Tầng trên cao tầng 2 đến tầng mái đây là mặt bằng tầng cho ta thấy rõ nhất chức năng của khối nhà, các căn hộ được bố trí hợp lý xung quanh lối đi chung giúp cho giao thông tiện lợi giữa
TỔNG QUAN
Giới thiệu về công trình
1.1.1 Mục đích xây dựng công trình
Trước tình hình dân số tăng nhanh và mật độ dân số tại Đà Nẵng ngày càng cao, nhu cầu mua đất xây dựng nhà ở gia tăng trong khi quỹ đất có hạn và giá đất tăng cao, nhiều người dân gặp khó khăn trong việc sở hữu đất Giải pháp hợp lý hiện nay là xây dựng các chung cư cao tầng và phát triển quy hoạch khu dân cư ra các quận, khu vực ngoại thành Bên cạnh đó, việc đầu tư xây dựng nhà ở cao tầng thay thế cho các công trình thấp tầng và khu dân cư xuống cấp không chỉ cải thiện bộ mặt đô thị mà còn tạo cơ hội việc làm cho người dân.
LAPAZ TOWER được xây dựng nhằm đáp ứng nhu cầu sống hiện đại với đầy đủ tiện nghi và cảnh quan đẹp Đây là một khu nhà cao tầng lý tưởng cho sinh sống, giải trí và làm việc, được thiết kế và thi công với chất lượng cao, phục vụ tốt nhất cho người dân.
1.1.2 Vị trí của công trình
Lapaz Tower, mặc dù không nằm cạnh sông như AZURA, bên hồ Bàu Thạc Gián như Hoàng Anh Gia Lai, hay bên bờ biển như Fusion Suites, vẫn có vị trí đắc địa tại đường 38 Nguyễn Chí Thanh, phường Hải Châu 1, quận Hải Châu, TP Đà Nẵng.
- Công trình nằm ngay trung tâm thành phố Đà Nẵng, gần trường THPT Nguyễn Châu Trinh, bệnh viện đa khoa Đà Nẵng, công an TP.Đà Nẵng
- Hướng chính của công trình là hướng đông, mặt tiền nhìn sông Hàn, căn hộ luôn mát mẻ và đón gió lộng sông Hàn thổi vào
Từ căn hộ, bạn sẽ được chiêm ngưỡng vẻ đẹp thơ mộng của con sông Hàn và ngắm toàn cảnh thành phố Đà Nẵng từ nhiều góc nhìn thoáng đãng, hấp dẫn.
- Tổng số tầng: 21 tầng + 1 hầm
- Tầng đế: 2 tầng văn phòng + Mini Mart
Công trình có kích thước theo 2 phương 24.5 28.0m Mặt bằng công trình được chức như sau:
Tầng hầm có độ cao -1.2 m được thiết kế với một ram dốc 6% từ mặt đất, tạo điều kiện thuận lợi cho việc di chuyển lên xuống Với mục đích phục vụ cho chung cư cao cấp, phần lớn diện tích tầng hầm được sử dụng để đỗ xe, đáp ứng nhu cầu của khách hàng có thu nhập cao, bao gồm cả không gian để xe ô tô và xe gắn máy.
Tầng trệt là khu sinh hoạt chung của toàn khối nhà, được trang trí đẹp mắt với cột ốp đá Khu siêu thị và phòng khách được bố trí hợp lý, tạo không gian sinh hoạt chung thoải mái Việc quản lý và hoạt động tại đây trở nên dễ dàng nhờ vào kiến trúc mặt bằng đã được thiết kế hợp lý.
Tầng trên cao, từ tầng 2 đến tầng mái, thể hiện rõ chức năng của khối nhà Các căn hộ được bố trí hợp lý xung quanh lối đi chung, tạo điều kiện thuận lợi cho giao thông giữa hai khối nhà và nâng cao hiệu quả sử dụng công trình.
1.1.4.2 Giải pháp mặt đứng và hình khối
Công trình mang hình khối kiến trúc hiện đại, phù hợp với đặc trưng của một chung cư cao cấp kết hợp trung tâm thương mại Những đường nét ngang và thẳng đứng tạo nên sự bề thế vững chãi, cùng với việc sử dụng vật liệu mới như đá Granite, gạch ốp cao cấp và các mảng kính dày màu xanh, mang lại vẻ sang trọng cho kiến trúc.
Sử dụng cửa kính lớn và tường ngoài hoàn thiện bằng sơn nước để tạo nên vẻ hiện đại Mái BTCT được trang bị lớp chống thấm và cách nhiệt, trong khi tường gạch được trát vữa và sơn nước, kết hợp với lớp chớp nhôm xi mờ.
1.1.4.3 Giải pháp giao thông trong công trình
- Giao thông ngang trong mỗi tầng là dãy các hệ thống hành lang và sảnh trong công trình thông suốt từ trên xuống
Hệ thống giao thông đứng của công trình bao gồm 2 buồng máy và 2 cầu thang bộ Cụ thể, 2 buồng thang máy được đặt ở giữa và chạy dọc theo chiều cao của công trình, trong khi cầu thang bộ còn lại được bố trí hợp lý để phục vụ chức năng sử dụng.
Thang máy được thiết kế với 2 thiết bị đặt ở vị trí trung tâm, nhằm phục vụ nhu cầu di chuyển hàng ngày của mọi người và đảm bảo khoảng cách an toàn để thoát hiểm nhanh chóng trong trường hợp xảy ra sự cố.
1.1.4.4 Giải pháp kết cấu của kiến trúc
- Hệ kết cấu của công trình là hệ kết cấu khung – vách BTCT toàn khối
- Mái phẳng bằng bêtông cốt th p và được chống thấm
Cầu thang được xây dựng bằng bêtông cốt thép toàn khối, đảm bảo độ bền và an toàn Bể chứa nước ngầm cũng được làm từ bêtông cốt thép, trong khi bể nước trên tầng mái được chế tạo từ inox, phục vụ cho việc trữ nước và cấp nước cho toàn bộ các tầng Tường bao che và tường ngăn giữa các căn hộ có độ dày 200mm, trong khi tường ngăn phòng có độ dày 00mm, tạo ra không gian sống riêng tư và an toàn cho cư dân.
Thông tin chung của vật liệu
- Vật liệu cần có cường độ cao, trọng lượng nhỏ, chống cháy tốt, có giá thành hợp lý
- Vật liệu có tính biến dạng cao: khả năng biến dạng cao có thể bổ sung cho tính năng chịu lực thấp
- Vật liệu có tính thoái biến thấp: có tác dụng tốt khi chịu tác động của tải trọng lặp lại (động đất, gió bão)
- Vật liệu có tính liền khối cao: có tác dụng trong trường hợp có tính chất lặp lại, không bị tách rời các bộ phận công trình
Nhà cao tầng có tải trọng lớn, vì vậy việc sử dụng vật liệu nhẹ như bê tông cốt thép hoặc thép giúp giảm đáng kể tải trọng cho công trình, bao gồm cả tải trọng đứng và tải trọng ngang do lực quán tính Hiện nay, các nhà thiết kế thường ưa chuộng những loại vật liệu này cho các kết cấu nhà cao tầng.
→ Do đó sinh viên lựa chọn vật liệu xây dựng công trình là bê tông cốt thép
Bảng 1.1: Bê tông sử dụng
STT Cấp độ bền Đặc tính vật liệu Kết cấu sử dụng
Cầu thang, Sàn, Dầm, Cột, Vách
Bảng 1.2: Cốt thép sử dụng
STT Loại th p Đặc tính vật liệu
Nguyên tắc tính toán kết cấu
Các tiêu chuẩn và quy chuẩn viện dẫn:
- TCVN 2737: 1995 Tải trọng và tác động - Tiêu chuẩn thiết kế
- TCXD 229: 1999 Chỉ dẫn tính toán thành phần động của tải gió
- TCVN 9386-2012 Thiết kế công trình chịu tải trọng động đất
- TCVN 5574: 2012 Kết cấu Bê Tông và Bê Tông toàn khối
- TCXDVN 198:1997 Nhà cao tầng -Thiết kế Bê Tông Cốt Thép toàn khối
- TCVN 9362: 2012 Tiêu chuẩn thiết kế nền nhà và công trình
- TCVN 10304:2014 Móng cọc - Tiêu chuẩn thiết kế
- TCVN 7888: 2014 Cọc bê tông ly tâm ứng lực trước
Để hỗ trợ quá trình tính toán hiệu quả và đa dạng, đặc biệt đối với các cấu kiện chưa được quy định trong tiêu chuẩn thiết kế trong nước như vách cứng và lõi cứng, việc tham khảo các tiêu chuẩn nước ngoài là cần thiết.
Cùng với đó là các sách, tại liệu chuyên ngành và các bài báo khoa học được đăng tải chính thống của nhiều tác giả khác nhau
Khi thiết kế, cần tạo sơ đồ kết cấu và xác định kích thước tiết diện cùng với bố trí cốt thép để đảm bảo độ bền, ổn định và độ cứng không gian cho toàn bộ và từng bộ phận kết cấu Việc đảm bảo khả năng chịu lực là cần thiết trong cả giai đoạn xây dựng và sử dụng.
- Khi tính toán thiết kế kết cấu bê tông cốt thép cần phải thỏa mãn những yêu cầu về tính toán theo hai nhóm trạng thái giới hạn
1.3.2.1 Nhóm trạng thái giới hạn thứ nhất (TTGH I)
Nhằm đảm bảo khả năng chịu lực của kết cấu, cụ thể đảm bảo cho kết cấu:
- Không bị phá hoại do tác dụng của tải trọng và tác động
- Không bị mất ổn định về hình dáng hoặc vị trí
- Không bị phá hoại vì kết cấu bị mỏi
- Không bị phá hoại do tác động đồng thời của các nhân tố về lực và những ảnh hưởng bất lợi của môi trường
1.3.2.2 Nhóm trạng thái giới hạn thứ hai (TTGH II)
Nhằm bảo đảm sự làm việc bình thường của kết cấu, cụ thể cần hạn chế:
- Khe nứt không mở rộng quá giới hạn cho phép hoặc không xuất hiện khe nứt
- Không có những biến dạng quá giới hạn cho ph p như độ võng, góc xoay, góc trượt, dao động
1.3.3 Lựa chọn công cụ tính toán
Phân tích động cho hệ công trình giúp xác định các dạng và giá trị dao động, đồng thời kiểm tra ứng xử của công trình dưới tác động của tải trọng động đất.
Phần mềm Etabs chuyên dụng cho phân tích và thiết kế kết cấu nhà cao tầng, giúp việc nhập và xử lý số liệu trở nên đơn giản và nhanh chóng hơn so với các phần mềm khác.
+ Dùng để phân tích nội lực theo dải
+ Do safe là phần mềm phân tích, thiết kế kết cấu chuyên cho phần bản sàn và còn được sử dụng tính toán cho kết cấu phần móng
Microsoft Excel 2007 is utilized for processing internal force data exported from ETABS and SAFE software, allowing for the combination of internal forces, load calculations, and reinforcement design.
- Phần mềm Microsoft Word 2007: dùng để trình bày thuyết minh
Lựa chọn giải pháp kết cấu
1.4.1 Giải pháp kết cấu theo phương đứng
- Hệ kết cấu chịu lực theo phương đứng bao gồm các loại sau:
+ Hệ kết cấu cơ bản: Kết cấu khung, kết cấu tường chịu lực, kết cấu lõi cứng, kết cấu ống
+ Hệ kết cấu hỗn hợp: 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.
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 vùng có cấp động đất lớn Hệ kết cấu này phù hợp cho công trình cao đến 15 tầng ở vùng chống động đất cấp 7, 10 - 12 tầng ở vùng cấp 8, và không nên áp dụng cho công trình ở vùng 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 ngang hiệu quả Tuy nhiên, việc sử dụng hệ kết cấu này yêu cầu tiêu tốn nhiều vật liệu và quy trình thi công phức tạp hơn cho các công trình.
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.
Dựa trên quy mô của công trình, sinh viên áp dụng hệ chịu lực khung - vách, trong đó khung đảm nhận toàn bộ tải trọng đứng và vách chịu tải trọng ngang cùng các tác động khác, đồng thời tăng cường độ cứng cho công trình.
1.4.2 Giải pháp kết cấu theo phương ngang
Việc chọn lựa giải pháp kết cấu sàn hợp lý là rất quan trọng, ảnh hưởng trực tiếp đến tính kinh tế của công trình Thống kê cho thấy khối lượng bê tông sàn có thể chiếm một tỷ lệ lớn trong tổng chi phí xây dựng.
30-40% khối lượng bê tông trong công trình và trọng lượng bê tông sàn trở thành tải trọng chính Khi công trình cao hơn, tải trọng này tích lũy xuống các cột và móng, dẫn đến chi phí móng và cột tăng, cũng như tải trọng ngang do động đất Do đó, việc lựa chọn giải pháp sàn nhẹ là cần thiết để giảm tải trọng thẳng đứng Các loại kết cấu hiện đang được sử dụng rộng rãi bao gồm:
- 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, vì không cần gia công cốp pha và cốt thép dầm phức tạp Việc lắp dựng ván khuôn và cốp pha cũng trở nên đơn giản hơn.
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 của phương án này không bằng phương án sàn dầm, 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, dẫn đến khối lượng sàn tăng lên.
Công trình có quy mô 21 tầng nổi và 1 tầng hầm, với kích thước nhịp dao động từ 8 m đến 10.4 m Để đảm bảo tính hiệu quả và lựa chọn giải pháp kết cấu phù hợp, sinh viên đề xuất sử dụng hệ kết cấu sàn chịu lực là hệ sàn dầm cho các sàn tầng nổi và sàn tầng hầm.
1.4.3 Giải pháp kết cấu móng
Công trình 21 tầng với 1 tầng hầm có mặt bằng thi công thuận lợi, chịu tác động của tải trọng gió và động đất So sánh các phương án móng cho thấy móng cọc là giải pháp tối ưu, đảm bảo yếu tố kiến trúc, độ bền vững, tiết kiệm và thuận lợi trong thi công Dựa trên hồ sơ khoan khảo sát địa chất, phương án móng cọc đóng p li tâm ứng suất trước được lựa chọn.
THIẾT KẾ SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH
Thông số kiến trúc
2.1.1 Chọn sơ bộ tiết diện s n
- Người ta thường chọn h s theo nhịp tính toán của ô bản b D 1 h L m
D = 0.8÷1.4 phụ thuộc vào tải trọng m = 30÷35 đối với bản dầm; m = 40÷50 đối với bản kê bốn cạnh
L 1: nhịp tính toán theo phương cạnh ngắn
- X t ô sàn có kích thước lớn nhất: 8.5m×8.8m, tỉ lệ : 2
L 8.5 1.03 nên sàn làm việc theo 2 phương , chọn m = 45 :
=> Chọn bề dày sàn: hb = 170 (mm), (thõa mãn điều kiện h s h min = 50 đối với sàn dân dụng)
2.1.2 Chọn sơ bộ tiết diện dầm
Thông qua mô hình công trình trong Etabs sinh viên chọn được tiết diện dầm hợp lí
Hình 2.1: Mặt bằng bố trí dầm sàn tầng điển hình
Tải trọng tác dụng lên sàn
Hình 2.2: Mặt bằng chia ô sàn tầng điển hình 2.2.1 T nh tải
2.2.1.1 Các lớp cấu tạo sàn
- T nh tải tính toán gồm trọng lượng bản thân và trọng lượng tường trên bản. g = gs + gt
Trong đó: g : Tổng t nh tải trên ô bản gs : Trọng lượng bản thân của sàn g t : Tải trọng phân bố của tường trên sàn
Hình 2.3: Mặt cắt cấu tạo sàn
Bảng 2.1: Tải trọng các lớp cấu tạo sàn tầng điển hình
T nh tải tiêu chuẩn Hệ số vượt tải
T nh tải tính toán kN/m 3 mm kN/m 2 kN/m 2
Bản thân kết cấu sàn 25 170 4.25 1.1 0
Bảng 2.2: Tải trọng các lớp cấu tạo sàn nhà vệ sinh
T nh tải tính toán kN/m 3 mm kN/m 2 kN/m 2
Bản thân kết cấu sàn 25 170 4.25 1.1 0
Vữa lát nền + tạo dốc 18 20 0.36 1.2 0.432
Bảng 2.3: Tải trọng các lớp cấu tạo sàn tầng hầm
T nh tải tính toán kN/m 3 mm kN/m 2 kN/m 2
Bản thân kết cấu sàn 25 300 0 1.1 0
Vữa lát nền + tạo dốc 18 20 0.36 1.2 0.432
Bảng 2.4: Tải trọng các lớp cấu tạo sàn tầng thượng
T nh tải tính toán kN/m 3 mm kN/m 2 kN/m 2
Bản thân kết cấu sàn 25 150 0 1.1 0
Vữa lát nền + tạo dốc 18 20 0.36 1.2 0.432
2.2.1.2 Tải tường xây trên sàn
- Tải tường được tính theo công thức:
Trong đó: l i : chiều dài tường(m) si : diện tích ô sàn (m) i : chiều dày tường(m) hi : chiều cao tường (m) γ i : Trọng lượng riêng tường 00 daN/m³
Bảng 2.5: Tải trọng tường xây trên dầm
Tầng bt htầng hdầm htường t n g tc g tt m m m m kN/m 3 kN/m kN/m
Bảng 2.6: Tải trọng tường phân bố đều lên sàn
Kích thước sàn Kích thước tường
- Theo TCVN 2737: 995, hoạt tải được xác định dựa trên công năng các phòng:
Bảng 2.7: Hoạt tải tác dụng lên sàn
Cấu tạo Tải tiêu chuẩn
Tải tính toán kN/m² p tt (kN/m²)
Thiết kế cấu kiện sàn tầng điển hình
Để đảm bảo tính chính xác trong công việc, sinh viên sử dụng phần mềm ETABS để mô hình hóa khung, sau đó xuất sàn điển hình thiết kế sang phần mềm SAFE.
- Các giá trị tải trọng được gán vào sàn như sau:
+ Trọng lượng bản thân kết cấu (phần mềm SAFE tự tính)
+ T nh tải các lớp cấu tạo
+ Tải tường trong diện tích sàn được quy về phân bố đều trên sàn, còn các tường nằm trên dầm thì được gán trực tiếp lên dầm
+ Hoạt tải phân bố đều trên sàn
- Các tổ hợp tải trọng:
+ Tổ hợp thiết kế: T nh tải tính toán + Hoạt tải tính toán
+ Tổ hợp kiểm tra chuyển vị ngắn hạn: T nh tải tính toán + Hoạt tải tính toán
Hình 2.4: Mô hình 3D sàn tầng điển hình
Hình 2.5: T nh tải tác dụng lên các ô sàn
Hình 2.6: Hoạt tải tác dụng lên các ô sàn 2.3.2 Kết quả mô hình phân tích
Sau khi chạy mô hình phân tích trong phần mềm SAFE, kết quả cho thấy momen phân bố trên sàn theo mét dài Sinh viên có thể sử dụng chức năng chia dải sàn thành các STRIP trong chương trình để quy đổi các giá trị nội lực trên sàn thành nội lực của một bản dầm tương đương Bản dầm này có bề rộng bằng bề rộng của dải STRIP và chiều cao bằng bề dày của sàn.
- Chia các dải Strip tính toán theo phương X
Bề rộng dải Strip CSA1, CSA2: b = 4 m
Bề rộng dải Strip MSA1, MSA2: b = 4 m
Bề rộng dải Strip CSA3: b = 4.125 m
Bề rộng dải Strip MSA3: b = 4.25 m
Bề rộng dải Strip CSA4, CSA5: b = 2.125 m
Hình 2.7: Dãy Strip theo phương X
- Chia các dải Strip tính toán theo phương Y
Bề rộng dải Strip CSB1, CSB4: b = 2.2 m
Bề rộng dải Strip MSB2, MSB3: b = 4.4 m
Bề rộng dải Strip CSB2, CSB3: b = 4.8 m
Bề rộng dải Strip MSB4: b = 5.2 m
Hình 2.8: Dãy Strip theo phương Y
Hình 2.10: Momen theo phương Y 2.3.3 Tính toán cốt thép cho sàn
Ví dụ tính toán: Nhịp ô 4, dãy MSA1 có M 72.465 kNm , b 4000 mm , h 150 mm
5 Vậy diện tích cốt thép bố trí cho 1 m bề rộng sàn là A s 367.1 mm 2
Do khối lượng tính toán nhiều nên kết quả tính toán cốt thép sàn sẽ được trình bày ở bảng sau:
Hình 2.11: Kết quả tính toán cốt thép sàn ở gối
-28.4886 4 7.12215 140 0.025 0.025 1.39 ỉ10a200 3.92 0.0028 CSA1 -67.1465 4 16.7866 140 0.059 0.061 3.393 ỉ10a200 3.92 0.0028 CSA1 -66.6236 4 16.6559 140 0.059 0.061 3.393 ỉ10a200 3.92 0.0028 CSA1 -27.8052 4 6.9513 140 0.024 0.024 1.335 ỉ10a200 3.92 0.0028 MSA1 -13.6021 4 3.40053 140 0.012 0.012 0.667 ỉ10a200 3.92 0.0028 MSA1 -132.081 4 33.0203 140 0.116 0.124 6.896 ỉ10a110 7.14 0.0051 MSA1 -129.6332 4 32.4083 140 0.114 0.121 6.73 ỉ10a110 7.14 0.0051 MSA1 -13.4774 4 3.36935 140 0.012 0.012 0.667 ỉ10a200 3.92 0.0028 CSA2 -57.2772 4 14.3193 140 0.05 0.051 2.836 ỉ10a200 3.92 0.0028 CSA2 -66.2552 4 16.5638 140 0.058 0.06 3.337 ỉ10a200 3.92 0.0028 CSA2 -67.851 4 16.9628 140 0.06 0.062 3.448 ỉ10a200 3.92 0.0028 CSA2 -56.3075 4 14.0769 140 0.05 0.051 2.836 ỉ10a200 3.92 0.0028 MSA2 -90.6438 4 22.661 140 0.08 0.083 4.616 ỉ10a170 4.62 0.0033 MSA2 -71.289 4 17.8223 140 0.063 0.065 3.615 ỉ10a200 3.92 0.0028 MSA2 -86.4363 4 21.6091 140 0.076 0.079 4.394 ỉ10a170 4.62 0.0033 MSA2 -86.8792 4 21.7198 140 0.076 0.079 4.394 ỉ10a170 4.62 0.0033 CSA3 -44.3692 4.125 10.7562 140 0.038 0.039 2.169 ỉ10a200 3.92 0.0028 CSA3 -49.5812 4.125 12.0197 140 0.042 0.043 2.392 ỉ10a200 3.92 0.0028 CSA3 -47.1256 4.125 11.4244 140 0.04 0.041 2.28 ỉ10a200 3.92 0.0028 CSA3 -42.0781 4.125 10.2008 140 0.036 0.037 2.058 ỉ10a200 3.92 0.0028 MSA3 -70.1988 4.4 15.9543 140 0.056 0.058 3.226 ỉ10a200 3.92 0.0028 MSA3 -73.4346 4.4 16.6897 140 0.059 0.061 3.393 ỉ10a200 3.92 0.0028
MSA3 -61.0412 4.4 13.873 140 0.049 0.05 2.781 ỉ10a200 3.92 0.0028 CSA4 -38.4861 2.125 18.1111 140 0.064 0.066 3.671 ỉ10a200 3.92 0.0028 CSA4 -25.3408 2.125 11.9251 140 0.042 0.043 2.392 ỉ10a200 3.92 0.0028 CSA4 -41.5876 2.125 19.5706 140 0.069 0.072 4.004 ỉ10a200 3.92 0.0028 CSA5 -21.2766 2.125 10.0125 140 0.035 0.036 2.002 ỉ10a200 3.92 0.0028 CSA5 -28.8036 2.125 13.5546 140 0.048 0.049 2.725 ỉ10a200 3.92 0.0028 CSB1
-37.5335 2.2 17.0607 140 0.06 0.062 3.448 ỉ10a200 3.92 0.0028 CSB1 -41.8442 2.2 19.0201 140 0.067 0.069 3.838 ỉ10a200 3.92 0.0028 CSB1 -39.6495 2.2 18.0225 140 0.063 0.065 3.615 ỉ10a200 3.92 0.0028 CSB1 -16.907 2.2 7.685 140 0.027 0.027 1.502 ỉ10a200 3.92 0.0028 MSB3 -90.1526 4.4 20.4892 140 0.072 0.075 4.171 ỉ10a200 3.92 0.0028 MSB3 -143.9705 4.4 32.7206 140 0.115 0.123 6.841 ỉ10a110 7.14 0.0051 MSB3 -141.7711 4.4 32.2207 140 0.113 0.12 6.674 ỉ10a110 7.14 0.0051 MSB3 -9.5673 4.4 2.17439 140 0.008 0.008 0.445 ỉ10a200 3.92 0.0028 CSB2 -62.9923 4.8 13.1234 140 0.046 0.047 2.614 ỉ10a200 3.92 0.0028 CSB2 -57.897 4.8 12.0619 140 0.042 0.043 2.392 ỉ10a200 3.92 0.0028 CSB2 -65.5746 4.8 13.6614 140 0.048 0.049 2.725 ỉ10a200 3.92 0.0028 CSB2 -16.5559 4.8 3.44915 140 0.012 0.012 0.667 ỉ10a200 3.92 0.0028 MSB4 -105.8885 5.2 20.3632 140 0.072 0.075 4.171 ỉ10a170 4.62 0.0033 MSB4 -98.1481 5.2 18.8746 140 0.066 0.068 3.782 ỉ10a200 3.92 0.0028 MSB4 -26.1259 5.2 5.02421 140 0.018 0.018 1.001 ỉ10a200 3.92 0.0028 CSB3 -64.6916 4.8 13.4774 140 0.047 0.048 2.67 ỉ10a200 3.92 0.0028 CSB3 -60.3012 4.8 12.5628 140 0.044 0.045 2.503 ỉ10a200 3.92 0.0028 CSB3 -39.006 4.8 8.12625 140 0.029 0.029 1.613 ỉ10a200 3.92 0.0028 CSB3 -5.7972 4.8 1.20775 140 0.004 0.004 0.222 ỉ10a200 3.92 0.0028 MSB2 -90.0606 4.4 20.4683 140 0.072 0.075 4.171 ỉ10a170 4.62 0.0033
MSB2 -147.8696 4.4 33.6067 140 0.118 0.126 7.008 ỉ10a110 7.14 0.0051 MSB2 -118.879 4.4 27.018 140 0.095 0.1 5.562 ỉ10a140 5.61 0.00401 MSB2 -2.5498 4.4 0.5795 140 0.002 0.002 0.111 ỉ10a200 3.92 0.0028 CSB4 -37.1843 2.2 16.902 140 0.059 0.061 3.393 ỉ10a200 3.92 0.0028 CSB4 -38.8991 2.2 17.6814 140 0.062 0.064 3.559 ỉ10a200 3.92 0.0028 CSB4 -37.6762 2.2 17.1255 140 0.06 0.062 3.448 ỉ10a200 3.92 0.0028 CSB4 -12.4354 2.2 5.65245 140 0.02 0.02 1.112 ỉ10a200 3.92 0.0028
Hình 2.12: Kết quả tính toán cốt thép sàn ở nhịp
MSA1 56.0606 4 14.0152 140 0.049 0.05 2.781 ỉ10a200 3.92 0.0028 MSA1 72.465 4 18.1163 140 0.064 0.066 3.671 ỉ10a200 3.92 0.0028 MSA1 55.9445 4 13.9861 140 0.049 0.05 2.781 ỉ10a200 3.92 0.0028 CSA2 27.0461 4 6.76153 140 0.024 0.024 1.335 ỉ10a200 3.92 0.0028 CSA2 27.9051 4 6.97628 140 0.025 0.025 1.39 ỉ10a200 3.92 0.0028 CSA2 27.1215 4 6.78038 140 0.024 0.024 1.335 ỉ10a200 3.92 0.0028 MSA2 57.4388 4 14.3597 140 0.051 0.052 2.892 ỉ10a200 3.92 0.0028 MSA2 10.3032 4 2.5758 140 0.009 0.009 0.501 ỉ10a200 3.92 0.0028 MSA2 61.4441 4 15.361 140 0.054 0.056 3.115 ỉ10a200 3.92 0.0028 CSA3 13.7046 4.125 3.32233 140 0.012 0.012 0.667 ỉ10a200 3.92 0.0028 CSA3 11.0392 4.125 2.67617 140 0.009 0.009 0.501 ỉ10a200 3.92 0.0028
CSA3 15.9765 4.125 3.87309 140 0.014 0.014 0.779 ỉ10a200 3.92 0.0028 MSA3 62.9459 4.4 14.3059 140 0.05 0.051 2.836 ỉ10a200 3.92 0.0028 MSA3 70.6296 4.4 16.0522 140 0.056 0.058 3.226 ỉ10a200 3.92 0.0028 MSA3 71.9796 4.4 16.359 140 0.058 0.06 3.337 ỉ10a200 3.92 0.0028 CSA4 24.2785 2.125 11.4252 140 0.04 0.041 2.28 ỉ10a200 3.92 0.0028 CSA5 15.1435 2.125 7.12635 140 0.025 0.025 1.39 ỉ10a200 3.92 0.0028 CSB1
23.2783 2.2 10.581 140 0.037 0.038 2.113 ỉ10a200 3.92 0.0028 CSB1 19.0728 2.2 8.66945 140 0.031 0.031 1.724 ỉ10a200 3.92 0.0028 CSB1 26.9056 2.2 12.2298 140 0.043 0.044 2.447 ỉ10a200 3.92 0.0028 MSB3 62.9459 4.4 14.3059 140 0.05 0.051 2.836 ỉ10a200 3.92 0.0028 MSB3 70.6296 4.4 16.0522 140 0.056 0.058 3.226 ỉ10a200 3.92 0.0028 MSB3 71.9796 4.4 16.359 140 0.058 0.06 3.337 ỉ10a200 3.92 0.0028 CSB2 23.3652 4.8 4.86775 140 0.017 0.017 0.945 ỉ10a200 3.92 0.0028 CSB2 12.6946 4.8 2.64471 140 0.009 0.009 0.501 ỉ10a200 3.92 0.0028 CSB2 20.7707 4.8 4.32723 140 0.015 0.015 0.834 ỉ10a200 3.92 0.0028 MSB4 96.2764 5.2 18.5147 140 0.065 0.067 3.726 ỉ10a200 3.92 0.0028 MSB4 11.154 5.2 2.145 140 0.008 0.008 0.445 ỉ10a200 3.92 0.0028 CSB3 24.968 4.8 5.20167 140 0.018 0.018 1.001 ỉ10a200 3.92 0.0028 CSB3 11.3854 4.8 2.37196 140 0.008 0.008 0.445 ỉ10a200 3.92 0.0028 CSB3 10.7799 4.8 2.24581 140 0.008 0.008 0.445 ỉ10a200 3.92 0.0028 MSB2 62.9448 4.4 14.3056 140 0.05 0.051 2.836 ỉ10a200 3.92 0.0028 MSB2 74.6212 4.4 16.9594 140 0.06 0.062 3.448 ỉ10a200 3.92 0.0028 MSB2 41.5795 4.4 9.44989 140 0.033 0.034 1.891 ỉ10a200 3.92 0.0028 CSB4 23.152 2.2 10.5236 140 0.037 0.038 2.113 ỉ10a200 3.92 0.0028 CSB4 19.861 2.2 9.02773 140 0.032 0.033 1.835 ỉ10a200 3.92 0.0028 CSB4 10.4053 2.2 4.72968 140 0.017 0.017 0.945 ỉ10a200 3.92 0.0028
Tính toán theo trạng thái giới hạn II
2.4.1 Kiểm tra độ võng tức thời Độ võng này lớn nhất tại vị trí ô sàn 4 Với kích thước ô sàn là 10.4×8 m và giá trị độ võng là f 15.6 (mm) f 15.6 (mm) f % (mm) Vậy điều kiện về độ võng sàn tầng điển hình được đảm bảo
Hình 2.13: Kết quả độ võng ngắn hạn sàn tầng điển hình 2.4.2 Kiểm tra sự hình thành vết nứt của cấu kiện
Ô bản số 4 có kích thước lớn nhất và chịu tải trọng lớn nhất, vì vậy chúng tôi chọn ô bản này để kiểm tra sự hình thành vết nứt, tập trung vào dải bản 1m theo phương cạnh ngắn của ô bản.
Sự hình thành vết nứt được thực hiện theo điều kiện r crc
M là momen do các ngoại lực tác động tại một phía của tiết diện, nằm ở vị trí x t đối với trục r song song với trục trung hòa Momen này đi qua điểm lõi, cách xa vùng chịu kéo của tiết diện, với giá trị M r M max đạt 18.51 kNm cho cấu kiện chịu uốn.
- M crc là momen chống nứt của tiết diện thẳng góc với trục dọc cấu kiện khi hình thành vết nứt, được xác định theo công thức:
+ R bt,ser : cường độ chịu kéo tính toán dọc trục của bê tông ứng với trạng thái giới hạn II
+ W : momen kháng uốn của tiết diện quy đổi đối với thớ chịu kéo ngoài cùng pl
' so so bo 3 pl bo
E 30000 7 α x: chiều cao vùng bê tông chịu nén, x h 0 ξ 0.14 0.067 0.00938 m Momen quán tính của tiết diện vùng bê tông chịu n n đối với trục trung hòa
Momen quán tính của tiết diện cốt th p đối với trục trung hòa
Sbomomen t nh của diện tích tiết diện của bê tông vùng chịu k o đối với trục trung hòa
Vậy M r 18.51 kNm M crc 67.2 kNm nên bản sàn không bị nứt
2.4.3 Kiểm tra độ võng dài hạn
Kết cấu bê tông cốt thép (BTCT) cần xem xét các yếu tố từ biến và co ngót, cũng như tác động lâu dài của các loại tải trọng để đảm bảo sự làm việc hiệu quả Theo TCVN 5574:202, độ võng toàn phần được tính toán theo các quy định cụ thể.
1 1 r ; r là độ cong do tải trọng tạm thời ngắn hạn và do tải trọng thường xuyên, tải trọng tạm thời dài hạn
M là momen do ngoại lực tác động, bao gồm cả ngắn hạn và dài hạn Hệ số b1 (0.85) thể hiện ảnh hưởng của từ biến ngắn hạn đối với bê tông, trong khi hệ số b2 (2) phản ánh ảnh hưởng của từ biến dài hạn.
E modun đàn hồi của bê tông b
12 12 momen quán tính của tiết diện quy đổi đối với trọng tâm của tiết diện
Kết luận: Kết quả kiểm tra cho thấy độ đánh giá độ võng tức thời và độ võng dài hạn đều đạt yêu cầu, chứng tỏ phương án bố trí hệ kết cấu là hợp lý.
THIẾT KẾ CẦU THANG
Thông số kiến trúc
Cầu thang tầng điển hình của công trình được thiết kế theo dạng cầu thang 2 vế, trong đó vế 1 có 10 bậc và vế 2 có 11 bậc Kích thước của các bậc thang là chiều cao 180 cm và chiều dài 270 cm.
- Bề rộng vế thang: b 1150 mm
- Sơ bộ chọn chiều dày bản cầu thang là :
- Dầm cầu thang có kích thước b×h được chọn sơ bộ là :
Do đó dầm sàn có kích thước b×h = 300×200 (mm)
- Góc nghiêng của bản thang với mặt phẳng nằm ngang là: o b b h 180 tan 33 41' l 270
Hình 3.1: Mặt bằng cầu thang
Tải trọng tác dụng
Hình 3.2: Chi tiết bậc cầu thang 3.2.1 T nh tải tác dụng lên bản thang
Xác định chiều dày tương đương của lớp thứ i theo phương của bản nghiêng tdi
- Lớp vữa lót : 2 (0.27 0.18) 0.015 0 ' cos 33 41 0.021 td 0.27 (m)
- Bậc thang xây gạch: 3 cos 0.18 cos33 41 0.07 0 '
- Lớp vữa trát trần: 4 0.27 0.18 0.015 0 ' cos33 41 0.021 0.27 td (m)
Bảng 3.1: T nh tải tác dụng lên bản nghiêng
Tải trọng tính toán / 2 daN m Đá hoa cương 0.028 2400 1.1 73.92
Bảng 3.2: T nh tải tác dụng lên bản chiếu nghỉ
Tải trọng tính toán / 2 daN m Đá granit 0.02 2400 1.1 52.8
3.2.2 Hoạt tải tác dụng lên bản thang
Bảng 3.3: Hoạt tải tác dụng lên bản thang
Cấu kiện p tc kN m/ 2 Hệ số vượt tải n
3.2.3 Tổng tải trọng tác dụng lên bản thang
Trọng lượng lan can g lc 0.3 kN m/ , qui tải lan can trên đơn vị m 2 của bản:
Thiết kế cấu kiện cầu thang
3.3.1 Sơ đồ tính và nội lực
- Sơ đồ làm việc của của cầu thang: chọn cầu thang làm việc theo hình thức bản chịu lực.Chọn sơ bộ tiết diện D1 là 300×200
- Ta có h d /h b =2.14 : xem như liên kết giữa bản và dầm là liên kết khớp, một đầu của chiếu nghỉ liên kết với vách là liên kết ngàm
- Xác định lực tác dụng lên dầm :
+ Đối với bản nghiêng : 6.78 (kN/m 2 )×1 m = 6.78 (kN/m)
+ Đối với bản chiếu nghỉ : 4.78 (kN/m 2 )×1 m = 4.78 (kN/m)
- Ta tính toán theo mô hình sau:
Hình 3.3: Mô hình cầu thang
Hình 3.4: Gán tải vào mô hình cầu thang
Nội lực của cầu thang
Hình 3.5: Biểu đồ momen cầu thang
Hình 3.6: Biểu đồ lực cắt cầu thang
Hình 3.7: Phản lực tại gối cầu thang
Vậy Momen ở nhịp : Mn = 7.33 (kNm)
- Sơ đồ tính: Dầm cầu thang được gối lên 2 vách cứng nên sơ đồ tính là ngàm 2 đầu
- Giá trị tải do bản nghiêng tác dụng lên dầm chiếu tới: từ kết quả giải Etabs, phản lực tác dụng tại gối là: R = 4753 (daN)
Hình 3.8: Sơ đồ tính và biểu đồ Momen dầm chiếu tới
- Lực cắt lớn nhất tại gối: Q = 1 1
3.3.2 Tính cốt th p dọc cho bản thang và dầm chiếu tới
- Ta có hb0 (mm) ; a 0 20 mm => h 0 h b a 0 140 20 120 mm m 6 2
Bảng 3.4: Kết quả tính thép bản thang
Kí hiệu M h 0 a α m ξ m A stính Chọn thép
(kNm) (mm) (mm) (mm 2 ) (mm 2 ) (%)
- Ta có h = 30(cm), a = 3 (cm) h0 = 30 - 3 = 27 (cm)
- Hàm lượng cốt thép : min max min 0.05%; s o
Bảng 3.5: Kết quả th p dầm chiếu tới
Momen (daNm) h (mm) b (mm) ho
3.3.3 Tính to n th p đai cho dầm chiếu tới
- Kiểm tra khả năng chịu cắt của bê tông
Do đó:Q bt Q max 61.79 (kN) => Bê tông không đủ khả năng chịu cắt phải tính cốt đai
Chọn cốt đai ỉ6 , đai hai nhỏnh n = 2
2 b2 f n bt 0 sw sw tt 2 max
/ 2 300 / 2 150 ct 150 h mm s mm cho đoạn gần gối tựa
3 / 4 3 300 / 4 225 ct 500 h mm s mm cho đoạn giữa dầm
Vậy chọn bước đai s= min(sct, stt, smax ) = 15 (cm) cho đoạn L 4 từ gối ra
- Khả năng chịu cắt của cốt đai và bê tông trên tiết diện nghiêng nguy hiểm nhất:
Q 61.79 (kN) < Q 77.86 (kN)=> Không cần tính cốt xiên chịu cắt.
- Kiểm tra điều kiện đảm bảo bê tông không bị phá hoại theo ứng suất nén chính: s sw w1 b n E A 2 210000 28.27
=> Bê tông không bị phá hoại theo ứng suất nén chính
Vậy cốt đai thiết kế đảm bảo khả năng chịu cắt
Bố trớ ỉ6a 50 cho đoạn L/4 từ gối ỉ6a200 cho phần dầm cũn lại
3.3.4 Kết quả chuyển vị cầu thang
Theo Bảng 4, TCVN 5574:20 2, “Độ võng giới hạn của các cấu kiện thông dụng”, ứng với nhịp cầu thang là 1.5 (m) < 5 (m) thì:
Hình 3.9: Kết quả chuyển vị của bản thang Độ võng tính được từ trong ETABS là: f = 0.105 (mm) < [f] = 21 (mm) → Thoả
THIẾT KẾ HỆ KHUNG
Thông số kiến trúc
4.1.1 Chiều dày sàn tầng điển hình
Chiều dày của sàn được xác định dựa trên nhịp và tải trọng tác dụng Để chọn chiều dày bản sàn một cách sơ bộ, có thể sử dụng công thức: \( s = t \cdot h \cdot 1 \cdot l \cdot m \) Trong đó, giá trị \( m \) là 30÷35 cho bản dầm và 40÷50 cho bản kê bốn cạnh, với \( l_t \) là nhịp tính toán theo phương cạnh ngắn.
Chọn ô bản làm việc 2 phương có cạnh ngắn lớn nhất (8500 8800mm) để tính: s t
Vậy chọn sơ bộ bản sàn có chiều dày h s = 170 mm
4.1.2 Chiều dày sàn tầng hầm, tầng thƣợng, mái
- Chiều dày sàn tầng hầm được chọn để thỏa khả năng chịu tải trọng lớn cũng như khả năng chống thấm cho sàn nên sinh viên chọn: hs = 300mm
- Chiều dày sàn sân thượng và mái chủ yếu là chịu hoạt tải sữa chữa và chống thấm nên sinh viên chọn: h s = 150mm
4.1.3 Chọn sơ bộ kích thước tiết diện dầm
Bảng 4.1: Bảng chọn sơ bộ tiết diện dầm
4.1.4 Chọn sơ bộ kích thước tiết diện cột
Tiết diện sơ bộ ban đầu của cột được chọn dựa vào khả năng chịu tải đứng theo công thức sau: t 0 b k N
- A0: Diện tích mặt cắt ngang tiết diện cột
- Rb:Cường độ tính toán về n n của bê tông
- N: Lực n n, được tính toán bằng công thức sau: N = ms×q×F
- m s : Số sàn phía trên tiết diện đang x t kể cả tầng mái
- q: Tải phân bố đều trên sàn (có x t đến trọng lượng bản thân sàn) Giá trị q được lấy theo kinh nghiệm thiết kế, q 12 kN / m 2
- F s : Diện tích mặt sàn truyền tải trọng lên cột đang x t
Hệ số \( k_t \) phản ánh ảnh hưởng của mômen uốn và hàm lượng cốt thép trong kết cấu Khi mômen uốn lớn và độ mảnh cột cao, giá trị \( k_t \) nên được chọn trong khoảng 1.3 đến 1.5 Ngược lại, nếu ảnh hưởng của mômen uốn nhỏ, giá trị \( k_t \) sẽ là 1.1 đến 1.2 (kN/m²).
Thiết kế kết cấu là một quá trình lặp đi lặp lại, do đó việc lựa chọn kích thước sơ bộ chỉ mang tính chất gần đúng Mục đích của việc này là nhằm giảm số vòng lặp trong quá trình tính toán và xác định tiết diện.
Hình 4.1: Mặt bằng bố trí cột
Bảng 4.2: Tiết diện cột sơ bộ
Tên cột Tầng Diện tích truyền tải
4.1.5 Chọn sơ bộ kích thước tiết diện vách
Vách cứng là kết cấu chịu lực ngang chính, cần đảm bảo không bị mất ổn định theo phương ngoài mặt phẳng Chiều dày của vách đổ toàn khối phải lớn hơn 200mm và không nhỏ hơn 20 lần chiều cao tầng Đối với vách lõi thang, chiều dày sơ bộ được khuyến nghị là 300mm.
Tải trọng tác dụng vào khung
Tải trọng đứng tác dụng vào khung bao gồm trọng lượng bản thân khung được tính toán bởi Etabs, tải trọng sàn, hoạt tải sàn, và trọng lượng tường xây được xác định trong chương 2 thiết kế sàn tầng điển hình Phản lực gối tựa cầu thang được tính toán trong chương 3 thiết kế cầu thang Do đó, sinh viên cần lấy kết quả và gán vào khung theo các thông số đã được tính toán.
+ T nh tải và hoạt tải sàn được phân bố đều vào sàn
+ Tải tường xây trên dầm thì được quy về tải phân bố đều gán vào dầm, còn trên sàn thì được phân bố đều vào sàn
+ Phản lực gối tựa cầu thang thì gán vào vách lõi thang bộ
- Tải trọng ngang tác dụng vào khung được tính toán như sau:
- Theo TCVN 2737:1995 và TCXD 229:1999 thì gió nguy hiểm nhất là gió vuông góc với mặt đón gió
- Công trình cao 78.2 (m) > 40 (m) nên cần kể đến thành phần động của tải trọng gió
- Tải trọng gió bao gồm hai thành phần là: gió t nh và gió động
4.2.1.1.Tính toán thành phần t nh của tải trọng gió
39 Áp lực gió t nh tính toán tại cao độ z tính theo công thức: t 0 z
Giá trị áp lực gió W o được xác định theo bản đồ phân vùng phụ lục D và điều 6.4 TCVN 2737: 1995 Tại huyện Thuận An, tỉnh Bình Dương, khu vực IIA, ảnh hưởng của gió bão được đánh giá là yếu với W o = 0.83 kN/m² Hệ số kz tính đến sự thay đổi của áp lực gió theo độ cao được lấy từ bảng 5, TCVN 2737: 1995, với dạng địa hình A Hệ số khí động c cho mặt đón gió là +0.8 và mặt hút gió là -0.6 Cuối cùng, hệ số độ tin cậy của tải trọng gió n được xác định là 0.2.
Quy tải trọng gió vào sàn, cụ thể là gán vào tâm hình học của công trình
Bảng 4.3: Giá trị tính toán của tải trọng gió t nh nhập vào sàn
(kN) Mái 4.2 78.2 0.8 0.6 1.56 1.82 1.82 112.24 128.28 Tầng Thượng 3.5 74.0 0.8 0.6 1.55 1.80 1.80 204.19 233.37 Tầng 20 3.5 70.5 0.8 0.6 1.54 1.79 1.79 184.40 210.74 Tầng 19 3.5 67.0 0.8 0.6 1.53 1.78 1.78 183.06 209.21 Tầng 18 3.5 63.5 0.8 0.6 1.52 1.77 1.77 181.82 207.80 Tầng 17 3.5 60.0 0.8 0.6 1.51 1.76 1.76 180.59 206.39 Tầng 16 3.5 56.5 0.8 0.6 1.50 1.74 1.74 178.84 204.39 Tầng 15 3.5 53.0 0.8 0.6 1.48 1.72 1.72 177.19 202.51 Tầng 14 3.5 49.5 0.8 0.6 1.47 1.71 1.71 175.55 200.63 Tầng 13 3.5 46.0 0.8 0.6 1.45 1.69 1.69 173.80 198.63 Tầng 12 3.5 42.5 0.8 0.6 1.44 1.67 1.67 172.15 196.74 Tầng 11 3.5 39.0 0.8 0.6 1.42 1.66 1.66 170.30 194.63 Tầng 10 3.5 35.5 0.8 0.6 1.40 1.63 1.63 167.83 191.81 Tầng 9 3.5 32.0 0.8 0.6 1.38 1.61 1.61 165.26 188.87 Tầng 8 3.5 28.5 0.8 0.6 1.36 1.58 1.58 162.38 185.57 Tầng 7 3.5 25.0 0.8 0.6 1.33 1.55 1.55 158.98 181.69
(kN) Tầng 6 3.5 21.5 0.8 0.6 1.30 1.51 1.51 155.69 177.93 Tầng 5 3.5 18.0 0.8 0.6 1.27 1.48 1.48 151.78 173.46 Tầng 4 3.5 14.5 0.8 0.6 1.23 1.43 1.43 147.56 168.64 Tầng 3 4.5 11.0 0.8 0.6 1.19 1.39 1.39 162.88 186.14 Tầng 2 4.5 6.5 0.8 0.6 1.10 1.28 1.28 169.48 193.69
4.2.1.2.Tính toán thành phần động của tải trọng gió Để xác định thành phần động của gió ta cần xác định tần số dao động riêng của công trình
Thiết lập sơ đồ tính toán động lực học và các bước tính:
- Sơ đồ tính toán là hệ thanh công xôn hữu hạn điểm tập trung khối lượng
- Chia công trình thành n phần sao cho mỗi phần có độ cứng và áp lực gió lên bề mặt công trình có như không đổi
- Vị trí các điểm tập trung khối lượng đặt tại cao trình sàn
Giá trị khối lượng tập trung được xác định bằng tổng khối lượng của kết cấu, trọng lượng các lớp cấu tạo sàn và hoạt tải tham gia vào công trình, nhằm tính toán thành phần động của gió Theo TCVN 2737: 1995 và TCXD 229-1999, hệ số chiết giảm khối lượng đối với hoạt tải được phép sử dụng là 0.5, như được nêu trong bảng của TCXD 229-1999.
- Khai báo Mass Source trong mô hình: T nh tải + 0.5 Hoạt tải
Việc tính toán dao động riêng là một quá trình phức tạp, đòi hỏi sự hỗ trợ từ phần mềm chuyên dụng Trong đồ án này, chúng tôi sử dụng ETABS để phân tích các dạng dao động của mô hình.
Theo TCXD 229: 999, việc tính toán thành phần động của tải trọng gió chỉ cần dựa vào dạng dao động đầu tiên, với tần số dao động riêng cơ bản thứ s phải thỏa mãn bất đẳng thức: \$f_s < f_L < f_{s+1}\$.
Theo bảng 2 TCXD 229: 999, với kết cấu bê tông cốt thép và δ = 0.3, ta có fL = 1.3 Hz Cột và vách được ngàm với móng Gió động của công trình được tính theo hai phương X và Y, chỉ xét phương có chuyển vị lớn hơn Sử dụng phần mềm ETABS, khảo sát 12 mode dao động đầu tiên, kết quả chu kỳ và tần số của 12 dạng dao động được trình bày trong bảng.
Bảng 4.4: Kết quả chu kì và tần số dao động của công trình
Nhận xét: Tại Mode 5 có tần số f = 1.18 < f L = 1.3 và tại mode 6 có tần số f = 1.378
Với hệ số L = 0.3, chỉ các mode trước mode 6 được sử dụng để tính toán thành phần động của tải trọng gió Dựa vào bảng dịch chuyển ngang của các Diaphragm ở mỗi mode dao động, chúng ta có thể đánh giá dạng dao động theo các phương khác nhau.
Bảng 4.5: Phương dao động của công trình
Mode Chu kì Tần số Phần trăm khối lượng dao động
(sec) (Hz) UX UY RZ
Công trình này có tính phức tạp cao, dẫn đến các mode dao động không chỉ dao động theo một phương mà còn có sự tham gia đáng kể của dao động ở phương khác (dao động couple) Trong đồ án tính toán gió động, ảnh hưởng của xoắn được bỏ qua.
Chúng ta sẽ gán giá trị tính toán cho thành phần động của tải trọng gió theo hai phương X và Y vào tâm khối lượng, đồng thời tính toán mode 1 và mode 2 quy về phân bố đều lên sàn.
Bảng 4.6: Kết quả thành phần động của tải trọng gió theo phương X mode
Wpx (kN/m²) Mái 4.2 78.2 166.68 1.56 1.818 0.262 0.714 0.340 1.914 0.052 0.01120 0.187 11.53 Tầng Thượng 3.5 74.0 876.12 1.55 1.804 0.264 0.714 0.339 1.914 0.052 0.00950 0.833 94.23 Tầng 20 3.5 70.5 1043.3 1.54 1.792 0.264 0.714 0.338 1.914 0.052 0.00890 0.929 95.57 Tầng 19 3.5 67.0 1043.3 1.53 1.779 0.265 0.714 0.337 1.914 0.052 0.00860 0.897 92.35 Tầng 18 3.5 63.5 1043.3 1.52 1.767 0.266 0.714 0.336 1.914 0.052 0.00820 0.856 88.06 Tầng 17 3.5 60.0 1044.4 1.51 1.755 0.267 0.714 0.334 1.914 0.052 0.00790 0.825 84.92 Tầng 16 3.5 56.5 1045.8 1.50 1.738 0.268 0.714 0.333 1.914 0.052 0.00750 0.785 80.73 Tầng 15 3.5 53.0 1045.8 1.48 1.722 0.270 0.714 0.331 1.914 0.052 0.00700 0.732 75.35 Tầng 14 3.5 49.5 1045.8 1.47 1.706 0.271 0.714 0.330 1.914 0.052 0.00660 0.690 71.04 Tầng 13 3.5 46.0 1050.3 1.45 1.689 0.273 0.714 0.329 1.914 0.052 0.00610 0.641 65.94 Tầng 12 3.5 42.5 1055.7 1.44 1.673 0.274 0.714 0.327 1.914 0.052 0.00560 0.591 60.85 Tầng 11 3.5 39.0 1055.7 1.42 1.655 0.276 0.714 0.326 1.914 0.052 0.00510 0.539 55.42 Tầng 10 3.5 35.5 1055.7 1.40 1.631 0.278 0.714 0.324 1.914 0.052 0.00460 0.486 49.98 Tầng 9 3.5 32.0 1063.6 1.38 1.606 0.281 0.714 0.322 1.914 0.052 0.00400 0.426 43.79 Tầng 8 3.5 28.5 1072.9 1.36 1.578 0.283 0.714 0.319 1.914 0.052 0.00350 0.376 38.65 Tầng 7 3.5 25.0 1072.9 1.33 1.545 0.286 0.714 0.315 1.914 0.052 0.00300 0.322 33.13 Tầng 6 3.5 21.5 1072.9 1.30 1.513 0.288 0.714 0.311 1.914 0.052 0.00250 0.268 27.61 Tầng 5 3.5 18.0 1080.5 1.27 1.475 0.292 0.714 0.307 1.914 0.052 0.00200 0.216 22.24 Tầng 4 3.5 14.5 1089.2 1.23 1.434 0.297 0.714 0.304 1.914 0.052 0.00150 0.163 16.82 Tầng 3 4.5 11.0 1101.7 1.19 1.385 0.302 0.714 0.298 1.914 0.052 0.00110 0.121 14.26 Tầng 2 4.5 6.5 973.85 1.10 1.281 0.314 0.714 0.287 1.914 0.052 0.00060 0.058 7.73 Tầng 1 3.2 2.0 839.67 1.00 1.162 0.318 0.714 0.264 1.914 0.052 0.00010 0.008 0.95
Bảng 4.7: Kết quả thành phần động của tải trọng gió theo phương Y mode 2
Wpx (kN/m²) Mái 4.2 78.2 166.68 1.56 1.818 0.262 0.662 0.316 1.846 0.042 0.01190 0.154 10.84 Tầng Thượng 3.5 74.0 876.12 1.55 1.804 0.264 0.662 0.315 1.846 0.042 0.01130 0.767 99.22 Tầng 20 3.5 70.5 1043.3 1.54 1.792 0.264 0.662 0.314 1.846 0.042 0.01070 0.865 101.71 Tầng 19 3.5 67.0 1043.3 1.53 1.779 0.265 0.662 0.312 1.846 0.042 0.01020 0.824 96.96 Tầng 18 3.5 63.5 1043.3 1.52 1.767 0.266 0.662 0.311 1.846 0.042 0.00960 0.776 91.26 Tầng 17 3.5 60.0 1044.4 1.51 1.755 0.267 0.662 0.310 1.846 0.042 0.00900 0.728 85.64 Tầng 16 3.5 56.5 1045.8 1.50 1.738 0.268 0.662 0.309 1.846 0.042 0.00840 0.681 80.04 Tầng 15 3.5 53.0 1045.8 1.48 1.722 0.270 0.662 0.308 1.846 0.042 0.00780 0.632 74.32 Tầng 14 3.5 49.5 1045.8 1.47 1.706 0.271 0.662 0.306 1.846 0.042 0.00710 0.575 67.65 Tầng 13 3.5 46.0 1050.3 1.45 1.689 0.273 0.662 0.305 1.846 0.042 0.00650 0.529 62.20 Tầng 12 3.5 42.5 1055.7 1.44 1.673 0.274 0.662 0.303 1.846 0.042 0.00590 0.483 56.75 Tầng 11 3.5 39.0 1055.7 1.42 1.655 0.276 0.662 0.302 1.846 0.042 0.00520 0.425 50.02 Tầng 10 3.5 35.5 1055.7 1.40 1.631 0.278 0.662 0.300 1.846 0.042 0.00460 0.376 44.25 Tầng 9 3.5 32.0 1063.6 1.38 1.606 0.281 0.662 0.298 1.846 0.042 0.00400 0.330 38.76 Tầng 8 3.5 28.5 1072.9 1.36 1.578 0.283 0.662 0.296 1.846 0.042 0.00340 0.283 33.23 Tầng 7 3.5 25.0 1072.9 1.33 1.545 0.286 0.662 0.292 1.846 0.042 0.00280 0.233 27.37 Tầng 6 3.5 21.5 1072.9 1.30 1.513 0.288 0.662 0.288 1.846 0.042 0.00230 0.191 22.48 Tầng 5 3.5 18.0 1080.5 1.27 1.475 0.292 0.662 0.285 1.846 0.042 0.00170 0.142 16.74 Tầng 4 3.5 14.5 1089.2 1.23 1.434 0.297 0.662 0.282 1.846 0.042 0.00130 0.110 12.90 Tầng 3 4.5 11.0 1101.7 1.19 1.385 0.302 0.662 0.277 1.846 0.042 0.00090 0.077 10.32 Tầng 2 4.5 6.5 973.85 1.10 1.281 0.314 0.662 0.266 1.846 0.042 0.00040 0.030 4.56 Tầng 1 3.2 2.0 839.67 1.00 1.162 0.318 0.662 0.245 1.846 0.042 0.00010 0.007 0.84
Theo TCVN 9386 : 20 2, có 2 phương pháp tính toán tải trọng động đất là phương pháp t nh lực ngang tương đương và phương pháp phân tích phổ dao động
Với chu kì T 1 = 2.688 Không thỏa mãn yêu cầu phương pháp t nh lực ngang tương đương: 1 4T C 2.4s
Trong đồ án này, tải trọng động đất sẽ được tính toán bằng phương pháp phân tích phổ phản ứng dao động, theo quy định tại điều 4.3.3.3 của TCVN 9386:2012 Việc tính toán này được thực hiện dựa trên TCVN 9386:2012 và hỗ trợ từ phần mềm ETABS.
4.2.2.1.Phổ phản ứng thiết kế theo phương ngang
Để xác định loại đất nền, cần dựa vào hồ sơ địa chất xây dựng, trong đó chỉ số N SPT dao động từ 15 đến 50 Theo Điều 3.1.2 và Bảng 3.1 của TCVN 9386 – 2012 về thiết kế công trình chịu động đất, đất nền được phân loại là loại C.
- Xác định a gR : gia tốc nền ứng với vị trí xây dựng công trình tại huyện Thuận An, tỉnh Bình Dương
- Xác định hệ số tầm quan trọng
Hệ số tầm quan trọng 1 1.25 (Tra bảng F, G trong TCVN 9386:2012 ứng với công trình nhà chung cư từ 20 – 60 tầng)
- Xác định gia tốc nền đất thiết kế
→ Phải thiết kế kháng chấn
- Xác định hệ số ứng xử q của kết cấu bê tông cốt thép
Hệ số ứng xử q phản ánh khả năng tiêu tán năng lượng (tính dẻo) của kết cấu Đối với hệ kết cấu hỗn hợp có vách cứng, giá trị của q được xác định là 3.6.
Bảng 4.8: Giá trị tham số mô tả phổ phản ứng đàn hồi
Loại nền đất S TB (s) TC (s) TD (s)
- Phổ phản ứng đàn hồi Sd (T) của công trình được xác định qua các biểu thức sau:
T: Chu kì dao động của hệ tuyến tính một bậc tự do
Sd (T): Phổ phản ứng thiết kế đàn hồi theo phương nằm ngang a g : Gia tốc nền thiết kế trên nền loại A (a g a gR 1 )
TB: Giới hạn dưới của chu kì, ứng với đoạn nằm ngang của phổ phản ứng gia tốc
TC: Giới hạn trên của chu kì, ứng với đoạn nằm ngang của phổ phản ứng gia tốc
TD: Giá trị xác định điểm bắt đầu của phần dịch chuyển không đổi trong phổ phản ứng
: Hệ số ứng với cận dưới của phổ thiết kế theo phương ngang, = 0.2 q: Hệ số ứng xử
Bảng 4.9: Giá trị phổ phản ứng thiết kế theo phương ngang
STT T Sd STT T Sd STT T Sd STT T Sd
STT T Sd STT T Sd STT T Sd STT T Sd
Hình 4.2: Biểu đồ phổ phản ứng thiết kế theo phương ngang 4.2.2.2 Phổ phản ứng thiết kế theo phương đứng
Theo TCVN 9386 – 20 2, Điều 4.3.3.5.2, thành phần đứng của tải trọng động đất chỉ cần xem xét khia vg 0.25g Công trình được xây dựng tại quận Thuận An, tỉnh Bình Dương.
Nên không cần x t đến thành phần đứng của tải động đất Do đó, không cần xây dựng phổ phản ứng theo phương đứng
4.2.2.3 Tổ hợp tải trọng động đất
Mỗi phương dao động có chu kỳ liền sau nhỏ hơn 0.9 lần chu kỳ liền trước, cho thấy các dạng dao động riêng này độc lập tuyến tính với nhau Tổ hợp tải trọng động đất được xác định theo phương pháp căn bậc hai của tổng bình phương.
+ E: Hệ quả của tác động động đất đang x t (nội lực, chuyển vị…)
+ Ei: Giá trị của hệ quả tác động động đất do dạng dao động riêng thứ i gây ra + k: Số dạng dao động cần x t
Số dạng dao động cần x t trong phương pháp phổ phản ứng là yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến phản ứng tổng thể của công trình Để đạt được điều này, cần thỏa mãn một trong hai điều kiện sau.
+ Tổng các trọng lượng hữu hiệu của các dạng dao động được xem x t 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 x t đến
Thiết kế cốt thép hệ khung
4.3.1 Thiết kế cốt thép dầm
4.3.1.1 Thiết kế cốt thép dọc
Cốt thép trong dầm được xác định dựa trên cấu kiện chịu uốn Để thuận tiện, chúng tôi phát triển một chương trình tính toán cốt thép cho dầm, sử dụng số liệu xuất ra từ ETABS Dữ liệu này bao gồm biểu đồ bao Moment cho tất cả các tổ hợp Việc tính toán được thực hiện tại 3 tiết diện nguy hiểm, tuân theo biểu đồ bao nội lực.
Các công thức tính toán: m 2 m s b b o b b o b s
Hàm lượng cốt th p tính toán ra được và hàm lượng bố trí thì phải thỏa điều kiện sau: min max
A b h àmin: tỷ lệ cốt th p tối thiểu, thường lấy: àmin = 0.05% àmax: tỷ lệ cốt th p tối đa, thường lấy: b max R R s s sc,u
Ví dụ tính toán: Dầm ở tầng 10, B15, h b 700 350
Giả thiết: a gt 70 (mm) h o h a 700 70 630 (mm) b b o m 2 m s s s b b o
Bảng 4.14: Kết quả tính thép dầm B15 tầng 10
Nhịp 251.265 35 70 7 0.125 0.134 11.74 2ỉ28 14.727 0.67 Gối trỏi -589.283 35 70 7 0.292 0.355 31.10 6ỉ28 34.363 1.56 Gối phải -462.483 35 70 7 0.230 0.265 23.21 4ỉ28 24.632 1.12
Do số lượng mặt cắt lớn của thép dầm, việc tính toán cần sự hỗ trợ từ các chương trình hoặc bảng tính Trong đồ án này, sinh viên sử dụng bảng tính Excel kết hợp với lập trình VBA tự viết để thực hiện tính toán thép dầm, và kết quả được trình bày trong bảng dưới đây.
Bảng 4.15: Kết quả tính toán cốt thép dầm tầng điển hình
As cm2 μ% Load Chọn thép
4.3.1.2 Thiết kế cốt th p đai
Dựa vào biểu đồ bao lực cắt ta có lực cắt lớn nhất B46, tầng 10, combbao max
Kiểm tra các điều kiện tính cốt đai:
Chọn đai ỉ8, ta cú bề rộng dầm b@0 nờn để đảm bảo độ cứng của khung thộp dầm ta chọn đai 2 nhánh
117.23( / ) 15 sw sw d q R na daN cm s
Vậy cốt đai chọn ỉ8a150 bố trớ cho dầm B46 đảm bảo khả năng chịu cắt
Tớnh toỏn tương tự ta chọn được cốt đai bố trớ ỉ8a150 trong đoạn L 4 của cỏc dầm
Tớnh toỏn tương tự ta chọn được cốt đai bố trớ ỉ8a250 trong đoạn cũn lại của cỏc cỏc dầm
Do yờu cầu khỏng chấn ta bố trớ đai ỉ8a 00 trong cỏc đoạn l cr = 2h d
Theo yêu cầu cấu tạo kháng chấn theo quy định trong TCVN 198-1997 [9], trong khoảng 2h ( với h là chiều cao dầm) ta bố trớ đai ỉ8a 00
Trong khoảng giữa dầm bố trớ đai ỉ8a250
4.3.2.Thiết kế cốt thép cột
4.3.2.1 Thiết kế cốt thép dọc
4.3.2.1.1.Lí thuyết tính toán cột lệch tâm xiên
Cốt thép trong cột được thiết kế để chịu nén lệch tâm xiên, và dữ liệu từ ETABS cung cấp biểu đồ Moment cho tất cả các tổ hợp, ngoại trừ tổ hợp bao.
- Phương pháp tính toán gần đúng dựa trên việc biến đổi trường hợp nén lệch tâm xiên thành nén lệch tâm phẳng tương đương để tính cốt thép
- Xét tiết diện có cạnh C x và C y Điều kiện áp dụng phương pháp gần đúng là x y
C , khi đó cốt th p được đặt theo chu vi, phân bố đều
Tiết diện chịu lực nén N, moment uốn Mx và My, cùng với độ lệch tâm ngẫu nhiên eax và eay, được phân tích để tính toán hệ số x và y sau khi xem xét uốn theo hai phương Kết quả cho thấy moment đã gia tăng.
Tùy thuộc vào mối quan hệ giữa giá trị \(M_{x1}\), \(M_{y1}\) và kích thước các cạnh, chúng ta sẽ áp dụng một trong hai mô hình tính toán theo phương x hoặc phương y Các điều kiện và ký hiệu được trình bày trong bảng dưới đây.
Bảng 4.16: Mô hình tính toán cột lệch tâm xiên
Mô hình Theo phương x Theo phương y Điều kiện x1 y1 x y
- Giả thiết chiều dày lớp đệm a, tính h o = h – a; z = h - 2a chuẩn bị các số liệu R b , R s ,
Rsc, R như đối với trường hợp nén lệch tâm phẳng, tiến hành tính toán theo trường hợp đặt cốt th p đối xứng:
- Tính moment tương đương quy n n lệch tâm xiên thành lệch tâm phẳng
N Với kết cấu t nh định thì e o e 1 e a
Với kết cấu siêu t nh thì e o Max e ;e 1 a
- Trường hợp 1: Nén lệch tâm rất bé khi o o e 0.3 h tính toán gần như n n đúng tâm
Hệ số ảnh hưởng độ lệch tâm: e
Hệ số uốn dọc phụ thuộc thêm khi x t n n đúng tâm: e
1 0.3 Khi 14 lấy 1; khi 14 104 lấy theo công thức sau:
Diện tích toàn bộ cốt thép dọc A st : e b e st sc b
- Trường hợp 2: Khi o o e 0.3 h và đồng thời x 1 R h o Tính toán theo trường hợp nén lệch tâm b Xác định chiều cao vùng nén x theo công thức sau:
1 50 e h Diện tích toàn bộ cốt thép dọc A st : b o st sc
- Trường hợp 3: Khi o o e 0.3 h và đồng thời x 1 R h o Tính toán theo trường hợp nén lệch tâm lớn Diện tích toàn bộ cốt thép dọc Ast:
Bảng 4.17: Dữ liệu tính toán cốt thép cho cột C2
Tầng Cột Tổ Hợp Vị trí
Hình 4.4: Sơ đồ nội lực nén lệch tâm xiên
Chiều cao tầng l 3.5 (m) l ox l oy 0.7 3.5 2.45
Xét uốn dọc theo phương X: ox x x l 2.45 100
12.15 28 c 0.288 70 lấy x 1 x ax c l 70 10 2.45 1000 e Max ; Max ; 23.33 (mm)
M M 292.35 1 292.35 (kN.m) Xét uốn dọc theo phương Y: oy y y l 2.45 100
12.15 28 c 0.288 70 lấy y 1 y ay c l 70 10 2.45 1000 e Max ; Max ; 23.33 (mm)
M M c c → Tính theo phương X, khi đó quy đổi nén lệch tâm xiên thành nén lệch tâm phẳng tương đương với: x y
M M 292.35 (kN.m); M M 170.41 (kN.m) Giả thiết: gt o gt a gt a 50 (mm); h h a 700 50 650 (mm) z h 2a 600 (mm) Tính toán:
M M m M 292.35 0.111 170.41 311.26(kN.m) b 700 Độ lệch tâm t nh học:
N 9775.96 Độ lệch tâm ngẫu nhiên: a ax ay e e 0.2e 23.33 0.2 23.33 28 (mm) Độ lệch tâm ban đầu: o 1 a e Max e ;e Max 31.84; 28 31.84 (mm) Độ lệch tâm quy đổi: e e o 0.5h a 31.84 0.5 700 50 331.84 (mm)
→ Tính toán theo trường hợp nén lệch tâm rất bé
Hệ số ảnh hưởng độ lệch tâm:
Hệ số uốn dọc phụ thêm khi x t n n đúng tâm: e 1 1 1 0.049
Diện tích toàn bộ cốt thép dọc: e b e st sc b
365 14.5 Chọn 20ỉ25 bố trớ đều theo chu vi, A s 9818 mm 2
Tương tự như dầm, kết quả tính toán cốt thép cột cho hai khung trục 2 và trục C sẽ được trình bày ở bảng sau:
Bảng 4.18: Kết quả tính toán cốt thép cột
Story Column Load Loc P(kN) M y
As chọn (cm²) μ% chọn Ghi chú
Dưới đây là các dữ liệu quan trọng từ bài viết: MAI C2 COMB8 có giá trị -187.78, với các thông số 4.2, 50, 50, 5, 45.57 THUONG C2 COMB13 ghi nhận -914.95, với các thông số 3.5, 50, 50, 5, 18.68 TANG 20 C2 COMB13 có giá trị -1753.45, với các thông số 3.5, 50, 50, 5, 5.91 TANG 19 C2 COMB13 là -2520.87, với các thông số 3.5, 50, 50, 5, 14.8 TANG 18 C2 COMB13 ghi nhận -3294.75, với các thông số 3.5, 50, 50, 5, 19.94 TANG 17 C2 COMB13 có giá trị -4082.73, với các thông số 3.5, 60, 60, 5, 6.65 TANG 16 C2 COMB13 là -4872.42, với các thông số 3.5, 60, 60, 5, 23.57 TANG 15 C2 COMB13 ghi nhận -5669.38, với các thông số 3.5, 60, 60, 5, 47.11 TANG 14 C2 COMB13 có giá trị -6475.24, với các thông số 3.5, 60, 60, 5, 63.84 TANG 13 C2 COMB13 là -7294.75, với các thông số 3.5, 70, 70, 5, 38.6 TANG 12 C2 COMB13 ghi nhận -8115.16, với các thông số 3.5, 70, 70, 5, 59.93 TANG 11 C2 COMB13 có giá trị -8942.16, với các thông số 3.5, 70, 70, 5, 84.51 TANG 10 C2 COMB13 là -9775.96, với các thông số 3.5, 70, 70, 5, 103.22 TANG 9 C2 COMB13 ghi nhận -10627.18, với các thông số 3.5, 80, 80, 5, 67.95 TANG 8 C2 COMB9 có giá trị -11712.68, với các thông số 3.5, 80, 80, 5, 92.95 TANG 7 C2 COMB9 là -12593.99, với các thông số 3.5, 80, 80, 5, 119.87 TANG 6 C2 COMB9 ghi nhận -13477.92, với các thông số 3.5, 80, 80, 5, 146.86 TANG 5 C2 COMB9 có giá trị -14385.97, với các thông số 3.5, 95, 95, 5, 65.67 TANG 4 C2 COMB9 là -15292.19, với các thông số 3.5, 95, 95, 5, 93.33 TANG 3 C2 COMB9 ghi nhận -16221.69, với các thông số 4.5, 95, 95, 5, 121.69 TANG 2 C2 COMB9 có giá trị -17218.91, với các thông số 4.5, 95, 95, 5, 152.13 TANG 1 C2 COMB9 là -17889.67, với các thông số 3.2, 95, 95, 5, 172.6 MAI C6 COMB10 có giá trị 104.70, với các thông số 4.2, 75, 75, 5, 119.06 THUONG C6 COMB10 ghi nhận -300.26, với các thông số 3.5, 75, 75, 5, 117.25 TANG 20 C6 COMB10 có giá trị -906.20, với các thông số 3.5, 75, 75, 5, 91.6 TANG 19 C6 COMB10 là -1354.80, với các thông số 3.5, 75, 75, 5, 76.27 TANG 18 C6 COMB10 ghi nhận -1792.10, với các thông số 3.5, 75, 75, 5, 64.38 TANG 17 C6 COMB10 có giá trị -2216.57, với các thông số 3.5, 75, 75, 5, 54.18 TANG 16 C6 COMB10 là -2631.96, với các thông số 3.5, 75, 75, 5, 45.59.
TANG 15 C6 COMB10 0 -3037.31 772.90 400.10 3.5 75 75 5 38.19 0.73 20ỉ28 123.2 2.35 Phuong Y TANG 14 C6 COMB10 0 -3433.42 759.31 395.23 3.5 75 75 5 31.83 0.61 20ỉ28 123.2 2.35 Phuong Y TANG 13 C6 COMB10 0 -3819.89 744.79 389.30 3.5 75 75 5 26.9 0.51 20ỉ28 123.2 2.35 Phuong Y TANG 12 C6 COMB10 0 -4206.34 729.42 385.90 3.5 75 75 5 23.55 0.45 20ỉ28 123.2 2.35 Phuong Y TANG 11 C6 COMB10 0 -4595.77 708.44 379.43 3.5 75 75 5 46.54 0.89 20ỉ28 123.2 2.35 Phuong Y TANG 10 C6 COMB10 0 -4990.82 682.21 369.65 3.5 75 75 5 29.29 0.56 20ỉ28 123.2 2.35 Phuong Y TANG 9 C6 COMB10 0 -5392.91 654.56 357.39 3.5 75 75 5 21.04 0.4 20ỉ28 123.2 2.35 Phuong Y TANG 8 C6 COMB10 0 -5814.88 622.04 345.43 3.5 75 75 5 17.79 0.34 20ỉ28 123.2 2.35 Phuong Y TANG 7 C6 COMB13 0 -8541.17 127.32 -70.94 3.5 75 75 5 28.24 0.54 20ỉ28 123.2 2.35 Phuong Y TANG 6 C6 COMB13 0 -9250.20 77.28 -88.16 3.5 75 75 5 49.9 0.95 20ỉ28 123.2 2.35 Phuong X TANG 5 C6 COMB13 0 -10008.26 71.08 -116.52 3.5 85 85 5 6.68 0.1 20ỉ28 123.2 1.81 Phuong X TANG 4 C6 COMB13 0 -10783.62 66.40 -122.97 3.5 85 85 5 30.35 0.45 20ỉ28 123.2 1.81 Phuong X TANG 3 C6 COMB13 0 -11603.17 35.75 -137.17 4.5 85 85 5 55.38 0.81 20ỉ28 123.2 1.81 Phuong X TANG 2 C6 COMB13 0 -12371.55 33.01 -154.80 4.5 85 85 5 78.84 1.16 20ỉ28 123.2 1.81 Phuong X TANG 1 C6 COMB13 0 -13154.84 81.94 -81.13 3.2 85 85 5 102.75 1.51 20ỉ28 123.2 1.81 Phuong Y THUONG C9 COMB11 0 -310.70 -71.18 219.13 3.5 45 45 4 41.25 2.24 12ỉ22 45.61 2.47 Phuong X TANG 20 C9 COMB11 0 -874.30 -64.84 195.09 3.5 45 45 4 20.19 1.09 12ỉ22 45.61 2.47 Phuong X TANG 19 C9 COMB11 0 -1441.80 -68.00 197.07 3.5 45 45 4 14.43 0.78 12ỉ22 45.61 2.47 Phuong X TANG 18 C9 COMB11 0 -2012.80 -62.72 174.96 3.5 45 45 4 19.88 1.08 12ỉ22 45.61 2.47 Phuong X TANG 17 C9 COMB11 0 -2580.61 -81.50 222.53 3.5 50 50 5 18.49 0.82 12ỉ22 45.61 2.03 Phuong X TANG 16 C9 COMB11 0 -3143.33 -81.03 206.10 3.5 50 50 5 22.18 0.99 12ỉ22 45.61 2.03 Phuong X TANG 15 C9 COMB11 0 -3713.06 -86.93 199.93 3.5 50 50 5 34.79 1.55 12ỉ22 45.61 2.03 Phuong X TANG 14 C9 COMB7 0 -4843.49 16.36 -32.63 3.5 50 50 5 45.91 2.04 12ỉ22 45.61 2.03 Phuong X TANG 13 C9 COMB7 0 -5542.38 24.30 -78.86 3.5 60 60 5 20.69 0.63 16ỉ28 98.53 2.99 Phuong X TANG 12 C9 COMB7 0 -6252.76 26.53 -102.69 3.5 60 60 5 42.43 1.29 16ỉ28 98.53 2.99 Phuong X TANG 11 C9 COMB7 0 -6979.58 26.81 -139.32 3.5 60 60 5 64.67 1.96 16ỉ28 98.53 2.99 Phuong X TANG 10 C9 COMB7 0 -7723.39 27.08 -141.12 3.5 60 60 5 87.43 2.65 16ỉ28 98.53 2.99 Phuong X
TANG 8 C9 COMB7 0 -9286.25 33.75 -233.08 3.5 70 70 5 81.1 1.78 20ỉ28 123.2 2.71 Phuong X TANG 7 C9 COMB7 0 -10088.97 32.17 -274.15 3.5 70 70 5 105.99 2.33 20ỉ28 123.2 2.71 Phuong X TANG 6 C9 COMB7 0 -10905.83 33.39 -239.17 3.5 70 70 5 130.6 2.87 20ỉ28 123.2 2.71 Phuong X TANG 5 C9 COMB7 0 -11761.35 33.96 -351.93 3.5 85 85 5 60.21 0.89 24ỉ28 147.8 2.17 Phuong X TANG 4 C9 COMB7 0 -12624.23 31.76 -362.35 3.5 85 85 5 86.55 1.27 24ỉ28 147.8 2.17 Phuong X TANG 3 C9 COMB7 0 -13511.59 31.11 -393.47 4.5 85 85 5 113.64 1.67 24ỉ28 147.8 2.17 Phuong X
TANG 2 C9 COMB7 0 -14144.22 40.59 -360.02 4.5 85 85 5 132.96 1.96 24ỉ28 147.8 2.17 Phuong X TANG 1 C9 COMB7 0 -14744.94 47.02 -523.88 3.2 85 85 5 154 2.26 24ỉ28 147.8 2.17 Phuong X THUONG C10 COMB12 0 -238.34 270.60 -220.68 3.5 55 55 5 64.14 2.33 12ỉ28 73.90 2.69 Phuong Y TANG 20 C10 COMB12 0 -687.17 249.42 -191.76 3.5 55 55 5 39.88 1.45 12ỉ28 73.90 2.69 Phuong Y TANG 19 C10 COMB3 0 -941.09 164.32 -247.45 3.5 55 55 5 28.19 1.03 12ỉ28 73.90 2.69 Phuong X TANG 18 C10 COMB3 0 -1330.65 159.94 -249.14 3.5 55 55 5 18.59 0.68 12ỉ28 73.90 2.69 Phuong X TANG 17 C10 COMB12 0 -2048.66 257.38 -190.80 3.5 55 55 5 13.56 0.49 12ỉ28 73.90 2.69 Phuong Y TANG 16 C10 COMB12 0 -2505.56 255.54 -185.25 3.5 55 55 5 27.55 1 12ỉ28 73.90 2.69 Phuong Y TANG 15 C10 COMB8 0 -3140.11 309.71 -85.88 3.5 55 55 5 21.93 0.8 12ỉ28 73.90 2.69 Phuong Y TANG 14 C10 COMB8 0 -3641.24 282.28 -64.62 3.5 55 55 5 20.57 0.75 12ỉ28 73.90 2.69 Phuong Y TANG 13 C10 COMB10 0 -4350.05 335.00 30.48 3.5 60 60 5 14.41 0.44 12ỉ28 73.90 2.24 Phuong Y TANG 12 C10 COMB10 0 -4899.66 324.23 51.54 3.5 60 60 5 27.69 0.84 12ỉ28 73.90 2.24 Phuong Y TANG 11 C10 COMB10 0 -5463.08 328.21 76.40 3.5 60 60 5 44.35 1.34 12ỉ28 73.90 2.24 Phuong Y TANG 10 C10 COMB10 0 -6041.32 297.16 90.71 3.5 60 60 5 56.47 1.71 12ỉ28 73.90 2.24 Phuong Y TANG 9 C10 COMB10 0 -6637.91 343.05 128.47 3.5 65 65 5 50.23 1.29 16ỉ28 98.53 2.53 Phuong Y TANG 8 C10 COMB10 0 -7246.19 325.78 145.81 3.5 65 65 5 65.7 1.68 16ỉ28 98.53 2.53 Phuong Y TANG 7 C10 COMB10 0 -7870.33 325.06 173.77 3.5 65 65 5 84 2.15 16ỉ28 98.53 2.53 Phuong Y TANG 6 C10 COMB10 0 -8511.33 269.69 164.77 3.5 65 65 5 95.9 2.46 16ỉ28 98.53 2.53 Phuong Y TANG 5 C10 COMB6 0 -9390.85 235.82 268.20 3.5 75 75 5 60.36 1.15 20ỉ30 141.4 2.69 Phuong X TANG 4 C10 COMB6 0 -10097.87 240.94 276.08 3.5 75 75 5 81.07 1.54 20ỉ30 141.4 2.69 Phuong X TANG 3 C10 COMB6 0 -10833.33 160.29 310.94 4.5 75 75 5 102.44 1.95 20ỉ30 141.4 2.69 Phuong X TANG 2 C10 COMB6 0 -11324.81 125.53 287.72 4.5 75 75 5 113.71 2.17 20ỉ30 141.4 2.69 Phuong X TANG 1 C10 COMB6 0 -11804.72 128.69 394.49 3.2 75 75 5 134.93 2.57 20ỉ30 141.4 2.69 Phuong X THUONG C16 COMB11 0 -195.56 -94.59 228.63 3.5 45 45 4 51.46 2.79 12ỉ25 58.91 3.19 Phuong X TANG 20 C16 COMB5 0 -351.02 -68.84 137.45 3.5 45 45 4 24.31 1.32 12ỉ25 58.91 3.19 Phuong X TANG 19 C16 COMB5 0 -567.29 -73.55 143.56 3.5 45 45 4 19.39 1.05 12ỉ25 58.91 3.19 Phuong X TANG 18 C16 COMB5 0 -783.92 -71.88 139.13 3.5 45 45 4 12.79 0.69 12ỉ25 58.91 3.19 Phuong X TANG 17 C16 COMB11 0 -1207.91 -53.83 166.12 3.5 45 45 4 8.4 0.46 12ỉ25 58.91 3.19 Phuong X TANG 16 C16 COMB11 0 -1468.96 -50.05 163.70 3.5 45 45 4 5.94 0.32 12ỉ25 58.91 3.19 Phuong X TANG 15 C16 COMB11 0 -1734.93 -45.33 164.43 3.5 45 45 4 11.19 0.61 12ỉ25 58.91 3.19 Phuong X TANG 14 C16 COMB8 0 -2573.13 102.09 91.57 3.5 45 45 4 10.77 0.58 12ỉ25 58.91 3.19 Phuong Y TANG 13 C16 COMB8 0 -2944.46 141.49 108.68 3.5 50 50 5 7.17 0.32 12ỉ25 58.91 2.62 Phuong Y TANG 12 C16 COMB8 0 -3326.28 148.13 101.59 3.5 50 50 5 16.48 0.73 12ỉ25 58.91 2.62 Phuong Y TANG 11 C16 COMB8 0 -3717.60 167.08 103.21 3.5 50 50 5 30.14 1.34 12ỉ25 58.91 2.62 Phuong Y
TANG 10 C16 COMB8 0 -4118.50 146.15 79.23 3.5 50 50 5 36.05 1.6 12ỉ25 58.91 2.62 Phuong Y TANG 9 C16 COMB8 0 -4547.11 221.72 108.73 3.5 60 60 5 7.9 0.24 12ỉ25 58.91 1.79 Phuong Y TANG 8 C16 COMB8 0 -4982.45 215.44 101.32 3.5 60 60 5 18.13 0.55 12ỉ25 58.91 1.79 Phuong Y TANG 7 C16 COMB8 0 -5419.38 228.25 104.48 3.5 60 60 5 31.78 0.96 12ỉ25 58.91 1.79 Phuong Y TANG 6 C16 COMB8 0 -5858.45 215.21 92.20 3.5 60 60 5 41.83 1.27 12ỉ25 58.91 1.79 Phuong Y TANG 5 C16 COMB8 0 -6306.15 246.07 105.86 3.5 65 65 5 29.7 0.76 16ỉ28 98.53 2.53 Phuong Y TANG 4 C16 COMB8 0 -6754.17 260.79 116.11 3.5 65 65 5 44.06 1.13 16ỉ28 98.53 2.53 Phuong Y TANG 3 C16 COMB8 0 -7205.50 212.81 110.07 4.5 65 65 5 53.07 1.36 16ỉ28 98.53 2.53 Phuong Y TANG 2 C16 COMB8 0 -7646.18 179.52 106.56 4.5 65 65 5 62.45 1.6 16ỉ28 98.53 2.53 Phuong Y TANG 1 C16 COMB8 0 -8065.75 234.42 152.09 3.2 65 65 5 79.56 2.04 16ỉ28 98.53 2.53 Phuong Y
4.3.2.2 Thiết kế cốt th p đai
Cốt thép ngang trong cột có vai trò quan trọng trong việc liên kết các thanh thép dọc, tạo thành hệ khung vững chắc và giữ cho cốt thép dọc ổn định trong quá trình thi công Khi chịu lực, cốt thép dọc có thể bị cong, dẫn đến việc phá vỡ lớp bê tông bảo vệ và có nguy cơ bật ra khỏi bê tông Cốt đai giúp ngăn chặn hiện tượng cong và bậc ra ngoài của cốt dọc, đồng thời chịu lực kéo Nếu cốt đai không được neo chắc chắn, nó có thể bị bung ra, và nếu cốt đai quá mỏng, có thể dẫn đến tình trạng đứt gãy Đường kính cốt đai cần lớn hơn 0.25 docmax, và khoảng cách giữa các cốt đai tại vị trí nối buộc không được vượt quá quy định.
10 docmin Trong đoạn nối buộc cốt thép phải có ít nhất 4 cốt th p đai
Khoảng cách giữa các thép đai trong đoạn còn lại được xác định bằng công thức: \$S = \text{Min}(10 \cdot \text{docmin}; 400 \text{mm})\$ Theo quy định và các yêu cầu về kháng chấn trong mục 6.8.4, việc bố trí cốt thép đai trong cột cần được thực hiện theo hướng dẫn đã nêu.
- Trong khoảng vựng tới hạn bố trớ cốt đai ỉ8a150
- Đoạn cũn lại bố trớ cốt đai ỉ8a200
4.3.3 Thiết kế cốt th p vách
4.3.3.1 Phương ph p phân bố ứng suất đ n hồi
Phương pháp này phân chia vách thành các phần tử nhỏ chịu lực kéo hoặc n n đúng tâm, giả định rằng ứng suất phân bố đều trong mỗi phần tử; từ đó, tiến hành tính toán cốt thép cho từng phần tử.
- Các giả thiết cơ bản:
+ Vật liệu làm việc đàn hồi
+ Ứng lực k o do cốt th t chịu, ứng lực n n do cả bê tông và cốt th p chịu
+ Bước : Xác định trục chính và moment quán tính chính trung tâm
+ Bước 2: Chia vách thành các phần tử nhỏ
Hình 4.5: Chia vách thành các phần tử nhỏ
+ Bước 3: Tính lực dọc tác dụng vào mỗi phần tử do lực dọc N và Moment trong mặt phẳng Mx gây ra
+ Bước 4: Tính diện tích cốt th p chịu k o, n n
Bước 5: Kiểm tra hàm lượng cốt thép Nếu Asc < 0 và As > 0, cần đặt cốt thép cấu tạo Phương pháp này có đặc điểm đơn giản và dễ tính toán, không chỉ áp dụng cho vách phẳng Tuy nhiên, giả thiết rằng cốt thép chịu nén và chịu kéo đều đạt đến giới hạn chảy trên toàn bộ tiết diện vách là không chính xác Chỉ tại các phần tử biên ở hai đầu vách, cốt thép mới có thể đạt đến giới hạn chảy, trong khi các phần tử ở giữa vách vẫn chưa đạt được điều này.
4.3.3.2 Phương ph p vùng biên chịu moment
Phương pháp này cho rằng cốt thép được đặt ở vùng biên tại hai đầu vách, nhằm chịu toàn bộ moment Lực dọc được giả thiết phân bố đều trên toàn chiều dài của vách.
- Các giả thiết cơ bản:
+ Ứng suất k o do cốt th p chịu
+ Ứng lực n n do cả bê tông và cốt th p chịu
Giả thiết chiều dài B của vùng biên chịu moment, với X t vách chịu lực dọc trục N và moment trong mặt phẳng M x Moment M x tương đương với một cặp ngẫu lực đặt tại trọng tâm của hai vùng biên.
+ Bước 2: Xác định lực k o hoặc n n trong vùng biên x
A b : là diện tích vùng biên
A: là diện tích mặt cắt vách
Hình 4.6: Vùng biên chịu moment
+ Bước 3: Tính cốt th p chịu k o n n
