Thông qua quá trình làm đồ án đã tạo điều kiện để sinh viên tổng hợp, hệ thống lại những kiến thức đã được học, đồng thời thu thập bổ sung thêm những kiến thức mới mà sinh viên còn thiếu
KHÁI QUÁT VỀ KIẾN TRÚC CÔNG TRÌNH
TỔNG QUAN VỀ CÔNG TRÌNH
- Kiến trúc công trình được lấy theo dự án “Phúc Yên Building”
Công trình Phúc Yên Building tọa lạc trong khu đô thị quy hoạch hoàn chỉnh tại Quận Tân Bình, nơi có cơ sở hạ tầng xã hội phát triển với đầy đủ tiện ích như siêu thị, ngân hàng, trường học, bệnh viện và các cao ốc văn phòng.
Dự án Phúc Yên là một khu phức hợp hiện đại bao gồm trung tâm thương mại, căn hộ cao cấp và cao ốc văn phòng cho thuê Với 17 tầng và 2 tầng hầm đậu xe, dự án sẽ cung cấp 360 căn hộ có diện tích từ 68-220m2 cùng 100 văn phòng cho thuê Ngoài ra, khu căn hộ còn được trang bị các tiện ích công cộng như nhà trẻ, nhà hàng sân thượng, phòng tập thể dục, hồ bơi ngoài trời và công viên cây xanh rộng hơn 3.600 ha.
TỔNG QUAN VỀ CÔNG TRÌNH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
1.2.1 Mục đích xây dựng công trình
Một quốc gia muốn phát triển mạnh mẽ trong mọi lĩnh vực kinh tế xã hội cần có cơ sở hạ tầng vững chắc, tạo điều kiện thuận lợi cho cuộc sống và công việc của người dân Đối với Việt Nam, một nước đang phát triển và khẳng định vị thế quốc tế, việc cải thiện an sinh và việc làm cho người dân là rất quan trọng Trong đó, nhu cầu về nơi ở là một trong những nhu cầu cấp thiết hàng đầu.
Trước sự phát triển nhanh chóng của dân số, nhu cầu mua đất để xây dựng nhà ngày càng tăng, trong khi quỹ đất của Thành phố lại có hạn Điều này dẫn đến việc giá đất ngày càng leo thang, khiến nhiều người dân không đủ khả năng mua đất Giải pháp hợp lý để giải quyết vấn đề này là xây dựng các chung cư cao tầng và phát triển quy hoạch khu dân cư ra các quận, khu vực ngoại ô trung tâm Thành phố.
Sự phát triển kinh tế của Thành phố cùng với việc thu hút đầu tư nước ngoài đang tạo ra nhiều cơ hội hứa hẹn cho việc xây dựng các cao ốc văn phòng và khách sạn cao tầng chất lượng cao, nhằm đáp ứng nhu cầu sinh hoạt ngày càng tăng của người dân.
Sự xuất hiện của các nhà cao tầng đã đóng góp tích cực vào sự phát triển của ngành xây dựng, nhờ vào việc tiếp thu và áp dụng các kỹ thuật hiện đại, công nghệ mới trong tính toán, thi công và xử lý thực tế, cũng như các phương pháp thi công tiên tiến từ nước ngoài.
Công trình chung cư HHP CENTRAL APARTMENT được thiết kế và xây dựng dựa trên cấu trúc của PHÚC YÊN BUILDING, nhằm góp phần vào việc đạt được các mục tiêu phát triển bền vững.
1.2.2 Vị trí và đặc điêm công trình
- Địa chỉ: đường Phan Huy Ích, phường 15, Quận Tân Bình, Thành phố Hồ Chí Minh
Công trình nằm tại mặt tiền đường Phan Huy Ích, trên khu đất rộng 13.000 m², ngay giao lộ Trường Chinh 60m và đường Phan Huy Ích 30m, gần sân bay Tân Sơn Nhất và cầu Hàm Lương Vị trí thoáng đãng và đẹp mắt của công trình tạo điểm nhấn hiện đại cho quy hoạch khu dân cư Với việc nằm trên đường giao thông chính, công trình thuận tiện cho việc cung cấp vật tư và giao thông Hệ thống cấp điện và nước trong khu vực đã hoàn thiện, đáp ứng tốt yêu cầu xây dựng Khu đất xây dựng tương đối bằng phẳng, không có công trình hiện hữu hay công trình ngầm, tạo điều kiện thuận lợi cho thi công và bố trí bình đồ.
Hình 1-1: Vị trí công trình chụp từ google map
- Khí hậu mạng đặc điểm nhiệt đới gió mùa, nóng ẩm với 2 mùa rõ rệt: mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 11, mùa khô từ tháng 12 đến tháng 4
Lượng mưa hàng năm dao động từ 1.800 đến 2.000 mm, với khoảng 120 ngày mưa trong năm Tháng 9 là tháng có lượng mưa cao nhất, trung bình đạt 335 mm, trong khi năm có lượng mưa cao nhất lên đến 500 mm Ngược lại, tháng 1 là tháng ít mưa nhất, với trung bình chỉ 50 mm, và nhiều năm không có mưa trong tháng này.
- Nhiệt độ trung bình năm là 26.5 C o , nhiệt độ trung bình tháng cao nhất 29 C o (tháng
4), tháng thấp nhất 24 C o (tháng 1) Số giờ nắng trung bình 2.400 giờ, có năm lên đến 2.700 giờ
Chế độ gió tại khu vực này khá ổn định, không bị ảnh hưởng trực tiếp bởi bão hay áp thấp nhiệt đới Trong mùa khô, gió chủ yếu thổi từ hướng Đông và Đông – Bắc, trong khi vào mùa mưa, gió chủ yếu đến từ hướng Tây và Tây Nam.
Chế độ không khí có độ ẩm tương đối cao, trung bình từ 80% đến 90%, và thay đổi theo mùa Độ ẩm chủ yếu do gió mùa Tây Nam mang lại trong mùa mưa, với độ ẩm thấp nhất vào mùa khô và cao nhất vào giữa mùa mưa Tương tự như nhiệt độ không khí, độ ẩm trong năm cũng ít biến động.
Khí hậu nhiệt đới cận xích đạo của Thành phố Hồ Chí Minh với nhiệt độ cao, độ ẩm dồi dào và ánh sáng phong phú tạo điều kiện thuận lợi cho sự phát triển công nghiệp Ngoài ra, khí hậu nơi đây cũng tương đối ôn hòa, ít bị ảnh hưởng bởi thiên tai như bão hay lũ lụt.
- Quy mô công trình: 1 tầng hầm + 14 tầng + 1 tầng tum + 1 tầng mái
Dự án này thuộc loại công trình dân dụng cấp II, với số tầng là 15 tầng, nằm trong giới hạn dưới 20 tầng theo quy định tại Phụ lục 2 của Thông tư số 06/2021/TT-BXD ban hành ngày 15 tháng 08 năm 2021.
- Tổng diện tích sàn xây dựng hầm: 1350 m ( ) 2
- Diện tích sàn xây dựng căn hộ: 1350 m ( ) 2
- Chiều cao tầng: tầng hầm cao 3.2 m( ), tầng 1 + 2 cao 3.9 m( ), tầng điển hình 3 –
+ Tầng hầm: Bãi gửi xe có diện tích khoảng 970 m ( ) 2 và các phòng kỹ thuật + Tầng 1 – 2: Tầng trung tâm thương mại
+ Tầng 3 – 14: Tầng khu căn hộ cho thuê
• Mỗi tầng có 12 căn hộ gồm 6 căn hộ diện tích 90 m ( ) 2 và 6 căn hộ
• Mỗi căn hộ đều có 2 phòng ngủ, 3 WC, có cửa sổ thông thoáng, không gian rộng lớn thoải mái.
GIẢI PHÁP KIẾN TRÚC
Hình 1-2: Mặt bằng tầng điển hình 3 – 14
1.3.1 Giải pháp giao thông công trình
- Giao thông ngang trong công trình ở mỗi tầng là sự kết hợp giữa hệ thống các hành lang và sảnh trong công trình thông suốt từ trên xuống
Hệ thống giao thông trong tòa nhà bao gồm thang bộ và thang máy, với mặt bằng rộng rãi cho phép bố trí hai thang bộ làm lối đi chính và lối thoát hiểm Hai thang máy được đặt ở vị trí trung tâm, mỗi bên có hai thang, nhằm đảm bảo khoảng cách gần nhất cho việc di chuyển hàng ngày và an toàn trong trường hợp khẩn cấp Căn hộ được thiết kế với hành lang đi lại hợp lý, tạo sự thuận tiện và thông thoáng cho cư dân.
1.3.2 Giải pháp xanh công trình
1.3.2.1 Giải pháp giảm tỷ lệ kính/tường của công trình
Tỷ lệ kính/tường hợp lý không chỉ tối ưu hóa ánh sáng ban ngày mà còn giảm thiểu sự truyền nhiệt không mong muốn, từ đó giúp giảm tiêu thụ năng lượng.
4 7 4 0 0 3 9 0 0 3 3 0 0 3 3 0 0 3 3 0 0 3 3 0 0 trời là nguồn sáng mạnh nhất nhưng cũng là nguồn cung cấp nhiệt lượng rất lớn cho toàn bộ công trình
Việc cân bằng giữa lợi ích chiếu sáng và thông gió của cửa kính là rất quan trọng, đồng thời cần xem xét ảnh hưởng của việc hấp thụ nhiệt đối với nhu cầu làm mát hoặc sưởi thụ động.
Cửa sổ là điểm yếu nhất trong cấu trúc công trình do kính có khả năng kháng nhiệt kém hơn so với các vật liệu xây dựng khác Nhiệt độ có thể thoát qua cửa sổ kính nhanh gấp 10 lần so với một bức tường được cách nhiệt tốt Do đó, việc xác định tỷ lệ cửa kính hợp lý trên tường sẽ giúp tiết kiệm đáng kể năng lượng cho việc làm mát hoặc sưởi ấm trong công trình.
Yếu tố này giúp các căn hộ của Capital House giảm thiểu thất thoát năng lượng ra bên ngoài, đồng thời vẫn cung cấp đủ ánh sáng tự nhiên cho người sử dụng.
Theo xu hướng kiến trúc hiện đại, việc sử dụng kính cho các mặt dựng của tòa nhà không chỉ tạo nên vẻ đẹp thẩm mỹ mà còn dẫn đến việc tăng nhiệt độ bên trong các công trình.
Các nhà đầu tư hiện nay đang chuyển sang sử dụng kính tiết kiệm năng lượng để giảm thiểu tiêu thụ năng lượng cho công trình, bảo vệ sức khỏe người sử dụng và nâng cao hiệu quả đầu tư.
1.3.2.2 Giải pháp thông gió tự nhiên
Thông gió tự nhiên, hay hệ thống thông gió thụ động, tận dụng sự chuyển động của không khí bên ngoài và chênh lệch áp suất để làm mát và duy trì sự thông thoáng cho ngôi nhà một cách hiệu quả.
Biện pháp thông gió tự nhiên là rất hiệu quả và cần được chuẩn bị từ giai đoạn thiết kế kiến trúc ban đầu Các dự án có thể dễ dàng mở rộng diện tích thông gió mà không làm tăng chi phí Hệ thống này không chỉ cải thiện không khí mà còn giúp giảm nhu cầu tiêu thụ năng lượng điện trong các ngôi nhà và căn hộ.
1.3.2.3 Giải pháp cách nhiệt tường và mái
Cách nhiệt là phương pháp ngăn chặn sự truyền nhiệt giữa môi trường bên ngoài và không gian bên trong, giúp duy trì nhiệt độ ổn định cho các vùng khí hậu ấm và lạnh Một công trình được cách nhiệt hiệu quả sẽ tiêu tốn ít năng lượng hơn cho việc sưởi ấm hoặc làm mát.
Tường bao ngoài của dự án được sơn màu sáng chủ đạo, với hệ số phản xạ mặt trời (SRI) cao Cụ thể, sơn ngoài màu trắng được sử dụng có hệ số SRI từ 70 - 75%.
- Về mái sử dụng tấm xốp polyurethane cách nhiệt khá hiệu quả và đạt được QCVN 09:2013 về cách nhiệt mái Đây là biện pháp có tính khả thi cao
Công trình sử dụng hai nguồn điện chính: lưới điện của Tp Hồ Chí Minh và máy phát điện 150 kVA Tất cả thiết bị, bao gồm máy biến áp, được lắp đặt dưới tầng hầm nhằm giảm thiểu tiếng ồn và độ rung, tránh ảnh hưởng đến khu chung cư.
Toàn bộ hệ thống điện được lắp đặt ngầm trong quá trình thi công, với hệ thống cấp điện chính được đặt trong hộp kỹ thuật và ống gen điện, đảm bảo không đi qua khu vực ẩm thấp để thuận tiện cho việc sửa chữa Mỗi tầng đều có hệ thống điện an toàn và hệ thống ngắt điện tự động được bố trí theo từng tầng và khu vực, nhằm đảm bảo an toàn phòng chống cháy nổ.
Công trình sử dụng nguồn nước từ hệ thống cấp nước Tp Hồ Chí Minh, được lưu trữ trong bể chứa ngầm và bơm lên bể nước mái Từ bể mái, nước sẽ được phân phối xuống các tầng qua các đường ống chính Hệ thống bơm nước được thiết kế hoàn toàn tự động, đảm bảo cung cấp đủ nước cho sinh hoạt và phục vụ cứu hỏa.
Các đường ống được bọc trong các ren nước và hệ thống cấp nước được lắp đặt ngầm trong các hộp kỹ thuật Đường ống cứu hỏa chính được bố trí dọc theo khu vực giao thông ở mỗi tầng và trên trần nhà.
GIẢI PHÁP KẾT CẤU
LỰA CHỌN GIẢI PHÁP KẾT CẤU PHẦN THÂN
2.1.1 Phân tích lựa chọn giải pháp thiết kế kết cấu phần thân
2.1.1.1 Giải pháp kết cấu theo phương đứng
- Hệ kết cấu chịu lực thẳng đứng có vai trò quan trọng đối với kết cấu nhà nhiều tầng bởi vì:
+ Chịu tải trọng của dầm sàn truyền xuống móng và xuống nền đất
+ Chịu tải trọng ngang của gió và áp lực đất lên công trình
+ Liên kết với dầm sàn tạo thành hệ khung cứng, giữ ổn định tổng thể cho công trình, hạn chế dao động và chuyển vị đứng của công trình
- Hệ kết cấu chịu lực theo phương đứng bao gồm các loại sau:
Hệ kết cấu cơ bản bao gồm các loại như kết cấu khung, kết cấu tường chịu lực và kết cấu lõi cứng Trong khi đó, hệ kết cấu hỗn hợp được phân loại thành kết cấu khung – giằng, kết cấu khung – vách, kết cấu ống lõi và kết cấu ống tổ hợp.
Hệ kết cấu đặc biệt bao gồm các loại như hệ kết cấu có tầng cứng, hệ kết cấu có dầm truyền, hệ kết cấu có giằng liên tầng và hệ kết cấu khung ghép.
Mỗi loại kết cấu mang lại những ưu điểm và nhược điểm riêng, phù hợp với quy mô và yêu cầu thiết kế của từng công trình Vì vậy, việc lựa chọn giải pháp kết cấu cần được xem xét cẩn thận, đảm bảo tính hiệu quả về kinh tế và kỹ thuật cho từng dự án cụ thể.
Hệ kết cấu khung nổi bật với khả năng tạo ra không gian lớn và linh hoạt, cùng với sơ đồ làm việc rõ ràng Tuy nhiên, nó có nhược điểm là khả năng chịu tải trọng ngang kém, đặc biệt khi công trình có chiều cao lớn hoặc nằm trong khu vực có cấp động đất cao Hệ kết cấu này phù hợp cho các công trình cao đến 15 tầng ở vùng chống động đất cấp 7, và 10 – 12 tầng cho các công trình ở vùng chống động đất cấp 9.
Hệ kết cấu khung – vách và khung – lõi là lựa chọn phổ biến trong thiết kế nhà cao tầng nhờ khả năng chịu tải trọng ngang hiệu quả Tuy nhiên, hệ kết cấu này yêu cầu sử dụng nhiều vật liệu hơn và quy trình thi công phức tạp hơn cho các công trình áp dụng.
Hệ kết cấu ống tổ hợp là lựa chọn lý tưởng cho các công trình siêu cao tầng nhờ vào khả năng làm việc đồng đều và khả năng chịu tải trọng ngang lớn.
Tùy thuộc vào yêu cầu kiến trúc, quy mô công trình và tính khả thi, việc lựa chọn hệ kết cấu chịu lực theo phương đứng cần đảm bảo sự ổn định cho công trình.
Lựa chọn kết cấu cho công trình HHP CENTRAL APARTMENT
Dựa trên quy mô công trình gồm 14 tầng nổi và 1 tầng hầm, cùng với mặt bằng kiến trúc, sinh viên đã lựa chọn hệ kết cấu chịu lực chính là hệ lõi - vách chịu lực, nhằm đảm bảo khả năng chịu tải trọng đứng và ngang cho toàn bộ công trình.
2.1.1.2 Giải pháp kết cấu theo phương ngang
Việc lựa chọn giải pháp kết cấu sàn hợp lý rất quan trọng, ảnh hưởng đến tính kinh tế của công trình Khối lượng bê tông sàn có thể chiếm từ 30 – 40% tổng khối lượng bê tông, và trọng lượng này trở thành tải trọng tĩnh chính Đối với các công trình cao, tải trọng này tích lũy xuống các cột và móng, làm tăng chi phí cho móng, cột và tải trọng ngang do động đất Do đó, cần ưu tiên giải pháp sàn nhẹ để giảm tải trọng thẳng đứng.
Các loại kết cấu sàn được sử dụng rộng rãi hiện nay:
- Hệ sàn sườn: Cấu tạo gồm hệ dầm và bản sàn
Tính toán đơn giản và phổ biến tại Việt Nam, công nghệ thi công phong phú giúp dễ dàng lựa chọn phương pháp thi công phù hợp.
Nhược điểm của thiết kế này là chiều cao dầm và độ võng của bản sàn tăng lên đáng kể khi vượt khẩu độ lớn, dẫn đến chiều cao tầng của công trình cũng lớn theo Điều này không chỉ làm giảm tính thẩm mỹ mà còn không tiết kiệm được không gian sử dụng.
- Sàn không dầm: Cấu tạo gồm các bản kê trực tiếp lên cột
Ưu điểm của phương án này là chiều cao kết cấu nhỏ, giúp giảm chiều cao công trình và tiết kiệm không gian sử dụng Nó cũng dễ dàng trong việc phân chia không gian Thời gian thi công nhanh hơn so với phương án sàn dầm, do không cần gia công cốp pha và cốt thép dầm phức tạp Việc lắp dựng ván khuôn và cốp pha cũng tương đối đơn giản.
Phương án này có nhược điểm là các cột không liên kết với nhau, dẫn đến độ cứng thấp hơn so với phương án sàn dầm Do đó, khả năng chịu lực theo phương ngang kém hơn, khiến tải trọng ngang chủ yếu do vách chịu, trong khi tải trọng đứng do cột và vách đảm nhận Để đảm bảo khả năng chịu uốn và chống chọc thủng, sàn cần có chiều dày lớn, làm tăng khối lượng sàn.
- Sàn không dầm ứng lực trước: Cấu tạo gồm các bản kê trực tiếp lên cột Cốt thép được ứng lực trước
Sử dụng sàn mỏng mang lại nhiều lợi ích, bao gồm tiết kiệm chi phí nhờ giảm chiều dày sàn và chiều cao tầng, phù hợp cho các công trình có nhịp lớn và linh hoạt trong bố trí mặt bằng kiến trúc Bên cạnh đó, việc tháo dỡ ván khuôn sớm giúp rút ngắn thời gian xây dựng và dễ dàng lắp đặt các hệ thống kỹ thuật.
+ Nhược điểm: Tính toán phức tạp, thi công đòi hỏi thiết bị chuyên dụng
- Tấm panel lắp ghép: Cấu tạo gồm những tấm panel được sản xuất trong nhà máy
Các tấm này được vận chuyển ra công trường và lắp dựng, sau đó rải cốt thép và đổ bê tông bù
+ Ưu điểm: Khả năng vượt nhịp lớn, thời gian thi công nhanh, tiết kiệm vật liệu + Nhược điểm: Kích thước cấu kiện lớn, quy trình tính toán phức tạp
Sàn bê tông Bubbledeck là loại sàn phẳng không dầm, được liên kết trực tiếp với hệ cột và vách chịu lực Đặc biệt, sàn này sử dụng quả bóng nhựa tái chế để thay thế phần bê tông không hoặc ít tham gia chịu lực ở giữa bản sàn.
GIẢI PHÁP VẬT LIỆU
- Bê tông có cấp bên B30 với các thông số tính toán như sau:
+ Cường độ đính toán chịu nén: R b MPa
+ Cường độ tính toán chịu kéo: R bt =1.15MPa
+ Mô đun đàn hồi: E b 2500MPa
- Cốt thộp CB300-T (đối với cốt thộo cú ỉ 10 ):
+ Cường độ tính toán chịu nén: R sc &0MPa
+ Cường độ tính toán chịu kéo: R s &0MPa
+ Cường độ tính toán cốt ngang: R sw !0MPa
+ Mô đun đàn hồi: E s 0000MPa
- Cốt thộp CB400-V (đối với cốt thộo cú ỉ 10 ):
+ Cường độ tính toán chịu nén: R sc 50MPa
+ Cường độ tính toán chịu kéo: R s 50MPa
+ Cường độ tính toán cốt xiên: R sw (0MPa
+ Mô đun đàn hồi: E s 0000MPa
PHẦN MỀM ỨNG DỤNG TRONG PHÂN TÍCH TÍNH TOÁN
- Mô hình hệ kết cấu công trình: Etabs 2017
- Tính toán cốt thép và tính móng cho công trình: sử dụng phần mềm Excel.
TIÊU CHUẨN ÁP DỤNG
- Công việc thiết kế được tuân theo các quy phạm, các tiêu chuẩn thiết kế do nhà nước Việt Nam quy định đối với ngành xây dựng:
+ TCVN 2737:1995 - Tải trọng và tác động - Tiêu chuẩn thiết kế;
+ TCVN 5574:2018 - Tiêu chuẩn thiết kế bê tông cốt thép;
+ TCXD 198:1997 - Nhà cao tầng –Thiết kế bê tông cốt thép toàn khối;
+ TCXD 10304:2012 - Móng cọc- tiêu chuẩn thiết kế;
+ TCVN 9362:2012 - Tiêu chuẩn thiết kế nền nhà và công trình;
+ TCVN 9386:2012 - Thiết kế công trình chịu động đất.
LỰA CHỌN SƠ BỘ KÍCH THƯỚC TIẾT DIỆN CÁC CẤU KIỆN
2.5.1 Giải pháp kết cấu ngang (sàn, dầm)
❖ Sơ bộ sàn theo công thức sau:
Chiều dày sàn sơ bộ theo công thức sau: s 1 h D l
+ m0 35 sàn 1 phương (l 2 l 1 ) + m@ 50 sàn 2 phương (l 2 l 1 ) + m 10 15= bản công son
+ l : nhịp theo phương ngắn 1 + D=0.8 1.4 phụ thuộc vào tải trọng Ghi chú: m chọn lớn hay nhỏ là phụ thuộc vào ô liên tục hay ô bản đơn
Thực tế chiều dày sàn h s,min 0mm
Bảng 2-1: Bảng chọn sơ bộ chiều dày sàn
Stt Sàn tầng Chiều dày (mm)
2 Sàn nhà vệ sinh Cao độ mặt sàn và đáy sàn −50 mm( )bằng so với sàn bên cạnh
❖ Sơ bộ tiết diện khung:
Sơ bộ theo công thức kinh nghiệm (sơ bộ theo 2 điều kiện độ võng và điều kiện độ bền) như sau:
Kích thước tiết diện dầm được xác định sơ bộ dựa trên nhịp dầm theo công thức kinh nghiệm, nhằm đảm bảo thông thuỷ cần thiết trong chiều cao tầng và khả năng chịu lực đầy đủ.
2.5.2 Giải pháp kết cấu đứng
- Sơ bộ tiết diện vách
+ Với vách thang máy ta chọn vách bê tông cốt thép với chiều dày t = 300 mm ( )
+ Với vách còn lại ta chọn vách bê tông cốt thép với chiều dày t00 mm( )
THIẾT KẾ CẦU THANG
SỐ LIỆU TÍNH TOÁN
Hình 3-1: Mặt bằng cầu thang bộ 3.2 KÍCH THƯỚC SƠ BỘ
Hình 3-2: Mặt cắt 1-1 cầu thang bộ
- Cầu thang bộ tầng điển hình của công trình là cầu thang 2 vế dạng bản Mỗi vế gồm
10 bậc thang với kích thước hb 0 mm( ), lb00 mm( ) Theo sách Kết cấu bê tông cốt thép tập 3 (Võ Bá Tầm) thì góc nghiên cầu thang là:
= = = suy ra &.33 o + Độ nghiêng cos =0.896
- Chiều dài bản thang được chọn sơ bộ theo công thức:
- Chọn chiều dày bản thang h b 0mm
1 Vữa trát xi măng: 15mm
Hình 3-3: Mặt cắt tải trọng tác dụng lên cầu thang
3.3.1 Tải trọng tác dụng lên bản nghiêng
❖ Tỉnh tải: Gồm trọng lượng bản thân các lớp cấu tạo
- Cầu thang được đổ toàn khối bằng bê tông
- Tỉnh tải được xác định theo công thực: n i td,i i
+ i : khối lượng của lớp thứ i
+ n : hệ số tin cậy lớp thứ i (Bảng 1 – Hệ số tin cậy đối với các tải trọng do i khối lượng kết cấu xây dựng và đất TCVN 2737:1995)
+ td,i : chiều dày tương đương của lớp i theo phương nghiêng được xác định theo công thức:
+ i : chiều cao lớp vật liệu theo phương ngang + h : chiều cao bậc thang b
- Chiều dày tương đương của lớp đá hoa cương và lớp vữa xi măng:
= = - Chiều dày tương đương của bậc thang:
= = ❖ Hoạt tải: giá trị hoạt tải p=p tc n p
+ p : hoạt tải tiêu chuẩn (Bảng 3 – Tải trọng tiêu chuẩn phân bố đều trên tc sàn và cầu thang TCVN 2737:1995)
+ n : hệ số tin cậy (Mục 4.3.3 TCVN 2737:1995) p
Bảng 3-1: Tải trọng tác dụng lên bản nghiêng
Stt Vật liệu Bề dày
( kN / m 2 ) vượt tải n Hệ số
- Trọng lượng của lan can, tay vịn là0.3 kN / m( ) (Mục 4.4.2.2 TCVN 2737:1995)
- Tải trọng tác dụng lên 1m bề rộng bản thang:
( ) ( ) bn ' q = g+ +p 1 0.3 10.21 0.3 10.51 kN / m= + - Tông tải theo phương thẳng đứng: bn bn ' ( ) q 10.51 q 11.73 kN / m cos 0.896
Bảng 3-2: Bảng tải trọng tác dụng lên bản chiếu nghỉ
Tải trọng Vật liệu Bề dày
( kN / m 2 ) vượt tải n Hệ số
- Trọng lượng của lan can, tay vịn là 0.3 kN / m ( ) (điều 4.4.2.2 TCVN 2737:1995)
- Tải trọng tác dụng lên 1m bề rộng bản thang:
TÍNH TOÁN BẢN THANG
- Thiết kể bản thang theo 3 sơ đồ: ngàm + ngàm, gối cố định + gối cố định, gối cố định + gối di động
- Liên kết giữa bản thang nghiêng và dầm chiếu nghĩ: theo quan niệm tính toán trong sách tham khảo, xét tỉ số hd/hs:
+ Nếu hd/hs < 3 thì liên kết giữa bản thang nghiêng với dầm chiếu tới được xem là khớp
+ Nếu hd/hs > 3 thì liên kết giữa bản thang nghiêng với dầm chiếu tới được xem là ngàm
- Ta chọn sơ đồ 2 đầu ngàm để tính cho bản thang
Hình 3-4: Sơ đồ tính bản thang
Hình 3-5: Biểu đồ moment bản thang
Hình 3-6: Biểu đồ lực cắt bản thang
Hình 3-7: Giá trị phản lực tại gối tựa cầu thang
- Kiểm tra khả năng chịu cắt của bê tông:
= = = - Thỏa điều kiện lực cắt Bố trớ thộp lớp trờn cầu thang là thộp cấu tạo ỉ12a200
- Chọn lớp bờ tụng bảo vệ: a o mm, a=a o +ỉ/ 2, h o = −h a m 2 b b o
-Hàm lượng cốt thép thảo điều kiện: s s min b o
Bảng 3-3: Bảng tính toán cốt thép bản thang
Vị trí M b h h o m A s Thép chọn A s,chon % Nhịp 9.48 1000 150 130 0.033 0.034 214.7 ỉ10a150 523 0.4 Đoạn góy 1.3 1000 150 130 0.005 0.005 31.57 ỉ10a150 523 0.4 Gối 19.10 1000 150 130 0.066 0.068 429.4 ỉ10a150 523 0.4
Kết luận: Chi tiết thép cầu thang thể hiện ở bản vẽ KC – 01.
THIẾT KẾ SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH
MẶT BẰNG DẦM SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH
Hình 4-1: Mặt bằng ô sàn tầng điển hình
XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG
4.2.1.1 Trọng lượng các lớp cấu tạo sàn điển hình căn hộ
Hình 4-2: Các lớp cấu tạo sàn tầng 1 đến tầng 14
Tĩnh tải tác dụng lên sàn bao gồm trọng lượng của bản thân bản bê tông cốt thép (BTCT), trọng lượng các lớp hoàn thiện, trọng lượng của các đường ống thiết bị, và trọng lượng của tường xây dựng trên sàn.
Lớ p vữ a trá tBả n sà n BTCTLớ p vữ a ló tLớ p gạch lá t Ceramic
Bảng 4-1: Bảng tính trọng lượng cấu tạo lớp sàn
Tải trọng tiêu chuẩn (kN/m 2 )
Tải trọng tính toán (kN/m 2 )
Trần treo - - 0.3 1.2 0.36 Đường ống, thiết bị 0.5 1.1 0.55
4.2.1.2 Trọng lượng các lớp cấu tạo sàn sảnh hành lang
Bảng 4-2: Trọng lượng các lớp cấu tạo sàn sảnh hành lang
Tải trọng tiêu chuẩn (kN/m 2 )
Tải trọng tính toán (kN/m 2 )
4.2.1.3 Trọng lượng các lớp cấu tạo sàn phòng vệ sinh
Bảng 4-3: Trọng lượng các lớp cấu tạo sàn phòng vệ sinh
Tải trọng tiêu chuẩn (kN/m 2 )
Tải trọng tính toán (kN/m 2 )
Vữa lát nền tạo dốc 35 18 0.63 1.3 0.84
Trần treo - - 0.3 1.2 0.36 Đường ống, thiết bị 0.5 1.1 0.55
- Tải tường được xác định dựa theo bề dày tường
- Tĩnh tải tường tác dụng lên dầm
+ Với chiều cao tầng: htan g 300 mm( ), hdam `0 mm( )
Để đơn giản hóa quá trình mô hình hóa sàn bằng phần mềm SAFE, tường bên trong mỗi ô sàn được quy đổi thành lực phân bố đều tác động lên sàn.
+ Hệ số vượt tải: n 1.1 + Trọng lượng riêng của tường: = 18 kN / m ( 3 )
+ Chiều cao của tường: ht =3.3 0.2− =3.1 m( )
Bảng 4-4: Tải trọng trường xây tác dụng lên sàn Ô
Diện tích ô sàn Tải trọng phân bố đều (kN/m2)
- Giá trị hoạt tải (Bảng 3 – Tải trọng tiêu chuẩn phân bố đều trên sàn và cầu thang
- Hệ số tin cậy của tải trọng (Mục 4.3.3 TCVN 2737:1995)
Bảng 4-5: Giá trị hoạt tải sử dụng
(kN/m 2 ) Phòng ngủ, phòng khách, phòng ăn, phòng bếp, phòng giặt, phòng tắm, sân thượng 1.5 1.3 1.95
Lô gia, nhà kho, kỹ thuật 2 1.2 2.4
Hành lang , cầu thang, ban công 3 1.2 3.6
Tầng mái ( có sử dụng) 4 1.2 4.8
TÍNH TOÁN SÀN ĐIỂN HÌNH
4.3.1 Mô hình sàn điển hình
Hình 4-3: Mô hình sàn điển hình trên Safe
- Nguyên lý chia dãy strip: vẽ dãy strip có bề dày 1m để tính toán nội lực cho sàn
Hình 4-4: Dãy Strip theo phương X
Hình 4-5: Dãy Strip theo phương Y
4.3.2 Kiểm tra độ võng bằng phần mềm Safe
Hình 4-6: Độ võng xuất từ phần mềm
- Kiểm tra độ võng đàn hồi theo (Mục 2a bảng M.1 TCVN 5574-2018)
4.3.2.2 Độ võng có tính co ngót
- 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
Hình 4-10: Độ võng sàn ( s = 41.33mm )
Kiểm tra độ võng sàn cần xem xét các yếu tố như biến dạng và co ngót Theo Bảng M.1 trong TCVN 5574:2018, độ võng giới hạn theo phương đứng f u và tải trọng tương ứng sẽ được sử dụng để xác định độ võng theo phương đứng.
Hình 4-11: Bề rộng vết nứt ngắn hạn a crc = 0.114 mm ( )
- Kiểm tra bề rộng vết nứt ngắn hạn (Bảng 17 – Chiều rộng vết nứt giới hạn cho phép TCVN 5574:2018)
Hình 4-12: Bề rộng vết nứt dài hạn a crc = 0.122 mm ( )
- Kiểm tra bề rộng vết nứt dài hạn (lấy theo mục 1 bảng 17, TCVN 5574-2018)
Hình 4-13: Moment dãy strip theo phương X
Hình 4-14: Moment dãy strip theo phương Y
- Chọn lớp bờ tụng bảo vệ: a%mm, a=a o +ỉ/ 2, h o = −h a m 2 b b o
- Hàm lượng cốt thép thảo điều kiện: s s min b o
Bảng 4-6: Bảng tính toán thép sàn
( kN.mM ) ( mm b ) ( mm h ) ( mm a 0 ) m ( mm A s,tt ) % tt Thép chọn A s,chon
TÍNH TOÁN THÉP SÀN THEO PHƯƠNG X Ô sàn S1
TÍNH TOÁN THÉP SÀN THEO PHƯƠNG Y Ô sàn S1
Kết luận: Chi tiết thép sàn thể hiện ở bản vẽ KC - 03
TÍNH TOÁN KHUNG KHÔNG GIAN
MỞ ĐẦU
- Công trình HHP CENTRAL APARTMENT gồm 1 tầng hầm, 2 tầng trung tâm thương mại, 12 tầng điển hình & 1 tầng thượng
- Hệ kết cấu sử dụng là kết cấu lõi - vách Do đó việc tính toán khung phải là kết cấu khung không gian
- Việc tính toán khung không gian là rất phức tạp, do đó việc tính toán nội lực sẽ được tính toán bằng phần mềm Etabs 2017
- Việc tính toán sẽ được thực hiện theo các bước sau đây:
+ Bước 1: Chọn sơ bộ kích thước
+ Bước 2: Tính toán tải trọng
+ Bước 3: Tổ hợp tải trọng
+ Bước 4: Tính toán nội lực bằng phần mềm Etabs 2017
+ Bước 5: Tính toán thép cho khung
Hình 5-1: Mô hình khung không gian
KÍCH THƯỚC SƠ BỘ
Hình 5-2: Mặt bằng kết cấu tầng điển hình
- Kích thước tiết diện sơ bộ đã được tính ở Chương 2 như sau:
+ Chiều dày vách cứng: W = 300 mm ( )
+ Chiều dày vách lõi thang: W00 mm( )
+ Chiều dày sàn tầng điển hình: h s 0 mm( )
TẢI TRỌNG ĐỨNG TÁC DỤNG VÀO HỆ KHUNG
- Trọng lượng cấu tạo lớp sàn, theo mục 4.2.1 (Đồ án của sinh viên)
- Tải trọng tường xây phân bố trên sàn, mục 4.2.1 (Đồ án của sinh viên)
- Tải trọng tường xây tác dụng lên dầm, mục 4.2.1 (Đồ án của sinh viên)
- Phản lực gối tự cầu thang, mục 3.4.2 (Đồ án của sinh viên)
- Lấy theo mục 4.2.2 (Đồ án của sinh viên).
TẢI TRỌNG NGANG TÁC DỤNG VÀO HỆ KHUNG
5.4.1 Thành phần tĩnh của tải trọng gió (Tính toán theo TCVN 2737-1995)
- Áp lực gió tĩnh được phân bố theo diện tích được tính theo công thức:
BX-04(600x300) BX-05(600x300) BX-06(600x300) BX-05(600x300) BX-04(600x300)
BX-01(600x300) BX-02(600x300) BX-03(600x300) BX-02(600x300) BX-01(600x300)
BX-04(600x300) BX-05(600x300) BX-06(600x300) BX-05(600x300) BX-04(600x300)
BY-05 (600 x300) BY-05 (600 x300) BY-03 (600 x300) BY-04 (600 x300) BY-03 (600 x300) BY-01 (600 x300) BY-02 (600 x300) BY-01 (600 x300)
+ Wo =0.95 12− =0.83 kN / m( 2 ) công trình tọa lạc tại Quận Tân Bình,
Thành phố Hồ Chí Minh nằm trong khu vực IIA của nội thành, với địa hình loại C, theo Bảng 4 về giá trị áp lực gió trong bản đồ phân vùng áp lực gió trên lãnh thổ Việt Nam (TCVN 2737:1995).
+ n 1.2= hệ số tin cậy (Mục 6.17) + c: là hệ số khí động; c= +0.8: gió đẩy; c= −0.6: gió hút (Bảng 6 –
Bảng chỉ dẫn xác định hệ số khí dộng TCVN 2737:1995)
Hệ số k được sử dụng để xem xét sự thay đổi của áp lực gió theo độ cao, như được trình bày trong Bảng 5 của TCVN 2737:1995 Bảng này cung cấp thông tin chi tiết về hệ số k, bao gồm cả sự ảnh hưởng của dạng địa hình đến áp lực gió.
+ B: diện tích đón gió của khung
Bề rộng đón gió theo phương trục Y: Tầng 1 đến 14 có L x P m( )
Bề rộng đón gió theo phương trục X: Tầng 1 đến 14 có Ly ' m( )
Bảng 5-1: Tính toán gió tĩnh theo phương X
Giá trị tiêu chuẩn của tải trọng gió Bề rộng đón gió
Gió đẩy Gió hút Tổng Gió đẩy Gió hút Tổng h Z k W o,đẩy W o,hút W o L x S W đẩy W hút W tx
(m) (m) (KN/m 2 ) (KN/m 2 ) (KN/m 2 ) (m) (m 2 ) (KN) (KN) (KN)
Bảng 5-2: Tính toán gió tĩnh theo phương Y
Giá trị tiêu chuẩn của tải trọng gió Bề rộng đón gió
Gió đẩy Gió hút Tổng Gió đẩy Gió hút Tổng h Z k W o,đẩy W o,hút W o L y S W đẩy W hút W tx
(m) (m) (KN/m 2 ) (KN/m 2 ) (KN/m 2 ) (m) (m 2 ) (KN) (KN) (KN)
5.4.2 Thành phần động của tải trọng gió
- Công trình có độ cao H = 50.5 m ( ) 40 m ( ) cần phải tính thành phần động của gió
5.4.2.1 Xác định các đặc trung động lực a) Xác định tần số dao động riêng
Sau khi nhập các thông số về tiết diện bản sàn, vách cứng, và tải trọng hoạt động cũng như tĩnh tải của tường vào mô hình làm việc, cần khai báo số mode là 12.
Công trình 15 tầng có sự ảnh hưởng lớn từ các mode, nhưng do ảnh hưởng của chúng đến ứng xử của công trình là không đáng kể, nên có thể gần đúng bỏ qua một số mode và chỉ chọn 12 mode trong quá trình tính toán.
- Chạy chương trình Vào mục Display/Show Tables / Modal Participation để xem các chu kỳ và dạng dao động
Bảng 5-3: Bảng xử lý số liệu chọn modal tính gió
(Hz) UX UY RZ Chú thích
- Lấy =0.3 đối với kết cấu sử dụng bê tông cốt thép, vùng gió công trình IIA, (Bảng
2 –Giá trị giới hạn của tần số dao động riêng f TCXD 229:1999) – Giá trị giới hạn của L tần số dao động riêng f L , ta được f L =1.3 (Hz)
Trong nghiên cứu này, chúng tôi xem xét dạng dao động thứ 3 theo phương Y với tần số f = 0.745 và L = 1.3, cùng với tần số f = 2.439 Do đó, việc xác định thành phần động của tải trọng gió chỉ cần xem xét ảnh hưởng của hai dạng dao động 1 và 3 Bên cạnh đó, chúng tôi cũng tiến hành xác định các dạng dao động riêng.
Hình 5-3: Khai báo sàn tuyệt đối cứng Bảng 5-4: Khối lượng các tầng
Story Diaphragm Mass X Mass Y XCM YCM
T Hầm D1 1887.52 1887.52 25 13.5 c) Xác định thành phần động của tải trọng gió tác dụng lên công trình
- Giá trị tiêu chuẩn thành phần động của tải trọng gió tác dụng lên phần thứ j với dạng dao động thứ i được xác định theo công thức:
+W p ji ( ) – lực, đơn vị tính toán lấy là (kN) +M j – khối lượng tập trung của phần công trình thứ j, (kN)
+ i – hệ số động lực ứng với dạng dao động thứ i, không thứ nguyên, phụ thuộc vào thông số i và độ giảm lôga của dao động
+y ji – dịch chuyển ngang tỉ đối của trọng tâm phần công trình thứ j ứng với dạng dao động riêng thứ i, không thứ nguyên
+ i – hệ số được xác định bằng cách chia công trình thành n phần, trong phạm vi phần tải trọng gió có thể coi như không đổi
- Hệ số I được xác định bằng công thức : n ji Fj j 1 i n
Giá trị tiêu chuẩn của thành phần động của tải gió tác dụng lên phần thứ Fj j của công trình, tương ứng với các dạng dao động khác nhau, được xác định theo công thức và tính đến ảnh hưởng của xung vận tốc gió, có thứ nguyên là lực.
+W j – là giá trị tiêu chuẩn thành phần tĩnh của áp lực gió, tác dụng lên phần thứ j của công trình, xác định như sau:Wj =W0k z( ) j c ( daN / m 2 ) (5- 3)
+W - giá trị áp lực gió tiêu chuẩn lấy theo phân vùng áp lực gió 0 theo TCVN 2737 :1995; W0 daN / m( 2 )
Hệ số khí động c được xác định theo Bảng 6 trong TCVN 2737:1995, với giá trị c = 0.8, 0.6, 1.4 Hệ số không thứ nguyên k z( ) j tính đến sự thay đổi của áp lực gió và phụ thuộc vào độ cao zj, cùng với mốc chuẩn để tính độ cao và dạng địa hình Các giá trị của k z( ) j được lấy theo TCVN 2737:1995, trong đó W j là giá trị gió tĩnh được xác định như đã trình bày ở phần trước.
+ j – là hệ số áp lực động của tải trọng gió, ở độ cao ứng với phần thứ j của công trình không thứ nguyên (Bảng 3 – Hệ số áp lực động ζ TCXD 229:1999)
Hệ số tương quan không gian áp lực động của tải trọng gió phụ thuộc vào các dạng dao động khác nhau của công trình, không thứ nguyên xác định dựa trên các tham số $\rho$ và $\chi$ Đối với dạng dao động thứ nhất, hệ số tương quan không gian $\nu = \nu_1$ được trình bày trong Bảng 4, cho thấy sự tương quan xung quanh vận tốc gió theo chiều cao và bề rộng đón gió, phụ thuộc vào áp suất $p$ và % Theo tiêu chuẩn TCXD 229:1999.
Xác định hệ số động lực i
- Hệ số động lực i xác định phụ thuộc vào thông số i và độ giảm loga của dao động Thông số i được xác định theo công thức:
+ : hệ số độ tin cậy của tải gió, lấy bằng 1.2
+ W : giá trị của áp lực gió (N/m 0 2 ); W00 (N/m 2 )
+ f : tần số dao động riêng thứ i (Hz) i + Từ i tra đồ thị (Hình 2: Đồ thị xác định hệ số động lực TCXD
- Công trình bằng bê tông cốt thép =0.3 theo đồ thị hình 1, xác định hê số động lực
Bảng 5-5: Hệ số động lực
Bảng 5-6: Bảng tính gió động theo phương X (Modal 1)
Chuyển vị tỉ đối của tâm cứng theo phương Y y 2 ji
Lực gió tiêu chuẩn thành phần tĩnh
Hệ số áp lực động
Hệ số tương quan không gian
Thành phần xung vận tốc gió
Lực gió tiêu chuẩn thành phần động h Z M yji W j ζ ν W Fj
Bảng 5-7: Bảng tính gió động theo phương Y (Modal 3)
Chuyển vị tỉ đối của tâm cứng theo phương Y y 2 ij
Lực gió tiêu chuẩn thành phần tĩnh
Hệ số áp lực động
Hệ số tương quan không gian
Thành phần xung vận tốc gió
Lực gió tiêu chuẩn thành phần động h Z M y ij
TẢI TRỌNG ĐỘNG ĐẤT
5.5.1 Phương pháp phổ phản ứng
- Phương pháp “Phân tích phổ phản ứng dạng dao động", là phương pháp có thể áp dụng cho tất cả các loại nhà
- Phải xét tới phản ứng của tất cả các dạng dao động góp phần đáng kể vào phản ứng tổng thể của nhà
- Tổng các khối lượng hữu hiệu của các dạng dao động được xét chiếm ít nhất 90 % tổng khối lượng của kết cấu
- Tất cả các dạng dao động có khối lượng hữu hiệu lớn hơn 5 % của tổng khối lượng đều được xét đến
- Sử dụng ETABS17 với phổ phản ứng theo TCVN 9386:2012 để tính toán động đất
Theo mục 3.2.4.2(P) TCVN 9386:2012, các hiệu ứng quán tính do tác động động đất thiết kế cần được xác định, với sự xem xét đến các khối lượng liên quan đến tất cả các lực trọng trường trong tổ hợp tải trọng.
+ ψ E.i : là hệ số tổ hợp tải trọng đối với tác động thay đổi
+ Các hệ số tổ hợp E,i xét đến khả năng là tác động thay đổi Q k ,i không xuất hiện trên toàn bộ công trình trong thời gian xảy ra động đất
+ Các hệ số tổ hợp E,i trong 3.2.4(2)P dùng để tính toán các hệ quả của tác động động đất phải được xác định theo biểu thức sau: = E,i 2,i
+ 2,i : là hệ số phụ thuộc vào loại tải trọng đặt lên nhà theo (Bảng 3.4 –
Các giá trị ψ 2,i đối với nhà TCVN 9386:2012)
+ : là hệ số phụ thuộc vào loại tác động thay đổi theo bảng 4.2 TCVN
Bảng 5-8: Giá trị của để tính toán ψ E,i
Các tầng được sử dụng đồng thời Các tầng được sử dụng độc lập
Các loại từ D - F* và kho lưu trữ 1.0
* Các loại tác động thay đổi được định nghĩa trong Bảng 3.4
Bảng 5-9: Các giá trị 2,i đối với các loại nhà
Tải trọng đặt lên nhà, loại
Loại A: Khu vực nhà ở, gia đình 0.3
Loại B: Khu vực văn phòng 0.3
Loại C: Khu vực hội họp 0.6
Loại D: Khu vực mua bán 0.6
Loại E: Khu vực kho lưu trữ 0.8
Loại F: Khu vực giao thông, trọng lượng xe ≤ 30 kN 0.6 Loại G: Khu vực giao thông, 30 kN ≤ trọng lượng xe ≤ 160 kN 0.3
- Trong đồ án này sinh viên lựa chọn = 2,i 0.3 (dành cho khu vực nhà ở) và =0.8 (cho trường hợp các tầng sử dụng đồng thời )
- Hệ số chiết giảm khối lượng khi tính động đất là: 0.3 0.8 0.24 - Tổ hợp dùng để tính toán động đất: COMBO: 1TT + 0.24HT
5.5.1.3 Áp dụng tính toán a) Xác định gia tốc nền tham chiếu
- Gia tốc nền quy đổi a gR tra theo phụ lục H TCVN 9386:2012, công trình tại Quận Tân Bình – Thành Phố Hồ Chí Minh => gia tốc nền quy đổi: a gR =0.0702
- Hệ số tầm quan trọng đối với công trình thuộc cấp II: = I 1
- Gia tốc nền thiết kế: agt =ag =I 0.6887 m / s( 2 ) b) Nhận dạng loại đất nền
- Có 7 loại đất nền phân loại theo Mục 3.1.2 và Mục 3.2.2.2 TCVN 9386-2012
- Công trình thuộc dạng loại đất nền D c) Xác định hệ số tầm quang trọng của công trình
- Mức độ tầm quan trọng được đặc trưng bởi hệ số tầm quan trọng I
- Các định nghĩa về mức độ tầm quan trọng ( =I 1.25,1.00, 0.75) (Phụ lục E Mức độ và quan hệ số tầm quan trọng TCVN 9386:2012) tương ứng với công trình loại I, II,
III (Phụ lục F Phân cấp, phân loại công trình xây dựng TCVN 9386:2012)
Công trình là một nhà cao tầng với 15 tầng và được phân loại là loại II, do đó hệ số tầm quan trọng được xác định là: $\gamma = I_1$ Tiếp theo, cần xác định hệ số ứng xử $q$ của kết cấu.
- Hệ khung hoặc hệ khung tương đương (hỗn hợp khung – vách), có thể xác định gần đúng như sau (cấp dẻo trung bình):
+ q=3.6nhà nhiều tầng, khung một nhịp
+ q=3.9nhà nhiều tầng, khung nhiều nhịp hoặc kết cấu hỗn hợp tương đương khung
- Xác định dựa theo mục 3.2.2.5 TCVN 9386-2012 phổ thiết kế dùng cho phân tích đần hồi: q 3.9 d) Xác định phổ gia tốc thiết kế
- Xác định dựa theo (Mục 3.2.2.5 Phổ thiết kế dùng cho phân tích đàn hồi TCVN
9386:2012) phổ thiết kế dùng cho phân tích đần hồi
+ q: là hệ số ứng xử + β: là hệ số ứng với cận dưới của phổ thiết kế theo phương nằm ngang, β= 0,2
+ T: là chu kì dao động của hệ tuyền tính một bật tự do
+ ag: là gia tốc nền thiết kế
+ TB: giới hạn dưới của chu kỳ, ứng với đoạn nằm ngang của phổ phản ứng gia tốc
+ TC: giới hạn trên của chu kỳ, ứng với đoạn nằm ngang của phổ phản ứng gia tốc
+ TD: giá trị xác định điểm bắt đầu của thành phần phản ứng dịch chuyển không đổi trong phổ phản ứng
+ S: là hệ số nền e) Khai báo phổ gia tốc thiết kế cho kết cấu
- Sử dụng ETABS 2017 khai báo phổ phản ứng đàn hồi cho mô hinh
- Define / functions / presponse spectrum function / TCVN 9386:2012
Hình 5-4: Khai báo phổ gia tốc thiết kế
- Chọn: vị trí có chu kì 1s để kiểm tra
- Theo đất nền loại D thì : ( )
- Kết quả tương tự với kết quả trong Etabs 2017.
TỔ HỢP TẢI TRỌNG
Bảng 5-10: Tải trọng và chú thích các loại tải trọng
Kí hiệu Loại Thành phần Ý nghĩa
WTX WIND - Gió tĩnh theo phương X
WTY WIND - Gió tĩnh theo phương Y
WDX WIND - Gió động theo phương X
WDY WIND - Gió động theo phương Y
WX ADD WTX, WDX Gió theo phương X
WY ADD WTY, WDY Gió theo phương Y
EX RS - Tải trọng động đất theo phương X
EY RS - Tải trọng động đất theo phương Y
Bảng 5-11: Tổ hợp tải trọng
Kí hiệu Loại Thành phần Ý nghĩa
COMB6 ADD TT + 0.9HT + 0.9WX
COMB7 ADD TT + 0.9HT - 0.9WX
COMB8 ADD TT + 0.9HT + 0.9WY
COMB9 ADD TT + 0.9HT - 0.9WY
COMB10 ADD TT + 0.9HT + 0.63WX+0.63WY
COMB11 ADD TT + 0.9HT + 0.63WX -0.63WY
COMB12 ADD TT + 0.9HT - 0.63WX +0.63WY
COMB13 ADD TT + 0.9HT - 0.63WX -0.63WY
COMB14 ADD TT + 0.3HT + EX+0.3EY
Tổ hợp động đất COMB15 ADD TT + 0.3HT + EY+0.3EX
COMBBAO ENVE COMB1, COMB2,… COMB15 Tổ hợp bao
KIỂM TRA ỔN ĐỊNH TỔNG THỂ
5.7.1 Kiểm tra chuyển vị đỉnh
- Dựa vào (Phụ lục M Độ võng và chuyển vị của kết cấu TCVN 5574:2018)
- Ta có: chuyển vị ngang cho phép
- Chuyển vị ngang tại đỉnh của tòa nhà dựa trên kết quả tính toán từ mô hình:
- Tổng chiều cao công trình HP.5 m( )
- Suy ra Giới hạn chuyển vị đỉnh công trình: F H 101 mm ( )
- Chuyển vị do tải gió theo phương x: fx =7.76 mm( )
- Chuyển vị do tải gió theo phương y: f y 98 mm( )
Hình 5-5: Chuyển vị đỉnh công trình
- Kết luận: Vậy f f → Thỏa điều kiện chuyển vị đỉnh
5.7.2 Kiểm tra gia tốc đỉnh
Dưới tác động của gió, chuyển động của công trình được mô tả qua các đại lượng vật lý như vận tốc và gia tốc tối đa Gió tạo ra chuyển động có quy luật hình Sin với tần số f gần như không đổi Khi thay đổi pha dao động, các đại lượng này liên quan đến hằng số \(2\pi f\), với công thức vận tốc \(v = \pi^2 f d\) và gia tốc \(a = \pi (2f)^2 \times f\).
- Gần đúng, bỏ qua các lực cản Giá trị tính toán của gia tốc cực đại sẽ tính như sau:
+ f d max : Chuyển vị đỉnh lớn nhất do Mode dao động đầu tiên gây ra (Mode
+ Gia tốc giới hạn được quy định trong (Mục 2.6.3 Các tiêu chí kiểm tra kết cấu TCXD 198:1997)
= = Chuyển vị đỉnh khối lớn nhất f = UX 2 +UY 2
5.7.3 Kiểm tra chuyển vị lệch tầng
➢ Chuyển vị lệch tầng do gió
- Theo bảng (M.4 – Chuyển vị giới hạn theo phương ngang f theo yêu cầu cấu u tạo TCVN 5574:2018) quy định:
- Chuyển vị ngang tương đối giữa các tầng do tải trọng gió phải thoả mãn điều kiện sau: s d 1 h 500
+ d : hiệu của chuyển vị ngang tại trần và sàn của tầng đang xét + h : chiều cao tầng s
- Tổ hợp tải trọng: WINDCHECK = Envelope (GX, GY)
Bảng 5-12: Chuyển vị lệch tầng do gió
Drift (d c ) Giới hạn Kết luận
WINCHECK Max WINCHECK Min h X Y X Y dc
➢ Chuyển vị lệch tầng do động đất
(Mục 4.4.3.2 Hạn chế chuyển vị ngang tương đối giữa các tầng TCVN
9386:2012) Hạn chế chuyển vị ngang tương đối giữa các tầng (chuyển vị lệch tầng)
- Đối với các nhà có bộ phận phi kết cấu bằng vật liệu giòn được gắn vào kết cấu: d r 0,005 h
- Đối với các nhà có bộ phận phi kết cấu bằng vật liệu dẻo: d r 0,0075 h
Đối với các nhà có bộ phận phi kết cấu được cố định mà không ảnh hưởng đến biến dạng kết cấu, hoặc các nhà không có bộ phận phi kết cấu, điều kiện cần thiết là \(d_r \times \nu \leq 0,010 h\).
Chuyển vị ngang thiết kế tương đối giữa các tầng, ký hiệu là \$d_r\$, được xác định bằng hiệu của các chuyển vị ngang trung bình \$d_s\$ tại trần và sàn của các tầng đang xét Theo mục 4.3.4.1, công thức tính là \$d_r = d_s = q_d \times d_c\$.
+ d s : chuyển vị của một điểm của hệ kết cấu gây ra bởi tác động động đất thiết kế
+ q d : hệ số ứng xử chuyển vị, giả thiết bằng “q” trừ khi có định khác, qd =3.9
+ d c : chuyển vị của cùng điểm đó của hệ kết cấu được xác định bằng phân tích tuyến tính dựa trên phổ phản ứng thiết kế
Hệ số chiết giảm ν được sử dụng để xem xét chu kỳ lặp thấp hơn của tác động động đất, liên quan đến yêu cầu hạn chế hư hỏng Hệ số này phụ thuộc vào các nguy cơ động đất và mức độ quan trọng của công trình Đối với công trình cấp II, giá trị của ν là 0.4.
- Tổ hợp tải trọng: EQCHECK = Envelope (COMB14, COMB15)
- Hạn chế chuyển vị ngang tương đối giữa các tầng: c c d
Bảng 5-13: Chuyển vị lệch tầng do động đất
=> Tỷ lệ chiều cao nhà/bề rông nhà = 1.87 0.3: điều chỉnh lại hệ kết cấu và tính toán kiểm tra lại
- Combo tổ hợp tải trọng tiêu chuẩn xác định P : tot
+ P tot = Tĩnh tải (tải trọng bản thân + tải trọng hoàn thiện + tải trọng tường…) + n*Hoạt tải lấy n = 0.3: hệ số tổ hợp
- Combo tải trọng xác định V : tot
+ Xác định Vtot với chỉ tải trọng động đất DDX, DDY
- Combo tải trọng xác định d : rif
+ Xác định d với chỉ tải trọng động đất DDX, DDY rif
- Với COMB DDX = ADD (EX+0.3EY), COMB DDY= ADD(0.3EX+EY)
Bảng 5-14: Kiểm tra điều kiện P - Delta
DDX DDY DDX Max DDY Max h Top Shear X Shear Y X Y X Y
THIẾT KẾ DẦM
Bảng 5-15: Bảng quy đổi ký hiệu dầm từ etabs
- Chiều cao làm việc dầm: h 0 = −h a
- Áp dụng công thức tính toán cốt thép đối với cấu kiện chịu uốn: m 2 b 0
- Hàm lượng cốt thép giới hạn: min s R b
5.8.1.1 Tính toán chi tiết cốt dọc
- Lựa chọn dầm B26 với tiết diện 300 600 mm ( )
- Tính toán cốt thép chịu lực tại vị trí mô men dương lớn nhất:
Bảng 5-16: Giá trị nội lực
- Chiều cao làm việc của dầm: h 0 = − =h a 600−50U0 mm ( )
- Áp dụng công thức tính toán:
- Tính toán cho giá trị nội lực tại gối trái và gối phải của dầm B26 tương tự giá trị nội lực tại nhịp
- Kết luận: kết quả tính trùng khớp với bảng tính thép dầm (Bảng 5.16: Bảng tính thép dầm sàn điển hình)
- Theo (Mục 8.1.3.3 Tính toán cấu kiện bê tông cốt thép theo tiết diện nghiêng chịu lựt cắt TCVN 5574:2018)
- Lực cắt lớn nhất trong dầm: Q 165.12 kN= ( )
- Kiểm tra khả năng chịu cắt của bê tông trên tiết diện thẳng góc: bt bt 0 3 ( )
= = - Vì Q bt Q max 5.12 kN( ), nên bê tông không đủ khả năng chịu lực cắt
Hình 5-6: Sơ đồ nội lực tính toán cốt đai
- Khả năng chịu cắt của bê tông trên tiết diện nghiêng:
- Khả năng chịu cắt của cốt đai:
= = - Khả năng chịu cắt của cốt đai: sw max sw sw ( )
Q = q =C 0.75 211.13 1.1 174.18 kN sw min sw sw ( )
+ = sw 0.75- Hệ số kể đến giảm nội lực
- Kiểm tra khả năng chịu cắt của bê tông và cốt đai:
Nhận xét: Q 165.12 kN= ( )Min Q( b +Qsw )"9.4 kN( )→ ( OK )
- Bố trớ thộp đai 2 nhỏnh ỉ8a100 cho 1
4 đoạn đầu dầm và cuối dầm, và ỉ8a200 cho đọan 2
5.8.3 Tính toán chiều dài neo, nối cốt thép
- Tính toán theo (Mục 10.3.5 Neo cốt thép và Mục 10.3.6 Nối cốt thép không ứng xuất trước TCVN 5574:2018)
+ Cường độ chịu nén tính toán của bê tông TTGH thứ 1: Rb = 17 (Mpa)
+ Cường độ chịu kéo tính toán của bê tông TTGH thứ 1: Rbt = 1.15 (Mpa) + Modul đàn hồi của bê tông khi kéo và nén: Eb 2500 (Mpa)
+ Cường độ chịu kéo tính toán của cốt thép đối với TTGH 1: Rs = 350 (Mpa) + Cường độ chịu cắt tính toán của cốt thép đối với TTGH 1: Rsw = 280
+ Modul đàn hồi của cốt thép: Es = 200000 (Mpa)
5.8.3.1 Chiều dài neo cốt thép cơ sở
- Chiều dài neo cốt thép cơ sở được tiến hành tính toán như sau:
+ A mms ( 2 ), us ( mm lần lượt là diện tích, chu vi của tiết diện ngang cốt ) thép
+ R bond : cường độ bám dính cốt thép được tính như sau: bond 1 2 bt
1: là hệ số kể đến ảnh hưởng của loại bề mặt cốt thép, lấy = 1 2.5 đối với cốt thép không ứng suất trước, cán nóng có gân
2: là hệ số kể đến ảnh hưởng của đường kính cốt thép, lấy = 2 1 đối đường kính nhỏ hơn 32 mm
R : cường độ chịu nén của bê tông bt
5.8.3.2 Chiều dài neo cốt thép tính toán
Chiều dài neo cốt thép được tính toán dựa trên yêu cầu của cốt thép và giải pháp cấu tạo vùng neo của cấu kiện, được xác định theo công thức: an 0, an s ( ) s, cf.
+ L 0,an chiều dài neo cốt thép cơ sở + A mms ( 2 ), As,cf (mm 2 ) lần lượt là diện tích mặt cắt ngang của cốt thép tính toán và thực tế
Hệ số này phản ánh trạng thái ứng suất của bê tông và cốt thép, đồng thời xem xét ảnh hưởng của giải pháp cấu tạo vùng neo của cấu kiện đến chiều dài vùng neo.
Đối với thanh cốt thép không ứng suất trước, khi thực hiện neo các thanh có gân bằng biện pháp neo thẳng hoặc neo cốt thép trơn với móc hoặc uốn chữ U mà không có chi tiết neo bổ sung, cần lưu ý rằng hệ số $\alpha$ được xác định là 1 cho thanh cốt thép chịu kéo và 0.75 cho thanh cốt thép chịu nén.
- Tính toán: an,keo 0,an s s s ( ) s,cf
- Để thuận tiện tính toán ta lấy chiều dài neo cốt thép như sau: L an,keo 0 d s an,nen s
- Tính toán chiều dài nối cốt thép
Các mối nối cốt thép thanh chịu kéo hoặc chịu nén cần đảm bảo chiều dài nối chồng không nhỏ hơn giá trị chiều dài Llap, được xác định theo công thức.
+ L 0,an chiều dài neo cốt thép cơ sở + A mms ( 2 ), As,cf (mm 2 ) lần lượt là diện tích mặt cắt ngang của cốt thép tính toán và thực tế
Hệ số \$\alpha_2\$ phản ánh trạng thái ứng suất của cốt thép thanh và cấu trúc của các thành phần trong vùng nối các thanh thép Nó liên quan đến số lượng thanh thép được nối trong một tiết diện so với tổng số thanh thép trong tiết diện đó, cũng như khoảng cách giữa các thanh thép được nối.
Khi nối cốt thép có gân với các đầu thẳng hoặc nối các thanh thép trơn có móc hoặc uốn chữ U mà không có chi tiết neo bổ sung, hệ số nối cho thép chịu kéo là $\alpha = 2 \cdot 1.2$ và cho thép chịu nén là $\alpha = 2 \cdot 0.9$.
- Tính toán: lap,keo 2 0,an s s s s,cf
- Để thuận tiện tính toán ta lấy chiều dài nối cốt thép như sau: L lap,keo @ d s lap,nen s
Bảng 5-17: Bảng tính thép dầm sàn điển hình
Tên dầm M3 V2 B H L a As gối A s nhip tt Thép chịu lực Thép tăng cường s
chon kN.m kN mm mm m mm cm 2 cm 2 % cm 2
Kết luận: Bản vẽ chi tiết thép dầm thể hiện ở bản vẽ KC - 03, KC - 04.
THIẾT KẾ VÁCH CỨNG
5.9.1 Tính toán cốt thép cho vách bằng phương pháp vùng biên chịu Moment
- Giả thiết chiều dài B của vùng biên chịu Mô men:
- Xét vách chịu lực dọc trục N và Mô men uốn trong mặt phẳng My, Mô men này tương đương với 1 cặp ngẫu lực đặt ở hai vùng biên của vách
- Xác định lực kéo nén trong vùng biên: l,r b w l r
+ A - Diện tích mặt cắt vách w + A - Diện tích mặt cắt vách vùng biên b + B l,r - chiều dài trái, phải của vùng biên
- Tính diện tích cốt thép dọc chịu kéo, nén
- Tính thép vùng biên như cột chịu nén đứng tâm
- Khả năng chịu lực của cột chịu kéo - nén đúng tâm được xác định theo công thức:
Cường độ tính toán chịu nén của bêtông và cốt thép được ký hiệu là R và R Diện tích tiết diện bêtông vùng biên và cốt thép dọc được ký hiệu là A và A Hệ số giảm khả năng chịu lực do uốn dọc, ký hiệu là , được xác định theo công thức thực nghiệm và chỉ áp dụng trong khoảng 14 < l < 104.
=i : độ mảnh của vách + l : chiều dài tính toán của vách đối với nhà nhiều tầng: 0 l0=0.7 H.
+ i min : bán kính quán tính của tiết diện theo phương mảnh imin =0.288 b
+ Khi 28- bỏ qua ảnh hưởng của uốn dọc, lấy =1
- Khi N > 0 (vùng biên chịu nén): Diện tích cốt thép được tính là: l,r b b b sc sc
Khi N < 0 (vùng biên chịu kéo), theo giả thiết ban đầu, ứng lực kéo do cốt thép chịu, diện tích cốt thép chịu kéo được tính theo công thức: \$s_{c,l,r} = s\$.
- Kiểm tra hàm lượng cốt thép và cấu tạo:
- Nếu không thỏa mãn thì phải tăng kích thước B của vùng biên và tính lại Chiều dài
B của vùng biên có giá trị lớn nhất là L/2, nếu vượt quá giá trị này cần tăng bề dày vách
- Tính toán cốt thép vùng bụng vách:
- Tính toán cốt thép vùng bụng vách xem như tính toán cốt thép đối với cột đúng tâm
- Lực tác dụng lên vùng bụng: m m w
- Cốt thép vùng bụng vách: m b b m sc sc
- Trường hợp bê tông đã đủ khả năng chịu lực thì cốt thép chịu nén theo cấu tạo
- Theo yêu cầu của đồ án, sinh viên chọn tính toán vách theo 2 trục, do đó ta chọn vách trên trục B và trục 2 để tính:
Hình 5-7: Mặt bằng chọn trục để tính vách
5.9.1.2 Tính toán cốt thép ngang cho vách
Tại mỗi tiết diện của vách, cần gia cường thép đai ở hai đầu để chống lại ứng suất cục bộ, bao gồm ứng suất tiếp và ứng suất pháp theo phương nằm ngang Ứng suất này thường xuất hiện tại hai đầu vách, nơi lực truyền vào lớn nhất và sau đó lan tỏa ra xung quanh.
- Tính toán cốt ngang trong vách được thực hiện tương tự như trong dầm
- Thép ngang được thiết kế bằng cách chọn và thực hiện bài toán kiểm tra, đường kính cốt thộp ngang chọn ỉ10 , bố trớ đều với khoảng cỏchs 0 mm( )
- Cốt thép dọc hàm lượng: 1.0% tt 4.0% (Mục 5.4.3.2.2 TCVN 9386:2012)
- Phải bố trí ít nhất một thanh trung gian giữa các thanh thép ở góc dọc theo mỗi cạnh cột
- Đai kớnh và đai múc vựng tới hạn (vựng biờn) đường kớnh ớt nhất là ỉ6
- Vùng biên phải sử dụng đai kín chồng lên nhau để mỗi một thanh cốt thép dọc khác đều được cố định bằng đai kín hoặc đai móc
- Lượng cốt thép tối thiểu vùng giữa là 0.2% tt
- Cốt thép vùng giữa được liên kết với nhau bằng các thanh đai móc cách nhau khoảng
- Cốt thép vùng giữa có đường kính không nhỏ hơn 8mm nhưng không lớn hơn 1/8 bề rộng vách
- Sinh viên trình bày cách tính thép cho vách cứng P8 với tổ hợp P max
- Vách có kích thước bề rộng: tw = 0.3 m ( ), chiều dài Lw =3 m( ) chạy từ tầng hầm đến tầng 14
- Diện tích tiết diện vách: Aw =0.3 3 =0.9 m( ) 2
- Kết quả nội lực vách được xuất từ ETABS với vách được gán các dạng phần tử Pier
Bảng 5-18: Dữ liệu tính thép dọc vách P2 tầng Hầm
- Giả thiết chiều dài vùng biên: B l,r =0 57 ( ) (m = 0.25 L w )
- Xác định lực kéo, nén trong vùng biên: l ( )
- Diện tích cốt thép chịu nén là:
= = - Chọn thộp bố trớ tớnh toỏn ở vựng biờn: 18ỉ16→As 617 mm( 2 )
- Kiểm tra hàm lượng cốt thép:
- Lực tác dụng lên vùng bụng:
= = − - Cốt thép vùng bụng vách:
= - Chọn thộp bố trớ tớnh toỏn ở vựng biờn: 28ỉ16→As V27 mm( 2 )
- Kiểm tra hàm lượng cốt thép:
- Tính toán tương tự cho các phần tử còn lại với các tổ hợp tương ứng
Bảng 5-19: Bảng tính thép dọc cho vách khung trục B – 2 tổ hợp P max
Diện tích thép vùng biên
Diện tích thép vùng bụng kN kN.m kN m m m kN kN mm 2 Thép (mm) As % ( mm 2 ) Thép ( mm As 2 ) %
Bảng 5-20: Bảng tính thép dọc cho vách khung trục B – 2 tổ hợp M max
Pier Story P max M tu P m L l,r L w B w P l P r A s biên
Diện tích thép vùng biên
Diện tích thép vùng bụng kN kN.m kN m m m kN kN mm 2 Thép (mm) As % ( mm 2 ) Thép ( mm As 2 ) %
Bảng 5-21: Bảng tính thép dọc cho vách khung trục B – 2 tổ hợp M min
Diện tích thép vùng biên
Diện tích thép vùng bụng kN kN.m kN m m m kN kN mm 2 Thép (mm) As % ( mm 2 ) Thép ( mm As 2 ) %
Kết luận: Sinh viên đã lựa chọn cách bố trí thép dựa trên kết quả tính toán từ bảng 5-19, với mục tiêu đảm bảo tính an toàn cho công trình Chi tiết về thép vách được thể hiện rõ trong bản vẽ KC06.
5.9.2 Phương pháp phân bố ứng suất đàn hồi (Tính cho cả lõi vách thang)
- Sinh viên sử dụng phương pháp phân bố ứng suất đàn hồi để tính toán cho vách lõi thang
Phương pháp này chia vách lõi thang thành các phần tử nhỏ, giúp chịu lực kéo hoặc nén đúng tâm Ứng suất được coi là phân bố đều trên mặt cắt ngang của từng phần tử Sau đó, tính toán cốt thép cho từng phần tử và kết hợp lại để bố trí cho toàn bộ vách lõi.
- Các giả thuyết cơ bản khi tính toán:
+ Ứng suất kéo do cốt thép chịu, ứng suất nén do cả bê tông và cốt thép chịu
Hình 5-8: Xác định trọng tâm hình học của vách
Hình 5-9: Chia phần tử vách lõi thang
5.9.2.2 Xác định trọng tâm lõi và trọng tâm phần tử
Trong AutoCAD 2018, trọng tâm lõi được xác định bằng cách tạo miền đặc thông qua lệnh Region Sau đó, sử dụng lệnh Massprop để xem các thông số, bao gồm cả trọng tâm Cuối cùng, điều chỉnh góc tọa độ về vị trí của trọng tâm lõi.
Av =8.61 10 mm , Ix =3.728 10 13 (mm 4 ), Iy =4.375 10 13 (mm 4 )
- Nội lực được phân bố như sau: x y i i pt v x y
+ P: Lực dọc Pier (kN) + M y =M , M 2 x =M 3 : Giá trị moment Pier quay quanh trục X, Y tương ứng với trục 2, 3 trong ETABS (kN.m)
+ x , y : Giá trị tọa độ trọng tâm phần tử so với trọng tâm lõi (mm)
+ I , I x y : Moment quán tính đối với trục X, Y của lõi ( mm 4 )
+ A : Diện tích vách lõi thang v ( mm 2 )
+ A : Diện tích tiết diện phần tử i pt ( mm 2 )
+ N: Lực dọc tác dụng lên phần tử i (kN) + Qui ước dấu ứng suất: Ứng suất dương (+): nén; ứng suất âm (-): kéo
- Diện tích cốt thép chịu nén: sc i b b,i sc
Ghi chú: Sau khi chọn cốt thép nên kiểm tra lại khả năng chịu nén: b b sc sc
5.9.2.4 Tính toán từng phần tử vách
Thông số tính toán từng phần tử
- Sinh viên tiến hành lọc lại nội lực với các tổ hợp cơ bản để dễ dàng tính toán như sau:
Bảng 5-22: Bảng tổng hợp thông số tiết diện, tọa độ phân tử vách lõi thang Đặc trưng hình học các phần tử vách lõi thang
Phần tử b (mm) h (mm) X (mm) Y (mm)
Bảng 5-23: Bảng Combo nội lực tính toán cho các phần tử vách lõi thang
Tầng Pier Vị trí Tên Combo P kN ( ) M y =M 2
5.9.2.5 Tính toán cho phần tử số 1
- Tính toán nội lực cho phần tử số 1
- Phần tử số 1 chịu nén
- Tính toán cốt thép cho phần tử số 1
- Tính toán tương tự với các phần tử còn lại với các trường hợp tải ta được bảng phân phối nội lực các phần tử
Bảng 5-24: Bảng phân phối nội lực các phần tử
Phần tử max 2,tu,M3,tu
P , M M 2,min , M 3,tu , P tu M 2,max , M 3,tu , P tu M 3,min , M 2,tu , P tu M m,max , M 2,tu , P tu
1 4.727 1205.39 Nén 4.005 1021.28 Nén 4.176 1064.88 Nén 4.100 1045.5 Nén 4.081 1040.66 Nén
2 4.727 1730.08 Nén 4.005 1465.83 Nén 4.176 1528.42 Nén 4.100 1500.6 Nén 4.081 1493.65 Nén
3 4.727 1730.08 Nén 4.005 1465.83 Nén 4.176 1528.42 Nén 4.100 1500.6 Nén 4.081 1493.65 Nén
4 4.727 1730.08 Nén 4.005 1465.83 Nén 4.176 1528.42 Nén 4.100 1500.6 Nén 4.081 1493.65 Nén
5 4.727 1730.08 Nén 4.005 1465.83 Nén 4.176 1528.42 Nén 4.100 1500.6 Nén 4.081 1493.65 Nén
6 4.727 1730.08 Nén 4.005 1465.83 Nén 4.176 1528.42 Nén 4.100 1500.6 Nén 4.081 1493.65 Nén
7 4.727 1645.00 Nén 4.005 1393.74 Nén 4.176 1453.25 Nén 4.100 1426.8 Nén 4.081 1420.19 Nén
8 4.727 1645.00 Nén 4.005 1393.74 Nén 4.176 1453.25 Nén 4.100 1426.8 Nén 4.081 1420.19 Nén
9 4.727 1645.00 Nén 4.005 1393.74 Nén 4.176 1453.25 Nén 4.100 1426.8 Nén 4.081 1420.19 Nén
10 4.727 1645.00 Nén 4.005 1393.74 Nén 4.176 1453.25 Nén 4.100 1426.8 Nén 4.081 1420.19 Nén
11 4.727 1645.00 Nén 4.005 1393.74 Nén 4.176 1453.25 Nén 4.100 1426.8 Nén 4.081 1420.19 Nén
12 4.727 850.86 Nén 4.005 720.90 Nén 4.176 751.68 Nén 4.100 738 Nén 4.081 734.58 Nén
13 4.727 992.67 Nén 4.005 841.05 Nén 4.176 876.96 Nén 4.100 861 Nén 4.081 857.01 Nén
14 4.727 850.86 Nén 4.005 720.90 Nén 4.176 751.68 Nén 4.100 738 Nén 4.081 734.58 Nén
15 4.727 1418.1 Nén 4.005 1201.5 Nén 4.176 1252.8 Nén 4.100 1230 Nén 4.081 1224.3 Nén
16 4.727 1063.58 Nén 4.005 901.13 Nén 4.176 939.6 Nén 4.100 922.5 Nén 4.081 918.23 Nén
17 4.727 1418.1 Nén 4.005 1201.50 Nén 4.176 1252.8 Nén 4.100 1230 Nén 4.081 1224.3 Nén
18 4.727 1418.1 Nén 4.005 1201.50 Nén 4.176 1252.8 Nén 4.100 1230 Nén 4.081 1224.3 Nén
19 4.727 1418.1 Nén 4.005 1201.50 Nén 4.176 1252.8 Nén 4.100 1230 Nén 4.081 1224.3 Nén
20 4.727 1418.1 Nén 4.005 1201.50 Nén 4.176 1252.8 Nén 4.100 1230 Nén 4.081 1224.3 Nén
21 4.727 1205.39 Nén 4.005 1021.28 Nén 4.176 1064.88 Nén 4.100 1045.5 Nén 4.081 1040.66 Nén
22 4.727 1205.39 Nén 4.005 1021.28 Nén 4.176 1064.88 Nén 4.100 1045.5 Nén 4.081 1040.66 Nén
23 4.727 1418.1 Nén 4.005 1201.50 Nén 4.176 1252.8 Nén 4.100 1230 Nén 4.081 1224.3 Nén
24 4.727 1063.58 Nén 4.005 901.13 Nén 4.176 939.6 Nén 4.100 922.5 Nén 4.081 918.23 Nén
25 4.727 1418.1 Nén 4.005 1201.50 Nén 4.176 1252.8 Nén 4.100 1230 Nén 4.081 1224.3 Nén
26 4.727 1418.1 Nén 4.005 1201.50 Nén 4.176 1252.8 Nén 4.100 1230 Nén 4.081 1224.3 Nén
27 4.727 1418.1 Nén 4.005 1201.50 Nén 4.176 1252.8 Nén 4.100 1230 Nén 4.081 1224.3 Nén
28 4.727 1418.1 Nén 4.005 1201.50 Nén 4.176 1252.8 Nén 4.100 1230 Nén 4.081 1224.3 Nén
29 4.727 1205.39 Nén 4.005 1021.28 Nén 4.176 1064.88 Nén 4.100 1045.5 Nén 4.081 1040.66 Nén
Bảng 5-25: Bảng tính toán cốt thép cho các phần tử
Phần tử Asc (mm 2 ) A sc,max
TH1 TH2 Th3 Th4 Th5 ( mm 2 ) ( mm 2 ) ( ) %
Kết luận: Chi tiết thép lõi thang thể hiện ở bản vẽ KC - 06.