TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI TP HỒ CHÍ MINH THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ ĐỀ TÀI ANALA TOWER Ngành KỸ THUẬT XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH GIAO THÔNG Chuyên ngành XÂY DỰNG DÂN DỤNG VÀ CÔNG NGHIỆP Giáo[.]
Trang 2SVTH: LÊ BẢO KHANH MSSV: 13H1160007 Trang 1
LỜI CẢM ƠN
Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến toàn thể thầy cô trường Đại Học Giao Thông Vận Tải Thành Phố Hồ Chí Minh, và đặc biệt là quý thầy cô khoa Kỹ Thuật Xây Dựng Cảm ơn quý thầy cô, đã hết lòng dạy dỗ, truyền đạt cho em những kiến thức quý báu trong suốt quá trình học tập và rèn luyện tại trường, tạo điều kiện cho em tiếp xúc với thực tế để rút ngắn khoảng cách của lý thuyết và thực tiễn, ngày càng nâng cao kiến thức và kỹ năng chuyên môn Đó là tài sản quý giá nhất, là hành trang để em bước vào đời, xây dựng tương lai
Em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc nhất đến ThS MAI NGUYỄN QUẾ THANH, người
cô đã tận tình chỉ bảo và hướng dẫn em trong suốt quá trình làm đồ án tốt nghiệp Cô
đã định hướng cho em cách nhìn nhận vấn đề, đặt nghi vấn, và tìm hướng giải quyết vấn đề Sự nghiêm túc, sự độc lập cao, tỉ mỉ, nhìn nhận vấn đề theo nhiều khía cạnh…
là những gì em học được từ Cô, Cô không những truyền đạt kiến thức mà còn có kỹ năng trong công việc, giúp em vững vàng hơn trước những khó khăn trong cuộc sống, điều này thực sự quý báu Một lần nữa, em xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất đến Cô
Cuối cùng, em xin gửi lời cảm ơn đến gia đình, người thân, bạn bè luôn bên cạnh động viên, hỗ trợ về mặt tinh thần để giúp chúng em vượt qua những khó khăn và hoàn thành tốt đồ án tốt nghiệp
Do thời gian có hạn và kiến thức còn hạn chế nên chắc chắn không tránh khỏi thiếu sót trong quá trình thực hiện đồ án Em mong nhận được những lời phê bình và chỉ bảo
từ quý Thầy cô và các bạn, để bản thân ngày càng hoàn thiện hơn Em xin cảm ơn!
TP Hồ Chí Minh, ngày 05 tháng 06 năm 2018
Lê Bảo Khanh
Trang 3SVTH: LÊ BẢO KHANH MSSV: 13H1160007 Trang 2
DANH SÁCH CÁC BẢNG
Bảng 2-1 Sơ bộ tiết diện vách và cột 20
Bảng 2-2 Phương án thay đổi tiết diện vách 21
Bảng 3-1 Tải trọng sàn phòng ngủ, phòng khách và phòng ăn 24
Bảng 3-2 Tải trọng sàn hành lang 24
Bảng 3-3 Tải trọng sàn vệ sinh 24
Bảng 3-4 Tải trọng sàn nhà xe 25
Bảng 3-5 Tải trọng sảnh hành lang thang máy 25
Bảng 3-6 Tải trọng sàn phòng kĩ thuật 26
Bảng 3-7 Tải trọng sàn cầu thang bộ 26
Bảng 3-8 Tải trọng ram dốc 26
Bảng 3-9 Tải trọng bể nước 27
Bảng 3-10 Tải trọng sàn cửa hàng 27
Bảng 3-11 Tải trọng sàn nhà trẻ, thương mại 27
Bảng 3-12 Tải trọng sàn hành lang, sảnh chung 28
Bảng 3-13 Tải trọng sàn vệ sinh chung 28
Bảng 3-14 Tải trọng sàn phòng kĩ thuật 28
Bảng 3-15 Tải trọng sàn cầu thang bộ 29
Bảng 3-16 Tải trọng sàn mái 29
Bảng 3-17 Thành phần tĩnh của tải trọng gió 30
Bảng 3-18 Tần số dao động của công trình 32
Bảng 3-19 Kết quả tính toán thành phần động của tải trọng gió khi chỉ kể đến ảnh hưởng của xung vận tốc gió 33
Bảng 3-20 Các hệ số tính toán tải trọng gió động 35
Bảng 3-21 Thành phần động của tải trọng gió đơn vị 36
Bảng 3-22 Thành phần động của tải trọng gió 37
Bảng 3-23 Tổng hợp tải trọng gió tác dụng lên công trình 37
Bảng 3-24 Chú giải các trường hợp kí hiệu tải 38
Bảng 3-25.Bảng tổng hợp tổ hợp tải trọng 39
Bảng 3-26 Bảng kiểm tra chuyển vị đỉnh công trình 40
Bảng 3-27 Bảng kiểm tra chuyển vị tương đối do tải trọng gió 42
Bảng 4-1 Tĩnh tải tác dụng lên bản nghiêng cầu thang 48
Bảng 4-2 Tĩnh tải tác dụng lên bản chiếu nghỉ 48
Bảng 4-3 Tĩnh tải tác dụng lên bản chiếu nghỉ 51
Bảng 5-1 Bảng kiểm tra ứng suất ở giai đoạn transfer 72
Bảng 5-2 Bảng kiểm tra ứng suất ở giai đoạn service 72
Trang 4SVTH: LÊ BẢO KHANH MSSV: 13H1160007 Trang 3
Bảng 5-3 Bảng kiểm tra khả năng chọc thủng 83
Bảng 6-1 Bảng tính toán cốt thép dầm 91
Bảng 6-2 Bảng tính toán cốt thép cột 102
Bảng 7-1 Bảng thống kê số liệu địa chất 110
Bảng 7-2 Bảng tính toán cốt thép cọc 111
Bảng 7-3 Thông số tiết diện cọc D600 111
Bảng 7-4 Thông số tiết diện cọc D1000 112
Bảng 7-5 Thông số tính toán cọc khoan nhồi D600 112
Bảng 7-6 Thông số tính toán cọc khoan nhồi D1000 (móng M2) 112
Bảng 7-7 Thông số tính toán cọc khoan nhồi D1000 (móng M3) 112
Bảng 7-8 Hệ số nền k của các lớp đất mà cọc đi qua 114
Bảng 7-9 Hệ số nền k của các lớp đất mà cọc đi qua 115
Bảng 7-10 Hệ số nền k của các lớp đất mà cọc đi qua 116
Bảng 7-11 Bảng tính sức kháng bên của cọc theo chỉ tiêu cơ lý cọc D800 119
Bảng 7-12 Bảng tính sức kháng bên của cọc theo chỉ tiêu cơ lý cọc D1000 (M2) 120
Bảng 7-13 Bảng tính sức kháng bên của cọc theo chỉ tiêu cơ lý cọc D1000 (M3) 123
Bảng 7-14 Bảng tính sức kháng bên của cọc theo chỉ cường độ 125
Bảng 7-15 Bảng tính sức kháng bên của cọc theo chỉ cường độ 126
Bảng 7-16 Bảng tính sức kháng bên của cọc theo chỉ cường độ 127
Bảng 7-17 Bảng tính sức kháng bên của cọc theo chỉ tiêu SPT 129
Bảng 7-18 Bảng tính sức kháng bên của cọc theo chỉ tiêu SPT 130
Bảng 7-19 Bảng tính sức kháng bên của cọc theo chỉ tiêu SPT 130
Bảng 7-20 Bảng tính tổng hợp sức chịu tải của cọc 132
Bảng 7-21 Bảng tính tổng hợp sức chịu tải thiết kế của cọc trong các nhóm cọc 132
Bảng 7-22 Bảng tính tổng hợp sức chịu tải của cọc móng (M2) 132
Bảng 7-23 Bảng tính tổng hợp sức chịu tải thiết kế của cọc trong các nhóm cọc móng (M2) 133
Bảng 7-24 Bảng tính tổng hợp sức chịu tải của cọc móng (M3) 133
Bảng 7-25 Bảng tính tổng hợp sức chịu tải thiết kế của cọc trong các nhóm cọc móng (M3) 133
Bảng 7-26 Bảng tải trọng tính toán và tải trọng tiêu chuẩn tại chân vách (M2) 135
Bảng 7-27 Bảng tải trọng tính toán quy về đáy đài (M2) 135
Bảng 7-28 Bảng tính toán tb 137
Bảng 7-29 Kích thước móng khối quy ước móng (M2) 140
Bảng 7-30 Đặc trưng hình học móng khối quy ước móng (M2) 141
Bảng 7-31 Bảng tải trọng quy về đáy khối móng quy ước móng (M2) 141
Trang 5SVTH: LÊ BẢO KHANH MSSV: 13H1160007 Trang 4
Bảng 7-32.Bảng tính toán h'II 141
Bảng 7-33 Sức chịu tải của đất nền theo TTGH 2 142
Bảng 7-34 Ứng suất dưới đất tại đáy móng khối quy ước 142
Bảng 7-35 Bảng hệ số nén lún 143
Bảng 7-36 Bảng tính toán lún cho móng khối quy ước 144
Bảng 7-37 Bảng kết quả tính toán thép cho móng M2 147
Bảng 7-38 Bảng tải trọng tính toán và tải trọng tiêu chuẩn tại chân vách (M3) 152
Bảng 7-39 Bảng tải trọng tính toán quy về đáy đài (M3) 153
Bảng 7-40 Bảng tính toán tb 155
Bảng 7-41 Kích thước móng khối quy ước 156
Bảng 7-42 Đặc trưng hình học móng khối quy ước 156
Bảng 7-43 Bảng tải trọng quy về đáy khối móng quy ước 157
Bảng 7-44.Bảng tính toán h'II 157
Bảng 7-45 Sức chịu tải của đất nền theo TTGH 2 157
Bảng 7-46 Ứng suất dưới đất tại đáy móng khối quy ước 158
Bảng 7-47 Bảng kết quả tính toán cho lún móng cọc bè 159
Bảng 7-48 Bảng kết quả tính toán thép cho móng M3 162
Bảng 7-49 Bảng tải trọng tính toán và tải trọng tiêu chuẩn lên móng M1 167
Bảng 7-50 Bảng tải trọng tính toán quy về đáy đài (M3) 167
Bảng 7-51 Bảng tính toán tb 169
Bảng 7-52 Kích thước móng khối quy ước 169
Bảng 7-53 Đặc trưng hình học móng khối quy ước 169
Bảng 7-54 Bảng tải trọng quy về đáy khối móng quy ước 170
Bảng 7-55.Bảng tính toán h'II 170
Bảng 7-56 Sức chịu tải của đất nền theo TTGH 2 170
Bảng 7-57 Ứng suất dưới đất tại đáy móng khối quy ước 171
Bảng 7-58 Bảng kết quả thí nghiệm nén lún ở độ sâu 55m 171
Bảng 7-59 Bảng tính toán lún cho móng khối quy ước 172
Bảng 7-60 Bảng thông số đặc trưng tiết diện cọc khoan nhồi 178
Bảng 7-61 Bảng giá trị Ngh và Mgh 178
Bảng 8-1 Bảng tổng hợp các thông số đầu vào mô hình Plaxis 182
Bảng 8-2 Trình tự mô phỏng mặt cắt A-A trong Plaxis 188
Bảng 8-3 Bản tính cốt thép tường mặt ngoài 197
Bảng 8-4 Bản tính cốt thép tường mặt trong 197
Trang 6SVTH: LÊ BẢO KHANH MSSV: 13H1160007 Trang 5
DANH SÁCH CÁC HÌNH
Hình 1-1 Mặt bằng dầm sàn tầng điển hình 13
Hình 1-2 Mặt bằng dầm sàn tầng điển hình 13
Hình 1-3 Mặt bằng sàn tầng điển hình 14
Hình 1-4 Mặt đứng công trình 15
Hình 2-1 Mặt bằng dầm sàn tầng điển hình 19
Hình 2-2 Mặt bằng vách tầng điển hình 21
Hình 2-3 Mặt bằng vách, cột hầm điển hình 22
Hình 2-4 Mặt bằng dầm sàn hầm điển hình 23
Hình 3-1 Đồ thị để xác định hệ số động lực ξ 34
Hình 4-1 Mặt bằng kiến trúc cầu thang bộ 46
Hình 4-2 Mặt bằng kết cấu cầu thang bộ 46
Hình 4-3 Mặt cắt đứng cầu thang bộ 47
Hình 4-4 Chi tiết bậc thang bản thang 47
Hình 4-5 Sơ đồ tính toán bản thang 50
Hình 4-6 Biểu đồ nội lực bản thang 50
Hình 4-7 Phản lực tại các gối 51
Hình 4-8 Biểu đồ moment dầm chiếu tới 52
Hình 5-1 Sự làm việc của bê tông ứng suất trước 53
Hình 5-2 Kích thủy lực 55
Hình 5-3 Đầu neo sống 55
Hình 5-4 Đầu neo chết 56
Hình 5-5 Kích thước ống gen 58
Hình 5-6 Quỹ đạo cáp “reverse parapol” 60
Hình 5-7 Hệ số từ biến 62
Hình 5-8 Biến dạng do co ngót sh 62
Hình 5-9 Giá trị Veff 66
Hình 5-10 Dải sàn tính toán 67
Hình 5-11 Mặt cắt sàn 67
Hình 5-12 Tiêu chuẩn thiết kế và các ứng suất cho phép 73
Hình 5-13 Tiêu chuẩn thiết kế và các ứng suất cho phép 73
Hình 5-14 Mô hình 3D trong Adapt-buider 74
Hình 5-15 Các dải và các đường Support line theo phương X 74
Hình 5-16 Các dải và các đường Support line theo phương Y 75
Hình 5-17 Dead load 75
Hình 5-18 Live load 76
Trang 7SVTH: LÊ BẢO KHANH MSSV: 13H1160007 Trang 6
Hình 5-19 Cáp theo phương X 76
Hình 5-20 Cáp theo phương Y 77
Hình 5-21 Độ võng dài hạn 78
Hình 5-22 Kiểm tra ứng suất nén ban đầu 78
Hình 5-23 Kiểm tra ứng suất thớ trên tại thời điểm truyền lực trước 79
Hình 5-24 Kiểm tra ứng suất thớ dưới tại thời điểm truyền lực trước 79
Hình 5-25 Kiểm tra ứng suất thớ trên tại thời điểm sử dụng 80
Hình 5-26 Kiểm tra ứng suất thớ dưới tại thời điểm sử dụng 80
Hình 5-27 Thép gia cường sàn dự ứng lực 81
Hình 5-28 Mặt bằng kết cấu 81
Hình 5-29 Tổng lực cắt từ sàn truyền vào vách 82
Hình 6-1 Xây dựng mô hình công trình bằng phần mềm Etabs V16.2.0 87
Hình 6-3 Dạng biểu đồ moment dầm khung trục 3 ứng với tổ hợp bao EUW (kN.m) 88 Hình 6-4 Dạng biểu đồ lực cắt dầm khung trục 4 ứng với tổ hợp bao EUW (kN.m) 89
Hình 6-6 Mặt bằng vách trong mô hình Etabs 103
Hình 6-7 Biểu đồ lực dọc trong vách 104
Hình 6-8 Mặt bằng đứng vách và phân phối nội lực 105
Hình 6-9 Sơ đồ phương pháp phần tử biên chịu moment 106
Hình 7-1 Quy ước phương và chiều của lực 134
Hình 7-2 Bố trí cọc và kích thước móng M2 136
Hình 7-3 Kết quả phân tích phản lực đầu cọc 137
Hình 7-4 Móng khối quy ước 138
Hình 7-5 Biểu đồ kết quả thí nghiệm nén lún 143
Hình 7-6 Sơ đồ tính toán nén thửng cấu kiện bê tông cốt thép 145
Hình 7-7 Sơ đồ tháp chọc thủng của móng M2 145
Hình 7-8 Biểu đồ moment theo phương X móng M2 146
Hình 7-9 Biểu đồ moment theo phương Y 146
Hình 7-10 Sơ đồ tính cọc chịu tải trọng ngang 148
Hình 7-11 Mô hình cọc đơn trong SAP 2000 148
Hình 7-12 Biểu đồ moment (kN/m), lực cắt (kN), và phản lực lò xo (kN) 149
Hình 7-13 Biểu đồ tương tắc của cột tiết diện tròn 150
Hình 7-14 Monent uốn quanh thân cọc 151
Hình 7-15 Bố trí cọc và kích thước móng M3 154
Hình 7-16 Kết quả phân tích phản lực đầu cọc 154
Hình 7-17 Kích thước khối móng quy ước 155
Hình 7-18 Sơ đồ tháp chọc thủng của móng M3 161
Trang 8SVTH: LÊ BẢO KHANH MSSV: 13H1160007 Trang 7
Hình 7-19 Biểu đồ moment theo phương X móng M3 162
Hình 7-20 Biểu đồ moment theo phương Y móng M3 162
Hình 7-21 Mô hình cọc đơn trong SAP 2000 163
Hình 7-22 Biểu đồ moment (kN/m), lực cắt (kN), và phản lực lò xo (kN) 163
Hình 7-23 Biểu đồ tương tắc của cột tiết diện tròn 164
Hình 7-24 Monent uốn quanh thân cọc 166
Hình 7-25 Bố trí cọc và kích thước móng M1 168
Hình 7-26 Kích thước khối móng quy ước 168
Hình 7-27 Biểu đồ kết quả thí nghiệm nén lún 172
Hình 7-28 Sơ đồ tháp chọc thủng của móng M1 173
Hình 7-29 Mô hình cọc đơn trong SAP 2000 174
Hình 7-30 Biểu đồ moment (kN/m), lực cắt (kN), và phản lực lò xo (kN) 174
Hình 7-31 Mô hình cọc đơn trong SAP 2000 175
Hình 7-32 Biểu đồ moment (kN/m), lực cắt (kN), và phản lực lò xo (kN) 175
Hình 7-33 Sơ đồ ứng suất tính toán 177
Hình 7-34 Xác định vùng bê tông chịu nén theo phương pháp phân tích 177
Hình 7-35 Biểu đồ tương tác kiểm tra khả năng chịu lực của cọc 179
Hình 7-36 Monent uốn quanh thân cọc 180
Hình 8-1 Các thông số đầu vào của tường vây nhập trong phần mềm Plaxis 184
Hình 8-2 Các thông số đầu vào của hệ Shoring nhập trong phần mềm Plaxis 184
Hình 8-3 Mặt bằng tường vây và sàn hầm 185
Hình 8-4 Cách xác định biên bài toán 186
Hình 8-5 Biên bài toán ở mặt cắt A-A 186
Hình 8-6 Trình tự thi công được mô phỏng trong Plaxis 187
Hình 8-7 Mặt cắt A-A mô phỏng trong phần mềm Plaxis 187
Hình 8-8 Hệ số ổn định tổng thể Msf mặt cắt A-A 196
Hình 8-9 Biểu đồ bao moment 196
Hình 8-10 Biểu đồ bao lực cắt 198
Trang 9SVTH: LÊ BẢO KHANH MSSV: 13H1160007 Trang 8
PHỤ LỤC
KIẾN TRÚC 13
1.1 GIỚI THIỆU VỀ CÔNG TRÌNH 13
1.1.1 Tổng quan về công trình 13
1.1.2 Tiện ích dự án 13
1.1.3 Quy mô dự án 14
1.2 GIẢI PHÁP VỀ KIẾN TRÚC 14
1.2.1 Bố cục công trình 14
1.2.2 Hệ thống giao thông 15
1.2.3 Hệ thống chiếu sáng 15
1.2.4 Hệ thống cấp nước 16
1.2.5 Hệ thống thoát nước 16
1.2.6 Hệ thống thông gió và chiếu sáng 16
1.2.7 Hệ thống phòng cháy chữa cháy 16
1.2.8 Hệ thống thoát rác 16
PHÂN TÍCH VÀ LỰC CHỌN GIẢI PHÁP KẾT CẤU 17
2.1 LỰC CHỌN GIẢI PHÁP KẾT CẤU 17
2.1.1 Hệ kết cấu theo phương đứng 17
2.1.2 Hệ kết cấu theo phương ngang: 17
2.2 GIẢI PHÁP VẬT LIỆU 18
2.2.1 Bê tông 18
2.2.2 Cốt thép 18
2.3 XÁC ĐỊNH SƠ BỘ TIẾT DIỆN 18
2.3.1 Sơ bộ tiết diện sàn-phương án sàn dự ứng lực tầng điển hình 18
2.3.2 Sơ bộ tiết diện dầm 19
2.3.3 Sơ bộ tiết diện vách 20
2.3.4 Sơ bộ tiết diện vách lõi thang máy 21
TẢI TRỌNG VÀ TÁC ĐỘNG 24
3.1 TĨNH TẢI VÀ HOẠT TẢI 24
3.1.1 Trọng lượng bản thân kết cấu 24
3.1.2 Trọng lượng bản thân kết cấu, các lớp hoàn thiện và hoạt tải 24
3.2 TẢI TRỌNG GIÓ 29
3.2.1 Thành phần tĩnh của tải trọng gió 30
3.2.2 Thành phần động của tải trọng gió 31
3.3 CÁC TỔ HỢP TẢI TRỌNG TRONG ETABS 38
3.4 KIỂM TRA CHUYỂN VỊ TƯƠNG ĐỐI GIỮA CÁC TẦNG 39
Trang 10SVTH: LÊ BẢO KHANH MSSV: 13H1160007 Trang 9
3.4.1 Kiểm tra chuyển vị ngang của đỉnh công trình 39
3.4.2 Kiểm tra chuyển vị ngang tương đối giữa các tầng do tác dụng của tải trọng gió 42
THIẾT KẾ CẦU THANG 46
4.1 CẦU THANG 46
4.1.1 Kích thước và vật liệu sử dụng 46
4.1.2 Tải trọng tính toán 48
4.1.3 Tính toán bản thang 49
4.1.4 Tính toán dầm chiếu nghỉ 51
THIẾT KẾ SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH- PHƯƠNG ÁN SÀN DỰ ỨNG LỰC 53
5.1 TỔNG QUAN VỀ BÊ TÔNG ỨNG SUẤT TRƯỚC 53
5.1.1 Khái niệm 53
5.1.2 Ưu và nhược điểm của bê tông ứng suất trước 53
5.1.3 Các phương pháp gây ứng lực trước 54
5.1.4 Thiết bị căng và neo cáp 54
5.1.5 Các giai đoạn chịu tải của cấu kiện bê tông ứng lực trước 56
5.1.6 Các phương pháp phân tích kết cấu trong sàn 57
5.2 TIÊU CHUẨN THIẾT KẾ 57
5.3 CHƯƠNG TRÌNH PHẦN MỀM TÍNH TOÁN 57
5.4 CHỌN VẬT LIỆU SỬ DỤNG 57
5.4.1 Bê tông 57
5.4.2 Cốt thép thường 57
5.4.3 Cáp 58
5.4.4 Ống gen 58
5.5 TẢI TRỌNG VÀ TỔ HỢP TẢI TRỌNG 58
5.5.1 Tải trọng 58
5.6 XÁC ĐỊNH SƠ BỘ HÌNH DẠNG CÁP VÀ SỐ LƯỢNG CÁP 59
5.6.1 Độ võng cáp đặt trong sàn 59
5.6.2 Lực kéo căng trong cáp 60
5.6.3 Quỹ đạo cáp 60
5.6.4 Tính tổn hao ứng suất 60
5.7 TÍNH TOÁN THEO ĐIỀU KIỆN TRẠNG THÁI ĐỘ BỀN (ULS) 63
5.8 THỰC HIỆN TÍNH TOÁN CHO 1 DẢI SÀN 67
5.8.1 Xác định sơ bộ chiều dày sàn 67
5.8.2 Khung tính toán đặc trưng của tiết diện 67
Trang 11SVTH: LÊ BẢO KHANH MSSV: 13H1160007 Trang 10
5.8.3 Khung tính toán và đặc trưng tiết diện ngang 67
5.8.4 Xác định ứng suất căng ban đầu và ứng suất hữu hiệu 68
5.8.5 Xác định số lượng cáp 68
5.8.6 Vẽ các biểu đồ Moment và lực cắt 69
5.8.7 Kiểm tra ứng suất ở giai đoạn truyền ứng lực trước (transfer) 71
5.8.8 Kiểm tra ứng suất ở giai đoạn sử dụng (service) 72
5.9 XÂY DỰNG MÔ HÌNH SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH TRONG ADAPT-BUILDER 73
5.9.1 Lựa chọn tiêu chuẩn thiết kế và các điều kiện 73
5.9.2 Mặt bằng sàn thiết kế 73
5.9.3 Tạo dựng mô hình trong Adapt-buider 74
5.10 TÍNH TOÁN TRONG ADAPT-BUILDER 74
5.10.1 Chia cái dải (strips) để tính toán bằng các đường Support line 74
5.10.2 Tải trọng 75
5.10.3 Kiểm tra độ võng 77
5.10.4 Kiểm tra ứng suất 78
5.10.5 Thép gia cường 80
5.10.6 Tính toán ở trạng thái giới hạn độ bền (ULS) 81
5.10.7 Kiểm tra chọc thủng sàn 81
THIẾT KẾ KHUNG TRỤC 3 86
6.1 THIẾT KẾ DẦM KHUNG TRỤC 3 86
6.1.1 Một số yêu cầu về cấu tạo khi thiết kế 86
6.1.2 Mô hình tính toán: 86
6.1.3 Biểu đồ nội lực dầm 88
6.1.4 Lý thuyết tính toán thép dọc chịu lực 89
6.1.5 Tính toán thép dọc dầm 90
6.1.6 Tính toán thép đai cho theo TCVN 5574:2012 94
6.2 THIẾT KẾ CỘT KHUNG TRỤC 3 96
6.2.1 Mô hình tính toán 96
6.2.2 Một số yêu cầu về cấu tạo khi thiết kế côt 96
6.2.3 Phương pháp tính toán 97
6.2.4 Lý thuyết tính toán 97
6.2.5 Tính toán thép dọc cho cột 102
6.2.6 Tính thép đai cho cột 102
6.3 THIẾT KẾ VÁCH CHO KHUNG TRỤC 3 103
6.3.1 Mô hình tính toán 103
Trang 12SVTH: LÊ BẢO KHANH MSSV: 13H1160007 Trang 11
6.3.2 Một số yêu cầu về cấu tạo 105
6.3.3 Phương pháp tính toán 105
6.3.4 Lý thuyết tính toán 105
6.3.5 Tính toán thép đai cho vách 108
THIẾT KẾ MÓNG CỌC KHOAN NHỒI 109
7.1 GIỚI THIỆU 109
7.2 ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT 109
7.3 GIỚI THIỆU VỀ CỌC KHOAN NHỒI 110
7.3.1 Ưu điểm cọc khoan nhồi 111
7.3.2 Nhược điểm cọc khoan nhồi 111
7.4 THÔNG SỐ TÍNH TOÁN CỌC 111
7.4.1 Các thông số vật liệu 111
7.4.2 Các thông số về tiết diện 111
7.5 SỨC CHỊU TẢI CỌC KHOAN NHỒI 113
7.5.1 Sức chịu tải của cọc đơn theo vật liệu 113
7.5.2 Tính toán cụ thể cho cọc D600 114
7.5.3 Tính toán cụ thể cho cọc D1000 (móng M2) 115
7.5.4 Tính toán cụ thể cho cọc D1000 (móng M3) 116
7.5.5 Sức chịu tải của cọc đơn theo chỉ tiêu cơ lý của đất nền 117
7.5.6 Sức chịu tải của cọc theo cường độ đất nền 124
7.5.7 Sức chịu tải của cọc theo thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn SPT 128
7.5.8 Kết quả tính toán sức chịu tải của cọc 131
7.6 THIẾT KẾ MÓNG M2 133
7.6.1 Tải trọng tính toán 133
7.6.2 Số lượng cọc và bố trí cọc trong đài 135
7.6.3 Kiểm tra phản lực đầu cọc 136
7.6.4 Kiểm tra ổn định nền 137
7.6.5 Kiểm tra khả năng chống xuyên thủng đài 144
7.6.6 Tính cốt thép cho đài cọc 145
7.6.7 Kiểm tra cọc chịu tải trọng ngang 147
7.7 TÍNH TOÁN MÓNG LÕI THANG (M3) 152
7.7.1 Tải trọng tính toán 152
7.7.2 Số lượng cọc và bố trí cọc trong đài 153
7.7.3 Kiểm tra phản lực đầu cọc 154
7.7.4 Kiểm tra ổn định nền 155
7.7.5 Kiểm tra xuyên thủng từ vách xuống đài 160
Trang 13SVTH: LÊ BẢO KHANH MSSV: 13H1160007 Trang 12
7.7.6 Tính cốt thép cho đài cọc 161
7.7.7 Kiểm tra cọc chịu tải trọng ngang 162
7.8 TÍNH TOÁN MÓNG DƯỚI CỘT (M1) 167
7.8.1 Tải trọng tính toán 167
7.8.2 Số lượng cọc và bố trí cọc trong đài 167
7.8.3 Kiểm tra ổn định nền 168
7.8.4 Kiểm tra xuyên thủng từ vách xuống đài 173
7.8.5 Tính cốt thép cho đài cọc 173
7.8.6 Kiểm tra cọc chịu tải trọng ngang 173
THIẾT KẾ TƯỜNG VÂY 182
8.1 THÔNG SỐ ĐỊA CHẤT 182
8.2 TÍNH TOÁN TƯỜNG VÂY 183
8.2.1 Tường vây 183
8.2.2 Thông số hệ Sorting 184
8.2.3 Tải trọng ngoài 184
8.2.4 Xác định mặt cắt nguy hiểm nhất 184
8.2.5 Xác định biên bài toán 185
8.2.6 Trình tự thi công và mô phỏng bài toán trong Plaxis 186
8.2.7 Kết quả nội lực 192
8.2.8 Tính toán và bố trí thép cho tường vây 196
Trang 14SVTH: LÊ BẢO KHANH MSSV: 13H1160007 Trang 13
KIẾN TRÚC
1.1 GIỚI THIỆU VỀ CÔNG TRÌNH
1.1.1 Tổng quan về công trình
Tên dự án: ANALA TOWER
Vị trí dự án: tọa lạc tại số 280, phường 2, Bến Vân Đồn, quận 4, Tp.HCM
Chủ đầu tư: Công ty Cổ phần Xây dựng – thương mại Đất Phương Nam
Đơn vị thiết kế: Công ty Cổ phần Tập đoàn Xây dựng Hòa Bình
Trang 15SVTH: LÊ BẢO KHANH MSSV: 13H1160007 Trang 14
1.1.3 Quy mô dự án
Quy mô dự án bao gồm 3 tầng hầm và 21 tầng cao:
Tầng hầm: bố trí bãi đỗ xe., phòng kỹ thuật
Công trình gồm 3 tầng hầm, 21 tầng cao và 1 tầng mái
Tầng hầm công trình có chiều cao 3m Tầng trệt có chiều cao 4.4m, và tầng điển
hình có chiều cao 3.3m và mái là 2m Tổng chiều cao công trình là 69.1 m
Trang 16SVTH: LÊ BẢO KHANH MSSV: 13H1160007 Trang 15
Giao thông ngang
Giao thông ngang là hệ thống hành lang được bố trí giữa tòa nhà, giao thông thuận lợi và ngắn nhất
1.2.3 Hệ thống chiếu sáng
Trang 17SVTH: LÊ BẢO KHANH MSSV: 13H1160007 Trang 16
Hệ thống tiếp nhận điện từ hệ thống điện chung của khu đô thị vào nhà thông qua phòng máy điện Từ đây điện được dẫn đi khắp công trình thông qua mạng lưới điện nội bộ
Ngoài ra khi bị sự cố mất điện có thể dùng ngay máy phát điện dự phòng đặt ở tầng ngầm để phát cung cấp điện cho tòa nhà
1.2.4 Hệ thống cấp nước
Hệ thống cấp nước sinh hoạt: nguồn nước cung cấp cho công trình được đấu nối từ
hệ thống cấp nước chính của thành phố, được dẫn vào bể nước sinh hoạt ở tầng hầm thông qua hệ thống ống phân phối đáp ứng nhu cầu dùng nước cho sinh hoạt ở các tầng
1.2.5 Hệ thống thoát nước
Hệ thống thoát nước và xử lý nước thải sinh hoạt: hệ thống thoát nước thải được thiết kế cho tất cả các khu vệ sinh Có hai hệ thống thoát nước bẩn và hệ thống thoát phân Toàn bộ nước thải sinh hoạt 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 cống thoát nước bên ngoài của khu vực Các đường ống đi ngầm trong tường, trong hộp kỹ thuật, trong trần sau đó được xử lý và đưa vào hệ thống thoát nước chung của thành phố
1.2.6 Hệ thống thông gió và chiếu sáng
Bốn mặt của công trình đều có cửa sổ và ban công để thông gió chiếu sáng cho các phòng
1.2.7 Hệ thống phòng cháy chữa cháy
Công trình được trang bị hệ thống PCCC tự động, hoạt động 24/24
1.2.8 Hệ thống thoát rác
Rác thải ở mỗi tầng được đổ vào gen rác đưa xuống gian rác, gian rác được bố trí ở tầng hầm và có bộ phận đưa rác ra ngoài Gian rác được thiết kế kín đáo, kỹ càng để tránh làm bốc mùi gây ô nhiễm môi trường
Trang 18SVTH: LÊ BẢO KHANH MSSV: 13H1160007 Trang 17
PHÂN TÍCH VÀ LỰC CHỌN GIẢI PHÁP KẾT CẤU
2.1 LỰC CHỌN GIẢI PHÁP KẾT CẤU
2.1.1 Hệ kết cấu theo phương đứng
Trong thiết kế nhà cao tầng, hệ kết cấu theo phương đứng đóng vai trò quan trọng, quyết định gần như toàn bộ giải pháp kết cấu, hệ kết cấu theo phương đứng có vai trò:
- Cùng với hệ dầm sàn tạo hệ khung cứng, nâng đỡ các phần không chịu lực của công trình, tạo không gian bên trong đáp ứng nhu cầu sử dụng
- Tiếp nhận tải trọng ngang lên công trình như tải trọng gió, động đất
- Tiếp nhận tải trọng đứng như trọng lượng bản thân và hoạt tải sau đó truyền xuống móng vào nền đất
- Giúp giữ ổn định tổng thể cho công trình, hạn chế dao động, chuyển vị đỉnh công trình…
Có nhiều giải pháp kết cấu, tuy nhiên dựa vào mặt bằng kiến trúc và công năng sử dụng, có 2 đề xuất cho giải pháp kết cấu sau:
- Hệ khung + lõi cứng: là hệ dầm-cột liên kết với nhau và tận dụng lõi thang máy làm lõi cứng
Ưu điểm: tạo nhiều không gian sử dụng, linh hoạt trong việc chuyển đổi công năng sử dụng
Nhược điểm: độ cứng phương ngang thấp có thể gây ra chuyển vị đỉnh và chu kì dao động lớn Hệ kết cấu này chỉ thích hợp cho công trình dưới 20 tầng
- Hệ vách + lõi cứng: là hệ kết cấu theo phương ngang toàn vách
Ưu điểm: do hệ có độ cứng phương ngang vượt trội so với hệ khung nên sẽ giải quyết được vấn đề chuyển vị ngang cũng như ổn định công trình
Nhược điểm: không gian bị chiếm dụng do chiều dài vách lớn
Dựa vào công năng của công trình và bản vẽ kiến trúc, giải pháp được đề xuất là vách + lõi cứng bởi những lí do sau:
- Quy mô công trình lớn: gồm 22 tầng cao và 3 tầng hầm, chiều cao công trình
là 69.1m tính từ cao trình kết cấu nên yêu cầu độ cứng phương ngang của công trình phảo lớn, hệ thuần khung không đáp ứng được yêu cầu
- Công trình chủ yếu là căn hộ nên kích thước cột lớn sẽ chiếm dụng không gian sử dụng Hệ vách tuy dài như có thể bố trí tại các góc của công trình hoặc khoảng ngăn giữa các căn hộ Điều này vừa tiết kiệm không gian sử dụng, vừa đảm bảo tính thẩm mĩ cho công trình
2.1.2 Hệ kết cấu theo phương ngang:
Trong nhà cao tầng hệ kết cấu theo phương ngang (sàn) có vai trò:
Trang 19SVTH: LÊ BẢO KHANH MSSV: 13H1160007 Trang 18
- Tiếp nhận tải trọng thẳng đứng tác dụng lên sàn (tải trọng bản thân, hoạt tải, các thiết bị,…), truyền vào hệ chịu lực phương đứng để truyền xuống móng
và truyền xuất đất nền
- Đóng vai trò như một mảng cứng liên kết hệ kết cấu phương ngang để chúng làm việc đồng thời
Công trình thiết kế là chung cư có nhịp lớn nên dựa vào mặt kiến trúc và công năng
để quyết định lựa chọn phương án sàn là sàn Dự ứng lực căng sau
Kết luận:
- Phương án hệ chịu lực theo phương ngang là hệ vách kết hợp lõi cứng
- Phương án chịu lực theo phương đứng là hệ dầm và sàn dự ứng lực
2.2 GIẢI PHÁP VẬT LIỆU
Trong lĩnh lực xây dựng công trình hiện nay chủ yếu sử dụng vật liệu thép hoặc bê tông cốt thép với các lợi thế như dễ thi công, nguồn cung cấp dồi dào, giá thành hợp lý… Ngoài ra cón 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 nhiêu do công nghệ chế tạo còn mới và giá thành tương đối cao Do đó, vật liệu được sử dụng cho công trình là bê tông cốt thép
2.3 XÁC ĐỊNH SƠ BỘ TIẾT DIỆN
2.3.1 Sơ bộ tiết diện sàn-phương án sàn dự ứng lực tầng điển hình
Trang 20SVTH: LÊ BẢO KHANH MSSV: 13H1160007 Trang 19
Sàn khu vệ sinh giật cấp 50 (mm) so với sàn tầng
Khu vệ sinh tầng điển hình hs = 170 (mm)
Khu vệ sinh tầng hầm hs = 170 (mm)
2.3.2 Sơ bộ tiết diện dầm
Sơ bộ kích thước dầm theo công thức kinh nghiệm
s s
m
l D
Trang 21SVTH: LÊ BẢO KHANH MSSV: 13H1160007 Trang 20
Đối với dầm phụ tại vị trí ô cầu thang ta chọn: bxh=200x400 (mm)
Ngoài ra, còn có một số tiết diện dầm thay đổi để phụ hợp với kiến trúc (tại khu vực tầng hầm, nhà vệ sinh, lõi thang máy) sẽ được thể hiện rõ trong mặt bằng bố trí dầm sàn
2.3.3 Sơ bộ tiết diện vách
Tính toán diện tích sơ bộ tiết diện vách cứng cũng như tính sơ bộ tiết diện cột theo công thức:
(1.2 1.5)
b
N F R
Trong đó:
N: tổng nội lực tại chân cột N S q
q=11÷15 (kN/m2) - Tổng tải trọng truyền lên sàn Với công trình là chung cư lấy q=15 (kN/m2)
S- tổng diện tích sàn truyền vào vách, cột
Bảng 2-1 Sơ bộ tiết diện vách và cột
Phương án thay đổi tiết diện theo chiều cao
Càng lên cao diện tích truyền tải từ sàn vào vách, cột càng giảm Vì vậy ta phải thay đổi tiết diện cột sao cho hợp lí Việc thay đổi tiết diện phụ thuộc vào qui định về phân
bố độ cứng và cường độ theo phương đứng
Theo điều 2.5.4 TCVN 198:1997: độ cứng và cượng độ của kết cấu nhà cao tầng cần
được thiết kế đều hoặc thay đổi giảm dần lên phía trên, tránh thay đổi đột ngột Độ cứng của kết cấy tầng trên không nhỏ hơn 70% độ cứng của kết cấu ở tầng dưới nó Nếu 3 tầng giảm độ cứng liên tục thì tổng mức giảm không vượt quá 50%
Trang 22SVTH: LÊ BẢO KHANH MSSV: 13H1160007 Trang 21
Theo mục 3.4.1 TCXD 198:1997 độ dày của vách (B) không nhỏ hơn 150mm và
không nhỏ hơn 1/20 chiều cao tầng
Bảng 2-2 Phương án thay đổi tiết diện vách
2.3.4 Sơ bộ tiết diện vách lõi thang máy
Tiết diện vách lõi thang máy vách trục được lựa chọn theo yêu cầu của kiến trúc Vách lõi thang máy có 2 tiết diện W300 và W250 (mm)
Hình 2-2 Mặt bằng vách tầng điển hình
Trang 23SVTH: LÊ BẢO KHANH MSSV: 13H1160007 Trang 22
Hình 2-3 Mặt bằng vách, cột hầm điển hình
Trang 24SVTH: LÊ BẢO KHANH MSSV: 13H1160007 Trang 23
Hình 2-4 Mặt bằng dầm sàn hầm điển hình
Trang 25SVTH: LÊ BẢO KHANH MSSV: 13H1160007 Trang 24
TẢI TRỌNG VÀ TÁC ĐỘNG
3.1 TĨNH TẢI VÀ HOẠT TẢI
3.1.1 Trọng lượng bản thân kết cấu
Trọng lượng riêng tiêu chuẩn của bê tông cốt thép: 25kN/m3, với hệ số vượt tải n=1.1 (trọng lượng này do phần mềm Etabs 2016 tự tính toán)
3.1.2 Trọng lượng bản thân kết cấu, các lớp hoàn thiện và hoạt tải
Tĩnh tải và hoạt tải tầng điển hình
Bảng 3-1 Tải trọng sàn phòng ngủ, phòng khách và phòng ăn
Trọng lượng riêng
Chiều dày
Tĩnh tải tiêu chuẩn
Hệ
số vượt tải
Tĩnh tải tính toán
Bảng 3-2 Tải trọng sàn hành lang
STT Vật liệu
Trọng lượng riêng
Chiều dày
Tĩnh tải tiêu chuẩn
Hệ
số vượt tải
Tĩnh tải tính toán
4 Tường xây trên sàn 1.2 0
5 Tổng tĩnh tải hoàn thiện 1.42 1.776
Bảng 3-3 Tải trọng sàn vệ sinh
STT Vật liệu
Trọng lượng riêng
Chiều dày
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 (ETABS tự tính) 25 200 5 1.1 5.5
Trang 26SVTH: LÊ BẢO KHANH MSSV: 13H1160007 Trang 25
STT Vật liệu
Trọng lượng riêng
Chiều dày
Tĩnh tải tiêu chuẩn
Hệ số vượt tải
Tĩnh tải tính toán
0.1kN/m2 0.1 1.3 0.13
3 Hệ thống kỹ thuật 0.5 1.2 0.6
4 Tường xây trên sàn 1.7 1.2 2.04
5 Tổng tĩnh tải hoàn thiện 3.22 3.926
Chiều dày
Tĩnh tải tiêu chuẩn
Hệ số vượt tải
Tĩnh tải tính toán
4 Tường xây trên sàn 0 1.2 0
5 Tổng tĩnh tải hoàn thiện 0.84 0.834
Bảng 3-5 Tải trọng sảnh hành lang thang máy
STT Vật liệu
Trọng lượng riêng
Chiều dày
Tĩnh tải tiêu chuẩn
Hệ số vượt tải
Tĩnh tải tính toán
4 Tường xây trên sàn 0 1.2 0
5 Tổng tĩnh tải hoàn thiện 1.42 1.776
Trang 27SVTH: LÊ BẢO KHANH MSSV: 13H1160007 Trang 26
Bảng 3-6 Tải trọng sàn phòng kĩ thuật
STT Vật liệu
Trọng lượng riêng
Chiều dày
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 (ETABS tự tính) 25 200 5 1.1 5.5 Gạch Ceramic 20 10 0.2 1.3 Vữa lát nền 18 30 0.54 1.3 0.702 Vữa lát trần 18 10 0.18 1.3 0.234
2 Hệ thống kỹ thuật 0.5 1.2 0.6
3 Tường xây trên sàn 0 1.2 0
4 Tổng tĩnh tải hoàn thiện 1.22 1.536
Bảng 3-7 Tải trọng sàn cầu thang bộ
STT Vật liệu
Trọng lượng riêng
Chiều dày
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 (ETABS tự tính) 25 200 5 1.1 5.5
2 Các lớp hoàn thiện sàn và trần
Đá lát 23 20 0.46 1.2 0.552 Vữa lát nền 18 30 0.54 1.3 0.702 Vữa tô dạ cầu thang 20 15 0.3 1.3 0.39 Vữa lát trần 18 10 0.18 1.3 0.234
3 Hệ thống kỹ thuật 0.5 1.2 0.6
4 Tường xây trên sàn 0 1.2 0
5 Tổng tĩnh tải hoàn thiện 1.98 2.478
Bảng 3-8 Tải trọng ram dốc
STT Vật liệu
Trọng lượng riêng
Chiều dày
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 (ETABS tự tính) 25 200 5 1.1 5.5 Hoàn thiện 24 50 1.2 1.3 1.56 Vữa lát trần 18 10 0.18 1.3 0.234
3 Hệ thống kỹ thuật 0.5 1.2 0.6
4 Tường xây trên sàn 0 1.2 0
5 Tổng tĩnh tải hoàn thiện 1.88 2.394
Trang 28SVTH: LÊ BẢO KHANH MSSV: 13H1160007 Trang 27
Bảng 3-9 Tải trọng bể nước
STT Vật liệu
Trọng lượng riêng
Chiều dày
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 (ETABS tự tính) 25 200 5 1.1 5.5 Hoàn thiện 24 50 1.2 1.3 1.56 Chiều cao nước 3m 10 0 1.3 0
4 Tường xây trên sàn 0 1.2 0
5 Tổng tĩnh tải hoàn thiện 1.2 1.56
Tĩnh tải và hoạt tải tầng trệt
Bảng 3-10 Tải trọng sàn cửa hàng
STT Vật liệu
Trọng lượng riêng
Chiều dày
Tĩnh tải tiêu chuẩn
Hệ số vượt tải
Tĩnh tải tính toán
4 Tường xây trên sàn 0 1.2 0
5 Tổng tĩnh tải hoàn thiện 0.84 1.536
Bảng 3-11 Tải trọng sàn nhà trẻ, thương mại
STT Vật liệu
Trọng lượng riêng
Chiều dày
Tĩnh tải tiêu chuẩn
Hệ số vượt tải
Tĩnh tải tính toán
4 Tường xây trên sàn 1.7 1.2 2.04
5 Tổng tĩnh tải hoàn thiện 3.12 3.796
Trang 29SVTH: LÊ BẢO KHANH MSSV: 13H1160007 Trang 28
Bảng 3-12 Tải trọng sàn hành lang, sảnh chung
STT Vật liệu
Trọng lượng riêng
Chiều dày
Tĩnh tải tiêu chuẩn
Hệ số vượt tải
Tĩnh tải tính toán
4 Tường xây trên sàn 0 1.2 0
5 Tổng tĩnh tải hoàn thiện 1.42 1.776
Bảng 3-13 Tải trọng sàn vệ sinh chung
STT Vật liệu
Trọng lượng riêng
Chiều dày
Tĩnh tải tiêu chuẩn
Hệ số vượt tải
Tĩnh tải tính toán
4 Tường xây trên sàn 0.00 1.1 0.00
5 Tổng tĩnh tải hoàn thiện 1.04 1.30
6 Hoạt tải 1.50 1.2 1.80
Bảng 3-14 Tải trọng sàn phòng kĩ thuật
STT Vật liệu
Trọng lượng riêng
Chiều dày
Tĩnh tải tiêu chuẩn
Hệ số vượt tải
Tĩnh tải tính toán
4 Tường xây trên sàn 0 1.2 0
5 Tổng tĩnh tải hoàn thiện 1.22 1.536
Trang 30SVTH: LÊ BẢO KHANH MSSV: 13H1160007 Trang 29
Bảng 3-15 Tải trọng sàn cầu thang bộ
STT Vật liệu
Trọng lượng riêng
Chiều dày
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 (ETABS tự tính) 25 200 5 1.1 5.5
2 Các lớp hoàn thiện sàn và trần
Đá lát 23 20 0.46 1.2 0.552 Vữa lát nền 18 30 0.54 1.3 0.702 Vữa tô dạ cầu thang 20 15 0.3 1.3 0.39 Vữa lát trần 18 10 0.18 1.3 0.234
3 Hệ thống kỹ thuật 0.5 1.2 0.6
4 Tường xây trên sàn 0 1.2 0
5 Tổng tĩnh tải hoàn thiện 1.98 2.478
Tĩnh tải và hoạt tải sàn mái
Bảng 3-16 Tải trọng sàn mái
STT Vật liệu
Trọng lượng riêng
Chiều dày
Tĩnh tải tiêu chuẩn
Hệ số vượt tải
Tĩnh tải tính toán
4 Tường xây trên sàn 0 1.2 0
5 Tổng tĩnh tải hoàn thiện 0.92 1.156
6 Hoạt tải 1.5 1.3 1.95
Trọng lượng bản thân tường
Có 2 loại tường: tường ngăn dày 100mm và 200mm Ngoài ra còn có vách kính khung nhôm bao quanh toàn nhà
Trọng lượng bản thân tường đã bao gồm phần tô vữa
Tải trọng gió gồm hai thành phần: thành phần tĩnh và thành phần động
- Giá trị và phương tính toán của thành phần tĩnh của tải trọng gió được xác định
theo các điều khoản trong TCVN 2737:1995 Tiêu chuẩn tải trọng và tác động
Trang 31SVTH: LÊ BẢO KHANH MSSV: 13H1160007 Trang 30
- 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, được kể đến khi toán toán nhà cao tầng hơn 40m
- Thành phần tĩnh: áp lực gió tác động trung bình theo thời gian tác động lên công trình
- Thành phần động: là lực do xung của vận tốc gió và lực quán tính của công trình gây ra Giá trị của lực này được xác định trên cơ sở thành phần tĩnh của tải trọng gió nhân với các hệ số có kể đến ảnh hưởng của xung vận tốc gió và lực quán tính của công trình
3.2.1 Thành phần tĩnh của tải trọng gió
Công trình ANALA TOWER tọa lạc tại Quận 4, thành phố Hồ Chí Minh Dựa vào phụ lục E, TCVN2737:1995 ta xác định được công trình nằm trong vùng áp lực gió IIA
Công trình được xây dựng trong khu dân cư nên được xét vào dạng địa hình tương đối trống trải Theo điều 6.5 TCVN 2737:1995 ta xác định được khu vực xây dựng công trình thuộc dạng địa hình B
Giá trị tiêu chuẩn thành phần tĩnh của tải trọng gió Wj ở độ cao zj so với mốc chuẩn xác định theo công thức:
Wj = Wo.k(zj).c Trong đó:
W0: giá trị áp lực gió Được xác định theo điều 6.4 TCVN
2
j i tc
hj: chiều cao tầng phía dưới sàn thứ j
hi: chiều cao tầng phía trên sàn thứ j
B: bề rộng đón gió
Thành phần gió tĩnh được gán vào tâm hình học của công trình
Bảng 3-17 Thành phần tĩnh của tải trọng gió
STORY z j (m) k(z j ) W j
(kN/m 2 ) B x (m) B y (m) F x (kN) F y (kN)
MAI 69.1 1.41575 1.6451 14.4 8.6 14.1478 23.6894
Trang 32SVTH: LÊ BẢO KHANH MSSV: 13H1160007 Trang 31
3.2.2 Thành phần động của tải trọng gió
Công trình có H=69.1>40m, nên cần tính toán thành phần động của tải trọng gió, thành phần động được xác định theo các phương tương ứng với phương trình tính toán thành phần tĩnh của tải trọng gió
Thiết lập sơ đồ tính toán động lực:
- Sơ đồ tính toán được chọn là hệ thanh console có hữu hạn điểm tập trung khối lượng
- Chia công trình thành n phần sao cho mỗi phần có độ cứng và áp lực gió lên bề mặt coi như không đổi
- Vị trí các điểm khối lượng tương ứng với cao trình trọng tâm của các kết cấu truyền tải trọng ngang trong công trình, hoặc trọng tâm các kết cấu, các thiết bị cố định
- Giá trị khối lượng tập trung ở các mức trong sơ đồ tính toán bằng tổng giá trị khối lượng kết cấu chịu lực, bao che, trang trí, khối lượng các vật liệu chứa, các khối lượng khác Khi kể đến các khối lượng chất tạm thời trên công trình trong việc tính toán động lực tải trọng gió, cần đưa vào hệ số chiết giảm khối lượng đối với hoạt tải là 0.5 Khối lượng tham gia dao động là phần tĩnh tải cùng với hoạt tải nhân với hệ số 0.5
Trang 33SVTH: LÊ BẢO KHANH MSSV: 13H1160007 Trang 32
- Độ cứng thanh console lấy bằng độ cứng tương đương của công trình, có thể xác định độ cứng tương đương trên cơ sở tính toán sao cho sự dịch chuyển ở đỉnh công trình thực và ở đỉnh thanh console là bằng nhau khi tác dụng đỉnh công trình và đỉnh thanh console cùng một lực ngang
Chu kì, tần số giao động của công trình
Bảng 3-18 Tần số dao động của công trình
Phương
Tính toán
Theo điều 4.1 TCVN 229-1999, tần số dao động fL=1.3 (Hz)
Ta có f1 = 0.398 ˂ fL thì thành phần động của tải trọng gió phải kể đến cả xung vận
tốc gió và lực quán tính, theo điều 4.3 TCXD 229 – 1999 thì thành phần động của tải
trọng gió phải kể đến tác dụng của cả xung vận tốc gió và lực quán tính của công trình
Ta có f3 = 0.664 < fL = 1.3 < f4 = 1.49, theo điều 4.4 TCXD 229 – 1999, ta chỉ xét
đến 3 dạng dao động đầu tiên
Tuy nhiên, ta chỉ xét đến các dao động theo phương X và phương Y, bỏ qua dao động xoắn của công trình
Mode Period fi(Hz)
Trang 34SVTH: LÊ BẢO KHANH MSSV: 13H1160007 Trang 33
WFj: giá trị tiêu chuẩn thành phần động của tải trọng gió tác dụng lên phần thứ j của công trình, ứng với các dạng dao động khác nhau khi chỉ kể đến ảnh hưởng của xung vận tốc gió
Wj: giá trị tiêu chuẩn thành phần tĩnh của áp lực gió tác dụng lên
phần thứ j của công trình (được tính toán tại 3.2.1)
j: hệ số áp lực động của tải trọng gió, phụ thuộc vào độ cao ứng
với phần thứ j của công trình Được xác định theo bảng 3 TCXD
229 – 1999
Sj: diện tích đón gió của phần thứ j của công trình (m2)
- hệ số tương quan không gian áp lực động của tải trọng gió
Được xác định theo điều 4.2 TCXD 229 –1999
Gía trị cho dạng dao động đầu tiên, các dạng dao động sau lấy
Bảng 3-19 Kết quả tính toán thành phần động của tải trọng gió khi chỉ kể đến ảnh
hưởng của xung vận tốc gió
Trang 35SVTH: LÊ BẢO KHANH MSSV: 13H1160007 Trang 34
** Bảng trên, giá trị WFj (kN/m2) chưa nhân cho diện tích mặt đón gió
Thành phần động của tải trọng gió tác dụng lên công trình
Theo điều 4.5 TCXD 229 – 1999, giá trị tiêu chuẩn thành phần động của tải trọng
gió tác dụng lên phần thứ j, ứng với dạng giao động thứ i được xác định theo công
Với:
γ – hệ số độ tin cậy của tải trọng gió Xác định theo QCVN 02-2009
đối với công trình cấp II, niên hạn sử dụng 50-100 năm
γ = 1.2
W0: giá trị của áp lực gió, tính theo đơn vị N/m2 W0 = 830 (N/m2)
fi: tần số của dao động riêng thứ i
Hình 3-1 Đồ thị để xác định hệ số động lực ξ
** Đối với công trình bê tông cốt thép ta sử dụng đường cong 1
Trang 36SVTH: LÊ BẢO KHANH MSSV: 13H1160007 Trang 35
Ψi: hệ số được xác định bằng cách chia công trình bằng n phần, trong phạm vi mỗi phần, tải trọng gió có thể coi như là không đổi
Bảng 3-20 Các hệ số tính toán tải trọng gió động
y j1 W Fj1 y 2j1 M j y j1 W Fj y 2j1 M j
Trang 37SVTH: LÊ BẢO KHANH MSSV: 13H1160007 Trang 36
y j1 W Fj1 y 2j1 M j y j1 W Fj y 2j1 M j
Bảng 3-21 Thành phần động của tải trọng gió đơn vị
Trang 38SVTH: LÊ BẢO KHANH MSSV: 13H1160007 Trang 37
Bảng 3-22 Thành phần động của tải trọng gió
Trang 39SVTH: LÊ BẢO KHANH MSSV: 13H1160007 Trang 38
3.3 CÁC TỔ HỢP TẢI TRỌNG TRONG ETABS
Tổ hợp tải trọng xét đến 100% độ cứng của công trình
- Tổ hợp theo TCVN 2737:1995 về tổ hợp tải trọng cơ bản theo mục 2.4
TCVN 2737:1995
- Điều 2.4.2 TCVN 2737:1995: Tổ hợp tải trọng cơ bản có một tải trọng
tạm thời thì giá trị tải trọng tạm thời được lấy toàn bộ
- Điều 2.4.3 TCVN 2737:1995: Tổ hợp tải trọng cơ bản có từ hai tải trọng
tạm thời trở lên thì giá trị tải trọng tạm thời hoặc các nội lực tương ứng của chúng phải được nhân với hệ số tổ hợp như sau:
- Điều 2.4.3.1 TCVN 2737:1995: Tải trọng tạm thời dài hạn và tải trọng tạm thời ngắn hạn được nhân với hệ số 0.9
Bảng 3-24 Chú giải các trường hợp kí hiệu tải
Chú thích
SW Trọng lượng bản thân kết cấu
SDL Tải trọng tĩnh tải (bao gồm các lớp hoàn thiện)
LL Hoạt tải
WXT Gió tĩnh theo phương X WXD Gió động theo phương X WYT Gió tĩnh theo phương Y WYD Gió động theo phương Y
WX Tải trọng gió tổ hợp theo phương X
WY Tải trọng gió tổ hợp theo phương Y
Trang 40SVTH: LÊ BẢO KHANH MSSV: 13H1160007 Trang 39
Bảng 3-25.Bảng tổng hợp tổ hợp tải trọng
3.4 KIỂM TRA CHUYỂN VỊ TƯƠNG ĐỐI GIỮA CÁC TẦNG
3.4.1 Kiểm tra chuyển vị ngang của đỉnh công trình
Theo bảng C.4, TCVN 5574:2012, chuyển vị giới hạn theo phương ngang fu, theo yêu cầu cấu tạo đối với nhà nhiều tầng: