(Đồ án hcmute) thiết kế chung cư central grove

Kết quả tính toán gió tĩnh theo phương X và Y .... Kết quả tính toán gió động theo phương X .... Sơ đồ tính toán động lực tải gió tác dụng lên công trình .... Chia dải sàn theo phương Y

TỔNG QUAN

GIỚI HIỆU CHUNG

 Địa chỉ: Quận 6 – TP.Hồ Chí Minh

 Công trình bao gồm 1 tầng hầm, 1 tầng trệt, 20 tầng điển hình

 Chiều cao công trình: 71.4 m tính từ mặt đất tự nhiên

 Diện tích sàn tầng điển hình: 25.5 × 39 m 2

Hình A.1 Mặt bằng tầng điển hình.

TẢI TRỌNG TÁC ĐỘNG

Tĩnh tải tác dụng lên công trình bao gồm:

 Trọng lượng bản thân công trình

 Trọng lượng các lớp hoàn thiện, tường, kính…

 Hoạt tải tiêu chuẩn tác dụng lên công trình được xác định theo công năng sử dụng của sàn ở các tầng (Theo TCVN 2737 : 1995 - Tải trọng và tác động)

Bảng A.1 Tải trọng tiêu chuẩn phân bố đều trên sàn và cầu thang

1 Phòng ngủ (nhà kiểu căn hộ, nhà trẻ mẫu giáo) 1.5

2 Phòng ăn, phòng khách, WC, phòng tắm, bida (kiểu căn hộ) 1.5

3 Phòng ăn, phòng khách, WC, phòng tắm, bida (kiểu nhà mẫu giáo) 2.0

4 Bếp, phòng giặt (nhà căn hộ) 1.5

5 Bếp, phòng giặt (nhà ở mẫu giáo) 3.0

6 Phòng động cơ (nhà cao tầng) 7.0

7 Nhà hàng (ăn uống, nhà hàng) 3.0

8 Nhà hàng (triển lãm, trưng bày, cửa hàng) 4.0

9 Phòng đợi (không có ghế gắn cố định) 5.0

Ban công và lô gia (tải trọng phân bố đều trên toàn bộ diện tích ban công, lô gia được xét đến nếu tác dụng của nó bất lợi hơn khi lấy theo mục a)

13 Sảnh, phòng giải lao, cầu thang, hành lang thông với các phòng 3.0

14 Ga ra ô tô (đường cho xe chạy, dốc lên xuống dùng cho xe con, xe khách và xe tải nhẹ có tổng khối lượng ≤ 2500 kg) 5.0

Tải gió ( Thành phần tĩnh và thành phần động ) W0 = 0.83 kN/m 2 Động đất ( Điều kiện đất nền loại C, gia tốc nền agR/g = 0.07, hệ số tầm quan trọng γ1 = 1.25, hệ số ứng sử theo phương ngang q = 3.9 )

GIẢI PHÁP THIẾT KẾ

Căn cứ vào hồ sơ khảo sát địa chất, hồ sơ thiết kế kiến trúc, tải trọng tác động vào công trình nên phương án thiết kế kết cấu được chọn như sau:

 Hệ khung vách bê tông cốt thép đổ toàn khối

3.2 Đánh giá lựa chọn phương án

 Phương án thiết kế móng: Móng cọc khoan nhồi

VẬT LIỆU SỬ DỤNG

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

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

 Mô đun đàn hồi: Eb = 30000 MPa

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

 Cường độ tính toán chịu nén: Rsc = 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

PHẦN MỀM ỨNG DỤNG TRONG PHÂN TÍCH TÍNH TOÁN

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

 Tính toán cốt thép và tính móng cho công trình: Sử dụng EXCEL kết hợp với lập trình ứng dụng VBA.

PHƯƠNG ÁN SÀN DẦM

Hình B.1.1 Mặt bằng sàn tầng điển hình

1.2 CHỌN SƠ BỘ KÍCH THƯỚC CÁC CẤU KIỆN

 Chọn chiều dày của sàn phụ thuộc vào nhịp và tải trọng tác dụng

 Có thể chọn sơ bộ chiều dày bản sàn theo công thức: s min min h D L h

1.2.2 Kích thước dầm chính - dầm phụ

Bảng B.1.1 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

TÍNH TOÁN - THIẾT KẾ SÀN

MẶT BẰNG SÀN

Hình B.1.1 Mặt bằng sàn tầng điển hình

CHỌN SƠ BỘ KÍCH THƯỚC CÁC CẤU KIỆN

 Chọn chiều dày của sàn phụ thuộc vào nhịp và tải trọng tác dụng

 Có thể chọn sơ bộ chiều dày bản sàn theo công thức: s min min h D L h

1.2.2 Kích thước dầm chính - dầm phụ

Bảng B.1.1 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

 Chọn nhịp của dầm chính để tính L = 9 m

 Từ đó ta chọn được kích thước sơ bộ dầm chính - dầm phụ như sau:

 Kích thước vách BTCT được chọn và bố trí chịu được tải trọng công trình và đặc biệt chịu tải trọng ngang do gió, động đất,…

 Chọn chiều dày vách tw = 0.3 m cho tất cả các vách cứng trên mặt bằng.

TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN SÀN

 Tĩnh tải tác dụng lên sàn bao gồm trọng lượng bản thân bản BTCT, trọng lượng các lớp hoàn thiện và trọng lượng tường xây trên sàn

Bảng B.1.2 Tải trọng sàn thường

Trọng lượng riêng tiêu chuẩn

Hệ số độ tin cậy

Tĩnh tải tính toán mm kN/m 3 kN/m 2 kN/m 2

Bảng B.1.3 Tải trọng sàn mái, sàn vệ sinh

Cấu tạo sàn vệ sinh

 Tải tường được tính toán theo công thức: gtt = n × qt × ht

 Tường xây trên sàn thì tải trọng tường phân bố theo chiều dài dầm None

 Tường xây trên dầm thì truyền tải trọng vào dầm

Bảng B.1.4 Tĩnh tải tường gạch

Hoạt tải sử dụng được xác định tùy theo công năng sử dụng của từng ô sàn (Theo TCVN 2737 : 1995) Kết quả được thể hiện trong bảng sau:

Bảng B.1.5 Hoạt tải phân bố trên sàn

STT Loại sàn nhà Hoạt tải tiêu chuẩn (kN/m 2 ) Hoạt tải quy đổi

1 Sảnh, hành lang, cầu thang 3.0 3.0

3 Mái bằng không sử dụng 0.75 0.813

4 Phòng ăn, bếp, phòng khách 1.5 1.625

TÍNH TOÁN BỐ TRÍ CỐT THÉP SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH

 Sử dụng phần mềm SAFE để tính toán, thiết kế sàn

 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 B.1.2 Mô hình sàn bằng SAFE

 Chia sàn thành nhiều dải theo phương X và phương Y

Hình B.1.3 Chia dải sàn theo phương X

Hình B.1.4 Chia dải sàn theo phương Y

 Phân tích mô hình ta được kết quả nội lực

Hình B.1.6 Mô-men của các dải theo phương Y

 Kiểm tra độ võng sàn

 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.) fmax = 14 mm < [f] = 25 mm  Thỏa mãn điều kiện độ võng

Hình B.1.7 Độ võng sàn xuất từ SAFE

 Tính toán và bố trí cốt thép

 Cốt thép sàn AIII → Rs = 365 MPa

 Áp dụng công thức tính toán: b 0 m 2 m s b 0 s

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

 àmin: tỷ lệ cốt thộp tối thiểu, thường lấy àmin = 0.1%

 àmax: tỷ lệ cốt thộp tối đa

 Chương trình tính toán cốt thép sàn:

Hình B.1.8 Chương trình tính toán cốt thép sàn

 Kết quả tính toán cốt thép sàn.

Bảng B.1.6 Kết quả tính toán cốt thép sàn

Dải Vị trí (m) M 3 (kN.m) Bề rộng dải (m) A s (mm 2 ) A s /1m (mm 2 )  % Bố trí

TÍNH TOÁN – THIẾT KẾ CẦU THANG

CẤU TẠO CẦU THANG

Vế thang 1 và 3 có 10 bậc thang, mỗi bậc có kích thước như sau:

 Sử dụng kết cấu cầu thang dạng bản chịu lực để tính toán thiết kế

 Chọn bề dày bản thang hb = 150 mm

Hình B.2.9 Mặt bằng cầu thang.

TẢI TRỌNG

Xác định góc nghiêng bản thang

Hình B.2.10 Các lớp cấu tạo cầu thang

 Đối với bản chiếu nghỉ

 Tải trọng các lớp cấu tạo bản thang (Tính trên 1m dài)

Bảng B.2.7 Tĩnh tải chiếu nghỉ

Hệ số vượt tải Bề rộng bản Chiều dàylớp δi

Trọng lượng bt ni m m kN/m 3 kN/m

Bảng B.2.8 Tĩnh tải chiếu tới

Cấu tạo sàn thường Bề dày

Tĩnh tải tính toán m kN/m 3 kN/m 2 kN/m 2

 Đối với bản thang nghiêng

Chiều dày tương đương của bậc thang được xây bằng gạch thẻ: td h cos b

Bảng B.2.9 Chiều dày tương đương của các lớp cấu tạo Chiều dày lớp đá hoa cương Chiều dày lớp vữa xi măng Chiều dày lớp bậc thang gạch theo phương nghiêng

Bảng B.2.10 Tĩnh tải bản thang

Hệ số vượt tải ni

Trọng lượng gbt m m kN/m 3 kN/m

Tổng trọng lượng theo phương đứng qđứng 7.633

Tổng trọng lượng phương đứng có kể đến lan can: 0.27 kN/m 7.903

 Đối với bản chiếu nghỉ và chiếu tới

 Đối với bản thang nghiêng

Bảng B.2.11 Tổng tải trọng tính toán STT Loại bản

Tĩnh tải tính toán g tt (kN/m)

Hoạt tải tính toán p tt (kN/m)

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

SƠ ĐỒ TÍNH VÀ NỘI LỰC

Các vế thang đối xứng, nên ta chỉ tính cho một vế

Hình B.2.11 Sơ đồ tính toán vế thang

Hình B.2.12 Biểu đồ mô-men vế thang

TÍNH TOÁN BỐ TRÍ CỐT THÉP

 Cốt thép: AI → Rs = 225 MPa

 Cốt thép: AIII → Rs = 365 MPa

 Trình tự tính toán như sau:

 Chọn lớp bê tông bảo vệ abv = 15 mm do đó ta giả thiết được a = 20 mm

Kết quả tính toán cốt thép theo bảng sau:

Bảng B.2.12 Kết quả tính toán cốt thép cầu thang

As (mm 2 ) μ (%) Bố trí Asbt

TÍNH TOÁN – THIẾT KẾ HỆ KHUNG

TÍNH TOÁN TẢI TRỌNG

 Tĩnh tải do trọng lượng bản thân sàn

Bảng B.3.13 Tải trọng sàn thường

Cấu tạo sàn thường Bề dày

Tĩnh tải tính toán mm kN/m 3 kN/m 2 n kN/m 2

Bảng B.3.14 Tải trọng sàn mái, sàn vệ sinh

Bảng B.3.15 Tĩnh tải tường gạch

Tường 20 gạch ống (tầng mái) 0.2 1.2 3.3 1.1 3.96 4.36

Hoạt tải sử dụng được xác định tùy theo công năng sử dụng của từng ô sàn, lấy theo TCVN 2737 : 1995 Kết quả được thể hiện trong bảng sau:

Bảng B.3.16 Hoạt tải phân bố trên sàn

STT Loại sàn nhà Hoạt tải tiêu chuẩn (kN/m 2 )

Hoạt tải quy đổi (kN/m 2 )

1 Sảnh, hành lang, cầu thang,

3 Mái bằng không sử dụng 0.75 0.813

4 Phòng ăn, bếp, phòng khách 1.5 1.625

Bảng B.3.17 Tổng hợp tải trọng tác dụng lên sàn

STT Khu vực Tĩnh tải kN/m 2 Hoạt tải kN/m 2

Tiêu chuẩn Tính toán Tiêu chuẩn Tính toán

1 Sảnh, hành lang, cầu thang 0.83 1.509 3.00 3.600

2 Mái bằng không sử dụng 1.21 1.553 0.75 0.975

3 Phòng ăn, bếp, phòng khách 0.83 1.509 1.50 1.950

Ghi chú: Tĩnh tải các khu vực chỉ bao gồm các lớp, không bao gồm trọng lượng bê

 Theo TCVN 2737 : 1995 và TCXD 229 : 1999: Gió nguy hiểm nhất là gió vuông góc với mặt đón gió

 Công trình cao 71.4 m > 40 m nên tải gió gồm thành phần tĩnh và thành phần động

 Tải trọng gió bao gồm hai thành phần:

 Thành phần tĩnh của gió

 Thành phần động của gió

Tải trọng gió tĩnh được tính toán theo TCVN 2737 : 1995 như sau:

 Áp lực gió tĩnh tính toán tại cao độ z tính theo công thức:Wtc = W0 × k × c

 W0: là giá trị của áp lực gió lấy theo bản đồ phân vùng phụ lục D và điều 6.4 TCVN 2737 : 1995 Công trình đang xây dựng ở Tp Hồ Chí Minh thuộc khu vực II-A, và ảnh hưởng của gió bão được đánh giá là yếu, lấy W0 = 0.83 Kn/m 2

 kz: là hệ số tính đến sự thay đổi của áp lực gió theo độ cao, lấy theo bảng 5, TCVN 2737 : 1995

 c: là hệ số khí động, đối với mặt đón gió c = + 0.8, mặt hút gió c = - 0.6 Hệ số tổng cho mặt đón gió và hút gió là: c = 0.8 + 0.6 = 1.4

 Hệ số độ tin cậy của tải trọng gió là  = 1.2

 Tải trọng gió tĩnh được quy về thành lực tập trung tại các cao trình sàn, lực tập trung này được đặt tại tâm hình học của mỗi tầng (Wtcx là lực gió tiêu chuẩn theo phương X và Wtcy là lực gió tiêu chuẩn theo phương Y, lực gió bằng áp lực gió nhân với diện tích đón gió) Diện tích đón gió của từng tầng được tính như sau: j j 1 j h h

  hj, hj+1, B lần lượt là chiều cao tầng của tầng thứ j, j+1, và bề rộng đón gió

Bảng B.3.18 Kết quả tính toán gió tĩnh theo phương X và Y

 Do công trình cao 71.4 m > 40 m nên phải tính đến thành phần động của tải gió Để xác định được thành phần động của tải trọng gió thì cần xác định tần số dao dộng riêng của công trình

 Thiết lập sơ đồ tính toán động lực học:

 Sơ đồ tính toán là hệ hữu hạn điểm tập trung khối lượng tại cao trình sàn tầng

 Giá trị khối lượng tập trung bằng tổng của trọng lượng bản thân kết cấu bê tông cốt thép, tải trọng các lớp cấu tạo sàn và phần hoạt tải dài hạn

Hình B.3.13 Sơ đồ tính toán động lực tải gió tác dụng lên công trình

Hình B.3.14 Mô hình 3D của công trình trong ETABS

 Sử dụng ETABS để xác định các tầng số và dạng dao động riêng, với các nội dung chính được trình bày như sau:

 Cột và dầm được mô hình bằng đối tượng đường ( Line Object)

 Vách và sàn được mô hình bằng đối tượng vùng ( Area Object)

 Trọng lượng bản thân của kết cấu được ETABS tự tính toán thông qua hệ số selfweight

 Trọng lượng các lớp cấu tạo sàn được phân bố đều trên sàn

 Trọng lượng bản thân tường được gán bằng tải phân bố đều dọc theo chiều dài tường

 Khối lượng tập trung tại các tầng được xác định thông qua việc khai báo Mass source trong ETABS

Trong TCXD 229 : 1999, quy định chỉ cần tính toán thành phần động của tải trọng gió ứng với s dạng dao động đầu tiên, với tần số dao động riêng cơ bản thứ s thỏa mãn bất đẳng thức: s L s 1 f   f f 

Trong đó: fL được tra trong bảng 2 TCXD 229 : 1999, đối với kết cấu sử dụng bê tông cốt thép, lấy δ = 0.3, ta được fL = 1.3 Hz

Thành phần động của gió được tính toán như sau:

 Các tần số dao động riêng từ kết quả phân tích của ETABS

Bảng B.3.19 Bảng kết quả 05 Mode dao động

 Xác định giá trị tiêu chuẩn thành phần tĩnh của áp lực gió lên các phần tính toán của công trình Giá trị tiêu chuẩn thành phần tĩnh của áp lực gió Wj ở độ cao zj so với mốc tại mặt đất được xác định theo công thức:

 W0: Giá trị áp lực gió tiêu chuẩn Công trình xây dựng tại

TP Hồ Chí Minh thuộc vùng II-A: W0 = 0.83 kN/m 2

 c: Hệ số khí động c = 1.4 ( bao gồm gió hút và gió đẩy)

 kzj: Hệ số xét đến sự thay đổi áp lực gió theo chiều cao (tra Bảng 5 - TCVN

 Xác định thành phần động của tải trọng gió tác dụng lên công trình Giá trị tiêu chuẩn thành phần động của tải gió tác dụng lên phần thứ j, ứng với dạng dao động

 WP(ij): lực, đơn vị tính toán kN

 Mj: khối lượng tập trung tại tầng thứ j, (đơn vị kNs 2 /m)

 i: hệ số động lực ứng với dạng dao động thứ i, không thứ nguyên

 i: hệ số được xác định bằng cách chia công trình thành n phần

 Hệ số động lực được xác định ứng với 3 dạng dao động đầu tiên, phụ thuộc vào thông số i và độ giảm loga của dao động:

 Hệ số tin cậy tải trọng gió lấy  = 1.2

 fi: Tần số dao động riêng thứ i

 W0: Giá trị áp lực gió Lấy bằng 0.83 kN/m 2

 Công trình bằng BTCT với  = 0.3 nên ta tra theo đường số 1 trên đồ thị (TCXD 229 : 1999)

Hình B.3.15 Đồ thị xác định hệ số động lực 

 Hệ số i được xác định theo công thức: n ji Fj j 1 i n

 yji: dịch chuyển ngang tỷ đối của khối lượng tập trung tại tầng thứ j ứng với dạng dao động riêng thứ i

 WFj - giá trị tiêu chuẩn thành phần động của tải trọng gió tác dụng tại tầng thứ j của công trình Ứng với các dạng dao động khác nhau khi chỉ kể đến ảnh hưởng của xung vận tốc gió, WFj được xác định theo công thức:

 Wj: giá trị tiêu chuẩn thành phần tĩnh của gió (kN/m 2 )

 Sj: diện tích đón gió phần công trình thứ j (m 2 )

 : 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

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

Hình B.3.16 Hệ tọa độ khi xác định hệ số tương quan 

Bảng B.3.20 Các tham số ρ và χ Mặt phẳng tọa độ cơ bản song song với bề mặt tính toán ρ χ

Bảng B.3.21 Hệ số tương quan không gian 1 ρ (m) Hệ số  1 khi χ bằng (m)

Bảng B.3.22 Kết quả tính toán gió động theo phương X

THEO PHƯƠNG X Giá trị tiêu chuẩn thành phần động tải trọng gió theo phương Y

Hệ số áp lực động ξ j

Hệ số tương quan không gian ν

Các thành phần động theo phương X

STORY22 698.4342 71.4 0.264 0.722 0.342 0.474 0.102 1.882 0.048 0.0104 0.658 28.514081 STORY21 953.6821 68.0 0.265 0.719 0.340 0.472 0.102 1.882 0.048 0.0101 0.872 82.740771 STORY20 953.6821 64.6 0.266 0.719 0.339 0.471 0.102 1.882 0.048 0.0097 0.838 79.463909 STORY19 955.7011 61.2 0.267 0.719 0.337 0.469 0.102 1.882 0.048 0.0093 0.805 76.348339 STORY18 955.7011 57.8 0.268 0.719 0.336 0.467 0.102 1.882 0.048 0.0089 0.770 73.064539 STORY17 955.7011 54.4 0.269 0.719 0.335 0.465 0.102 1.882 0.048 0.0084 0.727 68.95979 STORY16 955.7011 51.0 0.271 0.719 0.333 0.463 0.102 1.882 0.048 0.0080 0.692 65.67599 STORY15 955.7011 47.6 0.272 0.719 0.332 0.462 0.102 1.882 0.048 0.0075 0.649 61.571241 STORY14 955.7011 44.2 0.273 0.719 0.330 0.460 0.102 1.882 0.048 0.0070 0.606 57.466492 STORY13 955.7011 40.8 0.275 0.719 0.329 0.457 0.102 1.882 0.048 0.0064 0.554 52.540792 STORY12 955.7011 37.4 0.277 0.719 0.327 0.455 0.102 1.882 0.048 0.0059 0.511 48.436043 STORY11 955.7011 34.0 0.279 0.719 0.325 0.452 0.102 1.882 0.048 0.0053 0.459 43.510344 STORY10 953.6821 30.6 0.282 0.719 0.323 0.449 0.102 1.882 0.048 0.0047 0.406 38.503131 STORY9 953.6821 27.2 0.284 0.719 0.320 0.445 0.102 1.882 0.048 0.0041 0.354 33.587838 STORY8 953.6821 23.8 0.286 0.719 0.316 0.439 0.102 1.882 0.048 0.0035 0.302 28.672544

STORY7 953.6821 20.4 0.289 0.719 0.312 0.434 0.102 1.882 0.048 0.00290 0.250 23.757251 STORY6 953.6821 17.0 0.293 0.719 0.309 0.429 0.102 1.882 0.048 0.00230 0.199 18.841958 STORY5 953.6821 13.6 0.298 0.719 0.305 0.424 0.102 1.882 0.048 0.00180 0.155 14.74588 STORY4 953.6821 10.2 0.303 0.719 0.299 0.416 0.102 1.882 0.048 0.00130 0.112 10.649802 STORY3 953.6821 6.8 0.313 0.719 0.290 0.403 0.102 1.882 0.048 0.00080 0.069 6.5537244 STORY2 953.6821 3.4 0.318 0.719 0.269 0.375 0.102 1.882 0.048 0.00050 0.043 4.0960778

Bảng B.3.23 Kết quả tính toán gió động theo phương X

Bảng B.3.24 Kết quả tính toán gió động theo phương Y

THEO PHƯƠNG Y Giá trị tiêu chuẩn thành phần động tải trọng gió theo phương Y

Các thành phần động theo phương Y

THEO PHƯƠNG Y Giá trị tiêu chuẩn thành phần động tải trọng gió theo phương Y

Các thành phần động theo phương Y

3.1.4.3 Nội lực và chuyển vị do tải trọng gió

 Ứng xử của tải gíó xác định từ kết quả tổ hợp nội lực của từng thành phần gió như sau: t s d 2 i i 1

 X: Nội lực hoặc chuyển vị do tải gió tĩnh hoặc động đất

 X t : Nội lực hoặc chuyển vị do thành phần tĩnh của tải trọng gió gây ra

 X i d : Nội lực hoặc chuyển vị do thành phần động của tải trọng gió ở dạng dao động thứ i gây ra

 s: số dạng dao động tính toán

 Tổ hợp nội lực hoặc chuyển vị do tải gió gây ra theo phương X và phương Y được khai báo ở phần “ Load combination” trong ETABS như sau:

 WX = WTX + SRSS (WDX1; WDX2)

 WY = WTY + SRSS (WDY1; WDY2)

Với SRSS là dạng tổ hợp lấy căn của tổng các bình phương (Square Root of the Sum of the Squares)

 Lực động đất được tính toán theo tiêu chuẩn TCVN 9386 : 2012 (Thiết kế công trình chịu động đất)

 Theo TCVN 9386 : 2012, có 2 phương pháp tính toán tải trọng động đất là phương pháp tĩnh lực ngang tương đương và phương pháp phân tích phổ dao động

 Điều kiện để tính toán theo phương pháp tĩnh lực ngang tương đương:

T Y snên tải động đất sẽ được tính toán theo phương pháp phổ phản ứng (điều 4.3.3.3 TCVN 9386:2012)

3.1.5.1 Phương pháp phân tích phổ phản ứng

 Số dạng dao động cần xét đến trong phương pháp phổ phản ứng

 Phải xét đến phản ứng của tất cả các dao động góp phần đáng kể vào phản ứng tổng thể của công trình Điều này có thể được thỏa mãn một trong hai điều kiện sau:

 Tổng các trọng lượng hữu hiệu của các dạng dao động (Mode) được xét chiếm ít nhất 90% tổng trọng lượng của kết cấu

 Tất cả các dạng dao động có trọng lượng hữu hiệu lớn hơn 5% của tổng trọng lượng đều được xét tới

 Quy trình tính toán tiến hành tính toán theo các bước sau:

 Xác định chu kỳ và dạng dao động riêng của nhà

 Xác định phổ thiết kế Sd (T) theo phương nằm ngang

 Theo điều 3.2.2.5 của TCVN 9386 : 2012 thì: Phổ thiết kế Sd (T) theo phương nằm ngang được xác định bằng các biểu thức sau

 Sd (T) là phổ thiết kế

 q là hệ số ứng xử: q = 3.9

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

 Xác định tổng lực cắt đáy tại chân công trình tương ứng với dạng dao động thứ i: F S (T ) W  d i  i

 Wi: trọng lượng hữu hiệu tương ứng với dạng dao động thứ i, xác định theo công thức sau:

 Sd(Ti): phổ thiết kế n 2 i, j j j 1 i n

 Ui,j: dịch chuyển ngang tỷ đối của khối lượng tập trung tại tầng thứ j ứng với dạng dao động riêng thứ i

 Phân phối tải trọng ngang lên các cao trình tầng của tổng lực cắt tại chân công trình tương ứng với dạng dao động thứ i theo mỗi phương như sau: i, j j j.i X,i n i, j j i 1

 Fj,i: lực ngang tác dụng lên tầng thứ j theo mỗi phương ứng với dạng dao động riêng thứ i

 Mj: khối lượng tập trung tại tầng thứ j của công trình

 Ui,j: dịch chuyển ngang tỷ đối của khối lượng tập trung tại tầng thứ j ứng với dạng dao động riêng thứ i

 Tổ hợp nội lực hoặc chuyển vị do động đất gây ra theo phương X và phương Y được khai báo ở phần “ Load combination” trong ETABS như sau: k 2 i i 1

 Công trình xây dựng ở Quận 6, TP Hồ Chí Minh theo Phụ lục H (Bảng phân vùng gia tốc nền theo địa danh hành chính) của TCVN 9386 : 2012 thì đỉnh gia tốc nền agR được xác định như sau:

Bảng B.3.25 Thông số đất nền tính động đất

Loại nền đất S TB (s) TC (s) TD (s)

 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

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

 Đất nền: C  S = 1.15, TB = 0.2s, TC = 0.6s, TD = 2s

 Hệ số tầm quan trọng  = 1.25 (Phụ lục E TCVN 9386 : 2012)

Bảng B.3.26 Phổ phản ứng phương ngang

T(s) Sd T(s) Sd T(s) Sd T(s) Sd T(s) Sd T(s) Sd

TỔ HỢP TẢI TRỌNG

3.2.1 Các trường hợp tải trọng

Bảng B.3.27 Các trường hợp tải trọng

Loại tải trọng TYPE Self Weight Tên

Hoạt tải cách tầng 1 Live 0 LL1

Hoạt tải cách tầng 2 Live 0 LL2

Gió tĩnh theo phương X Wind 0 WTX

Gió tĩnh theo phương Y Wind 0 WTY

Gió động theo phương X (Mode 1) Wind 0 WDX1

Gió động theo phương X (Mode 4) Wind 0 WDX4

Gió động theo phương Y (Mode 3) Wind 0 WDY

3.2.2 Tổ hợp nội lực từ các trường hợp tải

Bảng B.3.28 Tổ hợp nội lực từ các trường hợp tải

STT Tên tổ hợp Cấu trúc

18 COMB16 1.1 DL + 1.08 LL1 + 1.08 LL2 + 1.08 WX

STT Tên tổ hợp Cấu trúc

19 COMB17 1.1 DL + 1.08 LL1 + 1.08 LL2 - 1.08 WX

20 COMB18 1.1 DL + 1.08 LL1 + 1.08 LL2 + 1.08 WY

21 COMB19 1.1 DL + 1.08 LL1 + 1.08 LL2 - 1.08 WY

24 COMB22 1.1 DL + 0.36 LL1 + 1.2 QX + 0.36 QY

25 COMB23 1.1 DL + 0.36 LL1 + 0.36 QX + 1.2 QY

26 COMB24 1.1 DL + 0.36 LL2 + 1.2 QX + 0.36 QY

27 COMB25 1.1 DL + 0.36 LL2 + 0.36 QX + 1.2 QY

28 COMB26 1.1 DL + 0.36 LL1 + 0.36 LL2 + 1.2 QX + 0.36 QY

29 COMB27 1.1 DL + 0.36 LL1 + 0.36 LL2 + 0.36 QX + 1.2 QY

30 COMBBAO ENVE (COMB1,COMB2,……… COMB27)

KIỂM TRA CHUYỂN VỊ ĐỈNH CÔNG TRÌNH

Hình B.3.17 Chuyển vị đỉnh công trình

 Sử dụng tổ hợp sau để kiểm tra chuyển vị đỉnh công trình

Bảng B.3.29 Chuyển vị đỉnh công trình

Chiều cao nhà tại đỉnh nhà: H = 71.4 m

Theo TCVN 198 : 1997, kết cấu khung vách: fmax = 0.0636m < [f] = H/750 = 0.095m nên công trình thỏa điều kiện chuyển vị đỉnh

TÍNH TOÁN - THIẾT KẾ KHUNG TRỤC 2 VÀ KHUNG TRỤC B

Biểu đồ Moment và lực cắt khung trục 2 với tổ hợp EN (ENVE)

Hình B.3.18 Biểu đồ Moment Hình B.3.19 Biểu đồ lực cắt

Biểu đồ Moment và lực cắt khung trục B với tổ hợp BAO (ENVE)

Hình B.3.20 Biểu đồ Moment Hình B.3.21 Biểu đồ lực cắt

3.4.2 Tính toán - thiết kế hệ dầm

3.4.2.1 Tính toán cốt thép dọc

 Cốt thép dầm được tính toán theo công thức của cấu kiện chịu uốn, các nội dung chính được trình bày như sau

 Áp dụng công thức tính toán:

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

 àmin: tỷ lệ cốt thộp tối thiểu, thường lấy: àmin = 0.05%

 àmax: tỷ lệ cốt thộp tối đa, thường lấy: b max R R s s sc,u

 Sử dụng EXCEL kết hợp với ngộn ngữ VBA để lập bảng tính cho các cấu kiện chịu uốn từ kết quả của ETABS

 Tính cốt thép đai cho cấu kiện dầm

 Dầm B35 (650 × 300) có lực cắt Qmax = 263.82kN

 Khả năng chịu cắt bê tông:

Qbt = 110.56 kN < Qmax = 355.4 kN do đó cần phải đặt cốt đai

 Khả năng chịu cắt của cốt đai và bê tông

 Nhận xét Qsw = 389.6 kN > Qmax  Thỏa điều kiện về độ bền s s wl b nE A 2 210000 50.27

 Vậy Qbt = 733.36 kN > Qmax nên cốt đai bố trí đủ chịu lực cắt

 Đoạn giữa dầm bố trớ ỉ8a200

 Tính toán cốt thép gia cường cho dầm

 Tính toán đại diện cho một dầm và bố trí cho các dầm còn lại

 Từ mô hình ETABS ta có lực cắt tại vị trí dầm phụ gác lên dầm chính

Hình B.3.22 Lực cắt tập trung tại vị trí dầm phụ gác lên dầm chính

 Ta có lực tập trung truyền vào dầm chính là P = 40.75+48.25 = 89 kN

 Sử dụng cốt treo dạng đai với đường kớnh đai ỉ8 cú asw = 50.27 mm 2

 Số cốt treo cần thiết cho mỗi bên của dầm phụ gối lên dầm chính: s 3

 Trong đoạn đặt cốt đai gia cường, không cần đặt thêm cốt đai nào khác nữa

 Đoạn cần bố trí cốt đai gia cường: b1 = hdc - hdp = 650 - 400 = 250 mm

 Vọ̃y bụ́ trí mụ̃i bờn 5ỉ8a50

3.4.2.3 Cấu tạo kháng chấn cho dầm

 Trong TCVN 9386 : 2012 (Mục 5.4.3.1.2), theo giá trị gia tốc nền thiết kế, g I gR a   a ,chia thành ba trường hợp động đất sau:

 Động đất mạnh ag  0.08g, phải tính toán và cấu tạo kháng chấn

 Động đất yếu 0.04g  ag  0.08g, chỉ cần áp dụng các giải pháp kháng chấn đã được giảm nhẹ

 Động đất rất yếu ag < 0.04g nên không cần thiết kế kháng chấn

 Theo các trường hợp trên, công trình CHUNG CƯ CENTRAL GROVE với ag = 0.07g  0.08g thì chỉ cần áp dụng các giải pháp kháng chấn đã được giảm nhẹ

 Cấu tạo kháng chấn cho dầm

 Đường kính dbw của các thanh cốt đai (tính bằng mm) không được nhỏ hơn 6 mm

 Khoảng cách s của các vòng cốt đai (tính bằng mm) không được vượt quá:

 dbL là đường kính thanh cốt thép dọc nhỏ nhất (tính bằng mm)

 hw là chiều cao tiết diện của dầm (tính bằng mm)

 Ngoài ra, cốt đai trong dầm phải là đai kín, được uốn móc 45 o và với chiều dài móc là 10dbw

Hình B.3.23 Cốt thép ngang trong vùng tới hạn của dầm

3.4.2.4 Neo và nối cốt thép

 Chiều dài đoạn neo hoặc nối cốt thép: an an s an b l R ỉ

  và không nhỏ hơn an an l   ỉ

 Trong vùng kéo: an s an an b an

 Trong vùng nén: s an an an b an

 Trong vùng kéo: an s an an b an

 Trong vùng nén: an s an an b an

3.4.2.5 Kết quả tính toán cốt thép dầm

 Kết quả tính toán cốt thép dầm khung trục 2

Bảng B.3.30 Kết quả tính toán cốt thép dầm khung trục 2

 Kết quả tính toán cốt thép dầm khung trục B

Bảng B.3.31 Kết quả tính toán cốt thép dầm khung trục B

Loc m Bố Trí Ac cm2

 Kết quả tính toán cốt thép dầm tầng điển hình

Bảng B.3.32 Kết quả tính toán cốt thép dầm tầng điển hình

Loc m Bố Trí Ac cm2

3.4.3 Tính toán - thiết kế vách cứng

3.4.3.1 Phương pháp biểu đồ tương tác

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

My, Qx, Qy Do vách cứng được 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, My, Qx

Hình B.3.24 Nội lực trong vách

3.4.3.2 Các giả thiết cơ bản

 Tiết diện vách phẳng trước khi chịu lực thì vẫn phẳng sau khi chịu lực Dựa trên giả thuyết này, chúng ta có thể tính toán được biến dạng tại một điểm bất kỳ trên tiết diện theo biến dạng lớn nhất của bê tông trong vùng nén và cốt thép trong vùng kéo hoặc vùng nén

 Giả thiết quan hệ ứng suất và biến dạng của cốt thép, quan hệ này đã được đơn giản hóa để thuận tiện cho việc tính toán

 Giả thiết về biểu đồ ứng suất bê tông vùng nén và bê tông vùng nén quy đổi

 Giả thiết về biến dạng cực hạn quy ước của bê tông vùng nén

Hình B.3.25 Giả thiết ứng suất vùng bê tông chịu nén và vùng bê tông chịu nén quy đổi

Hình B.3.26 Giả thiết về biến dạng và ứng suất trong thép

3.4.3.3 Thiết lập biểu đồ tương tác

 Nguyên tắc chung: dựa vào biến dạng cực hạn của bê tông vùng nén và vị trí của trục trung hòa được thể hiện qua chiều cao vùng nén x, ta có thể xác định được trạng thái ứng suất trong bê tông và cốt thép trong vách, các ứng xuất này tổng hợp lại thành 1 lực dọc và 1 moment tại tâm hình học cảu vách, chính là 1 điểm của biểu đồ tương tác

 Bước 2: Tính toán chiều cao vùng bê tông chịu nén quy đổi

 Bước 3: Tính toán biến dạng của cốt thép

 Bước 4: Tính toán ứng suất trong từng thanh thép

 Bước 5: Tính toán hợp lực của vùng bê tông chịu nén và cốt thép tại tâm hình học của vách

 Bước 6: Thay đổi x và làm lại như bước 1

Hình B.3.27 Trình tự thiết lập biểu đồ tương tác cho vách

3.4.3.4 Kiểm tra khả năng chịu lực

Hình B.3.28 Biều đồ tương tác

 Với cặp nội lực A(MA, NA) cho trước, ta có:

 Nếu A nằm bên trong biểu đồ tương tác Tiết diện đủ khả năng chịu lực

 Nếu A nằm ngoài biểu đồ tương tác Tiết diện không đủ khả năng chịu lực

 Xác định % khả năng chịu lực:

 Từ điểm A(MA, NB) cho trước và O(0, 0), ta nối OA cắt biểu đồ tương tác tại B(MB, NB) Ta có:

3.4.3.5 Nhận xét về phương pháp tính

 Phương pháp xây dựng biểu đồ tương tác có thể coi như là phương pháp chính xác nhất, phản ánh đúng sự làm việc của vách bê tông cốt thép so với hai phương pháp còn lại: vùng biên chịu moment và phân bố ứng suất đàn hồi

 Phương pháp này thực chất coi vách như một cấu kiện chịu nén lệch tâm

 Việc thiết lập biểu đồ tương tác đòi hỏi khối lượng tính toán lớn Để đảm bảo tính hiệu quả, cần nhờ sự trợ giúp tính toán bằng máy tính

3.4.3.6 Bố trí cốt thép trong vách

 Khoảng cách giữa các thanh cốt thép dọc và ngang không được lớn hơn trị số nhỏ nhất trong hai trị số sau: s 20d s 200 mm

 Bố trí cốt thép cần phải tuân thủ theo TCXD 198 : 199 như sau:

 Hàm lượng cốt thép đứng chọn 0.6%    3.5% (với động đất trung bình mạnh)

 Cốt thép nằm ngang chọn không ít hơn 1/3 lượng cốt thép dọc với hàm lượng 0.4% (đối với động đất trung bình và mạnh)

 Cần có biện pháp tăng cường tiết diện ở khu vực biên các vách cứng nếu cần

 Do Moment có thể đổi chiều nên cốt thép vùng biên Fa = max (As keo; As nen); cốt thép vùng giữa As giua

3.4.3.7 Tính toán cốt ngang cho vách cứng

Tính toán cốt ngang trong vách được thực hiện tương tự như trong dầm

 Điều kiện tính toán:  b3 (1    f n ) R bh b bt 0  Q max     0.3 wl b1 b b R bh 0

 b3 = 0.6: đối với bê tông nặng

 f = 0: hệ số xét đến ảnh hưởng của cánh chịu nén

 : hệ số xét đến ảnh hưởng lực dọc

 Khoảng cách giữa các cốt ngang theo tính toán trên tiết diện nghiêng nguy hiểm nhất:

2 n bt 0 sw sw tt 2 max

 Khoảng cách lớn nhất giữa các cốt ngang tính theo bê tông chịu cắt:

 Khoảng cách thiết kế của cốt ngang là: s min(s ,s  tt max ,s ) ct

 Tuy nhiờn, vỡ lực cắt trong vỏch nhỏ nờn cốt đai cấu tạo: chọn ỉ = 12 mm, ỉ 10 mm và bố trí đều hết cốt đai với khoảng s = 200 mm

3.4.3.8 Kết quả tính toán cốt thép vách

Bảng B.3.33 Thông số thiết kế vách W3

Bờ tụng B25 Cốt thộp AIII L = 2.4 m Nf = 3 Thộp biờn ỉ20

Rb (MPa) 14.5 Rs (MPa) 365 Lf = 0.4 m Nr = 3 Thộp giữa ỉ20

Rbt (MPa) 1.05 Rsc (MPa) 365 Lr = 0.4 m Nw = 2 a = 30 mm

Eb (MPa) 30000 Es (MPa) 200000 tw = 0.3 m Nm = 8 = 1.221%

Hình B.3.29 Biểu đồ tương tác vách W3 (Tầng Hầm – Tầng 2)

Bảng B.3.34 Thông số thiết kế vách W3

BIỂU ĐỒ TƯƠNG TÁC VÁCH PHẲNG

Hình B.3.30 Biểu đồ tương tác vách W3(Tầng 3 – Tầng 6)

Bảng B.3.35 Thông số thiết kế W3

Hình B.3.31 Biểu đồ tương tác vách W3 (Tầng 7 – Tầng 10)

Bảng B.3.36 Thông số thiết kế W3

Hình B.3.32 Biểu đồ tương tác vách W3 (Tầng 11 – Tầng 22)

 Thống kê kết quả tính toán cốt thép vách

Bảng B.3.37 Thông số thiết kế vách W7 Tầng Hầm - Tầng 2

Bảng B.3.38 Thông số thiết kế vách W7 Tầng 3 - Tầng 6

Bảng B.3.39 Thông số thiết kế vách W7 Tầng 6 - Tầng 10

Bảng B.3.40 Thông số thiết kế vách W7 Tầng 11- Tầng 22

Bảng B.3.41 Thông số thiết kế vách W6 Tầng Hầm - Tầng 22

Bảng B.3.42 Thông số thiết kế vách WLT Tầng Hầm - Tầng 22

Eb (MPa) 30000 Es (MPa) 200000 tw = 0.3 m Nm = 8  = 0.695%

Rb (MPa) 14.5 Rs (MPa) 365 Lf = 0 m Nr = 0 Thộp giữa ỉ16

(MPa) 1.05 Rsc (MPa) 365 Lr = 0 m Nw = 2 a = 30 mm

TÍNH TOÁN - THIẾT KẾ MÓNG

SỐ LIỆU ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH

Theo kết quả khảo sát địa chất: từ mặt đất hiện hữu đến độ sâu -59.2 m, nền đất tại đây được cấu tạo gồm 4 lớp đất theo thứ tự từ trên xuống dưới như sau:

 Lớp đất số 1: Đất san lấp có bề dày HK1 = 1.5m

 Lớp đất số 2: Sét lẫn sạn sỏi xám trắng, nâu đỏ, nửa cứng có bề dày tại

HK2 = 7.8 m có các đặc trưng cơ lý sau:

 Dung trọng tự nhiên : w = 19.91 kN/m 3

 Lực dính đơn vị : C tc = 18.85 kN/m 2

 Góc ma sát trong :  tc = 15 o 44’

 Lớp đất số 3: Cát pha, màu nâu vàng,xám trắng, nâu đỏ có bề dày tại

HK3 C.4m với các tính chất cơ lý đặc trưng như sau:

 Lớp đất số 4: Sét, nâu vàng, xám, trắng, xám xanh, nâu đỏ có bề dày tại

HK4 = 6.5 m có các đặc tính cơ lý sau:

Bảng B.4.46 Bảng thống kê địa chất

PHƯƠNG ÁN MÓNG CỌC KHOAN NHỒI

 Sử dụng bê tông cấp độ bền B30

 Cường độ chịu nén tính toán: Rb = 17 MPa

 Cường độ chịu kéo tính toán: Rbt = 1.2 MPa

 Mô đun đàn hồi: Eb = 32500 MPa

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

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

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

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

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

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

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

 Mô đun đàn hồi: Es = 200000 Mpa

4.2.2 Tính toán sức chịu tải

 Chọn cọc có đường kính d = 0.8 (m)

 Diện tích tiết diện cọc:

 Chọn cốt thộp dọc 16ỉ20, As = 0.00502 (m 2 )

 Chọn sơ bộ chiều cao đài cọc là: hđài = 2 m

 Chọn đầu cọc đập vỡ 0.8 m và 0.2m cọc ngàm vào đài

 Chọn chiều dài cọc: Lcọc = 45 (m)

 Chiều dài của cọc nằm trong đất là: Lc450.8 0.2 44m

 Cao độ đáy đài móng tính từ mặt đất tự nhiên: - 5.4m

 Cao độ mũi cọc tính từ mặt đất tự nhiên: 44 + 5.4 = 49.4 m

 Mũi cọc được cắm vào lớp 2

4.2.2.1 Theo chỉ tiêu cơ lý của đất nền (Mục 7.2.3 TCVN 10304:2014)

 Theo chỉ tiêu cơ lí của đất nền (Mục 7.2.3 TCVN 10304:2014) c,u c cq b b cf i i

 γc : hệ số điều kiện làm việc của cọc trong đất, lấy γc = 1 (Mục 7.2.3 TCVN 10304:2014)

 γcq: hệ số điều kiện làm việc của đất dưới mũi có xét đến ảnh hưởng của phương pháp hạ cọc đến sức kháng của đất γcq = 1 (Bảng 4 TCVN 10304:2014)

 γcf: Hệ số điều kiện làm việc của đất trên thân cọc có xét đến ảnh hưởng của phương pháp hạ cọc đến sức kháng của đất γcf = 1 (Bảng 5 TCVN 10304:2014)

 Ab: Diện tích cọc tựa lên đất, Ab = 0.502 (m 2 )

 u: Chu vi tiết diện ngang thân cọc, u = 2.513 (m)

 fi: Cường độ sức kháng trung bình của lớp đất thứ i (Bảng 3 TCVN

 li: Chiều dài đoạn cọc nằm trong lớp đất thứ i

 qb: Cường độ sức kháng của đất dưới mũi cọc, theo mục 7.2.3.2, TCVN 10304:2014, giá trị qb được xác định theo công thức sau:

   ' l 9.91 ( kN/m ) 3 : Dung trọng tính toán nền đất dưới mũi cọc (có xét đến tác dụng đẩy nổi trong đất bão hoà)

   l 9.91 ( kN/m ) 3 : Dung trọng tính toán nền đất trên mũi cọc (có xét đến tác dụng đẩy nổi trong đất bão hoà)

     1 , 2 , 3 , 4 theo góc ma sát     1 27 2 ' theo bảng 6, TCVN

Bảng B.4.47 Bảng tính thành phần ma sát hông theo Bảng 3 (TCVN 10304:2014)

Lớp Lớp phân tố Độ sâu li Độ sệt IL fi γcf γcf.fi.li trung bình (m) (kN/m²)

Sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu cơ lý đất nền:

4.2.2.2 Theo chỉ tiêu cường độ đất nền (Phụ lục G TCVN 10304-2014)

 Sức chịu tải cực hạn của cọc theo chỉ tiêu cường độ đất nền được xác định theo công thức sau (Phụ lục G TCVN 10304 : 2014): c,u b b i i

 N , N ' c ' q : Các hệ số sức chịu tải của đất dưới mũi cọc tra theo  o (bảng G1 TCVN 10304:2014): Đất dưới mũi cọc là đất cát trạng thái chặt vừa

 q ’ b: Ứng suất hữu hiệu theo phương đứng do đất gây ra tại cao trình mũi cọc (có trị số bằng ứng suất pháp hữu hiệu theo phương đứng do đất gây ra tại cao trình mũi cọc) tính tại Z= 49.4 (m)

 fi: Cường độ sức kháng trung bình (ma sát đơn vị) của lớp đất thứ “i” trên thân cọc Theo mục G2.2 TCVN 10304-2014, giá trị fi được xác định như sau:

 Trong các lớp đất rời: f i  k ' i  v,z tg i

 Trong các lớp đất dính: f i  c u,i

 k i 0.5 Hệ số áp lực ngang của lớp đất thứ i

 ' v,z : Ứng suất pháp hiệu quả theo phương đứng trung bình trong lớp đất thứ i

  i : Góc ma sát của đất và cọc, đối với cọc bê tông cốt thép thì    i i

 cu,i : lực dính không thoát nước của lớp đất thứ “i”

 : Hệ số xác định theo trên biểu đồ Hình G.1 (TCVN 10304 – 2014)

Bảng B.4.48 Xác định thành phần kháng chấn của đất trên thành cọc

(kPa) α fi (kN/m 2 ) li (m) fi.li (kN/m)

Sức chịu tải theo chỉ tiêu cường độ của đất nền

4.2.2.3 Theo xuyên tiêu chuẩn SPT (Phụ lục G TCVN 10304 : 2014) c,u b b c,i c,i s,i s,i

 qp: Cường độ sức kháng của đất dưới mũi cọc,

 Np: Chỉ số SPT trung bình trong khoảng 1d dưới và 4d trên mũi cọc, lớp 2 có

 Ab: Diện tích tiết diện ngang dưới mũi cọc

 u : Chu vi tiết diện ngang thân cọc

 lc,i, ls,i: Chiều dày của lớp đất dính và rời thứ “i” trên thân cọc

 fc,i ,fs,i: Cường độ sức kháng trung bình của lớp đất dính và rời thứ “i” trên thân cọc

 Đối với đất dính: f c,i   p L u,i f c hoặc f c,i  c ui

Bảng B.4.49 Cường độ sức kháng trung bình của các lớp đất

(kPa) α fi (kN/m 2 ) li (m) fi.li (kN/m)

Sức chịu tải của cọc theo thí nghiệm SPT c,u b b c,i c,i s,i s,i

4.2.2.4 Theo cường độ vật liệu làm cọc

 Sức chịu tải cọ thep vật liệu: vl cb cb b b sc st

 Ast: Tổng diện tích cốt thép dọc trong cọc

 Ab: Diện tích bêtông trong cùng tiết diện cọc

 Rsc: Cường độ tính toán về nén của cốt thép

 Rb: Cường độ chịu nén của bê tông

 cb = 0.85: Hệ số điều kiện làm việc (Mục 7.1.9 TCVN 10304 -2014)

 ’cb = 0.7: Hệ số kể đến việc thi công cọc (Mục 7.1.9 TCVN 10304 -2014)

 : Hệ số kể đến ảnh hưởng uốn dọc

 Xác định chiều dài làm việc của cọc (Điều 7.1.8 TCVN 10304:2014), đối với mọi loại cọc, khi tính toán theo cường độ vật liệu, cho phép xem cọc như một thanh ngàm cứng trong đất tại tiết diện nằm cách đáy đài một khoảng l1 xác định theo công thức: l 1 l o 2

 lo: là chiều dài đoạn cọc kể từ đáy đài cao tới cao độ san nền Ở đây là cọc đài thấp nên lo = 0

 bp = d + 1 = 0.8 + 1 = 1.8 (m) (cọc có đường kính d ≥ 0.8)

 k : hệ số tỷ lệ, được lấy phụ thuộc vào loại đất bao quanh cọc (bảng A.1 TCVN 10304:2014)

Bảng B.4.50 Bảng hệ số tỉ lệ từng lớp đất

Lớp Tên Chiều dày (m) IL k

1 Sét lẫn sạn, trạng thái dẻo cứng – nửa cứng 7.8 0.22 12000

2 Cát pha trạng thái chặt vừa 43.4 0.10 12000 i i 4 i k k h 12000 (kN/m )

 Xác định độ mảnh của cọc: l 1 3.802 9.505 m   28 1 r 0.4

 Sức chịu tải cọc theo vật liệu: vl cb cb b b sc st

 Vậy sức chịu tải của cọc:

Qtk= min Qa1; Qa2; Qa3 = min 5988.67; 5502.092 ; 8650.990= 5502.092 kN

Q 5500 (kN)R 6910.03 (kN) Thỏa điều kiện cọc không bị phá huỷ

4.2.3 Hệ số K cọc Đồ án sử dụng phần mềm SAFE để tính toán móng Xem mỗi cọc là một lò xo được gán tại tâm mỗi cọc

Q a: sức chịu tải thiết kế của cọc

S: độ lún của cọc đơn

 Tính độ lún của cọc đơn theo phục lục D, TCVN 10304-2012

Q: tải trọng tác dụng lên cọc.(kN)

A:diện tích tiết diện ngang của cọc(m²)

E: moodun đàn hồi của vật liệu làm cọc(kN/m²)

  Độ cứng của lò xo có giá trị: 5500

4.2.4 Thiết kế móng cọc khoan nhồi

Công trình có 6 mónng khác nhau Nội dung đồ án trình bày tính toán móng theo khung trục F2,F4 và móng lỗi thang F6

Do có tính chất đối xứng, phản lực tại chân vách gần như tương đương nhau nên sinh viên chọn những pier có phản lực chân vách lớn nhất để sơ bộ số lượng cọc

Bảng B.4.51 Bố trí số lượng cọc trong móng

Tên móng Số lượng Pier N tt max Rc,d n

 Chọn kích thước đài cọc và bố trí như sau:

Hình B.4.33 Mặt bằng móng F2 Khoảng cách giữa 2 tim cọc ≥ 3d = 2.4m

Khoảng cách từ tim cọc đến mép đài s = d = 0.8m

Kích thước đài dạng tam giác B d L d H d 4m 4m 2m 

 Kiểm tra ổn định đất nền và độ lún móng

 Xác định khối móng quy ước

Góc ma sát trong trung bình của các lớp đất mà cọc đi qua:

 II,i: Góc ma sát trong tính toán của từng lớp đất có chiều dày li mà cọc xuyên qua

 li : Chiều dài đoạn cọc trong lớp đất thứ “i”

Hình B.4.34 Khối móng qui ước móng F2

 Chiều dài, chiều rộng và chiều cao của đáy khối móng quy ước: o qu c o qu c qu c daydai

 Diện tích móng khối qui ước

 Trọng lượng khối móng quy ước: qu qu qu qu td

Tải trọng quy về đáy khối móng quy ước: tc tc d qu

N N W 281+84781.55062.55(kN) tc tc tc tc

 tb /4 Độ lệch tâm do moment: tc

 Bỏ qua ảnh hưởng của momen  p max p min p tb Áp lực đất dưới nền đáy móng: tc tc d 2 tb qu

Sức chịu tải tiêu chuẩn của đất nền dưới đáy móng theo Điều 4.6.9, TCVN 9362:2012:

1 2 tc II II II 0 tc m m

 m1 và m2: Lần lượt là hệ số điều kiện làm việc của đất nền và hệ số điều kiện làm việc của nhà hoặc công trình có tác dụng qua lại với nền, tra Bảng 15 theo Điều 4.6.10 TCVN 9362:2012, đất mịn no nước  m1 = 1.2, m2 = 1.1

 ktc: Hệ số độ tin cậy tra theo Điều 4.6.11 TCVN 9362–2012, các đặc trưng tính toán lấy trực tiếp từ các bảng thống kê  ktc = 1.1

 A, B, D: Các hệ số không thứ nguyên lấy theo Bảng 14, TCVN 9362:2012, phụ thuộc vào góc ma sát trong II = 27.03 o  A = 0.91, B = 4.65, D = 7.15

 b: Kích thước cạnh bé của khối móng quy ước, b = Bqu = 13.22 (m)

 h: Chiều cao của khối móng quy ước, h = Hqu = 49.4 (m)

 II: Dung trọng lớp đất từ đáy khối móng qui ước trở xuống, vì lớp đất dưới mực nước ngầm nên II = 9.91 (kN/m 3 )

 II’: Dung trọng các lớp đất từ đáy khối móng qui ước trở lên

 cII: Giá trị lực dính đơn vị nằm trực tiếp dưới đáy móng, c = 6.96 (kN/m 2 );

 ho: Chiều sâu đến nền tầng hầm, h0 = 3.4 (m)

Vậy sức chịu tải tiêu chuẩn của đất nền dưới đáy móng là:

Kiểm tra áp lực nền dưới đáy móng: tc 2 2 max tc tc 2 2 tb tc tc 2 min p 561.1 (kN/m ) 1.2R 3443.1 (kN/m ) p 561.1 (kN/m ) R 2869.2 (kN/m ) p 561.1 (kN/m ) > 0

 Nền dưới mũi cọc làm việc trong giai đoạn đàn hồi Do đó có thể tính móng theo mô hình bán không gian đàn hồi

 Kiểm tra sức chịu tải nhóm cọc

 Độ lún của móng khối quy ước được tính như móng đơn với đài là móng khối quy ước Độ lún được tính là độ lún cố kết của đất nên ta chỉ kể tới tải tiêu chuẩn tác dụng dài hạn

 Ứng suất gây lún ở đáy khối móng quy ước:

 σo gl = σtc tb - σo bt = 561.1 - 9.82×49.4 = 76 kN/m 2

 Chia lớp đất dưới đáy khối móng quy ước thành nhiều lớp có chiều dày hi 1 m Tính ứng suất gây lún cho đến khi nào thỏa điều kiện σ n bt ≥ 5σ n gl (vị trí ngừng tính lún) với:      bt i i 1 bt  i i h ,   gl i k oi  gl z o  koi:tra bảng phụ thuộc vào tỉ số qu qu

B và qu z B Bảng B.4.52 Kết quả tính lún móng F2 Lớp phân tố hi (m) Z

 Chọn a = 20 cm , h0 = h – a = 200 – 10 = 180 cm, bê tông B30

(tính với diện tích xuyên thủng hạn chế, góc xuyên đến mép cọc gần nhất)

 Lực xuyên thủng (có 4 cọc ngoài diện dích xuyên thủng) xt i max

P  16040.96kN P   17280kN  Chiều cao đài thỏa điều kiện xuyên thủng

Hình B.4.35 Hình xuyên thủng móng F2

 Tính toán cốt thép đài cọc

Sử dụng phần mềm SAFE để mô hình đài móng, với các cọc được xem như lò xo có độ cứng K

Hình B.4.36 Chia dải theo phương X

Hình B.4.37 Chia dải theo phương Y

 Kiểm tra phản lực đầu cọc

Hình B.4.38 Phản lực đầu cọc (Pmax)

Hình B.4.39 Phản lực đầu cọc (Pmin)

Pmin = 2357.144 kN > 0  Cọc không bị nhổ

Hình B.4.40 Biểu đồ Moment theo phương X (COMMBAO max)

Hình B.4.41 Biểu đồ Moment theo phương X (COMMBAO min)

Hình B.4.42 Biểu đồ Moment theo phương Y (COMMBAO max)

Hình B.4.43 Biểu đồ Moment theo phương Y (COMMBAO min)

 Tính toán cốt thép như cấu kiện chịu uốn

Bảng B.4.53 Kết quả cốt thép theo móng F2

Lớp dưới 2 1010.22 15.09 ỉ20a200 15.71 0.09 Phương Y Lớp trờn 2 93.77 1.68 ỉ16a200 10.05 0.06

Việc tính toán và kiểm tra móng F4 tương tự như móng F2 sinh viên trình bày bảng kết quả tính toán cốt thép móng F4

 Chọn kích thước đài cọc và bố trí như sau:

Khoảng cách giữa 2 tim cọc ≥ 3d = 2.4m

Khoảng cách từ tim cọc đến mép đài s = d = 0.8m

Kích thước đài dạng tam giác B d L d H d 11.2m 11.2m 2m 

 Kiểm tra ổn định đất nền và độ lún móng

 Xác định khối móng quy ước

Hình B.4.45 Khối móng qui ước móng F6 Góc ma sát trong trung bình của các lớp đất mà cọc đi qua:

 Chiều dài, chiều rộng và chiều cao của đáy khối móng quy ước: o qu c o qu c qu c daydai

 Diện tích móng khối qui ước

 Trọng lượng khối móng quy ước: qu qu qu qu td

Tải trọng quy về đáy khối móng quy ước: tc tc d qu

N N W u521.7+208420.65(3942.35(kN) tc tc tc tc

 tb /4 Độ lệch tâm do moment: tc

 Bỏ qua ảnh hưởng của momen  p max p min p tb Áp lực đất dưới nền đáy móng: tc tc d 2 tb qu

Sức chịu tải tiêu chuẩn của đất nền dưới đáy móng theo Điều 4.6.9, TCVN 9362:2012:

1 2 tc II II II 0 tc m m

 m1 và m2: Lần lượt là hệ số điều kiện làm việc của đất nền và hệ số điều kiện làm việc của nhà hoặc công trình có tác dụng qua lại với nền, tra Bảng 15 theo Điều 4.6.10 TCVN 9362:2012, đất mịn no nước  m1 = 1.2, m2 = 1.1

 ktc: Hệ số độ tin cậy tra theo Điều 4.6.11 TCVN 9362–2012, các đặc trưng tính toán lấy trực tiếp từ các bảng thống kê  ktc = 1.1

 A, B, D: Các hệ số không thứ nguyên lấy theo Bảng 14, TCVN 9362:2012, phụ thuộc vào góc ma sát trong II = 27.03 o  A = 0.91, B = 4.65, D = 7.15

 b: Kích thước cạnh bé của khối móng quy ước, b = Bqu = 20.42 (m)

 h: Chiều cao của khối móng quy ước, h = Hqu = 50.9 (m)

 II: Dung trọng lớp đất từ đáy khối móng qui ước trở xuống, vì lớp đất dưới mực nước ngầm nên II = 9.91 (kN/m 3 )

 II’: Dung trọng các lớp đất từ đáy khối móng qui ước trở lên

 cII: Giá trị lực dính đơn vị nằm trực tiếp dưới đáy móng, c = 6.96 (kN/m 2 );

Vậy sức chịu tải tiêu chuẩn của đất nền dưới đáy móng là:

Kiểm tra áp lực nền dưới đáy móng: tc 2 2 max tc tc 2 2 tb tc tc 2 min p 680.96 (kN/m ) 1.2R 3635.23 (kN/m ) p 680.96 (kN/m ) R 3029.36 (kN/m ) p 680.96 (kN/m ) >0

 Nền dưới mũi cọc làm việc trong giai đoạn đàn hồi Do đó có thể tính móng theo mô hình bán không gian đàn hồi

 Kiểm tra sức chịu tải nhóm cọc

 Độ lún của móng khối quy ước được tính như móng đơn với đài là móng khối quy ước Độ lún được tính là độ lún cố kết của đất nên ta chỉ kể tới tải tiêu chuẩn tác dụng dài hạn

 Ứng suất gây lún ở đáy khối móng quy ước:

 σo gl = σtc tb - σo bt = 680.96 - 9.82×49.4 = 195.85 kN/m 2

 Chia lớp đất dưới đáy khối móng quy ước thành nhiều lớp có chiều dày hi 1 m Tính ứng suất gây lún cho đến khi nào thỏa điều kiện σ n bt ≥ 5σ n gl (vị trí ngừng tính lún) với:      bt i i 1 bt  i i h ,   gl i k oi  gl z o  koi:tra bảng phụ thuộc vào tỉ số qu qu

B và qu z B Bảng B.4.55 Kết quả tính lún móng F6 Lớp phân tố hi

Vậy tại phân tố thứ 5 , σ gl = 130.609 < 0.2 bt s2.34×0.26.468 nên dừng tính lún

Tổng độ lún S = 1(cm) < Sgh = 10(cm)

Hình B.4.46 Hình xuyên thủng móng F6

 Chọn a = 20 cm , h0 = h – a = 200 – 10 = 180 cm, bê tông B30

(tính với diện tích xuyên thủng hạn chế, góc xuyên đến mép cọc gần nhất) cx bt cx 3

 Lực xuyên thủng (có 10 cọc ngoài diện dích xuyên thủng) xt i max

P  50321.66kN P   82944kN  Chiều cao đài thỏa điều kiện xuyên thủng

Sử dụng phần mềm SAFE để mô hình đài móng, với các cọc được xem như lò xo có độ cứng K

Hình B.4.47 Chia dải theo phương X

Hình B.4.48 Chia dải theo phương Y

 Kiểm tra phản lực đầu cọc

Hình B.4.49 Phản lực đầu cọc (Pmax)

Pmin = 848.279 kN > 0  Cọc không bị nhổ

Hình B.4.51 Biểu đồ Moment theo phương X (COMMBAO max)

Hình B.4.52 Biểu đồ Moment theo phương X (COMMBAO min)

Hình B.4.53 Biểu đồ Moment theo phương Y (COMMBAO max)

Hình B.4.54 Biểu đồ Moment theo phương Y (COMMBAO min)

 Tính toán cốt thép như cấu kiện chịu uốn

[1] TCVN 2737 : 1995 Tải trọng và tác động - Tiêu chuẩn thiết kế - NXB Xây Dựng -

[2] TCVN 229 : 1999 Chỉ dẫn tính toán thành phần động của tải trọng gió theo TCVN

2737 : 1995 - NXB Xây Dựng - Hà Nội 1999

[3] TCVN 5574 : 2012 Kết cấu bê tông cốt thép - Tiêu chuẩn thiết kế - NXB Xây Dựng

[4] TCVN 198 : 1997 Nhà cao Tầng - Thiết kế kết cấu bê tông cốt thép toàn khối - NXB

[5] TCVN 9362 : 2012 Tiêu chuẩn thiết kế nền nhà và công trình - NXB Xây Dựng - Hà

[6] TCVN 205 : 1998 Móng cọc - Tiêu chuẩn thiết kế - NXB Xây Dựng - Hà Nội 2002

[7] TCVN 10304 : 2014 Móng cọc - Tiêu chuẩn thiết kế - NXB Xây Dựng - Hà Nội

[8] TCVN 195 : 1997 Nhà Cao Tầng - Thiết kế cọc khoan nhồi - NXB Xây Dựng

[9] TCVN 9386 : 2012 Thiết kế công trình chịu động đất - NXB Xây Dựng - Hà Nội 2012

[10] Sách “Hướng dẫn thiết kế kết cấu nhà cao tầng BTCT chịu động đất theo TCXDVN 375

[11] Nguyễn Đình Cống, Sàn bê tông cốt thép toàn khối - NXB Xây Dựng - Hà Nội 2008

[12] Nguyễn Đình Cống, Tính toán thực hành cấu kiện BTCT - Tập 1 - NXB Xây Dựng - Hà

[13] Nguyễn Đình Cống, Tính toán thực hành cấu kiện BTCT - Tập 2 - NXB Xây Dựng - Hà

[14] Nguyễn Văn Quảng, Nền móng nhà cao tầng - NXB Khoa Học Kỹ Thuật, 2003

[15] Nền móng - Châu Ngọc Ẩn - ĐH Bách Khoa TP HCM

[16] Ks.Nguyễn Tuấn Trung, ThS.Võ Mạnh Tùng - Một số phương pháp tính cốt thép cho vách phẳng bê tông cốt thép – đại học Xây Dựng.

Tiêu đề	Thiết Kế Chung Cư Central Grove
Tác giả	Trương Đình Tường
Người hướng dẫn	ThS. Đoàn Ngọc Tịnh Nghiêm
Trường học	Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh
Chuyên ngành	Công Nghệ Kỹ 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	110
Dung lượng	6,88 MB