Thiết kế cao ốc văn phòng

 Tính toán theo trạng thái giới hạn I: sau khi đã xác định được các nội lực tính toán M, N, Q tại các tiết diện cấu kiện, tiến hành tính khả năng chịu lực của các tiết diện thẳng góc vớ

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

NGÀNH CNKT CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG

THIẾT KẾ CAO ỐC VĂN PHÒNG

TRẦN QUỐC VIỆT

GVHD: ThS NGUYỄN THANH TÚ SVTH:

SKL 0 0 8 3 4 8

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

BẢNG NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

Sin viên :TRẦN QUỐC VIỆT MSSV:1 1 9 1

Kh a :Xây Dựn

Ngàn :Xây Dựn Dân Dụn & Cô g Ng iệp

Tên đề ài :CAO ỐC VĂN PHÒNG

Họ và ên Giáo viên p ản biện : ThS.NGUYỄN THANH TÚ

NHẬN XÉT

1 Về nộid n đề ài& k ối ư n hực hiện:

2 Ưu điểm:

3 Kh yếtđiểm:

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

BẢNG NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN

Sin viên :TRẦN QUỐC VIỆT MSSV:1 1 9 1

Kh a :Xây Dựn

Ngàn :Xây Dựn Dân Dụn & Cô g Ng iệp

Tên đề ài :CAO ỐC VĂN PHÒNG

Họ và ên Giáo viên p ản biện : TS.CHÂU ĐÌNH THÀNH

CÂU HỎI

NHẬN XÉT

TP HCM, n ày… h n … năm 2 …

Giáo viên p ản biện

(Ký & g i rõ họ ên)

LỜI CẢM ƠN

Trước tiên, em kính lời cảm ơn quý Thầy (Cô) của trường Đại học Sư phạm Kỹ

thuật TP Hồ Chí Minh và khoa Xây Dựng đã tận tình giảng dạy, truyền đạt cho em

những kiến thức, kinh nghiệm vô cùng quý báu về chuyên ngành “Xây dựng dân dụng và

công nghiệp” Sau bốn năm học tập, em đã đươ ̣c tích lũy một vốn kiến thức cơ bản về xây

dựng và những lĩnh vực có liên quan

Em xin chân thành cảm ơn giáo viên hướng dẫn THS NGUYỄN THANH TÚ,

Thầy đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ chúng em suốt quá trình học tập và cả luận văn tốt nghiệp Qua đó, em lĩnh hội một cách rõ nét hơn về những hoạt động ngành xây dựng Kiến thức đươ ̣c học ở trường kết hợp với quá trình làm đồ án đã giúp em thu thập nhiều tri thức và tổng hợp những kiến thức đã học thành một khối Trong đồ án tốt nghiệp, ắ t sẽ còn nhiều thiếu sót không thể tránh khỏi do ha ̣n chế của bản thân Kính mong Thầy (Cô) chỉ

đa ̣o thêm những ý kiến quý báu, chắp bút hỗ trợ em hoàn thiện hơn về kiến thức chuyên ngành của mình

Cuố i lờ i, em xin kính chuyển dòng tri ân sâu sắc và những lời chúc tốt đẹp nhất đến

thầy giáo viên hướng dẫn THS NGUYỄN THANH TÚ cùng toàn thể quý Thầy (Cô)

Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật thành phố Hồ Chí Minh và khoa Xây Dựng

Kính chúc quý Thầy (Cô) luôn dồi dào sức khỏe và thành đa ̣t trong sự nghiệp đào

tạo cùa mình!

Em xin chân thành cám ơn!

Tp HCM, tháng 06 năm 2017 Sinh viên thực hiện

TRẦN QUỐC VIỆT

SUMMARY OF THE GRADUATION PROJECT

STUDENT : TRAN QUOC VIET ID STUDENT: 13149214

FACULTY : CIVIL ENGINEERING

SPECIALIZED : CONSTRUCTION ENGINEERING AND TECHNOLOGY

NAME OF PROJECT : OFFICE BUILDING

1 Initial information

- Architectural drawings

- Cadastral survey drawings

2 Content of theoretical and computational parts:

- Design the typical floor

- Design the typical staircase

- Design bored piles

3 Written explanations and drawings

01 Written explanation and 01 appendix

17 drawing A1:(05 Architecture, 12 structure)

Start date : 03/01/2017 Completion date : 26/06/2017

HCHC June 26,2017 Confirm of instructor Confirm of faculty

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN 1

CHƯƠNG 1 9

TỔNG QUAN KIẾN TRÚC VÀ CÁC NGUYÊN TẮC TÍNH TOÁN CHUNG 9

1.1 Tổng quan về kiến trúc 9

1.2 Đặc điểm khí hậu ở Tp.HCM 9

1.2.1 Mùa mưa 9

1.2.2 Mùa khô 9

1.2.3 Gió : 9

1.3 Phân khu chức năng 9

1.4 Các giải pháp kỹ thuật khác 10

CHƯƠNG 2 13

SỬ DỤNG VẬT LIỆU, SƠ BỘ KÍCH THƯỚC SÀN, DẦM, CỘT, VÁCH 13

2.1 Nguyên tắc tính tính toán kết cấu BTCT 13

2.1.1 Lập sơ đồ tính 13

2.1.2 Xác định tải trọng tác dung 13

2.1.3 Xác định nội lực 13

2.1.4 Tổ hợp nội lực 13

2.1.5 Tính toán kết cấu bê tông cốt thép theo TTGH I và TTGH II 13

2.2 Nguyên tắc tính toán tải trọng tác dụng 14

2.2.1 Xác định tải trọng 14

2.2.2 Nguyên tắc truyền tải 14

2.3 Cơ sở tính toán 14

2.4 Sử dụng vật liệu 14

2.5 Sơ bộ tiết diện dầm, sàn, cột , vách 15

2.5.1 Chọn sơ bộ kích thước dầm sàn 15

2.5.2 Tải trọng tác dụng lên ô bản 16

2.6 Sơ bộ kích thước cột 18

2.7 Chọn sơ bộ kích thước vách 19

CHƯƠNG 3 21

THIẾT KÊ SÀN BẰNG MÔ HÌNH SAFE 21

3.1 Tính toán sàn tầng điển hình 21

3.1.1 Tải trọng tác dụng 22

3.2 Mô hình tính toán 22

3.3 Kết quả nội lực 25

CHƯƠNG 4 30

TÍNH TOÁN – THIẾT KẾ HỆ KHUNG BẰNG MÔ HÌNH ETAB 30

4.1 Nhiệm vụ tính toán 30

4.2 Sơ đồ tính toán 30

4.3 Mô hình hệ khung 31

4.4 Tải trọng tác dụng 33

4.4.1 Tĩnh tải sàn và hoạt tải sàn: 33

4.4.2 Tải tường tác dụng lên dầm 33

4.4.3 Tải trọng gió 34

4.4.4 Tải trọng động đất 39

4.5 Tổ hợp tải trọng 43

4.5.1 Các trường hợp tải trọng 43

4.5.2 Các tổ hợp tải trọng 43

4.6 Tính toán và thiết kế hệ dầm tầng điển hình 44

4.6.1 Kết quả nội lực 44

4.6.2 Tính toán và bố trí cốt thép cho dầm tầng điển hình 45

4.7 Tính toán – thiết kế thép cột 52

4.7.1 Phương pháp tính gần đúng 52

4.7.2 Tính toán cốt thép dọc cột khung trục B và 2 55

4.7.3 Tính cốt đai cho cột 62

4.8 Tính toán cốt thép vách khung trục B 62

4.8.1 Mô hình 62

4.8.2 Các giả thiết cơ bản 63

4.8.3 Các bước tính toán 63

4.8.4 Kiểm tra moment uốn ngoài mặt phẳng vách: 68

4.8.5 Tính cốt thép ngang cho vách: 68

4.9 Kiểm tra điều kiện ổn định tổng thể 68

CHƯƠNG 5 70

TÍNH TOÁN – THIẾT KẾ CẦU THANG 70

5.1 Tổng quan 70

5.2 Tải trọng tác dụng lên bản thang 71

5.2.1 Tĩnh tải tác dụng lên bảng thang 71

5.2.2 Hoạt tải tác dụng lên bản thang 72

5.3 Sơ đồ làm việc và nội lực của ô bản thang 72

5.4 Tính toán nội lực bản thang 73

5.5 Tính toán nội lực dầm chiếu nghỉ, dầm chiếu tới 75

5.5.1 Tính dầm chiếu nghỉ 75

CHƯƠNG 6 78

TÍNH TOÁN – THIẾT KẾ MÓNG CỌC KHOAN NHỒI 78

6.1 Kích thước và chiều dài cọc 78

6.2 Sức chịu tải của cọc 78

6.2.1 Theo chỉ tiêu cơ lý của đất nền 78

6.2.2 Theo chỉ tiêu cường độ đất nền 80

6.2.3 Theo cường độ vât liệu làm cọc 80

6.2.4 Tổng hợp sức chịu tải của cọc 82

6.3 Thiết kế móng khoan nhồi dưới chân cột C2-A 82

6.3.1 Phản lực chân cột từ mô hình Etab 82

6.3.2 Tính toán các giá trị P max , P min 82

6.3.3 Tính cốt thép đài móng 89

6.4 Thiết kế móng dưới chân cột C2-B 92

6.4.1 Xác định số cọc và bố trí 92

6.4.2 Tính toán các giá trị P max , P min 92

6.4.3 Kiểm tra ổn định của đất nền và độ lún móng 95

6.4.4 Tính cốt thép cho đài móng 99

6.5 Phương án móng cọc nhồi lõi thang bê tông cốt thép 102

6.5.1 Kích thước và chiều dài cọc 102

6.5.2 Sức chịu tải của cọc 102

6.5.3 Tổng hợp sức chịu tải của cọc 105

6.5.4 Xác định nội lực tính toán Nmax: 106

6.5.5 Xác định số lượng cọc 109

6.5.6 Xác định hích thước đài: 110

6.5.7 Mô hình: 117

6.5.8 Tính toán thép cho đài móng 119

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 1.1 Mặt đứng công trình 11

Hình 1.2 Mặt bằng tầng điển hình công trình 12

Hình 2.1 Cấu tạo sàn 16

Hình 2.2 Mặt bằng bố trí dầm cột 20

Hình 3.1 Mặt bằng bố trí ô bản tính toán 21

Hình 3.2 Mặt bằng bố trí ô bản tính toán 23

Hình 3.3 Chia dãy theo phương trục X 24

Hình 3.4 Chia dãy theo phương trục Y 25

Hình 3.5 Biểu đồ momen các dãy strip theo phương trục X 26

Hình 3.6 Biểu đồ momen các dãy strip theo phương trục Y 27

Hình 3.7 Biểu đồ chuyển vị và giá trị độ võng sàn 29

Hình 4.1 Mặt bằng bố trí dầm cột tầng điển hình 30

Hình 4.2 Mô hình 3D hệ khung 31

Hình 4.3 Mô hình mặt bằng sàn tầng điển hình 32

Hình 4.4 Mô hình trục B 33

Hình 4.5 biểu đồ phổ phản ứng 42

Hình 4.6 Biểu đồ Mômen khung trục 2 với trường hợp COMBOBAO 45

Hình 4.7 Biểu đồ mômen khung trục B với trường hợp COMBOBAO 45

Hình 4.8 Tiết diện chịu nén lệch tâm xiên 53

Hình 5.1 Mặt bằng cầu thang 70

Hình 5.2 Mặt cắt cầu thang 71

Hình 5.3 Cấu tạo bậc thang 72

Hình 5.4 Mặt bằng bố trí hệ ô bản cầu thang 73

Hình 5.5 Sơ đồ tính 74

Hình 5.6 Biểu đồ Mômen 74

Hình 5.7 Phản lực tại vị trí gối tựa\ 75

Hình 5.8 Sơ đồ tính và biểu đồ Mômen 76

Hình 6.1 Đồ thị nén lún của lớp thứ 1 móng C2-A 76

Hình 6.2 Đồ thị nén lún của lớp thứ 2 móng C2-A 76

Hình 6.3 Đồ thị nén lún của lớp thứ 3 móng C2-A 86

Hình 6.4 Mặt cắt móng 90

Hình 6.5 Sơ đồ bố trí cọc và tính toán đài móng C2-A 91

Hình 6.6 Sơ đồ tính thép phương X 91

Hình 6.7 Sơ đồ tính theo phương Y 91

Hinh 6.8 Mặt bằng bố trí cọc móng C2-B 92

Hình 6.9 Đồ thị nén lún của lớp thứ 1 móng C2-B 76

Hình 6.10 Đồ thị nén lún của lớp thứ 2 móng C2-B 76

Hình 6.11 Đồ thị nén lún của lớp thứ 3 móng C2-B 76

Hình 6.12 Mặt cắt móng C2-B 99

Hình 6.13 sơ đồ tính thép phương X 101

Hình 6.14 sơ đồ tính thép phương Y 101

Hình 6.15 sơ đồ bố trí cọc móng lõi thang 109

Hình 6.16 phản lực đầu cọc của móng 110

Hinh 6.17 Mặt bằng bố trí cọc móng C2-B 110

Hình 6.18 Đồ thị nén lún của lớp thứ 2 móng lõi thang 111

Hình 6.19 Đồ thị nén lún của lớp thứ 3 móng lõi thang 111

Hình.6.20 Mô hình 3D 117

Hình 6.21 Mômen theo phương X 118

Hình 6.22 Mômen theo phương Y 118

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 2.1 Cấu tạo sàn văn phòng làm việc 17

Bảng 2.2 Cấu tạo sàn sảnh 17

Bảng 2.3 Cấu tạo sàn vệ sinh, ban công 18

Bảng 2.4 tiết diện cột mô hình 19

Bảng 3.1 Tải trọng tính toán 22

Bảng 3.2 Thiết kế cốt thép sàn 28

Bảng 4.1 tổng hợp tải trọng sàn tính toán 33

Bảng 4.2 tổng hợp tải trọng tường tác dụng 34

Bảng 4.3 tổng hợp tải trọng gió tĩnh 35

Bảng 4.4 Tần số dao động xuất ra từ Etab 37

Bảng 4.5 Khối lượng tập trung Mj 37

Bảng 4.6 Tải trọng gió động theo tính toàn từ bảng exel 38

Bảng 4.7 Tổng hợp tải trọng gió 38

Bảng 4.8 Tổ hợp tải trọng 44

Bảng 4.9 Bảng tính toán cột đại diên 44

Bảng 4.10 tính toán và bố trí thép cho hệ dầm chính, dầm phụ theo phương X 47

Bảng 4.11 tính toán và bố trí thép cho hệ dầm chính, dầm phụ theo phương Y 49

Bảng 4.12 điều kiên tính toán 52

Bảng 4.13 Excel tính toán cốt thép cột khung trục B, 2 57

Bảng 4.14 Số liệu tính toán của vách khung trục B 65

Bảng 4.15 tính cốt thép cho vách 66

Bảng 4.16 chuyển vị tại đỉnh công trình: 68

Bảng 4.17 Chuyển vị đỉnh lớn nhất của công trình ở tại các nút theo phương X 69

Bảng 5.1 Trọng lượng các lớp cấu tạo 72

Bảng 5.2 Kết quả tính thép bản thang 74

Bảng 6.1 Sức kháng hông của cọc tính theo điều kiện 7.2.3 TCVN 10304.2014: 79

Bảng 6.2 tổng hợp sức chịu tải cọc 82

Bảng 6.3 Tọa độ vị trí cọc móng C2-A 82

Bảng 6.4 tổng hợp nội lực tính toán móng C2-A 83

Bảng 6.5 Tính lún khối móng quy ước 89

Bảng 6.7 Tọa độ cọc móng C2-B 92

Bảng 6.8 Tính lún móng C2-B 89

Bảng 6.9 Tổng hợp phản lực đầu cọc móng C2-A 100

Bảng 6.10 Sức kháng hông của cọc (TCVN 10304.2014) 103

Bảng 6.11 Nội lực tính toán móng lõi thang 106

Bảng 6.12 giá trị phản lực xuất từ SAFE 110

Bảng 6.13: Tính lún từng phân lớp 119

Bảng 6.14: Tính toán giá trị thép 119

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN KIẾN TRÚC VÀ CÁC NGUYÊN TẮC TÍNH TOÁN CHUNG

1.1 Tổng quan về kiến trúc

 Công trình cao ốc văn phòng 17 tầng được xây dựng ở quận 8, thành phố Hồ Chí Minh

 Chức năng sử dụng của công trình là cho thuê hay bán cho người, tổ chức, cơ quan

có nhu cầu về văn phòng làm việc, tầng hầm dùng để làm nơi chứa xe

 Công trình có tổng cộng 17 tầng Tổng chiều cao công trình là 56.6 m Khu vực xây dựng ở xa trung tâm thành phố, do đó diện tích mặt bằng xây dựng tương đối rộng Xung quanh công trình vẫn có trồng hoa để tăng vẻ thẩm mĩ cho công trình Mặt đứng chính của công trình quay về phía tây

 Kích thước mặt bằng sử dụng là 26.4m x 35m, công trình được xây dựng ở khu vực đất nền tương đối tốt

chia thành hai mùa rõ rệt

1.2.1 Mùa mưa : Từ tháng 5 đến tháng 11 có

 Nhiệt độ trung bình : 25oC

 Nhiệt độ thấp nhất : 20oC

 Nhiệt độ cao nhất : 36oC

 Lượng mưa trung bình : 274.4 mm (tháng 4)

 Lượng mưa cao nhất : 638 mm (tháng 5)

 Lượng mưa thấp nhất : 31 mm (tháng 11)

 Độ ẩm tương đối trung bình : 48.5%

 Độ ẩm tương đối thấp nhất : 79%

 Độ ẩm tương đối cao nhất : 100%

 Lượng bốc hơi trung bình : 28 mm/ngày đêm

1.2.2 Mùa khô :

 Nhiệt độ trung bình : 27oC

 Nhiệt độ cao nhất : 40oC

1.2.3 Gió :

 Thông thường trong mùa khô :

 Gió Đông Nam : chiếm 30% - 40%

 Gió Đông : chiếm 20% - 30%

 Thông thường trong mùa mưa :

 Gió Tây Nam : chiếm 66%

 Hướng gió Tây Nam và Đông Nam có vận tốc trung bình : 2,15 m/s

 Gió thổi mạnh vào mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 11 , ngoài ra còn có gió Đông Bắc thổi nhẹ

 Khu vực thành phố Hồ Chí Minh rất ít chịu ảnh hưởng của gió bão

1.3 Phân khu chức năng

 Tầng 1 được sử dụng làm phòng liên hệ làm việc với văn phòng, nơi làm việc của siêu thị, phòng coffee cho nhân viên Ngoài ra còn có đại sảnh, cầu thang là nơi gặp

gỡ sinh hoạt chung của nhân viên Chiều cao tầng là 4.5m

 Tầng 2 được sử dụng làm phòng họp cho các công ty khi có tổ chức họp, nơi nghỉ giữa trưa của nhân viên, phòng coffee cho nhân viên Ngoài ra còn có đại sảnh, cầu thang là nơi gặp gỡ sinh hoạt chung của các hộ Chiều cao tầng là 4.5m

 Các tầng trên được sử dụng làm văn phòng cho thuê Chiều cao tầng là 3,4m Mỗi tầng có 4 khu văn phòng và khu vệ sinh chung

 Công trình có 3 thang máy và 1 thang bộ và 1 giếng trời

1.4 Các giải pháp kỹ thuật khác

 Hệ thống điện : hệ thống đường dây điện được bố trí ngầm trong tường và sàn , có thể lắp đặt hệ thống phát điện riêng phục vụ cho công trình khi cần thiết

 Hệ thống cấp nước : nguồn nước được lấy từ hệ thống cấp nước của thành phố kết

hợp với nguồn nước ngầm do khoan giếng dẫn vào hồ chứa ở tầng hầm và được bơm lên hồ nước mái Từ đó nước được dẫn đến mọi nơi trong công trình

 Hệ thống thoát nước : nước thải sinh hoạt được thu từ các ống nhánh , sau đó tập

trung tại các ống thu nước chính bố trí thông tầng Nước được tập trung ở tầng hầm , được xử lý và đưa vào hệ thống thoát nước chung của thành phố

 Hệ thống thoát rác : ống thu rác sẽ thông suốt các tầng, rác được tập trung tại ngăn

chứa ở tầng hầm, sau đó có xe đến vận chuyển đi

 Hệ thống thông thoáng, chiếu sáng : các phòng đều đảm bảo thông thoáng tự nhiên

bằng các cửa sổ, cửa kiếng được bố trí ở hầu hết các phòng Các phòng đều được chiếu sáng tự nhiên kết hợp với chiếu sáng nhân tạo

 Hệ thống phòng cháy, chữa cháy : tại mỗi tầng đều được trang bị thiết bị cứu hoả đặt

ở hành lang

 Giải pháp giao thông trong công trình: hệ thống giao thông thẳng đứng gồm có ba thang máy và hai thang bộ Hệ thống giao thông ngang gồm các hành lang giúp cho mọi nơi trong công trình đều có thể đến một cách thuận lợi, đáp ứng nhu cầu của mọi người

Hình 1.1 Mặt đứng công trình

Hình 1.2 Mặt bằng tầng điển hình công trình

CHƯƠNG 2

SỬ DỤNG VẬT LIỆU, SƠ BỘ KÍCH THƯỚC SÀN, DẦM, CỘT, VÁCH

2.1 Nguyên tắc tính tính toán kết cấu BTCT

2.1.1 Lập sơ đồ tính

 Dạng kết cấu dầm, cột, khung, dàn, vòm

 Dạng liên kết

 Chiều dài nhịp, chiều cao tầng

 Sơ bộ chọn kích thước tiết diện cấu kiện

 Đặt tất cả các trường hợp tải tác dụng có thể xảy ra tác dụng vào cấu kiện

 Xác định nội lực do từng trường hợp đặt tải gây ra

2.1.4 Tổ hợp nội lực

 Tìm giá trị nội lực nguy hiểm nhất có thể xảy ra bằng cách thiết lập các sơ đồ đặt tải

và giải nội lực do các sơ đồ này gây ra

 Một sơ đồ tĩnh tải

 Các sơ đồ hoạt tải nguy hiểm có thể xảy ra

 Tại mỗi tiết diện tính tìm giá trị nội lực bất lợi nhất do tĩnh tải và một hay vài hoạt tải : T=T0 +



Trong đó:

T - giá trị nội lực của tổ hợp

T0 - giá trị đặt nội lực từ sơ đồ đặt tĩnh tải

Ti - giá trị nội lực từ sơ đồ đặt hoạt tải thứ i



2.1.5 Tính toán kết cấu bê tông cốt thép theo TTGH I và TTGH II

 Tính toán theo trạng thái giới hạn I: sau khi đã xác định được các nội lực tính toán M,

N, Q tại các tiết diện cấu kiện, tiến hành tính khả năng chịu lực của các tiết diện thẳng góc với trục cũng như các tiết diện nghiêng Việc tính toán theo một trong hai dạng sau:

 Kiểm tra khả năng chịu lực : Tiết diện cấu kiện, tiết diện cốt thép là có sẵn cần xác định khả năng chịu lực của tiết diện

 Tính cốt thép: xác định tiết diện cấu kiện, diện tích cốt thép cần thiết sao cho cấu kiện đảm bảo khả năng chịu lực

 Tính toán kiểm tra theo trạng thái giới hạn II: kiểm tra độ võng và vết nứt

2.2 Nguyên tắc tính toán tải trọng tác dụng

 Đối với dầm còn có tính đến trọng lượng tường xây trên dầm (nếu có)

 Hoạt tải : căn cứ vào yêu cầu của từng loại cấu kiện, yêu cầu sử dụng mà qui phạm qui định từng giá trị hoạt tải cụ thể

2.2.2 Nguyên tắc truyền tải

 Tải từ sàn truyền vào khung dưới dạng tải hình thang và hình tam giác

 Tải do dầm phụ truyền vào dầm chính của khung dưới dạng tải tập trung (phản lực tập trung và mômen tập trung)

 Tải từ dầm chính truyền vào cột Sau cùng tải trọng từ cột truyền xuống móng

2.3 Cơ sở tính toán

 Công việc thiết kế được tuân theo các quy phạm, các tiêu chuẩn thiết kế do nhà nước Việt Nam quy định đối với nghành xây dựng

 TCVN 2737-1995 : Tiêu chuẩn thiết kế tải trọng và tác động

 TCVN 229-1999 : Chỉ dẫn tính toán thành phần động của tải trọng gió

 TCVN 5574-2012 : Tiêu chuẩn thiết kế bêtông cốt thép

 TCVN 198-1997 : Nhà cao tầng- Thiết kế bêtông cốt thép toàn khối

 TCVN 195-1997 : Nhà cao tầng- Thiết kế cọc khoan nhồi

 TCVN 205-1998 : Móng cọc- Tiêu chuẩn thiết kế

 TCVN 9395:2012 : Cọc khoan nhồi - Thi công và nghiệm thu

 TCVN 9362:2012 :Tiêu chuẩn thiết kế nền nhà và công trình

 TCVN 9386-2012 : Thiết kế công trình chịu động đất

 Bên cạnh các tài liệu trong nước, để giúp cho quá trình tính toán được thuận lợi, đa dạng về nội dung tính toán, đặc biệt những cấu kiện (phạm vi tính toán) chưa được tiêu chuẩn thiết kế trong nước qui định như: Thiết kế các vách cứng, lõi cứng…nên trong quá trình tính toán có tham khảo các tiêu chuẩn nước ngoài như: UBC 97, ACI

 Cường độ chịu nén tính toán:Rb = 14.5 (MPa)

 Cường độ chịu kéo tính toán: Rbt = 1.05 (MPa)

 Mođun đàn hồi: Eb = 30000(MPa)

 Cốt thép loại AIII với các chỉ tiêu:

Với Ø < 10:

 Cường độ chịu nén tính toán: Rsc = 355 (MPa)

 Cường độ chịu kéo tính toán: Rs = 355 (MPa)

 Cừơng độ chịu kéo tính cốt thép ngang: Rsw= 285 (MPa)

Với Ø ≥ 10:

 Cường độ chịu nén tính toán: Rsc = 365 (MPa)

 Cường độ chịu kéo tính toán: Rs = 365 (MPa)

 Cừơng độ chịu kéo tính cốt thép ngang: Rsw= 290 (MPa)

 Modul đàn hồi Es = 200000 (MPa)

 Cốt thép loại AII với các chỉ tiêu:

 Cường độ chịu kéo tính toán: Rs = 280 (MPa)

 Cừơng độ chịu kéo tính cốt thép ngang: Rsw=225 (MPa)

 Modul đàn hồi Es = 210000 (MPa)

 Cốt thép loại AI với các chỉ tiêu:

 Cường độ chịu kéo tính toán: Rs = 225 (Mpa)

 Cừơng độ chịu kéo tính cốt thép ngang: Rsw = 175 (Mpa)

 Modul đàn hồi Es = 210000 (Mpa)

2.5 Sơ bộ tiết diện dầm, sàn, cột , vách

 Chọn chiều dày sàn theo công thức đề nghị sau:

D 

4540

m  bản kê 4 cạnh

3530

 Tải tác động lên sàn điển hình là tải phân bố đều do các lớp cấu tạo sàn:

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

Gtt =  hi.i.n

hi : chiều dày các lớp cấu tạo sàn;

i : khối lượng riêng;

n : hệ số vượt tải

 Hoạt tải:

Hoạt tải được chọn dựa theo chức năng sử dụng của các loại phòng

Hệ số độ tin cậy n, đối với tải trọng phân bố đều xác định theo TCVN 2737-1995: Khi ptc < 2 (kN/m2) chọn n = 1.3

Khi ptc ≥ 2 (kN/m2) chọn n = 1.2

Bảng 2.1 Cấu tạo sàn văn phòng làm việc

Chiều

da ̀y (m)

Hệ

số vượt tải

γ (kN/m 3 )

Tải trọng tiêu chuẩn (kN/m 2 )

Tải trọng

ti ́nh toán (kN/m 2 )

Tĩnh tải

gtt

Gạch Ceramic 0.01 1.1 20 0.20 0.22 Vữa lót 0.02 1.2 18 0.36 0.43 Vữa trát trần 0.015 1.2 18 0.27 0.32 Đường ống, thiết bị 1.2 0.5 0.6

Hoạt tải

Bảng 2.2 Cấu tạo sàn sảnh

Chiều

da ̀y (m)

Hệ số vượt tải

γ (kN/m 3 )

Tải trọng tiêu chuẩn (kN/m 2 )

Tải trọng

ti ́nh toán (kN/m 2 )

Tĩnh tải

gtt

Gạch Ceramic 0.01 1.1 20 0.20 0.22 Vữa lót 0.02 1.2 18 0.36 0.43 Vữa trát trần 0.015 1.2 18 0.27 0.32

Hoạt tải

Bảng 2.3 Cấu tạo sàn vệ sinh, ban công

Chiều

da ̀y (m)

Hệ số vượt tải

γ (kN/m 3 )

Tải trọng tiêu chuẩn (kN/m 2 )

Tải trọng

ti ́nh toán (kN/m 2 )

 Trong quá trình thiết kế căn cứ vào yếu tố kiến trúc, nô ̣i lực tính toán và hàm lượng cốt thép mà có kế hoa ̣ch điều chỉnh tiết diê ̣n, cũng như hình da ̣ng cô ̣t sao cho hợp lý, phù hơ ̣p kiến trúc và giảm thiểu chi phí đầu tư cho công trình

 Theo mục 2.5.4 của TCXDVN 198 : 1997 “Nhà cao tầng – Thiết kế kết cấu bê tông cốt thép toàn khối”: đô ̣ cứng và cường độ của kết cấu nhà cao tầng cần đươ ̣c thiết kế đều hoă ̣c thay đổi giảm dần lên phía trên, tránh thay đổi đô ̣t ngột Đô ̣ cứng của kết cấu ở tầng trên không nhỏ hơn 70% đô ̣ cứng của kết cấu ở tầng dưới kề nó Nếu 3 tầng giảm đô ̣ cứng liên tục thì tổng mức giảm không vượt quá 50%

 Xác định diê ̣n tích tiết diện ngang của cô ̣t theo diê ̣n truyền tải của tải tro ̣ng đứng:

C

b

R

 Do hệ lưới cột của công trình có tính chất đối xứng nên ta chỉ cần tính toán và chọn

sơ bộ tiết diện 4 cột:

Bảng 2.4 tiết diện cột mô hình

Tầng Kí hiệu cột Tiết diện cột bxh

(mm) Tầng 1-2

BW = min(ht/20;150mm), trong đó ht là chiều cao tầng

Vậy BW = min(hs/20;150mm) = min(3400/20;150mm) Chọn BW = 250(mm)

 Chọn b = 250mm cho tất cả các vách lõi

C2-A C2-B C2-C C2-D

C2-D C2-A

C2-D

C1-C C1-B

DN-05 DN-05

DN-01 DN-01

26400

DN-01 DN-02

CHƯƠNG 3 THIẾT KÊ SÀN BẰNG MÔ HÌNH SAFE 3.1 Tính toán sàn tầng điển hình

Hình 3.1 Mặt bằng bố trí ô bản tính toán

 Do công trình sử dụng kết cấu khung chịu lực chính nên dung phương án sàn BTCT

đổ toàn khối là giải pháp tương đối tốt nhất vì sàn có khả năng chịu tải lớn và làm tăng độ cứng, ổn định cho toàn bộ công trình

 Bố trí hệ dầm chính theo trục, nối các cột với nhau tạo thành khung chịu lực chính

 Tải trọng tác dụng gồm tĩnh tải tính toán (TT), và hoạt tải tính toán (HT) phân bố

trên các diện tích sàn khác nhau

 Chia sàn thành các dãy strip có bề rộng 1m để lấy nội lực và tính toán thép

 Các tổ hợp tải trọng:

COMB1: TT + HT: Dùng tính toán cốt thép

COMB2: 1/1.1TT + 1/1.2HT: Dùng kiểm tra điều kiện độ võng

Hình 3.2 Mặt bằng bố trí ô bản tính toán

Hình 3.3 Chia dãy theo phương trục X

Hình 3.4 Chia dãy theo phương trục Y

3.3 Kết quả nội lực

 Nội lực trong các ô sàn được lấy trực tiếp từ mô hình với kết quả như sau:

Hình 3.5 Biểu đồ momen các dãy strip theo phương trục X

Hình 3.6 Biểu đồ momen các dãy strip theo phương trục Y

b 0

R bhM

a (mm)

3.5 Kiểm tra độ võng của sàn

 Theo yêu cầu về độ võng f < [f] trong đó [f] = L/250= 700/250= 2.8(cm)

 Giá trị độ võng lớn nhất fmax = 0.00175 (cm), thỏa mãn yêu cầu độ võng

Hình 3.7 Biểu đồ chuyển vị và giá trị độ võng sàn

CHƯƠNG 4 TÍNH TOÁN – THIẾT KẾ HỆ KHUNG BẰNG MÔ HÌNH ETAB

C2-D

C1-C C1-B

DN-05 DN-05

DN-01 DN-01

26400

DN-01 DN-02

4.3 Mô hình hệ khung

Hình 4.2 Mô hình 3D hệ khung

Hình 4.3 Mô hình mặt bằng sàn tầng điển hình

Bảng 4.2 tổng hợp tải trọng tường tác dụng Tầng hcột

Tầng 3 17 3.4 0.2 0.6 2.8 1.1 18 11.08

Tầng thượng 0 0.2 0 1.2 1.1 18 4.75

4.4.3 Tải trọng gió

 Công trình cao 56.6m > 40m nên tải gió gồm thành phần tĩnh và thành phần động

 Theo TCVN 2737-1995 mục 6.3 trang 20, giá trị tiêu chuẩn thành phần tĩnh của tải trọng gió ở độ cao Z so với mốc chuẩn được xác định theo công thức :

áp lực gió Wo = 0 95(KN/m2) Đây là vùng ảnh hưởng của bão được đánh giá

là yếu, Wo được phép giảm đi 0.12 (KN/m2) Như vậy ta có giá trị áp lực gió

Wo = 0.83 (kN/m2

 k: hệ số tính đến sự thay đổi của áp lực gió theo độ cao và dạng địa hình.(tra bảng 5-TCVN 2737-1995, trang 22, theo dạng địa hình b)

 c: hệ số khí động, lấy theo bảng 6 TCVN 2737-1995

c = +0.8 gió đẩy & c = -0.6 gió hút

  : Hệ số tin cậy của tải trọng gió lấy bằng 1.2

 Bảng tính tải trọng gió tĩnh

 Áp lực gió II-A, Wo = 0.83 (kN/m2)

 Bề rộng đón gió theo phương X, Bx = 26.4 m

 Bề rộng đón gió theo phương Y, By = 35m

 Hệ số khí động c = 1.4

 Hệ số tin cậy  1.2

k

Tải tập trung

(kN) (kN) STORY17 3.4 61.1 1.51 251.11 189.41

b Xác định giá trị tiêu chuẩn thành phần động của tải trọng gió

 Giá trị tiêu chuẩn thành phần động tải trọng gió tác động lên phần thứ j (có độ cao z) ứng với dao động thứ i được xác định theo công thức:

Wp(ji)= Mj.ξi.ψi.yji

 Trong đó:

 Mj: Khối lượng tập trung của phần công trình thứ j (kN)

 ξi: Hệ số động lực ứng với dạng dao động thứ i, không thứ nguyên

 yji: Dịch chuyển ngang tỉ đối của trọng tâm phần công trình thứ j ứng với dạng dao động thứ i, không thứ nguyên

 ψi: Hệ số được xác định bằng cách chia công trình thành n phần, trong phạm vi mỗi phần tải trọng gió có thể coi không đổi

n

j

Fj ji i

M y

W y

1 2 1



Trong đó:

 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 kể đến ảnh hưởng của xung vận tốc gió, xác định theo công thức:

o WFj= Wj.ζi.Sj.υ Trong đó:

 Wj: giá trị tiêu chuẩn thành phần tĩnh của áp lực gió tác dụng lên phần thứ j của công trình, đã được xác định ở phần trên

 ζi: hệ số áp lực động của tải trọng gió, ở độ cao ứng với phần thứ j của công trình Giá trị của ζi tra theo bảng 3 (trang 8 TCXD 229-1999)

 Sj: diện tích đón gió phần thứ j của công trình (m2)

 υ: hệ số tương quan không gian áp lực động của tải trọng gió ứng với các dạng dao động khác nhau của công trình Khi tính toán với dạng dao động thứ nhất thì υ lấy bằng υ1 Nếu bề mặt đón gió của công trình có dạng chữ nhật định hướng song song với các trục cơ bản trong Hình 1 thì các giá trị υ1 lấy theo bảng 4 (trang 9 TCXD 229-1999), trong đó các tham số ρ và χ xác định theo bảng 5 (trang 9 TCXD 229-1999) Các giá trị υ ứng với dạng dao động còn lại thì lấy bằng 1, υ2=υ3= 1

 Hệ số động lực ξi ứng với dạng dao động thứ i, được xác định bằng cách dựa vào đồ thị xác định hệ số động lực (hình 2 trang 10 TCXD 229-1999), phụ thuộc vào thông số εi và độ giảm lôga của dao động

i i

f

W

940 0

c Xác định giá trị tính toán thành phần động của tải gió

 Giá trị tính toán thành phần động tải trọng được xác định theo công thức:

tc ji p tt