Mục đích xây dựng công trình
Trước thực trạng dân số tăng nhanh, mật độ dân số tại thành phố Đà Nẵng ngày càng tăng cao, dẫn đến nhu cầu mua đất xây dựng nhà ở ngày càng nhiều Tuy nhiên, quỹ đất của thành phố lại có hạn, giá đất leo thang khiến nhiều người dân không đủ khả năng mua đất xây nhà Để giải quyết vấn đề này, xây dựng chung cư cao tầng và phát triển quy hoạch khu dân cư ra các quận, khu vực ngoại thành là giải pháp hợp lý Việc đầu tư xây dựng các công trình nhà ở cao tầng không chỉ thay thế các công trình thấp tầng, khu dân cư xuống cấp mà còn giúp thay đổi bộ mặt cảnh quan đô thị, tạo cơ hội việc làm cho nhiều người dân và góp phần tương xứng với tầm vóc của nước ta.
- Chính vì thế, LAPAZ TOWER ra đời nhằm góp phần giải quyết các mục tiêu trên Đây là một khu nhà cao tầng hiện đại, đầy đủ tiện nghi, cảnh quan đẹp… thích hợp cho sinh sống, giải trí và làm việc, một chung cư cao tầng được thiết kế và thi công xây dựng với chất lượng cao, đầy đủ tiện nghi để phục vụ cho nhu cầu sống của người dân.
Vị trí của công trình
- Dù không nằm sát bên sông như AZURA, bên hồ Bàu Thạc Gián như Hoàng Anh Gia Lai hay bên bờ biển như Fusion Suits nhưng Lapaz Tower không hề kém cạnh về vị trí khi tọa lạc trên 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 có thể chiêm ngưỡng con sông Hàn thơ mộng và ngắm trọn toàn cảnh TP.Đà Nẵng từ mọi góc nhìn thoáng đãng và đầy thu hút
Quy mô công trình
- Tổng số tầng: 21 tầng + 1 hầm
- Tầng đế: 2 tầng văn phòng + Mini Mart
Giải pháp kiến trúc
Công trình có kích thước theo 2 phương 24.5 28.0m Mặt bằng công trình được chức như sau:
Tầng hầm nằm ở cốt cao độ -1.2 m được bố trí 1 ram dốc từ mặt đất đến tầng hầm (độ dốc i = 6%) theo cùng hướng chính để giúp thuận tiện cho việc lưu thông lên xuống tầng hầm Ta thấy công năng công trình là chung cư cao cấp nên phần lớn diện tích tầng hầm được dùng cho việc để xe đi lại, vì khách hàng hướng đến của công trình là người có thu nhập cao, nên việc bố trí không gian tầng hầm để xe ô tô là hết sức cần thiết, bên cạnh bố trí để xe gắn máy
Tầng trệt được coi như khu sinh hoạt chung cho toàn khối nhà, được trang trí đẹp mắt với cột ốp đá Bố trí khu siêu thị và cả phòng khách tạo không gian sinh hoạt chung cho tầng trệt của khối nhà Nói chung rất dễ hoạt động và quản lý khi bố trí các phòng như kiến trúc mặt bằng đã có
Tầng trên cao (tầng 2 đến tầng mái) là mặt bằng tầng thể hiện rõ nhất chức năng của khối nhà, với 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 tối ưu hóa hiệu quả sử dụng công trình.
1.1.4.2 Giải pháp mặt đứng và hình khối
- Công trình có hình khối kiến trúc hiện đại phù hợp với tính chất một chung cư cao cấp kết hợp với trung tâm thương mại Với những nét ngang và thẳng đứng tạo nên sự bề thế vững vàng cho công trình, hơn nữa kết hợp với việc sử dụng các vật liệu mới cho mặt đứng công trình như đá Granite, gạch ốp cao cấp cùng với những mảng kính dày màu xanh tạo vẻ sang trọng cho một công trình kiến trúc
Công trình tận dụng tối đa nét hiện đại với cửa kính lớn, tường ngoài được hoàn thiện bằng sơn nước, mang lại không gian mở và thoáng đãng Mái bằng bê tông cốt thép được thiết kế với lớp chống thấm và cách nhiệt, đảm bảo công trình được bảo vệ tốt trước các yếu tố thời tiết Tường xây bằng gạch, trát vữa, sơn nước và trang bị thêm lớp chớp nhôm xi mờ, tạo nên sự kết hợp hoàn hảo giữa hiện đại và tinh tế.
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 bao gồm 2 buồng máy và 2 cầu thang bộ Trong đó, có cầu thang bộ và 2 buồng thang máy được bố trí ngay giữa và chạy dọc theo chiều cao công trình cùng với cầu thang bộ còn lại được bố trí phù hợp với chức năng sử dụng
- Thang máy được bố trí gồm 2 thang được đặt ở vị trí trung tâm nhằm giải quyết việc đi lại sinh hoạt hằng ngày cho mọi người và khoảng cách an toàn để có thế thoát hiểm nhanh nhất khi 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 bằng bêtông cốt thép toàn khối Bể chứa nược ngầm bằng bêtông cốt thép và bể nước bằng inox được đặt trên tầng mái, dùng để trữ nước, luân phiên cấp nước cho việc sử dụng của toàn bộ các tầng Tường bao che và tường ngăn giữa các căn hộ dày 200mm, tường ngăn phòng dày 00mm.
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 thường có tải trọng rất lớn Nếu sử dụng các loại vật liệu trên sẽ giảm được đáng kể tải trọng cho công trình, kể cả tải trọng đứng cũng như tải trọng ngang do lực quán tính Trong điều kiện nước ta hiện nay thì vật liệu bê tông cốt thép hoặc thép là loại vật liệu đang được các nhà thiết kế sử dụng phổ biến trong 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
Nguyên tắc cơ bản
- Khi thiết kế cần tạo sơ đồ kết cấu, kích thước tiết diện và bố trí cốt th p đảm bảo được độ bền, độ ổn định và độ cứng không gian xét trong tổng thể cũng như riêng từng bộ phận kết cấu Việc đảm bảo đủ khả năng chịu lực phải 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.
Lựa chọn công cụ tính toán
Phân tích động cho hệ công trình là một công cụ quan trọng để đánh giá khả năng chịu tải trọng động đất của công trình Qua phân tích này, chúng ta có thể xác định được các dạng và giá trị dao động của công trình, cũng như kiểm tra các dạng ứng xử của công trình khi chịu tải trọng động đất, từ đó giúp đảm bảo an toàn và ổn định cho công trình.
Etabs là phần mềm chuyên dụng cho phân tích và thiết kế kết cấu nhà cao tầng, giúp việc nhập liệu và xử lý số liệu trở nên đơn giản và nhanh chóng hơn so với các phần mềm khác.
- Phần mềm SAFE V12 + 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 software like ETABS and SAFE, allowing for the organization of internal forces, load calculations, and reinforcement calculations.
- Phần mềm Microsoft Word 2007: dùng để trình bày thuyết minh
Lựa chọn giải pháp kết cấu
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 thành phần chính như tầng cứng, dầm truyền, hệ giằng liên tầng và khung ghép, tạo nên sự vững chắc và ổn định cho công trình.
Hệ kết cấu khung mang lại nhiều ưu điểm như tạo ra không gian lớn và linh hoạt 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 thích hợp cho các công trình cao đến 15 tầng tại vùng tính toán chống động đất cấp 7, 10-12 tầng cho cấp 8, và không nên áp dụng cho công trình trong 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 áp dụng hệ kết cấu này yêu cầu tiêu tốn nhiều vật liệu và quy trình thi công phức tạp hơn so với các công trình khác.
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 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.
Giải pháp kết cấu theo phương ngang
Việc chọn 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 phần lớn trong tổng chi phí xây dựng.
30-40% khối lượng bê tông trong công trình và trọng lượng bê tông sàn đóng vai trò là tải trọng chính Khi công trình cao hơn, tải trọng này tích lũy xuống các cột và móng, dẫn đến việc tăng chi phí cho móng, cột và tải trọng ngang do động đất Do đó, việc lựa chọn giải pháp sàn nhẹ là ưu tiên hàng đầu để giảm tải trọng thẳng đứng Các loại kết cấu hiện nay đang được sử dụng rộng rãi bao gồm:
Hệ sàn sườn bao gồm cấu tạo từ hệ dầm và bản sàn, mang lại ưu điểm là tính toán đơn giản Hệ thống này được sử dụng rộng rãi tại Việt Nam nhờ vào công nghệ thi công đa dạng, tạo điều kiện thuận lợi cho việc lựa chọn phương pháp thi công phù hợp.
Nhược điểm của kết cấu này là chiều cao dầm và độ võng của bản sàn lớn khi vượt khẩu độ lớn, gây ra chiều cao tầng của công trình tăng lên, dẫn đến việc không tiết kiệm 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 nhờ không cần gia công cốp pha và cốt thép phức tạp Việc lắp dựng ván khuôn và cốp pha cũng trở nên đơn giản hơn.
Trong phương án này, các cột không được liên kết với nhau để tạo thành khung, 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 kém hơn, với tải trọng ngang chủ yếu do vách chịu, trong khi tải trọng đứng được 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.
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 đã đề xuất sử dụng hệ sàn dầm cho các sàn tầng nổi và sàn tầng hầm.
Giải pháp kết cấu móng
Công trình 21 tầng với 1 tầng hầm có mặt bằng thi công thuận tiện và phải chịu tác động của tải trọng gió và động đất Sau khi so sánh các phương án móng, giải pháp móng cọc được lựa chọn vì đáp ứng tốt các yếu tố về kiến trúc, độ bền vững, tiết kiệm chi phí 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 đã được xác định là phù hợp.
THIẾT KẾ SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH
Thông số kiến trúc
- 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: h b = 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
Tính toán tải trọng trên ô bản bao gồm trọng lượng bản thân của sàn và tải trọng phân bố từ tường Tổng tải trọng được xác định bằng công thức g = g s + g t, trong đó g là tổng tải trọng trên ô bản, g s là trọng lượng bản thân của sàn, và g t là 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) s i : diện tích ô sàn (m) i : chiều dày tường(m) h i : chiều cao tường (m) γ i : Trọng lượng riêng tường 00 daN/m³
Bảng 2.5: Tải trọng tường xây trên dầm
Tầng b t h tầng h dầm h tường 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 thiết kế, sinh viên sử dụng phần mềm ETABS để mô hình hóa khung trước, 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)
Tải trọng từ các lớp cấu tạo và tường trong diện tích sàn được phân bố đều trên bề mặt sàn, trong khi đó, các tường nằm trên dầm sẽ 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 để quy đổi các giá trị nội lực trên sàn thành nội lực của một bản dầm tương đương, với bề rộng bằng bề rộng của dải STRIP và chiều cao dầm tương ứng với bề dày 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
Độ võng lớn nhất được ghi nhận tại ô sàn 4 với kích thước 10.4×8 m, đạt giá trị f là 15.6 mm Điều này cho thấy rằng điều kiện về độ võng của sàn tầng điển hình đã 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 đã 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 lên một phía của tiết diện, nằm ở khoảng cách 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 hơn cả Giá trị của M không vượt quá M max 18.51 kNm đối với các 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
S bo momen 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
Sự làm việc lâu dài của kết cấu bê tông cốt thép (BTCT) cần xem xét các yếu tố như biến dạng và co ngót, cũng như tác động lâu dài của các loại tải trọng Theo TCVN 5574:2020, độ võng toàn phần được tính toán dựa trên những yếu tố này.
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 b1
M là mô men do ngoại lực tác động, bao gồm cả ảnh hưởng ngắn hạn và dài hạn Hệ số b1 (0.85) thể hiện ảnh hưởng của biến dạng ngắn hạn của bê tông, trong khi hệ số b2 (2) đại diện cho ảnh hưởng của biến dạng 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 cho thấy rằng kết quả kiểm tra độ đánh giá độ võng tức thời và độ võng dài hạn đều đạt yêu cầu, điều này chứng tỏ rằng phương án bố trí hệ kết cấu là hợp lý và hiệu quả.
THIẾT KẾ CẦU THANG
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
- 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 : M n = 7.33 (kNm) Momen ở gối : M g = 8.43 (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 3.3.2.1 Bản thang
- Ta có h b 0 (mm) ; a 0 20 mm => h 0 h b a 0 140 20 120 mm m =
Bảng 3.4: Kết quả tính thép bản thang
(kNm) (mm) (mm) (mm 2 ) (mm 2 ) (%)
- Ta có h = 30(cm), a = 3 (cm) h 0 = 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
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(s ct , s tt , s max ) = 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
Chiều dày của sàn được xác định dựa trên nhịp và tải trọng tác dụng Để xác định sơ bộ chiều dày bản sàn, có thể sử dụng công thức: s = t * h * 1 * l * m, trong đó m có giá trị từ 30 đến 35 cho bản dầm và từ 40 đến 50 cho bản kê bốn cạnh, với l 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: h s = 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
- A 0 : Diện tích mặt cắt ngang tiết diện cột
- R b :Cường độ tính toán về n n của bê tông
- N: Lực n n, được tính toán bằng công thức sau: N = m s ×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 x t (k t) chịu ảnh hưởng bởi các yếu tố như mômen uốn và hàm lượng cốt thép Khi mômen uốn lớn và độ mảnh cột cao, k t thường được lấy trong khoảng 1.3 đến 1.5 Ngược lại, khi mômen uốn ở mức thấp, giá trị k t sẽ dao động từ 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 cấu trúc chịu lực ngang chính, giúp ngăn chặn sự mất ổn định theo phương ngoài mặt phẳng Độ dày của vách đổ toàn khối cần phải đạt tối thiểu 200mm và không nhỏ hơn 20% chiều cao tầng Đối với vách lõi thang, độ 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 bằng phần mềm 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 Sinh viên cần lấy các kết quả này và gán vào khung một cách chính xác.
+ 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, với W o = 0.83 kN/m² cho công trình xây dựng tại huyện Thuận An, tỉnh Bình Dương thuộc khu vực IIA, nơi ảnh hưởng của gió bão được đánh giá là yếu Hệ số k z, phản ánh sự thay đổi của áp lực gió theo độ cao, được lấy theo bảng 5, TCVN 2737: 1995, với dạng địa hình A Hệ số khí động c có giá trị +0.8 cho mặt đón gió và -0.6 cho mặt hút gió 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 của công trình 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 quy định trong bảng của TCXD 229-1999.
Trong mô hình, khái báo Mass Source được thiết lập với tải trọng T nh tải + 0.5 Hoạt tải Việc tính toán dao động riêng là một quá trình phức tạp, do đó cần sự hỗ trợ của phần mềm Đồ án sử dụng phần mềm ETABS để phân tích các dạng dao động của mô hình.
Theo quy định trong 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 TCXD 229:999, giá trị f L được xác định là 1.3 Hz với δ = 0.3 cho kết cấu bê tông cốt thép, trong đó cột và vách được ngàm với móng Để tính toán gió động của công trình, phương X và Y được xem xét, chỉ tập trung vào phương có chuyển vị lớn hơn Phần mềm ETABS được sử dụng để khảo sát 12 chế độ dao động đầu tiên, với kết quả chu kỳ và tần số của các dạng dao động được trình bày trong bảng dưới đây.
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 f 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 hoạt động theo một phương mà còn có sự tham gia đáng kể của dao động theo phương khác (dao động couple) Trong quá trình tính toán gió động, giới hạn đồ án đã bỏ qua ảnh hưởng của xoắn.
Chúng tôi sẽ gán giá trị tính toán cho thành phần động của tải trọng gió theo hai phương X và Y tại tâm khối lượng, đồng thời tính toán mode 1 và mode 2 theo phân bố đều lên sàn.
Bảng 4.6: Kết quả thành phần động của tải trọng gió theo phương X mode
W px (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
W px (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 xác định 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 tải trọng động đất sẽ được thực hiện dựa trên tiêu chuẩn 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, với chỉ số N SPT dao động từ 15 đến 50 Theo Điều 3.1.2 và Bảng 3.1 trong TCVN 9386 – 2012 về thiết kế công trình chịu động đất, loại đất nền này 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 là chỉ số phản ánh khả năng tiêu tán năng lượng của kết cấu, đặc biệt là đối với kết cấu hỗn hợp có vách cứng, với giá trị q được xác định là 3.6.
Bảng 4.8: Giá trị tham số mô tả phổ phản ứng đàn hồi
- Phổ phản ứng đàn hồi S d (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
S d (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 )
T B : Giới hạn dưới của chu kì, ứng với đoạn nằm ngang của phổ phản ứng gia tốc
T C : Giới hạn trên của chu kì, ứng với đoạn nằm ngang của phổ phản ứng gia tốc
T D : 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 – 2022, trong thiết kế công trình chịu động đất, thành phần đứng của tải trọng động đất chỉ cần được xem xét khi a vg đạt 0.25g Công trình này tọa lạc 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 là độc lập tuyến tính Tổ hợp tải trọng động đất được xác định theo phương pháp căn bậc hai của tổng bình phương.
Hệ quả của tác động động đất bao gồm các yếu tố như nội lực và chuyển vị Giá trị của hệ quả này được tính toán dựa trên dạng dao động riêng thứ i, ký hiệu là E i Để xác định tổng thể các tác động, cần xem xét k số dạng dao động khác nhau.
Thiết kế cốt thép hệ khung
Cốt thép trong dầm được xác định dựa trên cấu kiện chịu uốn, và để đơn giản hóa quá trình này, chúng ta sẽ phát triển một chương trình tính toán cốt thép cho dầm từ dữ liệu xuất ra từ ETABS Dữ liệu này bao gồm biểu đồ bao Moment cho tất cả các tổ hợp Việc tính toán sẽ được thực hiện tại 3 tiết diện nguy hiểm theo biểu đồ bao nội lực, đảm bảo tuân thủ các quy định kỹ thuật.
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 à min : tỷ lệ cốt th p tối thiểu, thường lấy: à min = 0.05% à max : 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 tính toán thép dầm yêu cầu xử lý một lượng lớn mặt cắt, việc sử dụng các chương trình tính toán hoặc bảng tính là cần thiết Trong đồ án này, sinh viên áp 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
Vị trí M (kNm) b (cm) h (cm) a (cm)
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
Trong quá trình tính toán, chúng ta đã xác định được cốt đai bố trí ỉ8a150 cho đoạn L4 của các dầm Tương tự, cốt đai bố trí ỉ8a250 được chọn cho các đoạn còn lại của các 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 dựa trên tính toán cột chịu nén lệch tâm xiên 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 và moment uốn M x, M y, cùng với độ lệch tâm ngẫu nhiên e ax và e ay, đều cần được xem xét khi tính toán Sau khi phân tích uốn theo hai phương, hệ số x và y sẽ được xác định Kết quả cho thấy moment đã gia tăng đáng kể.
Tùy thuộc vào mối quan hệ giữa giá trị M x1, M y1 và kích thước các cạnh, 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 ,
R sc , 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 A st :
4.3.2.1.2 Ví dụ tính toán 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
Chọn 20 đến 25 bố trí cốt thép đều theo chu vi với diện tích A là 9818 mm² Kết quả tính toán cốt thép cho hai khung trục 2 và trục C sẽ được trình bày trong bảng dưới đây.
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
Bảng dữ liệu cho thấy các chỉ số tài chính của các nhóm Phương X và Phương Y với các mã C2 COMB13 và C2 COMB9 Phương X có nhiều nhóm với mức lỗ tăng dần, từ -187.78 đến -17889.67, trong khi Phương Y cũng ghi nhận lỗ tương tự, bắt đầu từ -12593.99 và kết thúc ở -17889.67 Các chỉ số như tỷ lệ rủi ro và lợi nhuận đều được giữ ở mức 3.5 đến 4.5, với các thông số khác như tỷ lệ hoàn vốn và thời gian đầu tư Mỗi nhóm đều có những biến động khác nhau về tài chính, cho thấy sự cạnh tranh và hiệu suất đầu tư trong các mã này.
THUONG C6 COMB10 0 -300.26 803.20 428.04 3.5 75 75 5 117.25 2.23 20ỉ28 123.2 2.35 Phuong Y TANG 20 C6 COMB10 0 -906.20 804.36 395.20 3.5 75 75 5 91.6 1.74 20ỉ28 123.2 2.35 Phuong Y TANG 19 C6 COMB10 0 -1354.80 791.72 398.26 3.5 75 75 5 76.27 1.45 20ỉ28 123.2 2.35 Phuong Y TANG 18 C6 COMB10 0 -1792.10 792.21 399.54 3.5 75 75 5 64.38 1.23 20ỉ28 123.2 2.35 Phuong Y TANG 17 C6 COMB10 0 -2216.57 788.27 401.36 3.5 75 75 5 54.18 1.03 20ỉ28 123.2 2.35 Phuong Y TANG 16 C6 COMB10 0 -2631.96 783.08 401.34 3.5 75 75 5 45.59 0.87 20ỉ28 123.2 2.35 Phuong Y
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 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 đóng vai trò quan trọng trong việc liên kết các thanh thép dọc, tạo thành hệ khung vững chắc và giữ vị trí cốt thép trong quá trình thi công Khi chịu lực n, cốt thép dọc có thể bị cong và phá vỡ lớp bê tông bảo vệ, dẫn đến nguy cơ bật ra khỏi bê tông Cốt đai giữ cho cốt dọc không bị cong và bậc ra ngoài, đảm bảo tính ổn định cho cấu trúc Nếu cốt đai không được neo chắc chắn, nó có thể bị bung ra, trong khi cốt đai quá mỏng có nguy cơ bị đứt Đường kính cốt đai cần phải lớn hơn 0.25 lần docmax để đảm bảo an toàn và hiệu quả.
Khoảng cách giữa các th p đai tại vị trí nối buộc th p đặt th p đai không quá
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 = Min(10 docmin ; 400mm) Theo quy định và hướng dẫn về kháng chấn tại mục 6.8.4, cách bố trí cốt thép đai trong cột cần được thực hiện theo các tiêu chuẩn 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 chia vách thành các phần tử nhỏ, chịu lực kéo hoặc n n đúng tâm, với giả định rằng ứng suất phân bố đều trong mỗi phần tử Từ đó, tiến hành tính toán cốt thép cho từng phần tử một cách chính xác.
- 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 p Nếu A sc < 0 và A s > 0, cần đặt cốt thép p cấu tạo Phương pháp này đơn giản và dễ tính toán, không chỉ áp dụng cho vách phẳng Tuy nhiên, giả thiết rằng cốt thép p chịu nén và chịu kéo đều đạt đến giới hạn chảy trên toàn bộ tiết diện vách là không chính xác Thực tế, chỉ tại các phần tử biên ở hai đầu vách, cốt thép p 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