1. Trang chủ
  2. » Giáo Dục - Đào Tạo

(Đồ án hcmute) thiết kế chung cư lý thường kiệt 1

163 1 0

Đang tải... (xem toàn văn)

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

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Thông tin cơ bản

Tiêu đề Thiết Kế Chung Cư Lý Thường Kiệt
Tác giả Nguyễn Võ Thánh Thức
Người hướng dẫn ThS. Nguyễn Thanh Tú
Trường học Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh
Chuyên ngành Công Nghệ Kĩ Thuật Công Trình Xây Dựng
Thể loại Đồ án tốt nghiệp
Năm xuất bản 2017
Thành phố Tp. Hồ Chí Minh
Định dạng
Số trang 163
Dung lượng 7,87 MB

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

Cấu trúc

  • 1.1. Mục đích thiết kế (20)
  • 1.2. Giới thiệu công trình (20)
    • 1.2.1. Vị trí công trình (20)
    • 1.2.2. Quy mô và đặc điểm công trình (20)
  • 1.3. Giải pháp kiến trúc, quy hoạch (20)
    • 1.3.1. Quy hoạch (20)
    • 1.3.2. Giải pháp bố trí mặt bằng (21)
    • 1.3.3. Giải pháp kiến trúc (21)
    • 1.3.4. Giao thông nội bộ (21)
  • 1.4. Các hệ thống kĩ thuật chính trong công trình (21)
    • 1.4.1. Hệ thống chiếu sáng (21)
    • 1.4.2. Hệ thống điện (21)
    • 1.4.3. Hệ thống cấp thoát nước (22)
      • 1.4.3.1. Hệ thống cấp nước sinh hoạt (22)
      • 1.4.3.2. Hệ thống thoát nước mưa và khí gas (22)
    • 1.4.4. Hệ thống phòng cháy chữa cháy (22)
      • 1.4.4.1. Hệ thống báo cháy (22)
      • 1.4.4.2. Hệ thống cứu hỏa bằng hóa chất và nước (22)
  • CHƯƠNG 2: VẬT LIỆU – TIẾT DIỆN (23)
    • 2.1. Vật liệu và tiêu chuẩn thiết kế (23)
    • 2.2. Tiết diện (24)
      • 2.2.1. Tiết diện dầm sàn (24)
        • 2.2.1.1. Tiết diện dầm (24)
        • 2.2.1.2. Tiết diện sàn (24)
      • 2.2.2. Cầu thang (25)
      • 2.2.3 Khung (26)
        • 2.2.3.1. Chọn sơ bộ tiết diện dầm (26)
        • 2.2.3.2 Chọn sơ bộ tiết diện vách (26)
        • 2.2.3.3. Chọn sơ bộ tiết diện cột (26)
      • 2.2.4. Tính toán và bố trí thép (29)
  • CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN – THIẾT KẾ SÀN (30)
    • 3.1. Mô hình sàn bằng phần mềm Safe (30)
    • 3.2. Tải trọng tác dụng lên ô bản (30)
      • 3.2.1. Tĩnh tải tác dụng lên sàn (31)
      • 3.2.2. Hoạt tải tác dụng lên sàn (32)
    • 3.3. Tính toán bố trí cốt thép sàn tầng điển hình (32)
    • 3.4. Tính toán cốt thép (35)
  • CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN KẾT CẤU CẦU THANG (41)
    • 4.1. Tính toán cầu thang (41)
      • 4.1.1. Tải trọng tác dụng lên bản thang (41)
        • 4.1.1.1. Tĩnh tải (41)
        • 4.1.1.2. Hoạt tải (42)
        • 4.1.1.3. Tổng tải tác dụng (42)
      • 4.1.2. Tính toán nội lực cầu thang (43)
        • 4.1.2.1. Bản thang (43)
        • 4.1.2.2. Tính toán nội lực cầu thang bằng phần mềm Etabs 9.7.1 (43)
        • 4.1.2.3. Tính toán cốt thép cho bản thang (44)
    • 4.2. Tính dầm chiếu nghỉ D1 (44)
      • 4.2.1. Kết quả nội lực (44)
        • 4.2.2.1. Tính cốt thép dọc (45)
        • 4.2.2.2. Tính toán thép đai (45)
  • CHƯƠNG 5: THIẾT KẾ KẾT CẤU KHUNG (46)
    • 5.1. Quan điểm tính toán (46)
    • 5.2. Tải trọng tác dụng vào khung (46)
      • 5.2.1. Tĩnh tải và hoạt tải (46)
      • 5.2.2. Tải gió tác dụng vào khung (46)
        • 5.2.2.1. Gió tĩnh (46)
        • 5.2.2.2. Gió động (47)
    • 5.3. Tính toán công trình chịu động đất theo pp phổ phản ứng (51)
      • 5.3.1. Tổng quan (51)
      • 5.3.2. Tính toán tải trọng động đất (51)
        • 5.3.2.1. Vị trí công trình và đặc trưng nền đất dưới chân công trình (51)
        • 5.3.2.2. Tính toán động đất theo phương pháp phổ thiết kế dùng cho phân tích đàn hồi 34 5.4. Tính thép cho hệ khung (53)
      • 5.4.1. Cơ sở tính toán (58)
        • 5.4.1.1. Tính toán cốt thép cho dầm (58)
        • 5.4.1.2. Tính toán cốt thép cột (58)
        • 5.4.1.3. Tính cốt đai cho dầm và cột, thép gia cường (60)
      • 5.4.2. Nội lực tính toán (61)
    • 5.5. Tính toán cụ thể (61)
      • 5.5.1. Tính toán cốt thép cho phần tử dầm (61)
      • 5.5.2. Tính toán cốt thép cho phần tử cột (69)
      • 5.5.3. Tính toán vách cứng cho khung trục D (80)
      • 5.5.4. Tính toán cốt thép một trường hợp cụ thể cho vách (82)
      • 5.5.5. Kiểm tra vách bằng phần mềm Etabs (84)
  • CHƯƠNG 6: THỐNG KÊ ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH VÀ XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG THIẾT KẾ (90)
    • 6.1. Tổng quan về nền móng (90)
    • 6.2. Địa chất của khu đất xây dựng (90)
      • 6.2.1. Lớp đất số 1 (91)
        • 6.2.1.1. Dung trọng tự nhiên (91)
        • 6.2.1.2. Độ ẩm tự nhiên (91)
        • 6.2.1.3. Dung trọng riêng đẩy nổi (91)
        • 6.2.1.4. Chỉ số dẻo (91)
        • 6.2.1.5. Độ sệt (92)
        • 6.2.1.6. Hệ số rỗng (92)
        • 6.2.1.7. Lực dính và góc ma sát trong (93)
    • 6.3. Tổng hợp địa chất (93)
    • 6.4. Đánh giá điều kiện địa chất (94)
  • CHƯƠNG 7: THIẾT KẾ MÓNG CỌC KHOAN NHỒI (95)
    • 7.1. Tổng quan về móng cọc khoan nhồi (95)
    • 7.2. Chọn kích thước, vật liệu, chiều sâu chôn cọc (96)
    • 7.3. Tính toán sức chịu tải của cọc (96)
      • 7.3.1. Theo vật liệu làm cọc (96)
      • 7.3.2. Sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu cơ lý đất nền (97)
      • 7.3.3. Sức chịu tải của cọc theo SPT (99)
      • 7.3.4. Sức chịu tải thiết kế của cọc (100)
    • 7.4. Tính toán móng M1 phương án cọc khoan nhồi (100)
      • 7.4.1. Tải trọng tác dụng (100)
      • 7.4.2. Chọn chiều sâu chôn móng (101)
      • 7.4.3. Xác định số cọc và kích thước đài cọc (101)
      • 7.4.4. Kiểm tra ổn định của khối móng quy ƣớc (103)
        • 7.4.4.1. Xác định khối lƣợng khối móng quy ƣớc (0)
        • 7.4.4.2. Cường độ tiêu chuẩn của đất nền ở đáy khối móng quy ước (104)
        • 7.4.4.3. Áp lực tiêu chuẩn ở đáy khối móng quy ƣớc (104)
        • 7.4.4.4. Kiểm tra độ lún của cọc (105)
      • 7.4.5. Kiểm tra xuyên thủng (105)
      • 7.4.6. Tính thép cho đài cọc (106)
    • 7.5. Tính toán móng lõi ML (107)
      • 7.5.1. Nội lực (107)
      • 7.5.2. Chọn chiều sâu chôn móng (107)
      • 7.5.3. Chọn sơ bộ số cọc và diện tích đài cọc (108)
      • 7.5.4. Xác định tải trọng tác dụng lên đầu cọc (108)
      • 7.5.5. Kiểm tra ổn định của khối móng quy ƣớc (110)
      • 7.5.6. Kiểm tra xuyên thủng (112)
      • 7.5.7. Tính thép cho ML (113)
  • CHƯƠNG 8 THUYẾT MINH TÍNH TOÁN TƯỜNG VÂY TẦNG HẦM (115)
    • 8.1. Giới thiệu về công nghệ cọc Barrette và tường chắn đất (115)
    • 8.2. Công nghệ thi công Top-down (115)
      • 8.2.1. Quy trình chuẩn bị trước khi thi công (115)
        • 8.2.1.1. Thi công tường vây Barrette (115)
        • 8.2.1.2. Thi công cọc khoan nhồi và Kingpost (115)
      • 8.2.2. Quy trình thi công Top-down tầng hầm (116)
      • 8.2.3. Thông số đất nền và kết cấu thi công (117)
        • 8.2.3.1. Thông số đất nền (117)
        • 8.2.3.2. Thông số tường vây (117)
        • 8.2.3.3. Phụ tải mặt đất (118)
        • 8.2.3.4. Mực nước ngầm trong hố đào (118)
      • 8.2.4. Khai báo thông số vật liệu và mô phỏng các bước thi công trong Plaxis 8.5 (118)
        • 8.2.4.1. Khai báo thông số vật liệu (118)
        • 8.2.4.2. Mô phỏng các bước thi công trong Plaxis 8.5 (121)
        • 8.2.4.3. Biểu đồ nội lực và chuyển 3 vị ngang tường vây trong các bước thi công 106 8.2.4.4. Tính thép tường vây (125)
      • 8.2.5. Thiết kế cột chống tạm Kingpost (127)
        • 8.2.5.1. Tổng quan (0)
        • 8.2.5.2. Vật liệu và tiết diện (128)
        • 8.2.5.3. Tải trọng (129)
        • 8.2.5.4. Kiểm tra tiết diện cột chống tạm (131)
      • 8.2.6. Thiết kế các shear stud ( đinh chống cắt) (134)
        • 8.2.6.1. Quan điểm thiết kế (134)
        • 8.2.6.2. Thiết kế shear stud cho đoạn kingpost cắm vào cọc (135)
        • 8.2.6.3. Thiết kế cho đoạn kingpost giao với đoạn dầm sàn tầng hầm (137)
  • CHƯƠNG 9: CÔNG TÁC THI CÔNG CỌC KHOAN NHỒI (139)
    • 9.1. Các thuật ngữ và thông số đầu vào (139)
      • 9.1.1. Các thuật ngữ. (THEO TCVN 9395-2012) (139)
      • 9.1.2. Thông số đầu vào (139)
      • 9.1.3. Dung dịch giữ thành hố khoan (Bentonite) (140)
        • 9.1.3.1. Đặc điểm dung dịch bentonite (140)
        • 9.1.3.2. Chế tạo dung dịch bentonite (141)
        • 9.1.3.3. Kiểm tra các thông số của dung dịch sau khi pha (142)
        • 9.1.3.4. Sơ đồ nguyên lý làm việc của dung dịch bentonite (145)
      • 9.1.4. Trình tự thi công cọc khoan nhồi (145)
        • 9.1.4.1. Công tác chuẩn bị (145)
      • 9.1.5. Kiểm tra cọc bằng phương pháp siêu âm (157)
        • 9.1.5.1. Lý thuyết về siêu âm (157)
        • 9.1.5.2. Kiểm tra cọc khoan nhồi bằng phương pháp siêu âm (158)
        • 9.1.5.3. Kiểm tra cọc khoan nhồi bằng phương pháp khoan lấy lõi (159)
      • 9.1.6. Nguyên nhân sụt lỡ thành hố và biện pháp khắc phục (0)
        • 9.1.6.1. Nguyên nhân (160)
        • 9.1.6.2. Biện pháp khắc phục (160)
        • 9.1.6.3. Các biện pháp đề phòng sụt lỡ thành hố khoan (0)
  • TÀI LIỆU THAM KHẢO (162)

Nội dung

Tổng quan kết cấu: tất cả các phân tích, tính toán và thiết kế đều đảm bảo điều kiện bền và điều kiện sử dụng theo tiêu chuẩn hiện hành của Việt Nam hoặc các tiêu chẩn nước ngoài tương

Mục đích thiết kế

Hoà nhập với sự phát triển mang tính tất yếu của đất nước, ngành xây dựng ngày càng giữ vai trò thiết yếu trong chiến lược xây dựng đất nước Vốn đầu tư xây dựng cơ bản chiếm rất lớn trong ngân sách nhà nước (40-50%), kể cả đầu tư nước ngoài Trong những năm gần đây, cùng với chính sách mở cửa nền kinh tế, mức sống của người dân ngày càng đƣợc nâng cao kéo theo nhiều nhu cầu ăn ở, nghỉ ngơi, giải trí ở một mức cao hơn, tiện nghi hơn Mặt khác một số thương nhân, khách nước ngoài vào nước ta công tác, du lịch, học tập,…cũng cần nhu cầu ăn ở, giải trí thích hợp Chung cư 270 Lý Thường Kiệt ra đời đáp ứng những nhu cầu bức xúc đó.

Giới thiệu công trình

Vị trí công trình

Công trình nằm trên khu đất rộng nằm ở phường 14 quận 10 sau lưng bưu điện Phú Thọ, cách mặt đường Lý Thường Kiệt 300m.

Quy mô và đặc điểm công trình

Công trình gồm các văn phòng và căn hộ cao cấp 22 tầng cao 71.4m, gồm 10 loại căn hộ:

- Căn hộ A: gồm 1 phòng ngủ, wc, phòng khách, phòng ăn, bếp, ban công

- Căn hộ B: gồm 02 phòng ngủ, wc, phòng khách phòng ăn, bếp, ban công

- Căn hộ C: diện tích xây dựng 72.38m 2 gồm 02 phòng ngủ, wc, phòng khách,bếp, ban công

- Căn hộ D: diện tích xây dựng 85.6m 2 gồm 02 phòng ngủ, wc, phòng khách, phòng ăn,bếp, ban công

- Căn hộ E: gồm wc, phòng khách, phòng ăn, bếp và ban công

- Căn hộ F: gồm hai phòng ngủ + wc, bếp, phòng khách, phòng ăn, ban công

- Căn hộ G: gồm hai phòng ngủ + wc + phòng khách, phòng ăn, ban công

- Căn hộ H: gồm 02 phòng ngủ + wc +bếp, phòng khách, phòng ăn, ban công

- Căn hộ I: gồm wc, bếp, phòng khách, ban công

- Căn hộ K: gồm 02 phòng ngủ, phòng khách, phòng ăn, bếp, ban công

- Tầng hầm: cao 3 m là nơi đặt các hệ thống điện kĩ thuật trạm bơm, máy phát điện và chỗ để xe

- Tầng 1: cao 3.4m gồm phòng thường trực và các phòng ở thuộc căn hộ A, B, C, D, E, F

- Tầng 2-21 cao 3.4 gồm các loại căn hộ C, D, E, F, G, H, K, I, H hướng vào nhau thông qua hệ thống hành lang

-Tầng 22 (tầng thƣợng) cao 3,4m là khu vui chơi, giải trí, câu lạc bộ.

Giải pháp kiến trúc, quy hoạch

Quy hoạch

Khu nhà ở quận 10, TPHCM nằm trong khu phồn thịnh nhất nhì thành phố, nằm trên đưòng Lý Thường Kiệt gần trường học bệnh viện, bưu điện và các trung tâm thương mại lớn của thành phố và địa điểm lý tưởng cho việc ăn ở và sinh hoạt

- Hệ thống giao thông trong khu vực hiện tại có thể đi đến các địa điểm trong thành phố nhanh nhất

- Tuy hệ thống cây xanh chƣa thật hoàn hảo nhƣng cũng phù hợp với thành phố HCM hiện nay

- Công trình được xây dựng cách đường Lý Thường Kiệt 300 m cách ranh đất bên trái 3 m, bên phải 3 m, đằng sau 3 m đảm bảo yêu cầu >3 m.

Giải pháp bố trí mặt bằng

Mặt bằng bố trí mạch lạc rõ ràng thuận tiện cho việc bố trí giao thông trong công trình đơn giản hơn cho các giải pháp kết cấu và các giải pháp về kiến trúc khác

Tận dụng triệt để đất đai, sử dụng một cách hợp lí

Công trình có hệ thống hành lang nối liền các căn hộ với nhau đảm bảo thông thoáng tốt giao thông hợp lí ngắn gọn Mặt bằng có diện tích phụ ít.

Giải pháp kiến trúc

Hình khối đƣợc tổ chức theo khối vuông phát triển theo chiều cao mang tính bề thế hoành tráng

Các ô cửa kính khung nhôm, các ban công với các chi tiết tạo thành mảng trang trí độc đáo cho công trình

Bố trí nhiều vườn hoa, cây xanh trên sân thượng và trên các ban công căn hộ.

Giao thông nội bộ

Giao thông trên từng tầng thông qua hệ thống giao thông rộng 2.5m nằm giữa mặt bằng tầng, đảm bảo lưu thông ngắn gọn, tiện lợi đến từng căn hộ

Giao thông đứng liên hệ giữa các tầng thông qua hệ thống hai thang máy khách, mỗi cái 8 người, tốc độ 120m/phút, chiều rộng cửa 800mm, đảm bảo nhu cầu lưu thông cho khoảng 300 người với thời gian chờ đợi khoảng 40s và một cầu thang bộ hành

Tóm lại: các căn hộ đƣợc thiết kế hợp lí, đầy đủ tiện nghi, các phòng chính đƣợc tiếp xúc với tự nhiên, có ban công ở phòng khách, phòng ăn kết hợp với giếng trời tạo thông thoáng, khu vệ sinh có gắn trang thiết bị hiện đại có găn nước.

Các hệ thống kĩ thuật chính trong công trình

Hệ thống chiếu sáng

Các căn hộ, phòng làm việc, các hệ thống giao thông chính trên các tầng đều đƣợc chiếu sáng tự nhiên thông qua các cửa kính bố trí bên ngoài và các giếng trời bố trí bên trong công trình

Ngoài ra, hệ thống chiếu sáng nhân tạo cũng đƣợc bố trí sao cho có thể phủ đƣợc những chỗ cần chiếu sáng.

Hệ thống điện

Tuyến điện cao thế 750 KVA qua trạm biến áp hiện hữu trở thành điện hạ thế vào trạm biến thế của công trình Điện dự phòng cho toà nhà do 02 máy phát điện Diezel có công suất 588KVA cung cấp, máy phát điện này đặt tại tầng hầm Khi nguồn điện bị mất, máy phát điện cung cấp cho những hệ thống sau:

- Hệ thống phòng cháy chữa cháy

- Hệ thống chiếu sáng và bảo vệ

- Biến áp điện và hệ thống cáp Điện năng phục vụ cho các khu vực của toà nhà đƣợc cung cấp từ máy biến áp đặt tại tầng hầm theo các ống riêng.

Hệ thống cấp thoát nước

1.4.3.1 Hệ thống cấp nước sinh hoạt

- Nước từ hệ thống cấp nước chính của thành phố được đưa vào bể đặt tại tầng kỹ thuật (dưới tầng hầm)

- Nước được bơm thẳng lên bể chứa lên tầng thượng, việc điều khiển quá trình bơm đƣợc thực hiện hoàn toàn tự động thông qua hệ thống van phao tự động

- Ống nước được đi trong các hốc hoặc âm tường

1.4.3.2 Hệ thống thoát nước mưa và khí gas

- Nước mưa trên mái, ban công… được thu vào phễu và chảy riêng theo một ống

- Nước mưa được dẫn thẳng thoát ra hệ thống thoát nước chung của thành phố

- Nước thải từ các buồng vệ sinh có riêng hệ thống ống dẫn để đưa về bể xử lí nước thải rồi mới thải ra hệ thống thoát nước chung

- Hệ thống xử lí nước thải có dung tích 16,5m 3 /ngày.

Hệ thống phòng cháy chữa cháy

Thiết bị phát hiện báo cháy đƣợc bố trí ở mỗi tầng và mỗi phòng Ở nơi công cộng và mỗi tầng mạng lưới báo cháy có gắn đồng hồ và đèn báo cháy khi phát hiện được, phòng quản lí khi nhận tín hiệu báo cháy thì kiểm soát và khống chế hoả hoạn cho công trình

1.4.4.2 Hệ thống cứu hỏa bằng hóa chất và nước

- Nước: trang bị từ bể nước tầng hầm, sử dụng máy bơm xăng lưu động

- Trang bị các bộ súng cứu hoả (ống và gai 20 dài 25m, lăng phun 13) đặt tại phòng trực, có 01 hoặc 02 vòi cứu hoả ở mỗi tầng tuỳ thuộc vào khoảng không ở mỗi tầng và ống nối đƣợc cài từ tầng một đến vòi chữa cháy và các bảng thông báo cháy

- Các vòi phun nước tự động được đặt ở tất cả các tầng theo khoảng cách 3m một cái và đƣợc nối với các hệ thống chữa cháy và các thiết bị khác bao gồm bình chữa cháy khô ở tất cả các tầng Đèn báo cháy ở các cửa thoát hiểm, đèn báo khẩn cấp ở tất cả các tầng

- Hoá chất: sử dụng một số lớn các bình cứu hoả hoá chất đặt tại các nơi quan yếu (cửa ra vào kho, chân cầu thang mỗi tầng).

VẬT LIỆU – TIẾT DIỆN

Vật liệu và tiêu chuẩn thiết kế

Bê tông sử dụng trong công trình là loại bê tông có cấp độ bền B30 với các thông số tính toán nhƣ sau:

 Cường độ tính toán chịu nén: R b = 17 MPa

 Cường độ tính toán chịu kéo: R bt = 1.2 MPa

 Mô đun đàn hồi: E b = 32500 MPa

Cốt thộp loại AI (đối với cốt thộp cú ỉ ≤ 10)

 Cường độ tính toán chịu nén: R sc = 225 MPa

 Cường độ tính toán chịu kéo: Rs = 225 MPa

 Cường độ tính toán cốt ngang: Rsw = 175 MPa

 Mô đun đàn hồi: Es = 210000 MPa

Cốt thộp loại AIII (đối với cốt thộp cú ỉ > 10)

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

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

 Mô đun đàn hồi: Es = 200000 Mpa

 Tiêu chuẩn thiết kế kết cấu bê tông và bê tông cốt thép :TCVN 5574 - 2012

 Tiêu chuẩn về tải trọng và tác động : TCVN 2737 - 1995

 Tiêu chuẩn về tính toán gió động : TCVN 229 - 1999

 Tiêu chuẩn thiết kế công trình động đất : TCVN 9386 - 2012

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

 Cọc – PPTN hiện trường bằng tải trọng tĩnh ép dọc trục : TCVN 9393 - 2012

 Nhà cao tầng - thiết kế kết cấu bê tông cốt thép toàn khối :TCXD 198 -1997

 Kết cấu bê tông và bê tông thiết kế - TC thiết kế :TCVN 356 – 2005

 Móng cọc – tiêu chuẩn thiết kế : TCVN 10304 – 2014

 Cọc khoan nhồi – Tiêu chuẩn thi công và nghiệm thu coc khoan nhồi : TCVN 9395:2012 [7]

 Dung dịch bentonite: Điều 3.2 – TCXD 206:1998 [9]

 Độ lắng của hố khoan trước khi đổ bêtông: Điều 2.5 – TCXD 206:1998 [9]

 Cọc khoan nhồi - Phương pháp xung siêu âm xác định tính đồng nhất của bê tông [10] : TCVN 9396:2012

 Phần mềm ứng dụng trong phân tích tính toán

 Mô hình hệ kết cấu công trình : ETABS, SAFE, PLASIX

 Tính toán cốt thép, tính toán móng cho công trình : sử dụng phần mềm EXCEL kết hợp với lập trình VBA

Tiết diện

Bảng 2.1 Sơ bộ tiết diện dầm

KÍCH THƯỚC TIẾT DIỆN DẦM

Loại dầm Nhịp L (m) Chiều cao h

Chiều rộng b Một nhịp Nhiều nhịp

+ Bề rộng dầm phụ chọn b d = 0.2 (m)

2.2.1.2 Tiết diện sàn Đặt hb là chiều dày của bản sàn, hb đƣợc chọn theo điều kiện khả năng chịu lực và thuận tiện cho thi công, ngoài ra hb ≥ h min

TCVN 5574:2012 (điều 8.2.2) [1] quy định: hmin = 40mm đối với sàn mái hmin = 50mm đối với sàn nhà ở và công trình công cộng hmin = 60mm đối với sàn nhà sản xuất hmin = 70mm đối với bản làm từ betong nhẹ

- Đối với bản kê 4 cạnh: h s D L 1

Với : D = 0.8 ÷ 1.4 : chọn D = 0.8 m = 40 ÷ 45 : đối với bản kê 4 cạnh

Ta chọn sơ bộ chiều dày sàn là: hs = 0.12 m

Hình 2.1 Mặt bằng cầu thang

- Dựa vào mặt bằng và chiều cao nhà chọn thang 2 vế

- Bậc thang xây bằng gạch thẻ, mỗi bậc cao 170mm, rộng 300mm

+ Vế thứ nhất : 10 bậc cao 1×170 00(mm)

+ Vế thứ hai : 10 bậc cao 1×170 00(mm) Độ nghiêng của bản thang : tgα = 0.17

Chọn sơ bộ chiều dày bản thang: hs = L 0 = 5200 = (173÷208)

Chọn sơ bộ kích thước các dầm cầu thang: h = L 0 5200

Hình 2.2 Mặt bằng bố trí khung vách

2.2.3.1 Chọn sơ bộ tiết diện dầm Đối với dầm chính: h = (

 Chọn dầm (300 x 600) mm Đối với dầm phụ : Chọn dầm phụ 200x300

2.2.3.2 Chọn sơ bộ tiết diện vách

Vách cứng là kết cấu chịu lực ngang chủ yếu của nhà cao tầng Để tránh bị mất ổn định ngang, bề dày bụng vách cứng không đƣợc bé hơn:

B W = min(h t /20;150mm), trong đó hs là chiều cao tầng

Vậy B w = min(h s /20;150mm) = min(3300/20;150mm)

2.2.3.3 Chọn sơ bộ tiết diện cột

Chia hệ cột ngôi nhà thành 2 loại : cột biên, cột giữa

Tính diện truyền tải S cho mỗi loại cột ở mỗi tầng (các cột có diện truyền tải gần giống nhau có thể chọn cột điển hình có diện truyền tải lớn nhất để tính:

Trong đó : L1, L2 là bề rộng hai nhịp cạnh cột theo phương ngang nhà

B1, B2 là bề rộng hai nhịp cạnh cột theo phương dọc nhà

Tải trọng tính toán bao gồm cả tĩnh tải và hoạt tải q (kN/m 2 ), lực dọc tính toán tác dụng lên cột ở mỗi tầng bất kỳ sẽ là :

Trong đó : n là số tầng trên tiết diện cột đang xét

Thực tế cột còn chịu thêm mô ment do gió nên cần phải tăng lực dọc tính toán, chọn sơ bộ cột theo công thức :

Ac b n N R Trong đó : N : lực nén tác dụng lên cột quy đổi theo diện truyền tải

Rb : Cường độ chịu nén của bê tông n : Chọn theo kinh nghiệm, với cột biên chọn n = 1.3, cột giữa chọn n = 1.2

Từ A c ta có thể chọn bh cột bằng cách chọn trước bề rộng b và suy ra h Vì đây là chọn sơ bộ nên không cần quan tâm đến trọng lƣợng bản thân dầm, cột liên quan

Cứ 4 tầng thay đổi tiết diện cột 1 lần i Tính toán hàng cột trục 2 a Tính toán điển hình cột D1 (cột ở biên)

Hình 2.3 Tải trọng truyền vào cột D1

Do cột biên đặt trên tường vây BTCT nên ta tính sơ bộ tiết diện cột từ tầng 2

- Tải do sàn điển hình :

- Tải do tường 200mm (chiều cao tường : 3.4 – 0.5 = 2.9m)

- Tổng tải trọng truyền xuống tầng 1:

 Chọn cột có tiết diện 600x600 mm (As = 0.36m 2 )

Tương tự chọn tiết diện các cột ở các tầng trên

Bảng 2.2 Tiết diện sơ bộ các cột trục D1

20 21-22 Tiết diện (cm 2 ) 600x600 500×500 450×450 400×400 350×350 300×300 b Tính toán điển hình cột E2 : (cột giữa)

Hình 2.4 Tải trọng truyền vào cột E2

- Tải do sàn điển hình :

- Tải do sàn tầng hầm:

- Tải do tường 200mm: (chiều cao tường : 3.3 – 0.5 = 2.9m)

- Tổng tải trọng truyền xuống tầng trệt:

- Tiết diện cột tầng trệt,tầng 2,3:

 Chọn cột có tiết diện 750×750mm (As = 0.56m 2 )

Tương tự chọn tiết diện các cột ở các tầng trên

Bảng 2.3 Tiết diện sơ bộ các cột trục E2

2.2.4 Tính toán và bố trí thép

 Tính toán và bố trí cốt thép

 Bê tông B30 → R b = 17 MPa ; Cốt thép sàn AIII → R s = 365 MPa

 Áp dụng công thức tính toán: b o m 2 m s b o s

 Hàm lƣợng cốt thép: cốt thép tính toán ra đƣợc và hàm lƣợng bố trí thì phải thỏa điều kiện sau:  min     max

 àmin: tỷ lệ cốt thộp tối thiểu, thường lấy àmin = 0.1%, max R b s

   R à max : tỷ lệ cốt thộp tối đa

 Ví dụ tính toán thép sàn : M 1 = 918 (kN.m)

Ta có hs = 120(mm) ; a = 25 (mm)  h0 = hs – a = 120 - 25 = 95 (mm) αm = 2 b o

- Để tránh phá hoại giòn nên phải bảo đảm  = a o

- Thường lấy  min = 0,1% Hợp lý nhất khi  = 0.3%  0.9% đối với sàn

TÍNH TOÁN – THIẾT KẾ SÀN

Mô hình sàn bằng phần mềm Safe

Do khi tiến hành tính toán bằng tay liên kết giữa dầm và bản xem như là một trường hợp lý tưởng để tính toán Nhưng trong thực tế liên kết này không hoàn toàn là ngàm hay khớp mà liên kết đó chỉ phụ thuộc vào độ cứng tương đối giữa dầm và bản Chính vi thế mà ta cần mô hình lại bằng phần mềm để biết chính xác hơn sự làm việc của sàn điển hình

Hình 3.1 Bảng đặt tên ô sàn trong Safe

Tải trọng tác dụng lên ô bản

Cấu tạo sàn gồm các lớp sau:

Hình 3.2 Các lớp cấu tạo sàn

3.2.1 Tĩnh tải tác dụng lên sàn

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

Trong đó: h i : chiều dày các lớp cấu tạo sàn;

i :khối lƣợng riêng; n : hệ số vƣợt tải

- Đối với các ô sàn: phòng ngủ, phòng bếp, phòng khách, hành lang:

Bảng 3.1 Bảng giá trị tĩnh tải các ô sàn: phòng ngủ, phòng khách, bếp, hành lang

STT Các lớp cấu tạo Bề dày

5 Đường ống, thiết bị 0.5 (kN/m 2 ) 1.2 0.60

- Đối với các ô sàn: nhà vệ sinh, ban công

Bảng 3.2 Bảng giá trị tĩnh tải các ô sàn: nhà vệ sinh, ban công

STT Các lớp cấu tạo Bề dày

6 Đường ống, thiết bị 0.5 (kN/m 2 ) 1.2 0.6

- Lớp vữa lót dày 20 mm

- Bản bê tông cốt thép dày 120mm

- Lớp vữa trát dày 15mm

Bảng 3.3 Bảng giá trị tải tường quy về lực tĩnh tải phân bố ở các ô sàn Ô sàn HSVT b(m) h(m) (kN m 3 ) L t (m) Q t (kN) S(m 2 ) Q t (kN m 2 )

Bảng 3.4 Tĩnh tải tường truyền vào các dầm phụ và dầm chính

STT Loại tường Chiều dày

Trọng lƣợng riêng (kN/m 3 ) hsvt g tuong

3.2.2 Hoạt tải tác dụng lên sàn:

Hoạt tải tác dụng đƣợc lấy theo tiêu chuẩn TCVN 2737-1995 [3]

Bảng 3.5 Bảng giá trị hoạt tải các loại phòng

Loại phòng Hoạt tải tiêu chuẩn (kN m 2 ) hsvt Hoạt tải tính toán

Phòng ngủ, phòng khách, phòng bếp, phòng vệ sinh 1.5 1.3 1.95

Cầu thang, hành lang thông các phòng 3 1.2 3.6

Tính toán bố trí cốt thép sàn tầng điển hình

 Để phản ánh ứng xử của sàn ta sử dụng phần mềm SAFE để tính toán

 Chia sàn thành nhiều dải theo phương X và phương Y, phân tích lấy nội lực sàn theo dải

 Các bước tính toán sàn trong SAFE

 Mô hình sàn bằng phần mềm SAFE

Hình 3.3 Mô hình sàn trong safe

 Phân tích mô hình ta đƣợc kết quả nội lực:

Hình 3.4 Nội lực Strip theo phương X

Hình 3.5 Nội lực Strip theo phương Y

 Kiểm tra độ võng sàn

 Sự làm việc dài hạn của kết cấu BTCT, cần xét tới các yếu tố từ biến và co ngót cũng nhƣ tác dụng dài hạn của các loại tải trọng Theo TCXDVN 356-2005, độ võng toàn phần f đƣợc tính nhƣ sau:

 f1: độ võng do tác dụng ngắn hạn của toàn bộ tải trọng

 f2: độ võng do tác dụng ngắn hạn của tải trọng dài hạn

 f3: độ võng do tác dụng dài hạn của tải trọng dài hạn

 Dùng SAFE 12 để tính toán ( phụ lục )

 Các tổ hợp theo TCXDVN sẽ là: f1 = SH2, f2 = SH3, f3 = LT2

 Kết quả, lấy với độ võng max (đơn vị mm):

Khi nhịp sàn nằm trong khoảng 5 m  L  10 m thì [f] = 25 mm (Theo TCVN

5574 : 2012 - Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép.) f max = 8.765 mm < [f] = 25 mm  Thỏa mãn điều kiện độ võng

Hình 3.6 Độ võng của sàn xuất từ SAFE

Tính toán cốt thép

- Chọn bê tông B30 có Rb = 17 Mpa

- Thép AII có Rs = 280 Mpa

Bảng 3.6 Bảng kết quả tính toán cốt thép sàn theo Safe

TÍNH TOÁN KẾT CẤU CẦU THANG

Tính toán cầu thang

4.1.1 Tải trọng tác dụng lên bản thang

Tải trọng tác động lên bản thang (phần bản nghiêng):

Trong đó : γi - khối lƣợng của lớp thứ i, n i - hệ số tin cậy của lớp thứ i δtdi - chiều dày tương đương của lớp thứ i theo phương bản nghiêng

- Cấu tạo của cầu thang nhƣ sau :

Hình 4.1 Các lớp cấu tạo bản thang

 Bản thang (phần bản nghiêng)

- Lớp vữa xi măng mặt bậc dày 0.02 :

- Gạch thẻ xây bậc thang : Cos 0.17 0.872 0.07m

Bảng 4.1 Bảng giá trị tải trọng các lớp cấu tạo tác dụng lên bản thang

STT Các lớp cấu tạo δ td (m) δ td (m) (kN/m 3 ) n g tt (kN/m 2 )

- Quy tải lan can lên đơn vị diện tích của bản thang:

- Tổng tải trọng tác dụng theo phương đứng

Bảng 4.2 Bảng giá trị tải trọng các lớp cấu tạo tác dụng lên chiếu ngh

STT Các lớp cấu tạo δ td

Theo tiêu chuẩn thiết kế: Tải trọng và tác động TCVN 2737:1995 [3] p tc = 3 (KN/m 2 ) p tt = = 3.6 (KN/m 2 )

Bảng 4.3 Tổng tải trọng tính toán

Tĩnh tải tính toán g tt (kN/m 2 )

Hoạt tải tính toán p tt (kN/m 2 )

Tổng tải trọng tính toán q tt = g tt + p tt (kN/m 2 )

4.1.2 Tính toán nội lực cầu thang

Cắt 1 dãy có bề rộng b = 1m để tính, xét tỉ số: s h 400

 Liên kết giữa bản thang và dầm chiếu nghỉ đƣợc xem là liên kết khớp

Hình 4.2 Sơ đồ tính toán

4.1.2.2 Tính toán nội lực cầu thang bằng phần mềm Etabs 9.7.1

Tính toán vế 1: q2 = 11 kN/m 2 ; q1 = 7.94 kN/m 2 ; L1 = 2.2m; L2 = 3.0m

Hình 4.3 Kết quả nội lực bản thang theo momen

Hình 4.4 Kết quả nội lực bản thang theo lực cắt

Hình 4.5 Phản lực tại gối

- Momen lớn nhất ở nhịp: Mn = 37.64 kNm

- Momen lớn nhất ở gối: Mg = 35.51 kNm

4.1.2.3 Tính toán cốt thép cho bản thang

- Giả thiết a = 25 (mm), Rs = 365 (Mpa); R b = 17 (Mpa) αm = 2 b o

Bảng 4.4 Bảng kết quả tính thép cầu thang

As (mm 2 ) Bố trí As chọn

Tính dầm chiếu nghỉ D1

Xác định tải tác dụng lên dầm:

- Giá trị tải do bản nghiêng tác dụng lên dầm D1: từ kết quả giải Etabs, phản lực tác dụng tại gối là:

- Tải trọng bản thân tường xây trên dầm :

- Tổng tải tác dụng lên dầm cầu thang là: qtổng = gd + R +qd = 121 + 2487 +475 = 3083 (daN/m)

Sơ đồ tính : Xem liên kết giữa dầm D1 và cột là liên kết khớp, sơ đồ tính nhƣ hình vẽ:

Hình 4.6 Sơ đồ tính và biểu đồ Mômen dầm D1

4.2.2 Tính cốt thép cho dầm D1

Chọn bê tông cấp độ bền B30 có Rb = 17 (MPa), thép AIII có R s = 365 (MPa)

Ta có h = 40 (cm), a = 4(cm)  h0 = 40 - 4 = 36 (cm)

Chọn 2ỉ16 cú Fa = 4.02 (cm 2 ) bố trớ nhịp,  = 100.

Thộp ở gối đặt cấu tạo chọn 2ỉ16

Các số liệu: Rb = 17 (MPa), R bt = 1.2 (MPa) ,

Ta thấy Qb = 51.48 kN > Qmax = 37 kN  bê tông đủ khả năng chịu cắt

THIẾT KẾ KẾT CẤU KHUNG

Quan điểm tính toán

- Đây là công trình thuộc hệ khung chịu lực

- Ta có tỷ số L/B = 35/33 = 1.06 < 1.5, do đó độ cứng khung ngang và khung dọc chênh lệch nhau không nhiều nên phải tính nội lực theo khung không gian Ở đây ta quan niệm liên kết giữa dầm và cột là các nút cứng, công trình đƣợc ngàm tại vị trí đáy sàn tầng hầm

Tải trọng tác dụng vào khung

5.2.1 Tĩnh tải và hoạt tải

Sử dụng kết quả tính toán ở CHƯƠNG 3

5.2.2 Tải gió tác dụng vào khung

- Công trình có độ cao h = 71.4m so với mặt đất > 40m nên phải tính phần gió tĩnh và cả gió động do dao động riêng của công trình gây ra (theo TCVN 2737-1995: Tải trọng và tác động)

- Vì chiều dài và độ cứng theo phương x và phương y gần giống nhau nên chỉ cần tính tải trọng ngang tác dụng theo phương x sau đó phương y lấy giá trị của phương x để cho công việc tính toán đơn giản hơn

- Tải trọng gió gồm 2 thành phần : Gió tĩnh và gió động

- Với quan niệm tính toán xem sàn là tuyệt đối cứng theo phương ngang, tải trọng gió đƣợc truyền vào trọng tâm sàn

- Gió tĩnh đƣợc xác định theo công thức :

Wo : Giá trị áp lực gió, lấy theo bản đồ phân vùng (phụ lục D và điều 6.4 TCVN 2737-1995)

Do công trình đƣợc xây dựng tại TPHCM thuộc vùng áp lực gió IIA nên lấy Wo 0.83 kN/m 2 k : Hệ số tính đến sự thay đổi áp lực gió (tra bảng 5 TCVN 2737-1995), theo dạng địa hình B

C : Hệ số khí động, C =1.4 (tra bảng 6 TCVN 2737-1995) n : Hệ số vƣợt tải, n = 1.2

B : Bề rộng đón gió của khung đang xét (B = 33m) h : Diện truyền tải.(h = 3.4m)

Bảng 5.1 Tải trọng gió tĩnh theo phương X và Y

Tải tiêu chuẩn thành phần tĩnh

- Để tính gió động cần phải xác định tần số dao động riêng ( f i )và dạng dao động của công trình bằng chương trình Etabs

- Sau khi khai báo tiết diện dầm cột, sàn, tĩnh tải và hoạt tải đứng (chƣa có tải trọng ngang) chạy chương trình Etabs được khối lượng, biên độ và chu kỳ dao động của các mode, đây là các cơ sở để tính toán gió động

 Các bước tính toán gió động

Bước 1: Giá trị tiêu chuẩn thành phần động chỉ kể đến xung vận tốc gió (f > fL=1.3Hz) đƣợc tính theo công thức 4.1 trang 8 TCVN 229-1999 [4]

W: Giá trị tiêu chuẩn thành phần tĩnh: W = W o k.c

W o : Áp lực gió lấy theo bản đồ phân vùng k: Hệ số tính theo sự thay đổi của áp lực gió c: Hệ số khí động ξ: Hệ số áp lực động của tải trọng gió (tra bảng 3 TCVN 229-1999) ν: Hệ số tương quan không gian áp lực động, lấy theo bảng 4, trong đó các hệ số ρ và χ lấy theo bảng 5 TCVN 229-1999

+  là hệ số tương quan không gian áp lực động của tải trọng gió ứng với dạng dao động khác nhau của công trình, không thứ nguyên Khi tính toán với dạng dao động thứ nhất thì  lấy bằng 1, còn đối với các dạng dao động còn lại,  lấy bằng 1

+ Giá trị 1 đƣợc lấy theo bảng 10, TCVN 2737 : 1995, phụ thuộc vào 2 tham số ρ và χ Tra bảng 11, TCVN 2737 : 1995 để có đƣợc 2 thông số này, a và b đƣợc xác định nhƣ hình sau (mặt màu đen là mặt đón gió):

Hình 5.1 Hệ tọa độ khi xác định hệ số tương quan 

Bước 2: Giá trị tiêu chuẩn thành phần động có xét đến lực quán tính (f < fL=1.3Hz) đƣợc xác định theo công thức 4.3 trang 10 TCVN 229-1999 [4]

M k : Khối lƣợng của phần công trình mà trọng tâm có độ cao z ξ: Hệ số động lực phụ thuộc hệ số ε: (công thức 4.4 trang 10 TCVN 229-

: Hệ số độ tin cậy của tải trọng gió lấy = 1.2

Wo: Giá trị tiêu chuẩn của áp lực gió (N/m 2 ) xác định theo vùng gió = 0.83(kN/m 2 ) f i : Tần số ứng với dạng dao động thứ i (Hz)

Hình 5.2 Đồ thị xác định hệ số động lực

Từ  tra đồ thị hình 2.4.6 (Tương ứng hình 2 trang 10 – TCXD 229 : 1999) [4] được  Công trình bằng bê tông cốt thép = 0.3 Theo đường cong số 1; xác định hệ số động lực ξ y: Dịch chuyển ngang của công trình ở độ cao z ứng với dạng dao động thứ i ψ Đƣợc xác định theo công thức 4.5 TCVN 229-1999 [4] ψ = 1

Mk: Khối lƣợng của phần công trình mà trọng tâm có độ cao z lấy bằng toàn bộ tĩnh tải đứng và 50% hoạt tải trên sàn y: Dịch chuyển ngang của trọng tâm phần thứ k

WFj: Giá trị tiêu chuẩn thành phần động chỉ kể đến xung vận tốc gió (f > fL=1.3hz )

Bước 3: Giá trị tính toán thành phần động của tải trọng gió đƣợc xác định theo công thức 4.10 (trang 12 TCVN 229-1999) [4]

Trong đó: W tt là giá trị tính toán của tải trọng gió hoặc áp lực gió

Wp là giá trị tiêu chuẩn của tải trọng gió hoặc áp lực gió γ là hệ số độ tin cậy của tải trọng gió, γ lấy bằng 1.2 β là hệ số điều chỉnh tải trọng gió theo thời gian giả định của công trình, xác định theo bảng 6 (trang 12 TCVN 229-1999) [4]

- Tính giá trị thành phần động chỉ kể đến xung vận tốc gió(f>fL) của các mode:

Bảng 5.2 Bảng kết quả 4 Mode dao động

Mode Period Tần số fL (1/s) Dao động Ghi chú

Vậy f3 < f L = 1.3 Hz < f 4 nên ta dừng lại ở mode 3 Nên việc xác định thành phần dao động của tải trọng gió cần kể đến ảnh hưởng của 3 dao động đầu tiên

 Nội lực và chuyển vị do tải trọng gió

- Nội lực và chuyển vị gây ra do thành phần tĩnh và thành phần động của tải trọng gió đƣợc xác định nhƣ sau : 2

X là mô ment uốn (xoắn), lực cắt, lực dọc hoặc chuyển vị

X T là mô ment uốn(xoắn),lực cắt, lực dọc hoặc chuyển vị do thành phần tĩnh của tải trọng gió gây ra

X d i là mô ment uốn(xoắn),lực cắt, lực dọc hoặc chuyển vị do thành phần động của tải trọng gió gây ra ở dạng dao động thứ i s là số dạng dao động tính toán

Bảng 5.3 Tải trọng gió động theo phương X và Y

Tính toán công trình chịu động đất theo pp phổ phản ứng

- Đối với những công trình nhà cao tầng, trong thiết kế xây dựng nhà thầu ngoài việc tính toán tải trọng của bản thân công trình (tải trọng đứng), còn phải tính toán hai loại tải trọng nữa vô cùng quan trọng là tải trọng của gió bão và tải trọng động đất (tải trọng ngang)

- Đây đƣợc xem nhƣ là một trong những yêu cầu bắt buộc không thể thiếu và là yêu cầu quan trọng nhất khi thiết kế các công trình cao tầng Do đó, bất kỳ công trình xây dựng nào nằm ở vùng có phân vùng tác động gió thì phải tính toán tải trọng gió, phân vùng về động đất phải tính toán tải trọng động đất

- Tính toán lực động đất theo tiêu chuẩn TCXDVN 9386-2012 Thiết kế công trình chịu động đất [5]

5.3.2 Tính toán tải trọng động đất

5.3.2.1 Vị trí công trình và đặc trưng nền đất dưới chân công trình

Công trình nằm tại 270 Lý Thường Kiệt, Phường 14, Quận 10, Thành phố Hồ Chí Minh, Việt Nam, theo Phụ lục H Bảng phân vùng gia tốc nền theo địa danh hành chính của TCVN 9386-2012 (phụ lục)

Bảng 5.4 Đ nh gia tốc nền của công trình ĐỊA DANH Tọa độ

Thì đỉnh gia tốc nền agR đƣợc xác định nhƣ sau:

Căn cứ vào thang MSK-64 ( phụ lục I của TCVN 9386-2012) [5] có cấp động đất là cấp VII

 Gia tốc đỉnh đất nền thiết kế :

- Gia tốc đỉnh đất nền thiết kế ag ứng với trạng thái giới hạn cực hạn xác định nhƣ sau (thông qua gia tốc trọng trường g): g gR I

+ hệ số tầm quan trọng γI = 1.25- Theo phụ lục E của TCVN 9386-2012 [5] với công trình thuộc cấp I (công trình cao 20 tầng)

- Vậy theo TCVN 9386-2012 thì: a 0.0971g (m / s ) > 0.08g g  2 , ta cần áp dụng các giải pháp kháng chấn cho công trình b Phân loại đất nền công trình

 Nhận dạng điều kiện đất nền theo tác động động đất

- Căn cứ vào mặt cắt địa tầng, các số liệu khảo sát địa chất tại khu vực xây dựng và điều kiện đất nền theo tác động động đất trong quy định tại điều 3.1.2 của TCVN 9386 –

2012 [5] nhận dạng nền đất tại khu vực xây dựng công trình này nhƣ sau:

- Theo bảng 3.1 Các loại nền đất của TCVN 9386-2012 thì loại đất nền của công trình thuộc loại B

- Theo bảng 3.2 Giá trị các tham số mô tả các phổ phản ứng đàn hồi của TCVN 9386-2012 [5] ( phụ lục)

Bảng 5.5 Giá trị tham số mô tả các phổ phản ứng đàn hồi

+ TB (s) là giới hạn dưới của chu kỳ, ứng với đoạn nằm ngang của phổ phản ứng gia tốc

+ TC (s) là giới hạn trên của chu kỳ, ứng với đoạn nằm ngang của phổ phản ứng gia tốc

+ T D (s) là giá trị xác định điểm bắt đầu của phần phản ứng dịch chuyển không đổi trong phổ phản ứng

 Xác định cấp độ, loại công trình

Theo Phụ lục E Phân cấp, phân loại công trình xây dựng của TCVN 9386-2012

[5] thì công trình thuộc nhà chung cƣ có chiều cao công trình 20 tầng đƣợc xếp vào công trình cấp I

 Xác định mức độ và hệ số tầm quan trọng Ứng với công trình cấp II nhƣ trên, theo Phụ lục E Mức độ và hệ số tầm quan trọng của TCVN 9386-2012 thì hệ số tầm quan trọng γI = 1.25

 Xác định hệ số ứng xử q của kết cấu đối với tác động động đất theo phương nằm ngang:

- Giá trị giới hạn trên của hệ số ứng xử q để tính đến khả năng làm tiêu tán năng lượng, phải được tính cho từng phương khi thiết kế như sau: q q k 1.5  o w  Trong đó:

+ qo là giá trị cơ bản của hệ số ứng xử, phụ thuộc vào loại kết cấu và tính đều đặn của nó theo mặt đứng

+ kw là hệ số phản ánh dạng phá hoại phổ biến trong hệ kết cấu có tường chịu lực

- Lựa chọn hệ kết cấu chịu lực của công trình là: Khung nhiều tầng, nhiều nhịp hoặc hệ kết cấu hỗn hợp tương đương khung

=> Từ hệ kết cấu trên xác định đƣợc tỷ số: 1.3 α α

+ α1 là giá trị để nhân vào giá trị thiết kế của tác động động đất theo phương nằm ngang để trong mọi cấu kiện của kết cấu sẽ đạt giới hạn độ bền chịu uốn trước tiên, trong khi tất cả các tác động khác vẫn không đổi

+ αu là giá trị để nhân vào giá trị thiết kế của tác động đất theo phương nằm ngang sẽ làm cho khớp dẻo hình thành trong một loạt tiết diện đủ để dẫn đến sự mất ổn định tổng thể kết cấu, trong khi tất cả các giá trị thiết kế của các tác động khác vẫn không đổi Hệ số α u có thể thu đƣợc từ phân tích phi tuyến tính tổng thể

- Xét đến tính đều đặn theo mặt đứng của công trình là: Đều đặn theo mặt đứng, giá trị cơ bản của hệ số ứng xử qo, phụ thuộc vào loại kết cấu và tính đều đặn của nó theo mặt đứng lấy trong bảng 5.1 Giá trị cơ bản của hệ số ứng xử qo cho hệ có sự đều đặn theo mặt đứng của TCVN 9386-2012

- Xét đến tính dẻo của kết cấu công trình thuộc dạng: Cấp dẻo kết cấu trung bình

- Loại kết cấu công trình thuộc loại: Hệ khung, hệ hỗn hợp, hệ tường kép.Tra bảng

5.1, trang 77 với hệ kết cấu trên, có: o u

- Với hệ kết cấu nhƣ trên, có: kw = 1

=> Hệ số ứng xử q với tác động theo phương ngang của công trình: q = q o k w = 3.9 × 1 = 3.9

5.3.2.2 Tính toán động đất theo phương pháp phổ thiết kế dùng cho phân tích đàn hồi

Theo TCXDVN 9386-2012: với các thành phần nằm ngang của tác động động đất, phổ thiết kế Sd(T) đƣợc xác định theo các công thức nhƣ sau:

+ Sd(T): phổ phản ứng thiết kế

+ T: là chu kì dao động của hệ tuyến tính một bậc tự do

+ a g : là gia tốc nền thiết kế trên nền loại B (ag = γI×a gR )

+ T B : là giới hạn dưới của chu kì, ứng với đoạn nằm ngang của phổ phản ứng gia tốc: T B 0.15

+ TC: là giới hạn trên của chu kì, ứng với đoạn nằm ngang của phổ phản ứng gia tốc: TC 0.5

+ TD: là giá trị xác định điểm bắt đầu của phần phản ứng dịch chuyển không đổi trong phổ phản ứng: TD = 2

+ β: hệ số ứng với cận dưới của phổ thiết kế theo phương nằm ngang, β = 0.2

Xây dựng phổ phản ứng thiết kế dùng trong phân tích đàn hồi theo phương ngang

Bảng 5.6 Phổ phản ứng thiết kế dùng trong phân tích đàn hồi theo phương ngang

Hình 5.3 Biểu đồ phổ thiết kế dùng cho phân tích đàn hồi

Phổ thiết kế Svd (T) theo phương thẳng đứng Đối với thành phần thẳng đứng của tác động động đất, phổ thiết kế cho bởi các biểu thức trên với gia tốc nền thiết kế ag theo phương nằm ngang được thay bằng giá trị avg, S đƣợc lấy bằng 1, hệ số ứng xử q lấy bằng 1.5 cho mọi loại vật liệu và hệ kết cấu

Do các bộ phận kết cấu nằm ngang có nhịp nhỏ hơn 20m, các thành phần kết cấu dạng công xôn nằm ngang nhỏ hơn 5m, kết cấu không có ứng lực trước nên không cần kể đến thành phần thẳng đứng của tác động động đất

5.3.2.3.Tính toán động đất theo phương pháp phổ phản ứng đàn hồi

Theo TCVN 9386-2012: với các thành phần nằm ngang của tác động động đất, phổ phản ứng đàn hồi Se(T) đƣợc xác định theo các công thức nhƣ sau:

+ Se(T): phổ phản ứng đàn hồi

+ T: là chu kì dao động của hệ tuyến tính một bậc tự do

+ a g : là gia tốc nền thiết kế trên nền loại B (ag = γI×a gR )

+ T B : là giới hạn dưới của chu kì, ứng với đoạn nằm ngang của phổ phản ứng gia tốc: T B 0.15

+ TC: là giới hạn trên của chu kì, ứng với đoạn nằm ngang của phổ phản ứng gia tốc: TC 0.5

+ TD: là giá trị xác định điểm bắt đầu của phần phản ứng dịch chuyển không đổi trong phổ phản ứng: TD = 2

+ η: là hệ số điều chỉnh độ cản với giá trị tham chiếu η = 1.0, đối với độ cản nhớt là 5%

Hình 5.4 Dạng của phổ phản ứng đàn hồi và phổ phản ứng đàn hồi

(cho các loại nền đất từ A-E) (độ cản 5%)

Giá trị của các chu kì TB; TC; TD và của hệ số nền S mô tả dạng của phổ phản ứng đàn hồi phụ thuộc vào loại nền đất

Xây dựng phổ phản ứng đàn hồi theo phương ngang

Bảng 5.7 Phổ phản ứng thiết kế dùng trong phân tích đàn hồi theo phương ngang

Hình 5.5 Biểu đồ phổ phản ứng đàn hồi theo phương ngang (nền loại B)

5.4 Tính thép cho hệ khung

Vì đây là hệ khung không gian, do đó có rất nhiều khung, theo sự chỉ định của giáo viên hướng dẫn chọn khung trục D và khung trục 2 để tính và bố trí thép Từ kết quả xuất ra sau khi chạy chương trình ETABS ta lấy giá trị nội lực để tính thép

Hình 5.6 Kí hiệu các dầm và cột

5.4.1.1 Tính toán cốt thép cho dầm

- Đối với dầm chỉ cần tính thép ứng với trường hợp mômen nội lực lớn nhất Từ kết quả giải nội lực trong ETABS, chọn trường hợp biểu đồ bao, khi đó nội lực là giá trị lớn nhất

5.4.1.2 Tính toán cốt thép cột

- Tính thép từ 17 tổ hợp, chọn thép lớn nhất từ các tổ hợp đó để bố trí

- Ở đây cốt thép được tính và bố trí theo trường hợp cốt thép đối xứng Vì tính khung không gian nên cốt thép trong cột được bố trí theo chu vi, cốt thép tính theo phương nào thì bố theo phương tương ứng của cột

- Sử dụng phương pháp tính gần đúng dựa trên việc biến đổi trường hợp nén lệch tâm xiên thành nén lệch tâm phẳng tương đương.(theo GS Nguyễn Đình Cống) [6]

Xét tiết diện có cạnh Cx, Cy điều kiện để áp dụng phương pháp gần đúng là : 0.5 ≤ C x /C y

- Tiết diện chịu lực nén N, moment uốn M x , M y , độ lệch tâm ngẫu nhiên eax, e ay Sau khi xét uốn dọc theo hai phương, tính hệ số η x , η y

Với Lox = Loy : chiều dài tính toán của cột:

- Moment gia tăng Mx1, My1

- Mô hình tính toán (theo phương x hoặc y)

Mô hình Theo phương x Theo phương y Điều kiện x 1 y 1 x y

M 1 = M y1 ; M 2 = M x1 e a = e ay +0.2e ax Tiến hành tính toán theo trường hợp cốt thép đặt đối xứng :

 h x1 > h0 thì m0 = 0.4 + Mô ment tương đương(đổi nén lệch tâm xiên thành nén lệch tâm phẳng)

 Trường hợp 1 : Nén lệch tâm rất bé khi 0

  h  tính nhƣ nén đúng tâm

+ Hệ số ảnh hưởng độ lệch tâm:

+ Hệ số uốn dọc phụ thêm khi xét nén đúng tâm:

+ Diện tích toàn bộ cốt thép dọc:

 Trường hợp 2: Nén lệch tâm bé khi 0

Diện tích toàn bộ cốt thép :

  h  và x 1 ≤ ξ R h o tính theo trường họp nén lệch tâm lớn

- Kiểm tra lại  : min A s max 0 t 100

Nếu không thoả thì giả thiết lại hàm lƣợng thép và tính lại

5.4.1.3 Tính cốt đai cho dầm và cột, thép gia cường

- Kiểm tra điều kiện hạn chế về lực cắt : Q  ko.Rn.b.ho trong đó ko = 0.35

Tính toán cụ thể

Vì trong khung có nhiều phần tử dầm và cột do đó chỉ chọn ra các phần tử dầm và cột tính toán đại diện Các phần tử còn lại tính toán hoàn toàn tương tự

5.5.1 Tính toán cốt thép cho phần tử dầm

 Tính cốt thép nhịp dầm

- Chọn dầm B1, tầng 7 của khung trục E tính đại diện

- Lấy nội lực từ biểu đồ bao để tính: M max = 134.743 (kN.m)

- Tiết diện dầm 300x600, cốt thép AIII (Rs = 365 Mpa)

- Bê tông B30 Rb= 17 Mpa; Rbt = 1.2 Mpa

 Tính thép gối : Mmin = -52.617 kN.m

 Tính toán cốt đai dầm

Kiểm tra các điều kiện tính cốt đai:

Chọn đai ỉ8, ta cú bề rộng dầm b = 300 nờn để đảm bảo độ cứng của khung thộp dầm ta chọn đai 2 nhánh

187.6( / ) 15 sw sw d q R na daN cm s

Vậy cốt đai chọn ỉ8a150 bố trớ cho dầm B1 đảm bảo khả năng chịu cắt

Tớnh toỏn tương tự ta chọn được cốt đai bố trớ ỉ8a150 trong đoạn L/4 của cỏc dầm

Tớnh toỏn tương tự ta chọn được cốt đai bố trớ ỉ8a200 trong đoạn cũn lại của cỏc cỏc dầm

Do yờu cầu khỏng chấn ta bố trớ đai ỉ8a100 trong cỏc đoạn lcr = 2h d

Theo yêu cầu cấu tạo kháng chấn theo quy định trong TCVN 9386-2012 [5], trong khoảng 2h ( với h là chiều cao dầm) ta bố trớ đai ỉ8a150

Trong khoảng giữa dầm bố trớ đai ỉ8a200

 Cốt thép gia cường tại vị trí dầm phụ giao với dầm chính

Vì có nhiều dầm phụ giao với dầm chính do đó để giảm khối lƣợng tính toán,ta chọn dầm phụ có lực lớn nhất truyền vào dầm chính sau khi tính thép lấy kết quả bố trí cho tất cả các vị trí giao nhau giữa dầm phụ và dầm chính khác

Lực cắt do dầm phụ truyền vào dầm chính:

 Diện tích cốt treo : Ftreo = = 20189/2800 = 7.2 (cm 2 )

Chọn đai 10, đai hai nhánh

 Chọn bố trí 6 đai d  bt bh q

Bảng 5.8 Bảng tính thép dầm tầng 7

Story Beam Kí hiệu M3(kN/m) b(cm) h(cm) a(cm) Loc As(cm 2 ) μ% Bố trí A sbt (cm 2 )

Story Beam Kí hiệu M3(kN/m) b(cm) h(cm) a(cm) Loc As(cm 2 ) μ% Bố trí A sbt (cm 2 )

Story Beam Kí hiệu M3(kN/m) b(cm) h(cm) a(cm) Loc As(cm 2 ) μ% Bố trí A sbt (cm 2 )

Story Beam Kí hiệu M3(kN/m) b(cm) h(cm) a(cm) Loc As(cm 2 ) μ% Bố trí A sbt (cm 2 )

Story Beam Kí hiệu M3(kN/m) b(cm) h(cm) a(cm) Loc As(cm 2 ) μ% Bố trí A sbt (cm 2 )

Story Beam Kí hiệu M3(kN/m) b(cm) h(cm) a(cm) Loc As(cm 2 ) μ% Bố trí A sbt (cm 2 )

5.5.2 Tính toán cốt thép cho phần tử cột

Chọn đại diện 2 cột để tính toán cho 2 trường hợp lệch tâm khác nhau

Cột C40, tầng 2, COMB1, khung trục 2.(Tính theo TH lệch tâm rất bé) Cột C13, tầng 18, COMB8, khung trục D.(Tính theo TH lệch tâm lớn)

+ Nội lực của cột : N = -8909.20 kN

M x = -47.49 kN.m + C x = 650 mm ; C y = 650cm ; ξ R = 0.59; l ox = l oy = 0.7×3.4 = 2.38m

C   Cy  => tính toán theo phương X

- h = Cx = 650mm ; b = Cy = 650mm; giả thiết a = 50 mm; ho = 600mm; Z = 550mm

- Độ lệch tâm ngẫu nhiên : ea = e ax + 0.2×e ay

- Kết cấu siêu tĩnh : e0 = max(e1;ea) = 26.04mm

 Nén lệch tâm rất bé, tính gần nhƣ nén đúng tâm

- Ảnh hưởng độ lệch tâm γ e :

- Diện tích toàn bộ cốt thép :

+Nội lực của cột : N = -822.11 kN

Mx = -39.48 kN.m + Cx = 350 mm ; Cy = 350cm ; ξR = 0.541; lox = loy = 0.7×3.4 2.38m

C   Cy  => tính toán theo phương X

- h = C x = 350mm ; b = C y = 350mm; giả thiết a = 40 mm; ho = 310mm; Z = 270mm

- Độ lệch tâm ngẫu nhiên : e a = e ay +0.2×e ax

- Kết cấu siêu tĩnh : e0 = max(e1;ea) = 140mm

- Diện tích toàn bộ cốt thép :

Bảng 5 9 Bố trí thép cột khung trục 2

Story Cột P(kN) M y (kN.m) M x (kN.m) Cx(cm) Cy(cm) a(cm) As(cm²) μ% Chọn thép Phương

Story Cột P(kN) M y (kN.m) M x (kN.m) Cx(cm) Cy(cm) a(cm) As(cm²) μ% Chọn thép Phương

Story Cột P(kN) M y (kN.m) M x (kN.m) Cx(cm) Cy(cm) a(cm) As(cm²) μ% Chọn thép Phương

Story Cột P(kN) M y (kN.m) M x (kN.m) Cx(cm) Cy(cm) a(cm) As(cm²) μ% Chọn thép Phương

Story Cột P(kN) M y (kN.m) M x (kN.m) Cx(cm) Cy(cm) a(cm) As(cm²) μ% Chọn thép Phương

Bảng 5.9 Bố trí thép khung trục D

Story Cột P(kN) M y (kN.m) M x (kN.m) Cx(cm) Cy(cm) a(cm) As(cm²) μ% Chọn thép Phương

Story Cột P(kN) M y (kN.m) M x (kN.m) Cx(cm) Cy(cm) a(cm) As(cm²) μ% Chọn thép Phương

Story Cột P(kN) M y (kN.m) M x (kN.m) Cx(cm) Cy(cm) a(cm) As(cm²) μ% Chọn thép Phương

5.5.3 Tính toán vách cứng cho khung trục D

Vách là một trong những kết cấu chịu lực quan trọng trong nhà cao tầng Tuy nhiên việc tính toán cốt thép vẫn chƣa đƣợc đề cập cụ thể trong tiêu chuẩn thiết kế của Việt Nam.Vì vậy trong phạm vi đồ án này sử dụng phương pháp giả thiết vùng biên chịu môment để tính toán cốt thép cho vách cứng

Nội dung của phương pháp ”giả thiết vùng biên chịu mômen”

Thông thường, các vách cứng dạng côngxon phải chịu tổ hợp nội lực sau: N, Mx,

M y , Q x , Q y Do vách cứng đƣợc bố trí trên mặt bằng để chịu tải trọng ngang tác động song song với mặt phẳng của nó (chủ yếu) nên bỏ qua khả năng chịu mô ment ngoài mặt phẳng

Mx và lực cắt theo phương vuông góc với mặt phẳng Qy, chỉ xét tổ hợp nội lực gồm: N,

Hình 5.7 Nội lực trong vách cứng

Phương pháp này cho rằng cốt thép đặt trong vùng biên ở hai đầu vách được thiết kế để chịu toàn bộ momen Lực dọc trục đƣợc giả thiết là phân bố dều trên toàn bộ chiều dài vách

 Các giả thiết cơ bản

- Ứng suất kéo do cốt thép chịu Ứng suất nén do bêtông và cốt thép chịu

Xét vách cứng chịu tải trọng Nz, My, biểu đồ ứng suất tại các điểm trên mặt cắt ngang của vách cứng

Hình 5.8 Phân chia vùng cho vách cứng

- Bước 1: Giả thiết chiều dài B của vùng biên chịu moment Xét vách chịu lực dọc trục N và momen uốn trong mặt phẳng My, momen này tương đương với 1 cặp ngẫu lực đặt ờ hai vùng biên của vách

- Bước 2: Xác định lực kéo hoặc nén trong vùng biên

F : Diện tích mặt cắt vách

- Bước 3: Tính diện tích cốt thép chịu kéo, nén

Tính toán cốt thép cho vùng biên nhƣ cột chịu kéo - nén đúng tâm Khả năng chịu lực của cột chịu kéo – nén đúng tâm đƣợc xác định theo công thức:

R n , R a : Cường độ tính toán chịu nén của BT và của cốt thép

F b , F a : diện tích tiết diện BT vùng biên và của cốt thép dọc

: hệ số giảm khả năng chịu lực do uốn dọc (hệ số uốn dọc) Xác định theo công thức thực nghiệm, chỉ dùng đƣợc khi:

Với: lo: chiều dài tính toán của cột i min : bán kính quán tính của tiết diện theo phương mảnh => i min = 0.288 b

Từ công thức trên ta suy ra diện tích cốt thép chịu nén :

Khi N < 0 (vùng biên chịu kéo), do giả thiết ban đầu: ứng lực kéo do cốt thép chịu nên diện tích cốt thép chịu kéo đƣợc tính theo công thức sau: éo k a a

- Bước 4: Kiểm tra hàm lượng cốt thép Nếu không thỏa mãn thì phải tăng kích thước B của vùng biên lên rồi tính lại từ bước 1 Chiều dài B của vùng biên có giá trị lớn nhất là L/2, nếu vượt quá giá trị này cần tăng bề dày tường

Khi tính ra Fa < 0: đặt cốt thép chịu nén theo cấu tạo Theo TCVN 5574-2012 Thép cấu tạo cho vách cứng trong vùng động đất trung bình và mạnh

+ Cốt thép đứng: hàm lƣợng

+ Cốt thép ngang: hàm lƣợng nhƣng không chọn ít hơn 1/3 hàm lƣợng của cốt thép dọc

Trong tính toán nội lực vách này chọn hàm lƣợng thép dọc cấu tạo của các vùng:

- Bước 5: Kiểm tra phần tường còn lại như cấu kiện chịu nén đúng tâm Trường hợp bê tông đã đủ khả năng chịu lực thì cốt thép chịu nén trong vùng này đƣợc đặt theo cấu tạo

- Bước 6: Tính cốt thép ngang

Tại tiết diện bất kỳ của vách, phải gia gia cường thép đai ở hai đầu vách Do ứng suất cục bộ (ứng suất tiếp và ứng suất pháp theo phương nằm trong mặt phẳng) thường phát sinh tại hai đầu của vách (vị trí truyền lực sẽ lớn nhất, sau đó lan tỏa)

Tính toán cốt đai cho vách tương tự như tính toán cốt đai cho dầm

Kiểm tra điều kiện hạn chế:

+ Bêtông không bị phá hoại do ứng suất nén chính: Qmax < Q o = k o R n b.ho (1)

+ Khả năng chịu cắt của bêtông: Qmax < Q 1 = k 1 R k b.ho (2) (với k1 = 0,8)

Nếu thoả cả hai điều kiện (1) và (2) thì chỉ cần đặt cốt đai theo cấu tạo Điều kiện chiều dài bước đai:

- Bước 7: Bố trí cốt thép cho vách cứng

Khoảng cách giữa các thanh cốt thép dọc và ngang không đƣợc lớn hơn trị số nhỏ nhất trong hai trị số sau:

Bố trí cốt thép cần phải tuân thủ theo TCVN 5574:2012 nhƣ sau:

+ Phải đặt hai lớp lưới thép Đường kính cốt thép chọn không nhỏ hơn 10 mm và không hơn 0.1b

+ Hàm lƣợng cốt thép đứng chọn (đối với động đất trung bình mạnh ) + Cốt thép nằm ngang chọn không ít hơn 1/3 lƣợng cốt thép dọc với hàm lƣợng 0.4% ( đối với động đất trung bình và mạnh ) Dùng đai 10, 2 nhánh (n = 2)

+ Cần có biện pháp tăng cường tiết diện ở khu vực biên các vách cứng

+ Tại các góc liên kết các vách cứng với nhau phải bố trí các đai liên kết

Do môment có thể đổi chiều nên cốt thép vùng biên Fa=max ( ); cốt thép vùng giữa Fa’

5.5.4 Tính toán cốt thép một trường hợp cụ thể cho vách

Vách có kích thước bề rộng: tw = 0.3 m; chiều dài L = 5 m chạy từ tầng hầm 3 đến tầng 22 Diện tích tiết diện vách: F = 0.3 5= 1.5 m 2

Kết quả nội lực vách đƣợc xuất từ ETABS với vách đƣợc gán các dạng phần tử PIER

Story Pier Load Loc P(kN) V 2 (kN) V 3 (kN) T(kNm) M 2 (kNm) M 3 (kNm)

- Giả thiết chiều dài vùng biên Bleft = Bright = 3tw = 0.9 m

Diện tích vùng biên Fbiên= 0.3 0.9= 0.27m 2 Độ mảnh : 0 min

Hình 5.9 Tiết diện vách tính toán

- Xác định lực kéo , nén trong vùng biên:

- Tính toán cốt thép cho vùng biên nhƣ cột chịu kéo – nén đúng tâm:

+ Diện tích cốt thép chịu nén là:

 = -28.31 cm 2 + Diện tích cốt thép chịu kéo:

 100% = 2.91% < 3.5% (hợp lí) Kiểm tra khả năng chịu lực của vùng giữa:

+ Lực nén do lực dọc N tác dụng lên vùng giữa là: én a

+ Khả năng chịu lực nén của BT vùng giữa:

Vậy N = 16320 kN > Nnén vùng giữa = 10914.8 kN

 Cốt thép vùng giữa đặt theo cấu tạo 16a200

Chọn thép vùng biên lớn nhất ở Tầng Trệt thuộc TH2 để bố trí cho toàn vách :

Chọn 1625 (A = 78.54 cm 2 ,  = 2.91% ) Thép vùng giữa bố trí cấu tạo 16a200 ( 0.8%)

 Tính cốt thép ngang cho vách

Dùng lực cắt lớn nhất để tính và bố trí cho toàn vách:

Thiên về an toàn lấy ho = 0.8h = 0.8×5 = 4 (m)

- Dựa vào biểu đồ bao lực cắt ta có Qmax = 251.03 (KN).Vị trí bên phải dầm B13,tầng 20

- Kiểm tra các điều kiện tính cốt đai: koRnbho= 0.35×11500×0.3×4 = 4830 (KN) k1Rkbho= 0.6×900×0.3×4 = 648 (KN): cần tính cốt đai, đặt cốt đai theo cấu tạo

 Không cần tính cốt đai Đặt cốt đai theo hàm lƣợng cấu tạo, cốt đai 2 nhỏnh ỉ8a100 trong vựng biờn, ỉ8a200 trong vựng cũn lại

5.5.5 Kiểm tra vách bằng phần mềm Etabs

Sau khi tính toán toán cốt thép cho vách , tiến hành kiểm tra lại bằng phần mềm Etabs (cách bước thực hiện trình bày phụ lục )

Hình 5.10 Chức năng thiết kế và kiểm tra vách trong Etabs

Hình 5.11 Kết quả kiểm tra bằng Etab

 Căn cứ vào kết quả kiểm tra bằng Etabs nhận thấy thép đã chọn thỏa mãn yêu cầu

Bảng 5.11 Bảng bố trí thép vách khung trục 2(P2)

Story Pier Load P M3 P l P r A st A s Bố trí  (%) A s giữa

STORY3 P2 COMB17 MIN -5665.16 -466.993 2350.3 482.3 -2.08 13.21 10ỉ18 1.7 ỉ16a200 STORY4 P2 COMB17 MIN -5304.32 -431.766 2189.6 462.5 -6.72 12.67 10ỉ18 1.7 ỉ16a200 STORY5 P2 COMB17 MIN -4989.22 -422.232 2091.8 402.8 -9.54 11.04 10ỉ18 1.7 ỉ16a200 STORY6 P2 COMB17 MIN -4680.38 -409.087 1988.3 351.9 -12.52 9.64 10ỉ18 1.7 ỉ16a200 STORY7 P2 COMB17 MIN -4386.99 -409.095 1914.9 278.6 -14.64 7.63 10ỉ18 1.7 ỉ16a200 STORY8 P2 COMB17 MIN -4101.76 -407.551 1840.5 210.3 -16.78 5.76 10ỉ18 1.7 ỉ16a200 STORY9 P2 COMB17 MIN -3827.03 -416.487 1789.7 123.8 -18.25 3.39 10ỉ18 1.7 ỉ16a200

STORY11 P2 COMB17 MIN -3288.59 -421.859 1665.9 -21.6 -21.82 -0.59 10ỉ18 1.7 ỉ16a200 STORY12 P2 COMB17 MIN -3023.82 -424.269 1604.5 -92.6 -23.59 -2.54 10ỉ18 1.7 ỉ16a200 STORY13 P2 COMB17 MIN -2762.6 -432.382 1555.4 -174.1 -25.01 -4.77 10ỉ18 1.7 ỉ16a200 STORY14 P2 COMB17 MIN -2499.72 -429.841 1484.6 -234.8 -27.05 -6.43 10ỉ18 1.7 ỉ16a200 STORY15 P2 COMB17 MIN -2235.48 -428.454 1415.8 -298 -29.03 -8.16 10ỉ18 1.7 ỉ16a200 STORY16 P2 COMB17 MIN -1972.1 -426.04 1345.1 -359.1 -31.07 -9.84 10ỉ18 1.7 ỉ16a200 STORY17 P2 COMB17 MIN -1704.82 -424.282 1274.8 -422.4 -33.1 -11.57 10ỉ18 1.7 ỉ16a200 STORY18 P2 COMB17 MIN -1436.3 -408.636 1176.3 -458.2 -35.94 -12.55 10ỉ18 1.7 ỉ16a200 STORY19 P2 COMB17 MIN -1166.84 -399.536 1090.8 -507.4 -38.41 -13.9 10ỉ18 1.7 ỉ16a200

Bảng 5.12 Bảng bố trí thép vách khung trục 2(P3)

Story Pier Load P M3 P l P r A st A s Bố trí  (%) A s giữa

Bảng 5.13 Bảng bố trí thép vách khung trục D(P1)

Story Pier Load P M3 Pl Pr Ast As Bố trí  (%) As giữa

H3 P1 COMB10 -17054.38 1266.613 3378.7 2760.9 -28.31 75.64 16ỉ25 2.91 ỉ16a200 H2 P1 COMB10 -16024.07 794.543 3078.1 2690.5 -36.98 73.71 16ỉ25 2.91 ỉ16a200 H1 P1 COMB10 -15310.96 1321.544 3078.3 2433.6 -36.98 66.67 16ỉ25 2.91 ỉ16a200 STORY1 P1 COMB6 -14180.93 3812.637 3482.5 1622.7 -25.32 44.46 16ỉ25 2.91 ỉ16a200 STORY2 P1 COMB6 -13746.49 3733.589 3385 1563.7 -28.13 42.84 16ỉ25 2.91 ỉ16a200 STORY3 P1 COMB6 -13393.75 3488.482 3261.7 1560 -31.69 42.74 16ỉ25 2.91 ỉ16a200 STORY4 P1 COMB6 -12780.72 2850.341 2995.7 1605.3 -39.36 43.98 16ỉ25 2.91 ỉ16a200 STORY5 P1 COMB6 -12160.96 2324.22 2755.9 1622.1 -46.28 44.44 16ỉ25 2.91 ỉ16a200 STORY6 P1 COMB6 -11522.16 1782.495 2508.7 1639.2 -53.4 44.91 16ỉ25 2.91 ỉ16a200 STORY7 P1 COMB16 MIN -10686.67 -1570.083 2306.5 1540.7 -59.24 42.21 16ỉ25 2.91 ỉ16a200 STORY8 P1 COMB16 MIN -9981.6 -1521.959 2167.9 1425.5 -63.23 39.05 16ỉ25 2.91 ỉ16a200 STORY9 P1 COMB16 MIN -9307.46 -1529.035 2048.3 1302.4 -66.68 35.68 16ỉ25 2.91 ỉ16a200 STORY10 P1 COMB16 MIN -8649.65 -1552.692 1935.6 1178.2 -69.93 32.28 16ỉ25 2.91 ỉ16a200 STORY11 P1 COMB16 MIN -8005.52 -1556.931 1820.7 1061.3 -73.25 29.08 16ỉ25 2.91 ỉ16a200 STORY12 P1 COMB16 MIN -7360.93 -1538.595 1700.2 949.7 -76.72 26.02 16ỉ25 2.91 ỉ16a200 STORY13 P1 COMB16 MIN -6709.6 -1494.623 1572.3 843.2 -80.41 23.1 16ỉ25 2.91 ỉ16a200 STORY14 P1 COMB16 MIN -6045.25 -1432.388 1437.5 738.8 -84.3 20.24 16ỉ25 2.91 ỉ16a200 STORY15 P1 COMB16 MIN -5365.42 -1334.414 1291.2 640.3 -88.52 17.54 16ỉ25 2.91 ỉ16a200

THỐNG KÊ ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH VÀ XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG THIẾT KẾ

Tổng quan về nền móng

- Móng là cấu kiện tiếp nhận toàn bộ tải trọng của công trình, rồi truyền tải đó xuống nền sao cho cho cả móng và nền đều làm việc không vƣợt quá trạng thái giới hạn Việc tính toán nền móng phải đƣợc tiến hành với tổ hợp nội lực bất lợi nhất trong suốt quá trình sử dụng và thi công

- Việc tính toán nền móng theo biến dạng nhằm xác định kích thước móng, đảm bảo độ lún không vƣợt quá độ lún cho phép đƣợc tiến hành với tổ hợp tải trọng tiêu chuẩn

- Việc tính toán theo cường độ nhằm đảm bảo nền không bị phá hoại do quá tải, ổn định về trƣợt, lật của móng Xác định chiều cao móng, cốt thép đƣợc tiến hành với tải trọng tính toán.

Địa chất của khu đất xây dựng

 Mực nước ngầm ở độ sâu 1m so với mặt đất tự nhiên Từ mặt đất tự nhiên đến chiều sâu khảo sát là 80m , bao gồm các lớp đất:

Bảng 6.1 Số liệu khoan khảo sát địa chất

Số mẫu thử Đất đắp 0.0÷1.0 1.0

Số 1: CL-GC Á sét, trạng thái dẻo mềm 1.0 ÷ 6.5 5.5 3

Số 4: CH-CL Sét, trạng thái nửa cứng 39.5 ÷ 47 7.5 4

Bảng 6.2 Bảng thống kê dung trọng riêng tự nhiên lớp đất số 1

STT Mẫu Độ sâu (m) Ai Atb Ai-Atb (Ai-Atb) 2 Nhận xét

Kiểm tra thống kê ζ= 0.2517 v= 0.012 [v] = 0.05 Thỏa

Bảng 6.3 Bảng thống kê độ ẩm tự nhiên lớp đất số 1

STT Mẫu Độ sâu (m) A i A tb A i -A tb (A i -A tb ) 2 Nhận xét

Kiểm tra thống kê ζ= 1.7010 v= 0.096 [v] = 0.15 Thỏa

6.2.1.3 Dung trọng riêng đẩy nổi

Bảng 6.4 Bảng thống kê dung trọng riêng đẩy nổi lớp đất số 1

STT Mẫu Độ sâu (m) Ai Atb Ai-Atb (Ai-Atb) 2 Nhận xét

Kiểm tra thống kê ζ= 0.2887 v= 0.026 [v] = 0.05 Thỏa

Bảng 6.5 Bảng thống kê ch số dẻo lớp đất số 1

STT Mẫu Độ sâu (m) Ai Atb Ai-Atb (Ai-Atb) 2 Nhận xét

Kiểm tra thống kê ζ= 5.8129 v = 0.404 [v] = 0.15 Không

Bảng 6.6 Bảng thống kê ch số dẻo lớp đất số 1 (hiệu ch nh)

STT Mẫu Độ sâu (m) A i A tb A i -A tb (A i -A tb ) 2

Bảng 6.7 Bảng thống kê độ sệt lớp đất số 1

STT Mẫu Độ sâu (m) A i A tb A i -A tb (A i -A tb ) 2 Nhận xét

Kiểm tra thống kê ζ= 0.3761 v= 1.095 [v]= 0.15 Không Thỏa

Bảng 6.8 Bảng thống kê độ sệt lớp đất số 1 (hiệu ch nh)

STT Mẫu Độ sâu (m) Ai Atb Ai-Atb (Ai-Atb) 2

Bảng 6.9 Bảng thống kê hệ số rỗng theo cấp áp lực lớp đất số 1

STT Mẫu Độ sâu (m) Ai (e0) Atb Ai-Atb (Ai-Atb) 2 Nhận xét

Kiểm tra thống kê ζ= 0.0321 v= 0.062 [v] = 0.15 Thỏa

STT Mẫu Độ sâu (m) A i (e 0.5 ) A tb

Atc = Atb = 0.480 STT Mẫu Độ sâu (m) Ai (e1.0) Atb

Atc = Atb = 0.450 STT Mẫu Độ sâu (m) A i (e 2.0 ) A tb

A tc = A tb = 0.425 STT Mẫu Độ sâu (m) A i (e 4.0 ) A tb

6.2.1.7 Lực dính và góc ma sát trong

Bảng 6.10 Bảng thống kê lực dính và góc ma sát trong lớp đất số 1

STT Mẫu Độ sâu (m) Ai (e0) η1 -(50) η2-(100) η3-(150) Kết quả hàm Linest

Tổng hợp địa chất

Tổng hợp tương tự cho các lớp đất tiếp theo (trình bày trong bảng tính)

Bảng 6.11 Bảng tổng hợp địa chất

Dung trọng riêng tự nhiên 20.83 20.5 20.64 20.71

Dung trọng riêng đẩy nổi 11.07 11.05 10.97 11.15

Chỉ số dẻo 11.05 11.75 11 13.5 3.9 Độ sệt 0.13 0.03 0.02 0.07 0

Hệ số rỗng theo cấp tải trọng

Đánh giá điều kiện địa chất

- Lớp đất thứ 1 (sét dẻo mềm) là lớp đất yếu và nằm trên đáy móng công trình (công trình có 3 tầng hầm) nên không thể đặt móng lên đƣợc, lớp đất thứ 2(cát hạt trung) là lớp đất tốt nhƣng chƣa đủ sâu để đặt đáy đài, lớp 3 và thứ 5 là lớp đất tốt và bề dày đủ lớn nên ta lựa chọn lớp đất thứ 3 hoặc thứ 5 làm nền cho công trình Với điều kiện địa chất nhƣ vậy giải pháp móng sâu là giải pháp hợp lý nhất cho qui mô và tải trọng công trình cao tầng Giải pháp móng sâu cụ thể ta sử dụng là móng cọc đài thấp

- Hiện nay có hai phương án móng cọc đang được sử dụng rất phổ biến với trình độ và thiết bị thi công phong phú ở nước ta, đó là: móng cọc tiền chế sử dụng phương pháp ép và móng cọc khoan nhồi Trong phạm vi của đồ án xin trình bày phương án móng cọc khoan nhồi.

THIẾT KẾ MÓNG CỌC KHOAN NHỒI

THUYẾT MINH TÍNH TOÁN TƯỜNG VÂY TẦNG HẦM

CÔNG TÁC THI CÔNG CỌC KHOAN NHỒI

Ngày đăng: 09/04/2023, 16:46

Nguồn tham khảo

Tài liệu tham khảo Loại Chi tiết
[1] "TCVN 5574-2012," Thi công bê tông cốt thép toàn khối, no. NXB Xây dựng - Hà Nội, 2012 Sách, tạp chí
Tiêu đề: TCVN 5574-2012
Nhà XB: NXB Xây dựng - Hà Nội
[2] "Võ Bá Tầm," Kết cấu Bê tông cốt thép (tập 2: Cấu kiện nhà cữa), no. NXB Khoa học Kỹ thuật, 2012 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Võ Bá Tầm
Nhà XB: NXB Khoa học Kỹ thuật
[3] "TCVN 2737:1995," Tải trọng và tác động, no. NXB Xây dựng - Hà Nội, 1996 Sách, tạp chí
Tiêu đề: TCVN 2737:1995
Nhà XB: NXB Xây dựng - Hà Nội
[4] "TCVN 229:1999," Ch dẫn tính toán thành phần động của tải trọng gió theo TC 2737:1995, no. NXB Xây dựng - Hà Nội, 1999 Sách, tạp chí
Tiêu đề: TCVN 229:1999
Nhà XB: NXB Xây dựng - Hà Nội
[5] "TCVN 9386:2012," Thiết kế công trình chịu động đất, no. NXB Xây Dựng Hà Nội, 2012 Sách, tạp chí
Tiêu đề: TCVN 9386:2012
Nhà XB: NXB Xây Dựng Hà Nội
[6] "Nguyễn Đình Cống," Kết cấu Bê tông cốt thép (tập 1: Cấu kiện cơ bản) , no. NXB Đại học Quốc gia TP Hồ Chí Minh, 2012 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Nguyễn Đình Cống
Nhà XB: NXB Đại học Quốc gia TP Hồ Chí Minh
[7] "TCVN 9395:2012," Cọc khoan nhồi - Thi công và nghiệm thu, no. NXB Xây Dựng - Hà Nội, 2012 Sách, tạp chí
Tiêu đề: TCVN 9395:2012
Nhà XB: NXB Xây Dựng - Hà Nội
[8] "TCVN 10304: 2014," Móng cọc - Tiêu chuẩn thiết kế, no. NXB Xây Dựng - Hà Nội, 2002 Sách, tạp chí
Tiêu đề: TCVN 10304: 2014
Nhà XB: NXB Xây Dựng - Hà Nội
[9] "TCVN 9393:2012," Cọc - Phương pháp th nghiệm hiện trường bằng tải trọng tĩnh ép dọc trục, no. NXB Xây Dựng - Hà Nội, 2012 Sách, tạp chí
Tiêu đề: TCVN 9393:2012
Nhà XB: NXB Xây Dựng - Hà Nội
[11] "TCVN 198:197," Nhà cao tâng - Thiết kế kết cấu bê tông cốt thép toàn khối, no. NXB Xây Dựng - Hà Nội, 1999 Sách, tạp chí
Tiêu đề: TCVN 198:197
Nhà XB: NXB Xây Dựng - Hà Nội
[10] Nguyễn Bá Kế, Nguyễn Hữu Đẩu, Chất lƣợng móng cọc quản ký và đánh giá, NXB GTVT, 2000 Khác

🧩 Sản phẩm bạn có thể quan tâm