấp điện chính đi trong các hộp kỹ thuật đặt ngầm trong tường Hệ thống ngắt điện tự động từ 1A đến 50 A bố trí theo tầng và khu vực đảm bảo an toàn khi xảy ra sự cố Khi có sự cố mất điện có thể sử dụng máy phát điện dự phòng ở tầng hầm để cung cấp điện cho tòa nhà

− Kết hợp ánh sáng tự nhiên và chiếu sáng nhân tạo:

+ Chiếu sáng tự nhiên: các phòng đều có hệ thống cửa để tiếp nhận ánh sáng từ bên ngoài kết hợp cùng ánh sáng nhân tạo đảm bảo đủ ánh sáng trong phòng + Chiếu sáng nhân tạo: được tạo ra từ hệ thống điện chiếu sáng theo tiêu chuẩn Việt Nam về thiết kế điện chiếu sáng trong công trình dân dụng

1.3.4.2 Hệ thống nước

− Dung tích bể chứa được thiết kết trên cơ sở số lượng người sử dụng và lượng nước

dự trữ khi xảy ra sự cố mất điện và chữa cháy Từ bể chứa nước sinh hoạt được

dẫn xuống các khu vệ sinh, phục vụ nhu cầu sinh hoạt mỗi tầng bằng hệ thống ống thép tráng kẽm đặt trong các hộp kỹ thuật

− Hệ thống thoát nước thải được thiết kế cho tất cả các khu vệ vinh Có 2 hệ thống thoát nước bẩn và hệ thống thoát phân Toàn bộ nước thải sinh hoạt từ các từ các

xí tiểu vệ sinh được thu vào hệ thống ống dẫn, qua xử lý cục bộ bằng bể tự hoại, sau đó được đưa vào hệ thống thoát nước bên ngoài khu vực Các đường ống đi ngầm trong tường, trong hôp kỹ thuật nằm trong trần sau đó được xử lý và đưa vào

hệ thống thoát nước chung của thành phố

1.3.4.3 Hệ thống thông hơi và điều hoà

− Về quy hoạch: xung quanh công trình trồng hệ thống cây xanh để dẫn gió, che nắng, chắn bụi, điều hòa không khí Tạo nên môi trường trong sạch thoáng mát

− Về thiết kế: các phòng ở trong công trình được thiết kế hệ thống cửa sổ, cửa đi, ô thoáng, tạo nên sự lưu thông không khí trong và ngoài công trình Đảm bảo môi trường không khí thoải mái, trong sạch

1.3.4.4 Hệ thông phòng cháy chữa cháy và chống sét

− Việc lựa chọn giải pháp chống sét được tính toán theo yêu cầu trong tiêu chuẩn

chống sét hiện hành Được trang bị hệ thống chống sét theo đúng các yêu cầu và tiêu chuẩn về chống sét nhà cao tầng (thiết kế theo TCVN 46 – 84)

− Tại mỗi tầng và tại nút giao thông giữa hành lang và cầu thang Thiết kết đặt hệ thống hộp họng cứa hoả được nối với nguồn nước chữa cháy, mỗi tầng đều được đặt biển chỉ dẫn về phòng và chữa cháy, đặt mỗi tầng 4 bình cứu hoả CO2MFZ4

Trang 22

(4kg) chia làm 2 hộp đặt hai bên cầu thang

− Bố trí hệ thống cứu hoả gồm các họng cứu hoả tại các lối đi, các sảnh … với khoảng cách tối đa theo đúng tiêu chuẩn TCVN 2622 –1995

1.3.4.5 Hệ thông rác

− Rác thải được tập trung ở các tầng thông qua kho thoát rác bố trí ở các tầng, chứa gian rác được bố trí ở tầng hầm và sẽ có bộ phận để đưa rác thải ra ngoài

Trang 23

PHẦN 2 KẾT CẤU (65%)

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ KẾT CẤU 1.1 GIẢI PHÁP KẾT CẤU

Giải pháp kết cấu chịu lực theo phương đứng của công trình

Hệ kết cấu chịu lực theo phương đứng thì có nhiều loại như kết cấu cơ bản (khung, tường chịu lực, lõi cứng), kết cấu hỗn hợp (khung – giằng, vách – lõi, ống – lõi) và kết cấu đặc biệt (khung ghép, tầng cứng, dầm truyền)

Theo chỉ dẫn của TCVN 198-1997, yêu cầu khi thiết kế nhà cao tầng cùng với yêu cầu của công trình về công năng, thẩm mỹ, kinh tế Công trình lựa chọn hệ kết cấu

chịu lực theo phương đứng là khung – lõi bê tông cốt thép

Hệ lõi cứng bố trí trong mặt bằng nhà Nhiệm vụ chính của hệ lõi là tiếp nhận và chịu

phần lớn tải trọng ngang tác dụng vào công trình

Để phản ánh đúng sự làm việc của kết cấu, khi mô hình không gian cần kể đến sự giảm yếu của lõi do các lỗ cửa

Giải pháp kết cấu chịu lực theo phương ngang của công trình

Việc lựa chọn giải pháp kết cấu sàn hợp lý là rất quan trọng quyết định tính kinh tế cho công trình Theo thống kê thì khối lượng bê tông sàn chiếm đến (30%-40%) khối lượng bê tông công trình và trọng lượng bản thân bê tông dầm sàn là tải trọng tĩnh chính Công trình càng cao thì tải trọng tích lũy xuống các tầng dưới và móng càng

lớn làm tăng chi phí móng, cột

Ngày nay, các loại sàn dùng trong xây dựng rất đa dạng như: hệ sàn sườn truyền thống, sàn không dầm, sàn không dầm ứng lực trước, tấm panel lắp ghép, sàn bêtông Bubble Deck nhưng việc lựa chọn phương án sàn phải trên tiêu chí đáp ứng công năng sử dụng, tiết kiệm chi phí, thi công đơn giản, đảm bảo chất lượng kết cấu công trình

Đối với công trình trên, sinh viên lựa chọn tính toán sàn theo phương sàn dự dứng lực

Giải pháp kết cấu cho phần ngầm

Hệ móng tiếp nhận toàn bộ tải trọng từ bên trên công trình truyền xuống

Với quy mô công trình như trên, sinh viên đề xuất tính toán móng: móng cọc khoan

nhồi (móng đơn và móng lõi thang)

1.2 LỰA CHỌN VẬT LIỆU

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

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

Trang 24

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

Vật liệu có giá thành hợp lý

Trong lĩnh vực xây dựng công trình hiện nay chủ yếu sử dụng vật liệu thép hoặc bê tông cốt thép với các lợi thế như dễ chế tạo, nguồn cung cấp dồi dào Ngoài ra còn có các loại vật liệu khác được sử dụng như vật liệu liên hợp thép – bê tông (composite), hợp kim nhẹ… Tuy nhiên các loại vật liệu mới này chưa được sử dụng nhiều do công nghệ chế tạo còn mới, giá thành tương đối cao

Do đó sinh viên lựa chọn vật liệu xây dựng công trình là bê tông cốt thép cho cột, vách, dầm, sàn

Bê tông

Bảng 1-1 Thông số bê tông

Cấp độ bền Thông số vật liệu Kết cấu sử dụng B25

Rb: Cường độ chịu nén tính toán dọc trục của bê tông

Rbt: Cường độ chịu kéo tính toán dọc trục của bê tông

Eb: Mô đun đàn hồi ban đầu của bê tông khi nén và kéo

γ: Trọng lượng riêng của bê tông

Các thông số vật liệu bê tông được tra theo B ảng 7 và Bảng 10 trong tiêu chuẩn TCVN 5574:2018

Rs: Cường độ chịu kéo tính toán của cốt thép

Rsc: Cường độ chịu nén tính toán của cốt thép

Es: Mô đun đàn hồi của cốt thép

Các thông số vật liệu thép được tra theo Bảng 13, Bảng 14 và mục 6.2.3.3 trong tiêu

chuẩn TCVN 5574:2018

Trang 25

Kính

Sử dụng khung nhôm kính, kính cường lực dày 10 (mm)

Khối lượng riêng của kính: γ = 2.5 T/m3

Toàn bộ bề mặt ngoài công trình được bao che bằng kính

1.3 CÁC YÊU CẦU ĐỐI VỚI KẾT CẤU

Lớp bê tông bảo vệ

Lớp bê tông bảo vệ cần phải được đảm bảo:

- Sự làm việc đồng thời của cốt thép với bê tông

- Sự neo cốt thép trong bê tông và khả năng bố trí các mối nối của các chi tiết cốt thép

- Tính toán vẹn của cốt thép dưới các tác động của môi trường xung quanh (kể cả khi có môi trường xâm thực)

- Khả năng chịu lửa của kết cấu

Đối với cốt thép cấu tạo thì giá trị tối thiểu cảu chiều dày lớp bê tông bảo vệ đưươc lấy giảm bớt 5mm so với giá trị yêu cầu đối với cốt thép chịu lực

Trong mọi trường hợp, chiều dày lớp bê tông bảo vệ cũng cần được lấy không nhỏ hơn đường kính thanh cốt thép và không nhỏ hơn 10mm

Giá trị tối thiểu của chiều dày lớp bê tông bảo vệ của cốt thép chịu lực (kể cả cốt thép

nằm ở mép trong của các cấu kiện rỗng tiết diện vành khuyên hoặc tiết diện hộp), lấy theo Mục 10.3.1 - TCVN 5574: 2018

K ết luận: Công trình thuộc dạng điều kiện làm việc trong các gian phòng được che

phủ với độ ẩm nâng cao (lớn hơn 75% khi không có các biện pháp bảo vệ bổ sung), nên chiều dày tối thiểu của lớp bê tông được chọn là c = 25mm

Chọn chiều dày tối thiểu của lớp bê tông bảo vệ như sau:

- Móng: 50 mm cho bề mặt bên trên và xung quanh móng và 100 mm cho mặt đáy

Neo cốt thép được thực hiện bằng một tổ hợp các biện pháp sau đây:

- Đầu các thanh thép để thằng (neo thẳng)

- Uốn một đầu thanh thép dưới dạng móc, uốn chữ L hoặc uốn chữ U (chỉ đối với

cốt thép không ứng suất trước)

- Hàn hoặc đặt các thanh thép ngang (chỉ đối với cốt thép không ứng suất trước)

- Sử dụng các chi tiết neo đặc biệt ở đầu thanh thép

Neo thẳng và neo chữ L chỉ được phép sử dụng đối với cốt thép gân Đối với các thanh trơn chịu kéo chỉ cần uốn móc, uốn chữ U, hoặc hàn với các thanh thép ngang hoặc phải có các chi tiết neo đặc biệt

Neo chữ L, neo có móc hoặc uốn chữ U không nên sử dụng để neo cốt thép chịu nén, trừ trường hợp cốt thép trơn mà có thể phải chịu kéo trong một số tổ hợp tải trọng Chiều dài cốt thép neo và nối sẽ được trình bày chi tiết trong phân tính toán các cấu

kiện

Trang 26

Chiều dài cơ sở cần để truyền lực trong cốt thép với toàn bộ giá trị tính toán của cường

độ Rs vào bê tông được xác định theo công thức:

- us là chu vi tiết diện ngang của thanh thép, us = πd

- Rbond là cường độ bám dính tính toán của cốt thép với bê tông, được xác định như sau:

R = η η R = 2.5×1×1.05 = 2.625 (MPa)

Trong đó:

- η1 là hệ số ảnh hưởng của loại bề mặt cốt thép, η1 = 2.5 (thép gân)

- η2 là hệ số ảnh hưởng đường kính của thép, η2 = 1.0 (thép có d ≤ 32mm)

Suy ra chiều dài cơ sở:

+ α = 1.0 - đối với đoạn neo cốt thép chịu kéo

+ α = 0.75 - đối với đoạn neo cốt thép chịu nén

+ α = 1.2 - đối với đoạn nối cốt thép chịu kéo

+ α = 0.9 - đối với đoạn nối cốt thép chịu nén

Chiều dài tính toán đoạn neo cốt thép chịu nén:

Trang 27

K ết luận: Đoạn neo cốt thép trong vùng bê tông chịu nén Lan,n = 20d (mm)

Đoạn neo cốt thép trong vùng bê tông chịu kéo Lan,k = 40d (mm)

Đoạn nối cốt thép trong vùng bê tông chịu kéo, nén Llap = 40d (mm)

1.4 NGUYÊN TẮC TÍNH TOÁN TẢI TRỌNG

Khi thiết kế, tính toán kết cấu một công trình cần quan tâm đến 2 đặc trưng cơ bản

của tải trọng là tải trọng tính toán và tải trọng tiêu chuẩn Tải trọng tính toán dùng để tính với trạng thái giới hạn thứ nhất (trạng thái giới hạn về cường độ), tải trọng tiêu chuẩn dùng để tính với trạng thái giới hạn thứ hai (trạng thái giới hạn sử dụng)

Hệ số vượt tải

− Tải trọng tính toán và tải trọng tiêu chuẩn có mối quan hệ thông qua hệ số vượt tải (hệ số độ tin cậy)

− Khi tính toán theo 2 trạng thái giới hạn cường độ và ổn định, hệ số vượt tải được

lấy theo các mục 3.2, 4.2.2, 4.3.3, 4.4.2, 5.8, 6.3 trong TCVN 2737:1995

− Khi độ bền mỏi lấy bằng 1 (2.2.1.2 – TCVN 2737:1995)

− Khi tính toán theo biến dạng và chuyển vị lấy bằng 1 nếu tiêu chuẩn thiết kế kết cấu và nền móng không đề ra các giá trị khác (2.2.1.3 – TCVN 2737:1995)

Phân loại tải trọng

Tải trọng được phân thành tải trọng thường xuyên và tải trọng tạm thời (dài hạn, ngắn hạn và đặc biệt) tùy theo thời gian tác dụng của chúng

Tải trọng thường xuyên

Là các tải trọng tác dụng không biến đổi trong quá trình xây dựng và sử dụng công trình

Là khối lượng của các bộ phận công trình gồm khối lượng các kết cấu chịu lực và các kết cấu bao che

+ Tải trọng tạm thời dài hạn: khối lượng vách ngăn tạm thời; khối lượng các thiết

bị cố định; tác động của biến dạng nền kèm theo sự thay đổi cấu trúc của đất; tác động do thay đổi độ ẩm, co ngót và từ biến của vật liệu

+ Tải trọng tạm thời ngắn hạn: khối lượng người; vật liệu sửa chữa; tải trọng sinh

ra khi chế tạo, vận chuyển, xây lắp và tải trọng gió

+ Tải trọng đặc biệt: tải trọng do động đất, sóng thần, nổ bom

Trang 28

1.5 PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN

Giả thuyết tính toán

− Sàn được xem là tuyệt đối cứng trong mặt phẳng của nó

− Biến dạng dọc trục của sàn dầm được bỏ qua

− Chuyển vị ngang của mọi điểm trên sàn là như nhau

− Thân công trình được xem là ngàm vào móng tại vị trí mặt trên của đài móng

Phương pháp phân tích kết cấu

− Khi tính toán cả công trình, do khối lượng công việc cần giải quyết từ việc tính toán xác định nội lực, chuyển vị, đặc trưng động học công trình là rất lớn, không

thể giải quyết bằng tính toán thủ công Do đó cần đến sự trợ giúp của các phần mềm chuyên dụng được viết riêng cho mỗi nhu cầu tính toán cụ thể Phương pháp tính toán và giải quyết mô hình trên máy tính hiện nay chủ yếu là phương pháp

+ Phản ứng của mỗi phần tử được xác định dựa vào bậc tự do thể hiện ở các nút + Ứng xử của toàn bộ hệ kết cấu được xác định bằng cách ghép toàn bộ các phần

tử nhỏ vào một phương trình với bậc tự do của mỗi điểm là chưa xác định Những phương trình này được giải bằng kỹ thuật ma trận

Phần mền sử dụng tính toán

Bảng 1-3 Phần mềm phân tích kết cấu

Phần mềm Công dụng

ETABS v2016

- Giải nội lực khung

- Phân tích dao động cho hệ công trình

- Kiểm tra ổn định tổng thể cho công trình khi chịu tác động của tải trọng gió

SAFE v12 - Tính toán cốt thép sàn

- Kiểm tra độ võng sàn SAP 2000 v14 - Tính toán cốt thép bể nước mái

Các yêu cầu cơ bản khi tính toán

Kết cấu bê tông cốt thép phải thỏa mãn những yêu cầu về tính toán theo độ bền (các trạng thái giới hạn thứ nhất) và đáp ứng điều kiện sử dụng bình thường (các trạng thái

giới hạn thứ hai)

Trang 29

CHƯƠNG 2 TÍNH TOÁN VÀ KIỂM TRA ỔN ĐỊNH TỔNG THỂ CỦA CÔNG

TRÌNH 2.1 CHỌN SƠ BỘ TIẾT DIỆN

Sơ bộ kích thước các cấu kiện

2.1.3.1 Sơ bộ tiết diện vách lõi

Chiều dày của vách lõi được lựa chọn sơ bộ dựa vào chiều cao tòa nhà, số tầng, đồng

thời đảm bảo các điều quy định theo Điều 3.4.1 – TCXD 198:1997 Tổng diện tích mặt

cắt ngang của vách (lõi) cứng có thể được xác định theo công thức gần đúng như sau:

Trang 30

2.1.3.2 Sơ bộ chiều dày sàn

n s

ms: hệ số phụ thuộc vào sự làm việc của ô bản

Chọn chiều dày sàn, sàn vệ sinh: hs =150 (mm)

2.1.3.4 Sơ bộ tiết diện cột

− Công trình có mặt bằng tương đối đối xứng, do đó chỉ xác định tiết diện sơ bộ dựa trên cột có diện truyền tải sàn là lớn nhất của hai cột là cột giữa và cột biên

− Diện tích tiết diện cột sơ bộ chọn theo công thức:

Trang 31

bao gồm tải trọng thường xuyên và tạm thời trên bản sàn, trọng lượng dầm, tường, cột đem tính ra phân bố đều trên sàn Với nhà văn phòng, khu thương mại chọn q =

1 T/m2

+ Fs: diện tích mặt sàn truyền tải trọng lên cột đang xét (m2)

+ ms: số sàn phía trên tiết diện đang xét (kể cả mái)

+ k = 1.2 ÷ 1.5: hệ số xét đến ảnh hưởng của mô men uốn, hàm lượng cốt thép, độ mảnh cột Cột giữa nhà chọn k = 1.1; cột biên chọn k = 1.3

+ Rb: cường độ chịu nén tính toán của bê tông: Rb = 14.5 (MPa) = 1450 (T/m2)

+ Dựa vào mặt bằng công trình, ta chia thành 2 nhóm cột: cột biên và cột giữa

Chọn cột biên 1B, 3B và cột giữa 2B để sơ bộ và bố trí cột cho toàn nhà

Hình 2-2 Diện tích truyền tải lên cột biên và cột giữa

− Việc thay đổi tiết diện cột cần tuân theo nguyên tắc sau (2.5.4 – TCVN 198:1997):

+ Độ cứng và cường độ của kết cấu nhà cao tầng theo phương đứng cần được thiết

kế đều hoặc thay đổi giảm dần lên phía trên, tránh thay đổi đột ngột

+ Độ cứng của kết cấu ở tầng trên không nhỏ hơn 70% độ cứng của kết cấu ở tầng dưới kề nó Nếu 3 tầng giảm độ cứng liên tục thì tổng mức giảm không vượt quá

Att

(m2)

Tiết diện chọn

b (mm)

h (mm)

Achon (m2) Mái 43.96 1 1 43.96 1.3 0.04 - - -

B 1

Trang 32

Att

(m2)

b (mm)

h (mm)

Achon (m2) Mái 58.86 1 1 58.86 1.1 0.04 - - -

Trang 33

Bảng 2-4 Sơ bộ tiết diện cột biên 3B

Tầng Fs

(m2)

q (T/m2) ms Ni(T) k

Att

(m2)

b (mm)

h (mm)

Achon (m2) Mái 35.02 1 1 35.02 1.3 0.03 - - -

b (mm) h (mm) b (mm) h (mm) b (mm) h (mm)

2.2 TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN CÔNG TRÌNH

Bảng 2-6 Các loại tải trọng tác dụng lên công trình

Loại tải trọng Ý nghĩa

SW (DEAD) Trọng lượng bản thân kết cấu

SDL (SUPER DEAD) Trọng lượng bản thân các lớp hoàn thiện (kể cả trọng

lượng tường)

LL (LIVE) Hoạt tải

WX(WIND) Tải trọng gió tĩnh và gió động theo phương X

WY (WIND) Tải trọng gió tĩnh và gió động theo phương Y

Trang 34

n : hệ số tin cậy của lớp thứ i

Chú ý: Để đơn giản cho việc nhập tải và tổ hợp tải trọng trong mô hình, sinh viên quy đổi các lớp cấu tạo về cùng một hệ số vượt tải

Tải trọng tiêu chuẩn (kG/m2)

Hệ

số vượt tải

Tải trọng tính toán (kG/m2)

Tải trọng tiêu chuẩn đã quy về cùng hệ số vượt tải 1.1 (kG/m2)

Trang 35

Hệ

số vượt tải

Tổng tải (có sàn bê tông cốt thép) 601.3 546.6

Tải trọng sân thượng, sàn mái và ban công

Bảng 2-9 Tải trọng các lớp cấu tạo sàn sân thượng

SÀN THƯỢNG

Lớp cấu tạo sàn Chiều dày

(m)

Trọng lượng riêng (kG/m3)

Hệ

số vượt tải

Trang 36

Bảng 2-10 Tải trọng các lớp cấu tạo sàn mái

SÀN MÁI

(m)

Hệ

số vượt tải

Tải trọng tiêu chuẩn đã quy về cùng hệ số vượt tải 1.1 (kG/m2) Lớp vữa lót 0.02 1800 36 1.3 46.80 42.55

Tổng tải (có sàn bê tông cốt thép) 567.6 516.0

Bảng 2-11 Tải trọng các lớp cấu tạo sàn ban công

SÀN BAN CÔNG

(m)

Hệ

số vượt tải

− Tải tường (hoặc kính) tác dụng lên dầm, được xác định theo công thức:

tc

t (k ) t (k ) t (k ) t (k )

q =   h và qttt (k ) =  n t (k ) t (k )ht (k )

Trang 37

h : chiều cao tường (hoặc kính)

n : hệ số vượt tải, lấy theo TCVN 2737:1995

Bảng 2-12 Tải trọng kính cường lực

Loại kính

Hệ số vượt tải

Chiều cao tầng (m)

Tải trọng tiêu chuẩn (kG/m)

Tải trọng tính toán (kG/m)

Chiều cao tầng (m)

Chiều cao dầm (m)

Chiều cao tường (m)

Tải trọng tiêu chuẩn (kG/m)

Tải trọng tính toán (kG/m)

Tải trọng tiêu chuẩn đã quy về cùng hệ số vượt

tải 1.1 (kG/m)

100 1800 1.2

Lan can, tay vịn

Trọng lượng lan can tay vịn: tc

g =0.03 (T / m)

Trang 38

Trọng lượng cầu thang, bể nước

Trong mô hình khung 3D, để đơn giản trong quá trình tạo mô hình, không mô hình cầu thang bộ và bể nước vào khung, ta lấy các phản lực tại các vị trí mà hai cấu kiện này liên kết với khung để nhập vào mô hình

Tải trọng cầu thang và bể nước nhập vào mô hình, ta khai báo loại tải trọng dưới dạng SDL

- Tải trọng cầu thang:

Ta quy đổi tải trọng của toàn bộ kết cấu cầu thang thành tải phân bố trên ô sàn lỗ thang (tại ô cầu thang, ta sẽ vẽ cả sàn cho ô cầu thang, sau đó ta gáng tải quy đổi từ trọng lượng cầu thang lên ô sàn đó) Thông thường lấy gthang = 0.2 (T/m2)

Hình 2-3 Quy đổi tải trọng cầu thang

Trang 39

Hoạt tải

Các giá trị hoạt tải tiêu chuẩn được lấy từ Bảng 3 - TCVN 2737:1995

Hệ số vượt tải lấy theo Mục 4.3.3 - TCVN 2737:1995

Hệ số vượt tải (n)

Trang 40

2.3 LẬP MÔ HÌNH VÀ XÁC ĐỊNH TẦN SỐ DAO ĐỘNG RIÊNG

Mô hình không gian

Hình 2-5 Mô hình công trình bằng ETABS

Bài toán động

− Điểm khác nhau giữa bài toán động với bài toán tĩnh:

Tải trọng động thay đổi theo thời gian về độ lớn, phương, chiều và điểm dặt lên công trình dẫn đến sự thay đổi về ứng xử của công trình Vì vậy kết quả phân tích các giá

trị cần biết của kết cấu về nội lực và chuyển vị là những giá trị có hàm theo biến thời gian

Vì kết cấu có khối lượng nên khi chuyển động có gia tốc sẽ phát sinh lực quán tính

Do đó phải kể đến lực quán tính trong phương trình tính toán

Các giả thuyết khi tính bài toán động

− Sàn tuyệt đối cứng trong mặt phẳng của nó

− Khối lượng toàn bộ của một tầng được tập trung tại một điểm và đặt tại cao trình sàn

Tiêu đề	Tòa Nhà Văn Phòng VTHT
Tác giả	Nguyễn Văn Tiến
Người hướng dẫn	TS. Lê Hoàng An
Trường học	Trường Đại học Giao Thông Vận Tải TP.HCM
Chuyên ngành	Xây Dựng Dân Dụng và Công Nghiệp
Thể loại	Đồ án tốt nghiệp kỹ sư xây dựng
Năm xuất bản	2021
Thành phố	TP. Hồ Chí Minh

Định dạng
Số trang	261
Dung lượng	6,31 MB