(Đồ Án Hcmute) Thiết Kế Chung Cư Ct1 - Linh Đàm, Hà Nội.pdf

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CNKT CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG SVTH THIẾT KẾ CHUNG CƯ CT1 LINH ĐÀM, HÀ NỘI Tp Hồ Chí Minh, tháng 01/2018 S[.]

TỔNG QUAN VỀ KIẾN TRÚC

Giới thiệu công trình

Để phát triển mạnh mẽ trong các lĩnh vực kinh tế xã hội, một quốc gia cần có cơ sở hạ tầng vững chắc, tạo điều kiện thuận lợi cho người dân Đối với Việt Nam, một quốc gia đang trên đà phát triển và khẳng định vị thế quốc tế, việc cải thiện an sinh và điều kiện làm việc cho người dân là rất quan trọng Trong đó, nhu cầu về nơi ở là một trong những yếu tố thiết yếu hàng đầu cần được chú trọng.

Trước sự gia tăng nhanh chóng của dân số, nhu cầu mua đất để xây dựng nhà ở ngày càng cao, trong khi quỹ đất tại Thành phố lại hạn chế Điều này dẫn đến tình trạng giá đất tăng vọt, khiến nhiều người dân không đủ khả năng tài chính để sở hữu đất Giải pháp khả thi để giải quyết vấn đề này là xây dựng các chung cư cao tầng và phát triển quy hoạch khu dân cư ở các quận, khu vực ngoại ô của Thành phố.

Sự phát triển kinh tế của Thành phố cùng với việc thu hút đầu tư nước ngoài đã tạo ra cơ hội lớn cho việc xây dựng các cao ốc văn phòng, khách sạn và chung cư cao tầng chất lượng cao, đáp ứng nhu cầu sinh hoạt ngày càng tăng của người dân.

Sự gia tăng các cao ốc trong thành phố không chỉ đáp ứng nhu cầu hạ tầng cấp bách mà còn tạo nên bộ mặt mới cho đô thị, đồng thời mở ra nhiều cơ hội việc làm cho người dân.

Sự xuất hiện của các nhà cao tầng đã đóng góp tích cực vào sự phát triển của ngành xây dựng, nhờ vào việc tiếp thu và áp dụng các kỹ thuật hiện đại cũng như công nghệ mới trong tính toán, thi công và xử lý thực tế, cùng với các phương pháp thi công tiên tiến từ nước ngoài.

Công trình chung cư cao cấp CT1 được thiết kế hiện đại, đáp ứng đầy đủ tiện nghi và cảnh quan đẹp, nhằm phục vụ nhu cầu sinh sống, giải trí và làm việc của cư dân Đây là một khu nhà cao tầng chất lượng cao, góp phần giải quyết các mục tiêu phát triển đô thị.

Hình 1.1 Phối cảnh chung cư CT1

- Địa điểm xây dựng: Khung cung cƣ Bắc Linh Đàm, q.Hoàng Mai, tp.Hà Nội

Hình 1.2 Vị trí xây dựng công trình

Quy mô công trình

Công trình chung cư CT1 là một dự án dân dụng với thiết kế gồm 01 tầng hầm, 01 tầng thương mại dịch vụ, 20 tầng căn hộ và 01 tầng sân thượng cùng mái, mang đến không gian sống hiện đại và tiện nghi.

Mặt đất tự nhiên có cốt 0.00m, trong khi mặt sàn tầng bán hầm ở cốt -1.65m Tổng chiều cao công trình đạt 77.25m tính từ mặt đất tự nhiên, với chiều cao tầng thương mại là 4.5m và mỗi tầng điển hình cao 3.4m.

- Diện tích mỗi sàn điển hình là hơn 850 m2

- Cấp công trình: Cấp I ( theo phụ lục F, TCVN 9386-2012 )

Giải pháp kiến trúc

Hình 1.3 Mặt bằng tầng hầm

Hình 1.4 Mặt bằng tầng điển hình

Dự án khu nhà ở Bắc Linh Đàm được thiết kế như một khu phức hợp đa năng, đáp ứng nhu cầu sống hiện đại với các chung cư cao cấp và các tiện ích như nhà trẻ, bệnh viện, sân thể thao Đặc biệt, hệ thống cây xanh và giao thông nội bộ chiếm gần 2/3 tổng diện tích dự án, tạo không gian sống lý tưởng cho cư dân.

Công trình được xây dựng trong khu dự án, hài hòa với cảnh quan đô thị và kết nối chặt chẽ với các công trình lân cận, tạo thuận lợi cho việc bố trí hệ thống giao thông, điện, nước, thông tin liên lạc và đảm bảo an ninh.

1.3.2 Hệ thống giao thông trong công trình

- Toàn bộ công trình sử dụng 2 thang máy chính và 2 thang bộ phục vụ giao thông theo phương đứng cho các căn hộ

Giao thông ngang được thiết kế hợp lý với hành lang rộng rãi, mang lại cảm giác thuận tiện cho cư dân, bất kể vị trí căn hộ.

1.3.3 Phân khu chức năng trong công trình

Tầng hầm được thiết kế để bố trí các hệ thống kỹ thuật và khu vực để xe Để thuận tiện cho việc lưu thông, có hai ram dốc từ mặt đất dẫn xuống tầng hầm, giúp việc di chuyển lên xuống trở nên dễ dàng hơn.

- Tầng thương mại: bao gồm sảnh chính, các khu mua sắm và phục vụ khác

Tầng căn hộ bao gồm 7 căn hộ với diện tích từ 80m2 đến 140m2 mỗi căn, được thiết kế hợp lý xung quanh lối đi chung Điều này không chỉ đảm bảo giao thông thuận tiện giữa hai khối nhà mà còn nâng cao hiệu quả trong quá trình sử dụng công trình.

Các hệ thống kỹ thuật chính trong công trình

Hầu hết các căn hộ đều có thiết kế với mặt thoáng lớn, giúp tối ưu hóa ánh sáng tự nhiên cho các phòng qua hệ thống cửa kính bên ngoài.

- Ngoài ra hệ thống chiếu sáng nhân tạo cũng đƣợc bố trí sao cho có thể phủ đƣợc những chổ cần đƣợc chiếu sáng

- Sử dụng nguồn điện khu vực do thành phố cung cấp

- Ngoài ra công trình còn sử dụng nguồn điện dự phòng ở tầng hầm đảm bảo cung cấp điện 24/24 giờ khi có sự cố

1.4.3 Hệ thống cấp thoát nước

Hệ thống bơm nước cho công trình được thiết kế hoàn toàn tự động, đảm bảo rằng nước trong bể mái luôn đủ cho sinh hoạt và cứu hỏa Các đường ống được bọc trong hộp gen nước qua các tầng, trong khi hệ thống cấp nước được lắp đặt ngầm trong các hộp kỹ thuật Đường ống cứu hỏa chính được bố trí ở mỗi tầng, dọc theo khu vực giao thông đứng và trên trần nhà.

Hệ thống thoát nước thải của công trình bao gồm các ống dẫn nước thải từ thiết bị thu gom, chuyển xuống bể tự hoại để xử lý và lắng đọng chất thải Sau quá trình này, nước thải sẽ được dẫn ra hệ thống cống thoát nước công cộng.

Dọc hành lang, các hộp chống cháy được bố trí với bình khí CO2 và họng cứu hỏa, đảm bảo an toàn trong trường hợp cháy nổ Mỗi tầng đều có hai cầu thang bộ để thuận tiện cho việc thoát hiểm Hệ thống còi báo cháy và biển báo an toàn cháy nổ cũng được lắp đặt dọc theo hành lang, nâng cao mức độ an toàn cho người sử dụng.

Rác thải được thu gom từ các tầng thông qua hệ thống kho thoát rác, với gen rác được đặt tại tầng hầm Hệ thống này được thiết kế kín đáo và xử lý kỹ lưỡng nhằm ngăn chặn mùi hôi và ô nhiễm môi trường.

TỔNG QUAN VỀ KẾT CẤU CÔNG TRÌNH

Cơ sở tính toán, vật liệu sử dụng và phần mềm tính toán

- 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

 TCVN 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

 TCVN 10667: 2014 Cọc bê tông ly tâm – Khoan hạ cọc – Thi công nghiệm thu

 TCVN 7201:2015 Khoan hạ cọc ly tâm, thi công và nghiệm thu

Để thuận lợi trong quá trình tính toán và đa dạng hóa nội dung, đặc biệt với các cấu kiện chưa được tiêu chuẩn thiết kế trong nước quy định như vách cứng và lõi cứng, việc tham khảo tài liệu chuyên ngành từ nhiều tác giả khác nhau là cần thiết.

- Phần mềm tính toán, thiết kế sẵn có: ETABS, SAFE, AUTO CAD, REVIT STRUCTURE

- Phần mềm tính toán sinh viên tự triển khai: EXCEL + VBA

Trong bối cảnh hiện nay, bê tông cốt thép và thép là những vật liệu được các nhà thiết kế ưa chuộng cho các kết cấu nhà cao tầng Trong đồ án này, sinh viên đã quyết định lựa chọn bê tông cốt thép làm vật liệu xây dựng cho công trình.

- Dự kiến sử dụng những vật liệu chính sau đây:

Bảng 2.1 Vật liệu bê tông sử dụng

STT Cấp độ bền Kết cấu sử dụng

1 Bê tông cấp độ bền B60

Cọc ly tâm khoan hạ

2 Bê tông cấp độ bền B25:

Cầu thang, bản sàn, dầm, cột, vách, đài móng

Bảng 2.2 Vật liệu cốt thép sử dụng STT Loại thép Đặc tính vật liệu

Gải pháp kết cấu

Dựa trên quy mô và bản vẽ kiến trúc của công trình, sinh viên sẽ lựa chọn hệ chịu lực khung – vách – cột làm hệ kết cấu chịu lực chính cho dự án.

Sinh viên sử dụng hệ sàn sườn kết hợp với hệ sàn có dầm trực giao để tạo ra hệ sàn chịu lực cho công trình, nhờ vào kích thước ô sàn lớn.

- Đối với móng, sinh viên lựa chọn 2 phương án móng là móng cọc ly tâm dự ứng lực và móng bè trên nền cọc ly tâm dự ứng lực

Chọn sơ bộ kích thước tiết diện

2.3.1 Chọn sơ bộ kích thước tiết diện sàn điển hình

- Chọn sơ bộ chiều dày bản sàn theo công thức sau: s s h D l

 D : hệ số kinh nghiệm phụ thuộc hoạt tải sử dụng (0.8-1.4)

 ms = 30 - 35:đối với bản loại dầm

 ms = 40 - 45:đối với bản kê bốn cạnh

 l : nhịp cạnh ngắn của ô bản

- Chọn ô sàn có cạnh ngắn lớn nhất (5.1m) làm ô sàn điển hình để tính chiều dày sàn: s s

Vậy chọn hs = 15cm cho toàn bộ sàn tầng điển hình

2.3.2 Chọn sơ bộ kích thước tiết diện dầm

- Chọn sơ bộ tiết diện dầm theo công thức sau:

Bảng 2.3 Xác định sơ bộ kích thước tiết diện dầm Loại dầm Chiều cao h (m) Chiều rộng b

Dầm chính và dầm phụ có nhịp lớn nhất là 9.3m, từ đó xác định kích thước sơ bộ cho dầm chính là 800mm x 1000mm và dầm phụ là 500mm x 300mm.

- Đối với dầm môi của các ô sàn ban công, ta chọn sơ bộ kích thước 800x200mm

2.3.3 Chọn sơ bộ kích thước tiết diện vách

- Theo TCXD 198-1997 , độ dày của vách không nhỏ hơn 150 mm và 1/20 chiều cao tầng nhà:

Chọn sơ bộ chiều dày vách là 300mm

2.3.4 Chọn sơ bộ tiết diện cột

Thiết kế kết cấu là một quá trình lặp đi lặp lại, vì vậy việc lựa chọn kích thước sơ bộ chỉ mang tính chất gần đúng Điều này nhằm mục đích giảm thiểu số vòng lặp trong quá trình tính toán và xác định tiết diện.

Khi chọn tiết diện cho cột, cần chú ý giảm tiết diện một cách hợp lý để đảm bảo độ cứng giữa các cột liền kề không giảm quá 30% Điều này giúp tránh hiện tượng giảm yếu tại các tầng có sự thay đổi đột ngột về độ cứng của cột.

Việc chọn tiết diện cột cần phải hài hòa với kiến trúc công trình, đồng thời dựa vào nội lực và hàm lượng thép yêu cầu Điều này giúp xác định tiết diện cột một cách hợp lý, hiệu quả và tiết kiệm chi phí.

Bảng 2.4 Sơ bộ tiết diện cột

Mặt bằng bố trí dầm tầng điển hình cho công trình

- Từ bản vẽ kiến trúc, sinh viên đưa ra phương án bố trí sơ bộ dầm sàn tầng điển hình nhƣ hình, trong đó:

Hình 2.1 Mặt bằng bố trí dầm tầng điển hình

TẢI TRỌNG VÀ TÁC ĐỘNG

Tải trọng đứng tác dụng lên công trình

3.1.1.1 Tải trọng các lớp hoàn thiện và tường

Bảng 3.1 Tải trọng các lớp hoàn thiện sàn điển hình

Cấu tạo lớp hoàn thiện

Bề dày Trọng lƣợng riêng tiêu chuẩn

Bảng 3.2 Tải trọng các lớp hoàn thiện sàn vệ sinh

Cấu tạo sàn vệ sinh

Trọng lƣợng riêng tiêu chuẩn Hệ số tin cậy

Bảng 3.3 Tải trọng trường xây

Xem chương 4 - mục 4.5 ( Tính toán – thiết kế cầu thang )

- Tùy theo công năng sử dụng của mỗi ô sàn ta có các hoạt tải khác nhau Theo TCVN 2737:1995, ta có giá trị các hoạt tải nhƣ sau:

Bảng 3.4 Hoạt tải tác dụng lên công trình

Hoạt tải tiêu chuẩn (kN/m 2 )

Hoạt tải tính toán (kN/m 2 )

1 Sảnh, hành lang, cầu thang 3 1.2 3.6

2 Mái bằng không sử dụng 0.75 1.3 0.975

3 Phòng ăn, bếp, phòng khách 1.5 1.3 1.95

Tải trọng ngang tác dụng lên công trình

Tải trọng ngang tác dụng lên công trình gồm tải trọng gió và tải trọng động đất

Công trình cao 73.85m > 40m nên phải tính toán cả 2 thành phần tĩnh và động của tải trọng gió

Tải trọng gió tĩnh đƣợc tính toán theo TCVN 2737 : 1995 nhƣ sau:

- Giá trị tiêu chuẩn thành phần tĩnh của tải trọng gió có độ cao z so với mốc chuẩn xác định theo công thức:

Giá trị áp lực gió được xác định theo bản đồ phân vùng phụ lục D và điều 6.4 TCVN 2737:1995, đối với công trình xây dựng ở Hà Nội thuộc vùng II.B, có giá trị Wo = 0.95 (kN/m²).

Mặt đón gió: c = +0.8 Mặt hút gió : c = -0.6

 k: hệ số tính đến sự thay đổi của áp lực gió theo độ cao, lấy theo bảng 5, TCVN

Tải trọng gió tĩnh được xác định là lực tập trung tại các cao trình sàn, với lực này được đặt tại tâm hình học của mỗi tầng Lực gió được tính bằng áp lực gió nhân với diện tích tiếp xúc với gió.

 n: hệ số độ tin cậy của tải trọng gió lấy bằng 1.2

  : diện tích đón gió tầng thứ j

 B: bề rộng đón gió của công trình

Bảng 3.5 Giá trị tải trọng gió tĩnh nhập vào tâm hình học của sàn

- Sơ đồ tính toán là hệ thanh công xôn với 22 điểm tập trung khối lượng (tương ứng với 22 tầng của công trình)

- Vị trí các điểm tập trung khối lƣợng đặt tại cao trình sàn

Giá trị khối lượng tập trung được xác định bằng tổng khối lượng của kết cấu và hoạt tải trong công trình, nhằm tính toán thành phần động của gió Để tính toán này, cần áp dụng hệ số chiết giảm khối lượng đối với hoạt tải là 0.5 theo quy định trong bảng 1 của TCXD 229-1999.

- Sử dụng phần mềm ETABS để tính toán

 Xác định tần số dao động riêng

Trong nghiên cứu dao động, ta chú ý đến các dạng dao động riêng từ thứ nhất đến thứ i, với điều kiện fi < fL < fi+1, trong đó fL đại diện cho giá trị giới hạn của tần số dao động riêng.

- Tra bảng 2, TCVN 229:1999 cho công trình bê tông cốt thép, thuộc vùng áp lực gió

II ta đƣợc fL = 1.3Hz

- Sử dụng phần mềm ETABS khảo sát 12 Mode dao động đầu tiên, ta thu đƣợc chu kì và tần số của 12 dạng dao động đầu tiên:

Bảng 3.6 Tần số và chu kì khi phân tích dao động tính gió động

Mode Chu kì Tần số s Hz

Tại mode 3, tần số f = 0.446 < f L = 1.3, trong khi tại mode 4, tần số f = 1.386 > f L = 1.3 Do đó, chỉ cần khảo sát dao động của công trình với 3 mode của dạng dao động thứ nhất, và thực hiện tính toán cho 2 mode dao động theo phương X và phương Y (mode 1 và mode 2), bỏ qua phương xoắn Z (mode 3).

Bảng 3.7 Tần số và chu kì khi phân tích dao động tính gió động

Mode Chu kỳ Tần số

Phương Dạng dao động s Hz

 Xác định giá trị thành phần động của tải gió tác dụng lên công trình

 W pj : giá trị thành phần động

 Mj: khối lƣợng tập trung của phần công trình thứ j ( lấy từ ETABS)

  i : hệ số động lực ứng với dạng dao động thứ nhất

 yji:dịch chuyển ngang tỉ đối của trọng tâm phần công trình thứ j ứng với dạng dao động thứ nhất ( lấy từ ETABS)

  i - hệ số đƣợc xác định bằng cách chia công trình thành n phần, trong mỗi phần tải trọng gió có thể coi nhƣ không đổi

- Xác định i: Hệ số động lực ứng với dạng dao động đầu tiên, phụ thuộc vào thông số i và độ giảm loga của dao động o i i

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

 f i : Tần số dao động riêng thứ i

 W o : Giá trị áp lực gió Lấy bằng 0.95 kN/m 2 = 950 N/m 2

Hình 3.1 Đồ thị xác định hệ số động lực x ( đường cong 1)

 y ji : dịch chuyển ngang tỉ đối của trọng tâm phần công trình thứ j ứng với dạng dao động riêng thứ i

 W Fj : giá trị tiêu chuẩn thành phần động của tải trọng gió tác dụng lên phần thứ j của công trình: WFj = Wj  j Sj  (kN)

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

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

Hệ số tương quan không gian áp lực động của tải trọng gió đối với các dạng dao động khác nhau của công trình là một yếu tố quan trọng trong tính toán Đối với dạng dao động thứ nhất, hệ số này được ký hiệu là 1, trong khi với các dạng dao động còn lại, hệ số được quy định là  = 1.

Giá trị 1 được xác định theo bảng 10, TCVN 2737:1995, phụ thuộc vào hai tham số ρ và χ Để lấy được hai thông số này, cần tham khảo bảng 11, TCVN 2737:1995, trong đó a và b được xác định như hình vẽ (mặt màu đen là mặt đón gió).

Hình 3.2 Hệ tọa độ khi xác định hệ số tương quan không gian  1

Bảng 3.9 Các tham số ρ và χ

Mặt phẳng tọa độ cơ bản song song với bề mặt tính toán ρ χ

Bảng 3.10 Hệ số tương quan không gian  1

Phương Hệ số tương quan không gian 1

- Kết quả tính toán giá trị thành phần động của tải trọng gió đƣợc trình bày trong bảng:

Bảng 3.11 Giá trị thành phần động của tải trọng gió theo phương X

Hệ số áp lực động ξj

Giá trị tính toán thành phần động Wpj1

Bảng 3.12 Giá trị thành phần động của tải trọng gió theo phương Y

Hệ số áp lực động ξj

Giá trị tính toán thành phần động Wpj1

3.2.2 Tải trọng động đất (TCVN 9386 : 2012)

- Có 2 phương pháp tính tải trọng động đất: Phổ phản ứng dao động và tĩnh lực ngang tương đương

- Với chu kì T1(x) = 2.467 Không thỏa mãn yêu cầu phương pháp tĩnh lực ngang tương đương: 1 4T C 2.4s

Phương pháp phổ phản ứng dao động là một kỹ thuật động lực học kết cấu, sử dụng phổ phản ứng của các dạng dao động để đánh giá phản ứng tổng thể của kết cấu Phổ phản ứng được xác định dựa trên tọa độ của các đường cong tương ứng với chu kỳ dao động riêng Trong trường hợp công trình nằm ở Quận Tân Bình, thành phần thẳng đứng của tải trọng động đất không cần được xem xét, do đó không cần thiết phải xây dựng phổ phản ứng theo phương đứng.

 Thông số về công trình

Công trình xây dựng tại quận Hoàng Mai, TP Hà Nội, theo Phụ lục H của TCVN 9386:2012, có giá trị đỉnh gia tốc nền là a gR = 0.1001 (g m/s²) và hệ số tầm quan trọng là γ = 1.25 Do đó, giá trị gia tốc nền thiết kế được xác định dựa trên các thông số này.

- Sử dụng đất nền loại C để tính toán

Bảng 3.13 Thông số đất nền tính động đất

 TB (s) là giới hạn dưới của chu kỳ ứng với đoạn nằm ngang của phổ phản ứng

 T C (s) là giới hạn trên của chu kỳ ứng với đoạn nằm ngang của phổ phản ứng

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

 Khối lƣợng tham gia giao động

- Theo mục 3.2.4 – TCVN 375:2006 thì khối lƣợng tham gia dao động đƣợc xác định nhƣ sau:

 E=.2 với E là hệ số tổ hợp tải trọng (mục 4.2.4 – TCVN 375:2006)

 Tra bảng 3.4 – TCVN 375:2006 với công trình là nhà ở, văn phòng: 2=0.3

 Tra bảng 4.2 – TCVN 375:2006 với các phòng sử dụng đồng thời: =0.8

- Vậy khối lƣợng tham gia giao động khai báo trong mô hình ETABS:

 Xác định hệ số ứng xử của kết cấu

- Hệ kết cấu thuộc loại hệ khung – theo mục 5.2.2.2 TCVN 9386-2012 ta có :

 Hệ số ứng xử theo phương ngang :q q   o k w  3.9

 Hệ số ứng sử theo phương đứng : q 1.50

 Xác định phổ thiết kế

- Công trình ở Q.Hoàng Mai – Hà Nội có avg = 0.982 > 2.5(m/s 2 ), theo TCVN 9386-

2012 ta không cần xét tới phổ phản ứng theo phương đứng

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

 Sd (T) là phổ thiết kế

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

Kết quả tính toán tải trọng động đất đƣợc trình bày trong bảng:

Bảng 3.14 Phổ thiết kế theo phương ngang

 Tổ hợp tải trọng động đất

TCVN 9386-2012 cho phép áp dụng phương án tổ hợp, trong đó sử dụng 100% hệ quả tác động của động đất theo một phương, kết hợp với 30% hệ quả tác động của động đất theo phương vuông góc.

 EE là hệ quả tác động do động đất

 EEdx là biểu thị hệ quả tác động do đặt động đất dọc theo phương X

 EEdy là biểu thị hệ quả tác động do đặt động đất dọc theo phương Y

Hình 3.3 Khai báo tải động đất trong ETABS

Tổ hợp tải trọng

Bảng 3.15 Các trường hợp tải khi khai báo Load Patterns

STT Các trường hợp tải TYPE Self weight Ký hiệu Ghi chú

1 Tĩnh tải tường Dead 0 TT-TUONG Tiêu chuẩn

2 Hoạt tải giá trị nhỏ hơn 2 kN/m 2 Live 0 HT1 Tiêu chuẩn

3 Hoạt tải giá trị lớn hơn 2 kN/m 2 Live 0 HT2 Tiêu chuẩn

4 Tĩnh tải do bản thân cấu kiện Dead 1 TT-BANTHAN Tiêu chuẩn

5 Tĩnh tải do các lấu cấu tạo sàn Dead 0 TT-CAUTAO Tiêu chuẩn

6 Gió tĩnh chiều trục X Wind 0 GTX Tính toán

7 Gió tĩnh chiều trục Y Wind 0 GTY Tính toán

8 Gió động phương X Wind 0 GDX Tính toán

9 Gió động phương Y Wind 0 GDY Tính toán

Bảng 3.16 Các trường hợp tải khi khai báo Load Cases

STT Trường hợp tải Kí hiệu TYPE Thành phần

1 Tĩnh tải tiêu chuẩn TT-TC Linear Static TT-TUONG, TT-BANTHAN,

2 Tĩnh tải tính toán TT Linear Static 1.1TT-TUONG, 1.1TT-

3 Hoạt tải tiêu chuẩn HT-TC Linear Static HT1, HT2

4 Hoạt tải tính toán HT Linear Static 1.2HT1, 1.3HT2

5 Gió tĩnh theo phương X GTX Linear Static GTX

6 Gió tĩnh theo phương Y GTY Linear Static GTY

7 Gió động theo phương X GDX Linear Static GDX

8 Gió động theo phương Y GDY Linear Static GDY

9 Gió phương X WX Linear Static GTX, GDX

10 Gió phương Y WY Linear Static GTY, GDY

11 Tổ hợp động đất phương X

12 Tổ hợp động đất phương Y

Bảng 3.17 Các trường hợp tổ hợp tải trọng

STT Tổ hợp TYPE Thành phần

6 Comb6 add TT, 0.9HT, 0.9WX

7 Comb7 add TT, 0.9HT, -0.9WX

8 Comb8 add TT, 0.9HT, 0.9WY

9 Comb9 add TT, 0.9HT, -0.9WY

10 Comb10 add TT, 0.9HT, 0.63WX, 0.63WY

11 Comb11 add TT, 0.9HT, 0.63WX, -0.63WY

12 Comb12 add TT, 0.9HT, -0.63WX, 0.63WY

13 Comb13 add TT, 0.9HT, -0.63WX, -0.63WY

16 Comb16 add TT, 0.3HT, DONGDAT-X

17 Comb17 add TT, 0.3HT, DONGDAT-Y

18 Comb18 add TT, 0.3HT, - DONGDAT-X

19 Comb19 add TT, 0.3HT, - DONGDAT-Y

20 Combbao Enve Comb1, Comb2,… Comb19

21 CV1 add TT-TC, 0.83WX

22 CV2 add TT-TC, 0.83WY

23 CV3 add TT-TC, -0.83WX

24 CV4 add TT-TC, -0.83WY

TÍNH TOÁN CẦU THANG

Kích thước sơ bộ bản thang

- Chiều cao tầng điển hình là 3.4 m, có 19 bậc thang, cầu thang 2 vế Kích thước mỗi bậc thang là:

- Bề rộng vế thang là: b1.3m

- Góc nghiêng của bản thang với mặt phẳng nằm ngang là: tan 170 cos 0.863

Tải trọng

- Các lớp cấu tạo bản thang:

Hình 4.2 Các lớp cấu tạo bản thang

- Tĩnh tải tác dụng lên bản thang

Bảng 4.1 Tĩnh tải bản thang nghiêng

STT Các lớp vật liệu γ Dày δ δ tđ g tc Hệ số vƣợt tải g tt (kN/m 3 ) (m) (m) (kN/m 2 ) (kN/m 2 )

1 Mặt bậc đá hoa cương 24 0.02 0.0274 0.657 1.1 0.723

Bảng 4.2 Tĩnh tải bản chiếu nghỉ

STT Các lớp vật liệu γ Dày δ g tc Hệ số vƣợt tải g tt (kN/m 3 ) (m) (kN/m 2 ) (kN/m 2 )

- Hoạt tải lấy theo TCVN 2737-1995 cho cầu thang là p tc = 3 kN/m2, hệ số vƣợt tải lấy bằng 1.2

 Bản thang nghiêng: p tt  n p tc cos1.2 3 0.863 3.11(   kN m/ 2 )

 Bản chiếu nghỉ: p tt  n p tc 1.2 3 3.6(  kN m/ 2 )

Mô hình – xuất nội lực

- Cắt một dải bề rộng 1(m) dọc theo bản thang, xem bản thang nhƣ một dầm đơn giản kích thước bxh = 1m x 0.12m

- Sơ đồ tính: 2 đầu ngàm

- Sử dụng phần mềm Etabs để xác định nội lực

Hình 4.3 Khai báo tĩnh tải tác dụng lên bản thang

Hình 4.4 Khai báo hoạt tải tác dụng lên bản thang

Tính thép

- Từ kết quả nội lực ta chọn kết quả moment dương lớn nhất để tính cốt thép giữa nhịp và moment âm nhỏ nhất để tính cốt thép ở gối

- Sử dụng bê tông B25 và cốt thép AI( đối với thép ∅ Q max  Thỏa điều kiện về độ bền s s wl b nE A 2 210000 50.27

Qbt = 860.7 kN > Qmax cốt đai bố trí đủ chịu lực cắt

 Đoạn giữa dầm bố trớ ỉ8a250

- Tính toán cốt thép gia cường cho dầm

6.4.2 Tính toán cốt thép cột

6.4.2.1 Sự làm việc của cột chịu nén lệch tâm xiên

Đối với các cấu kiện làm việc bằng vật liệu đàn hồi và đồng chất, khi chịu nén lệch tâm xiên, có thể áp dụng phương pháp cộng tác dụng để tính toán ứng suất.

- Điều kiện bền là hạn chế ứng suất không vượt quá ứng suất cho phép hoặc cường độ tính toán của vật liệu

Khi tính toán cấu kiện bêtông cốt thép theo trạng thái giới hạn, không thể sử dụng phương pháp cộng tác dụng để xác định ứng suất do từng nội lực riêng lẻ Việc tính toán cốt thép và kiểm tra khả năng chịu lực cần xem xét đồng thời tác dụng của ba nội lực N, Mx và My.

Khi chịu nén lệch tâm xiên, vị trí đặt lực và mối quan hệ giữa các nội lực, kích thước tiết diện cùng với bố trí cốt thép sẽ quyết định xem toàn bộ tiết diện có bị nén hay chỉ một phần bị nén trong khi phần còn lại bị kéo.

Trong một tiết diện toàn bộ chịu nén, có một điểm đỉnh chịu nén lớn nhất gần vị trí đặt lực, trong khi đỉnh ở phía đối diện của đường chéo sẽ chịu nén ít hơn.

Trong thiết kế kết cấu, vùng nén có thể có bốn dạng khác nhau khi một phần chịu nén Cần phân biệt giữa trục trung hòa và giới hạn của vùng nén, trong đó trục trung hòa cách đỉnh chịu nén lớn nhất một đoạn x0, xác định chiều cao thực của vùng nén Giới hạn của vùng nén được tính từ đỉnh với đoạn x = θx0, với θ nằm trong khoảng 0.8 đến 0.85 Trong quá trình tính toán, vùng bê tông chịu nén sẽ được xác định theo giới hạn này.

Hình 6.16 Các dạng vùng nén

Trong trạng thái giới hạn, ứng suất trong bê tông vùng nén được coi là phân bố đồng đều và đạt giá trị Rb Đồng thời, ứng suất trong cốt thép nằm xa trục trung hòa có thể đạt đến giá trị tối đa.

Rs và Rsc, trong khi đó những thanh thép càng ở gần trục trung hoà thì có ứng suất càng bé hơn

Theo TCVN 5574:2012, ứng suất trong các thanh thép được xác định bằng công thức (a), với thứ tự các thanh được đánh số là i=1,2,…,n và diện tích của mỗi thanh là Ai, khi ứng suất i lớn hơn 0.

  là ứng suất kéo và ngƣợc lại Giá trị ứng suất  i khống chế trong giới hạn s sc i

  h là chiều cao tương đối vùng chịu nén của bêtông, với h0i là khoảng cách từ thanh thép thứ i đến trục V-V

  là ứng suất giới hạn của cốt thép vùng chịu nén

   đặc trƣng vùng bêtông chịu nén, bêtông nặng nên  =0.85

6.4.2.2 Tính toán cốt thép dọc

Phương pháp gần đúng chuyển đổi trường hợp nén lệch tâm xiên thành nén lệch tâm phẳng tương đương nhằm tính toán cốt thép Nguyên tắc của phương pháp này được quy định trong tiêu chuẩn Anh BS8110 và tiêu chuẩn Mỹ ACI318, từ đó phát triển các công thức và điều kiện tính toán phù hợp với tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5574:2012.

- Xét tiết diện có cạnh Cx, Cy điều kiện để áp dụng phương pháp gần đúng là

C  cốt thép đƣợc đặt theo chu vi, phân bố đều hoặc mật độ cốt thép trên cạnh b có thể lớn hơn

Tiết diện chịu lực nén N và moment uốn M x, M y có độ lệch tâm ngẫu nhiên e ax, e ay Sau khi phân tích uốn theo hai phương, hệ số  x và  y được xác định Giá trị moment gia tăng được tính toán dựa trên các yếu tố này.

 Có thể tính toán độ mảnh:

 28, đƣợc xác định theo công thức: 1

N cr có thể tính theo công thức gần đúng:

 Độ lệch tâm ngẫu nhiên e ax ,e ay đƣợc xác định nhƣ sau: ax max ;

 Ta xét tương quan giữa hai giá trị Mx1, My1 với kích thước các cạnh mà đưa về một trong hai mô hình tính toán

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

Giả thiết giá trị a, tính đƣợc h0=h-a, z=h-2a

Tiến hành tính toán theo trường hợp đặt cốt thép đối xứng:

Tính hệ số chuyển đổi mo

  h m 0 = 0.4 Tính momen tương đương (biến đổi lệch tâm xiên ra lệch tâm phẳng)

  b Độ lệch tâm e1: 1 M e  N Với kết cấu tĩnh định: e0 = e1 + ea

Với kết cấu siêu tĩnh: e0 = max(e1 , ea)

Trường hợp 1: Nén lệch tâm rất bé: 0

  h  tính toán gần nhƣ nén đúng tâm

Hệ số ảnh hưởng độ lệch tâm γe: 1 e (0.5 )(2 )

Hệ số uốn dọc phụ thêm khi xét nén đúng tâm: e (1 )

Khi 4< λ h o = 600 mm Độ lệch tâm ngẫu nhiên: e a e ax 0.2e ay 21.70.2 21.7 26.04

       Độ lệch tâm tĩnh học e1 td 1

   Độ lệch tâm ban đầu eo : eo max e ;e 1 a max 660; 26.04 660mm Độ lệch tâm e o h e e a 660 600 / 2 50 910 mm

    > 0.3 Tính toán theo trường hợp lệch tâm lớn

6.4.2.3 Tính toán cốt thép đai

Cốt thép ngang trong cột có vai trò quan trọng trong việc liên kết các thanh thép dọc, tạo thành một hệ khung vững chắc và giữ cho cốt thép dọc ổn định trong quá trình thi công Khi cốt thép dọc chịu nén, nó có thể bị cong, dẫn đến việc phá vỡ lớp bê tông bảo vệ và bật ra khỏi bê tông Cốt đai giúp ngăn chặn hiện tượng cong và bậc ra ngoài của cốt dọc; nếu cốt đai không được neo chắc chắn hoặc kích thước quá nhỏ, nó có thể bị bung ra hoặc kéo đứt.

- Khoảng cách giữa các thép đai tại vị trí nối buộc thép đặt thép đai không quá

10 doc min Trong đoạn nối buộc cốt thép phải có ít nhất 4 cố thép đai

- Khoảng cách giữa các thép đai trong đoạn còn lại 10 min min 400 doc mm

- Theo quy định trên, bố trí thép đai 8 200 a cho toàn cột là đảm bảo, nhƣng cần xét đến quy định về kháng chấn trong mục 6.8.4

- Từ những điều kiện trên, ta đặt cốt thép cột nhƣ sau:

Trong khoảng vùng tới hạn bố trí 8 100a

Trong khoảng vùng còn lại bố trí 8 200a

6.4.3.1 Cấu tạo kháng chấn cho dầm

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

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

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

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

- Theo các trường hợp trên, công trình CAO ỐC BÌNH MINH với a g = 0.07g  0.08g thì chỉ cần áp dụng các giải pháp kháng chấn đã đƣợc giảm nhẹ

- Cấu tạo kháng chấn cho dầm

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

 Khoảng cách s của các vòng cốt đai (tính bằng mm) không đƣợc vƣợt quá:

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

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

 Ngoài ra, cốt đai trong dầm phải là đai kín, đƣợc uốn móc 45 o và với chiều dài móc là 10d bw

Hình 6.1 Cốt thép ngang trong vùng tới hạn của dầm

6.4.3.2 Cấu tạo kháng chấn cho cột

- Tổng hàm lƣợng cốt thép , trong các tiết diện ngang đối xứng cần bố trí cốt thép đối xứng

- Phải bố trí ít nhất một thanh trung gian giữa cá thanh thép dọc theo mỏi mặt để đảm báo tính toàn vẹn của nút dầm – cột

- Các vùng trong khoảng cách lcr kể từ hai tiết diện đầu mút của cột kháng chấn phải đƣợc xem nhƣ vùng tới hạn

- Khi thiếu những thông tin chính xác hơn, lcr (m) có thể xác định từ biểu thức sau: max( ; / 6;0.45) cr c cl l  h l

Trong đó hc là kích thước lớn nhất của tiết diện ngang đang xét lcl là chiều cao thông thủy của cột (m)

- Nếu l cl /h c 3 , toàn bộ chiều cao cột xem nhƣ vùng tới hạn

Trong các vùng tới hạn của cột kháng chấn, cốt đai kín và đai móc có đường kính tối thiểu 6 mm cần được bố trí với khoảng cách hợp lý để đảm bảo độ dẻo của cấu trúc và ngăn ngừa mất ổn định cục bộ của thanh thép dọc Hình dạng của đai phải được thiết kế để tăng cường khả năng chịu lực của tiết diện ngang, nhờ vào ứng suất ba chiều mà các vòng đai tạo ra Những điều kiện tối thiểu này được coi là thỏa mãn khi đáp ứng các yêu cầu cụ thể.

 Khoảng cách s (mm) giữa các vòng đai không đƣợc vƣợt quá min( o / 2;175;8 bL ) s b d

Kích thước tối thiểu của lõi bê tông, tính từ đường trục của cốt thép đai, được ký hiệu là b o (mm) Đồng thời, dbL là đường kính tối thiểu của các thanh cốt thép dọc.

Khoảng cách giữa các thanh cốt thép dọc cạnh nhau được cố định bằng đai kín và đai móc không vượt quá Smax = 200 mm, áp dụng cho cấp dẻo trung bình.

- Từ những điều kiện trên, kết hợp với quy định về đặt cốt thép ngang trong cột theo 6.8.2.3 Ta đặt cốt thép đai trong cột nhƣ sau:

 Trong khoảng vùng tới hạn 1 m bố trí 8 100 a

 Đoạn còn lại bố trí 8 200 a

6.4.4 Tính toán cốt thép vách

TÍNH TOÁN – THIẾT KẾ MÓNG

Số liệu địa chất công trình

- Theo kết quả khảo sát địa chất, tự cao trình tự nhiên đến chiều sâu hố khoan 90 m

- Địa tầng tại vị trí xây dựng công trình đƣợc phân thành các lớp sau:

 Lớp 1: sét lẫn bụi cát mịn, màu xám vàng, dẻo mềm

 Lớp 2: Sét lẫn bụi cát mịn và sạn sỏi laterit, màu nâu đỏ, xám xanh, dẻo cứng

 Lớp 3: Cát pha, màu xám trắng- xám vàng, dẻo

 Lớp 4a: Cát mịn lẫn nhiều bụi sét, màu xám vàng- xám trắng, chặt vừa

 Lớp 4b: Cát lẫn bụi sét và sỏi, mà xám hồng- xám vàng, chặt vừa

 Lớp 5: Sét lẫn bụi, màu xám vàng- xám xanh- nâu đỏ, nữa cứng-cứng

Bảng 7.1.1 Số liệu địa chất công trình

Tyû trọng hạt Độ bão hòa

Modun tổng biến dạng Mpa

Lựa chọn phương án thiết kế

- Sử dụng phương án móng cọc ly tâm dự ứng lực ( cọc khoan hạ )

Chiều cao đài và kích thước cọc

- Sử dụng cọc ly tâm dự ứng lực PHC đường kính 700mm, thành dày 110mm

- Chiều dài cọc dự kiến 36m, cắm vào lớp đất tốt là lớp đất 5 một đoạn 2.65m ( độ sâu mũi cọc tính từ mặt đất tự nhiên là 39.65m)

- Chọn chiều cao đài: Hf = 2mm

Bảng 7.3.1 Kích thước cọc Đường kính cọc

Chiều dài 1 cọc (đoạn cọc)

Bảng 7.3.2 Đặc trưng cơ lý của bê tông

Môđun đàn hồi của BT sau căng

Hệ số co ngót của Bêtông

Hệ số từ biến của Bêtông σcu Ec Ecp εs ψ

- Vật liệu làm thép ứng lực trước ( đường kính d=9mm, 20 sợi)

Bảng 7.3.3 Đặc trưng cơ lý của thép dự ứng lực

Giới hạn bền kéo đứt Giới hạn chảy của thép

Môđun đàn hồi của thép trước khi căng

Hệ số chùng ứng suất của thép σpu σpy Ep r

- Đặc trƣng hình học của cọc:

Bảng 7.3.4 Đặc trung hình học của cọc Đường kính ngoài Do cm 70 Độ dày thành cọc T cm 11

Bán kính ngoài ro cm 35

Bán kính đặt thép r p cm 29.5

Tính toán sức chịu tải của cọc

7.4.1 Sức chịu tải theo vật liệu làm cọc ( TCVN 7888-2014 )

- Ứng suất căng tính toán của thép:

Thông số Giá trị Đơn vị σpi = 0.7× σpu 994.00 MPa n' =E p /E cp 8.96 k (const) 0.025

- Ứng suất nén ban đầu của bê tông: pt p 5.84 cpt c

- Tổn thất ứng suất do từ biến và co ngót:

E c : Modul đàn hồi của bê tông

60 εs: Hệ số co ngót khô, εs= 1.5 x 10 -4 ψ :Hệ số từ biến, ψ = 2.0

- Tổn thất ứng suất do chùng ứng suất:  r

- Ứng suất hữu hiệu trong thép chủ: σ pe = σ pt - (σ pψ + σ r ) = 815.57Mpa

- Ứng suất hữu hiệu trong bê tông: pe p 5.12 ce c

- Sức chịu tải làm việc ngắn hạn theo vật liệu cọc:

- Sức chịu tải làm việc thực tế của cọc khi thi công :

7.4.2 Xác định sức chỉu tải của cọc theo đất nền

- Sức chịu tải theo đất nền của cọc thi công theo phương pháp khoan thả: u

Q = { NA1 ( N L q L ) }(kN) a s  p  s s   c  ( tham khảo Cty Phan Vũ)

     lần lƣợt là sức chịu tải ở mũi và thân cọc

- Tính toán sức chịu tải ở mũi cọc: NA

 p Trong đó: N = min( N1, N2) với N1, N2 lần lƣợt là số búa SPT trung bình ở khoảng 1d trên + 1d dưới mũi cọc và 3d trên + 4d dưới mũi cọc

Bảng 7.4.1 Hệ số khả năng chịu tải ở mũi cọc α Đất tại mũi cọc α Phạm vi áp dụng Đất cát, đất rời 315 5 ≤ N ≤ 60 Đất dính 320 2 ≤ N ≤ 58

Bảng 7.4.2 Sức chịu tải ở mũi cọc Đường kính

- Tính toán sức kháng ma sát ở thân cọc: ( N L q L ) u s s c

Bảng 7.4.3 Hệ số khả năng chịu tải ma sát ở thân cọc β, γ

Hệ số Phạm vi áp dụng

 Đối với lớp đất cát: N L

 s s (  là chu vi cọc = 2.2m, Ns là số búa SPT trung bình của lớp đất )

Bảng 7.4.4 Sức kháng thân cọc trong lớp đất cát

 Đối với lớp đất sét: q L u

Bảng 7.4.5 Sức kháng thân cọc trong lớp đất sét

Lớp đất Độ sâu Chiều dày lớp

- Sức chịu tải ngắn hạn theo đất nền của cọc: an p s s u c

- Sức chịu tải thiết kế theo đất nền của cọc: a p s s u c

Q (1 / Fp) NA (1 / Fs) ( N L   q L ) 4277.64 kN ( với Fp = 3 và Fs = 2, là hệ số an toàn )

Vậy sức chịu tải của cọc Rc,u = Qa = 4277.64 kN

Bố trí hệ móng công trình

- Sức chịu tải thiết kế Rc,d đƣợc tính nhƣ sau: Rc,u /k

Bảng 7.5.1 Sức chịu tải thiết kế của cọc

Số cọc Rc,u (kN) k Rc,d (kN)

Dựa trên nội lực được tính toán bằng phần mềm ETABS và sức chịu tải thiết kế của cọc, chúng ta có thể lập bảng tính sơ bộ để xác định số lượng cọc cần thiết cho công trình.

Bảng 7.5.2 Chọn số lượng cọc cho vách

Bảng 7.5.3 Chọn số lượng cọc cho cột

- Mặt bằng bố trí móng: Xem bản vẽ đính kèm

Thiết kế móng F3

- Kích thước đài: Bđ × Lđ × Hđ = 5.6 m × 5.8 m × 2 m

Bảng 7.6.1 Nội lực vách móng F3

Trường hợp N (kN) Mx (kN.m) My (kN.m)

- Độ lún cọc treo đơn không mở rộng mũi ( Mục 7.4.2 TCVN 10304 – 2012 )

N là tải trọng thẳng đứng tác dụng lên cọc

 là hệ số đƣợc xác định theo công thức

Hệ số tương ứng cọc cứng tuyệt đối  '

    Độ cứng tương đối của cọc:

G 1 là các đặc trƣng đƣợc lấy trung bình đối với toàn bộ các lớp đất thuộc phạm vi chiều sâu hạ cọc

G 2 đƣợc lấy trong phạm vi 0.5l từ độ sâu l đến độ sâu 1.5l kể từ đỉnh cọc

G2 0.4 3.8 1.52MPa  kn là hệ số lấy theo TCVN 10304-2012: k n 0.2

- Độ cứng của cọc đơn tt c

7.6.2 Kiểm tra ổn định đất nền

 Xác định khối móng quy ƣớc

Hình 7.6.2 Khối móng quy ước móng F3

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

- Chiều dài đoạn mở rộng: tb x Lcoc tan 3.83m

- Chiều dài, chiều rộng và chiều cao của đáy khối móng quy ƣớc:

 Kiểm tra áp lực đáy khối móng quy ƣớc

- Tải trọng tiêu chuẩn tác dụng lên khối móng quy ƣớc tt tc N

- Trọng lƣợng đất trong khối móng quy ƣớc

- Trọng lƣợng đài và cọc

W D = (N cọc × L cọc × A cọc + Lđài × Bđài × Hđài) × γ bt = 11128 kN

- Moment chống uốn của khối móng quy ƣớc

- Áp lực tiêu chuẩn ở đáy khối móng quy ƣớc: tc tc tc qu D y tc x 2 max m m x y

 tc tc tc qu D y tc x 2 min m m x y

- Khả năng chịu tải của nền dưới mũi cọc

Lớp đất cọc tỳ vào là lớp cát chặt vừa có: c = 42.2 kN/m 2 γ = 10.41 kN/m 3 (dung trọng đẩy nổi lớp đất tại mũi cọc) φ = 19.1 o ’ A = 0.48; B = 2.9; D = 5.48 i i

' : Dung trọng của đất từ đáy khối móng quy ƣớc trở lên h o = h - h td = 39.65 – 38.7 = 0.95 m

       h1 = 38 m khoảng cách từ mặt dưới sàn tầng hầm đến mũi cọc h2 = 0.3 m chiều dày sàn tầng hầm h0 = 39.65 m chiều sâu đáy khối móng quy ƣớc so với mặt đất

 tc 2 tc 2 max tc 2 min tc 2 tc 2 tb

 Như vậy nền đất dưới khối móng quy ước thỏa điểu kiện về ổn định

7.6.3 Kiểm tra độ lún khối móng quy ƣớc

- Độ lún của móng khối quy ƣớc đƣợc tính nhƣ móng đơn với đài là móng khối quy ƣớc

- Áp lực bản thân đất nền của đáy khối móng quy ƣớc: σo bt

- Ứng suất gây lún ở đáy khối móng quy ƣớc:

Chia lớp đất dưới đáy khối móng thành nhiều lớp dày 1 m để tính toán ứng suất gây lún Điều kiện cần thỏa mãn là ứng suất σ n bt phải lớn hơn hoặc bằng 5 lần ứng suất σ n gl, và vị trí ngừng tính lún được xác định qua công thức bt bt i i 1  ihi.

     ,   gl i k oi   gl z o  k oi :tra bảng phụ thuộc vào tỉ số qu qu

- Độ lún của nền đƣợc tính theo công thức:

Vị trí Z(m) Z/Bm ko σ ibt σ igl E σibt/ σigl s i kN/m 2 kN/m 2 kN/m 2 m

- Tại độ sâu cách đáy móng 10m thì tắt lún

- S = 3.9 cm < [Sgh] = 10 cm  Thỏa điều kiện cho phép

7.6.4 Tính kết cấu đài móng

 Kiểm tra chọc thủng đài móng

Hình 7.6.3 Tháp xuyên thủng móng F3

- Vì tháp xuyên thủng phủ hết các đầu cọc nên điều kiện chống nén thủng ( chọc thủng đí bởi cột ) đƣợc đảm bảo

- Ta tiến hành kiểm tra nén thủng theo điều kiện hạn chế

- Công thức xác định lực chống xuyên thủng: o cx bt m o

F cx là lực chống xuyên thủng

là hệ số, bê tông nặng lấy bằng 1; bê tông hạt nhỏ 0.85; bê tông nhẹ 0.8

Rbt là cường độ chịu cắt của bê tông

Chu vi trung bình của mặt nghiên xuyên thủng được ký hiệu là U m, trong khi chiều cao làm việc của đài được ký hiệu là h o Chiều dài hình chiếu mặt bên của tháp xuyên thủng lên phương ngang được ký hiệu là c, với điều kiện c phải lớn hơn hoặc bằng 0.4 lần chiều cao h 0.

Lực xuyên thủng bảng tổng các phản lực đầu cọc nằm ngoài tháp xuyên thủng được xác định bằng cách lấy phản lực đầu cọc của mỗi cọc với giá trị tối đa.

F xt 5x2480.766 = 12403 kN ( xem Hình 7.6.4 Phản lực đầu cọc )

- Ta có: F xt < F cx nên điều kiện chống cuyên thủng đƣợc đảm bảo

 Tính toán cốt thép đài cọc

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

- Kiểm tra phản lực đầu cọc

Hình 7.6.5 Phản lực đầu cọc móng F3

P min > 0 Cọc làm việc trong điều kiện cho phép và không bị nhổ

- Moment trong đài cọc: từ mô hình SAFE, ta xuất moment của các dải STRIP để tính toán cốt thép cho đài móng

Hình 7.6.6 Moment đài móng theo 2 phương

- Tính toán cốt thép nhƣ cấu kiện chịu uốn

Bảng 7.6.3 Kết quả tính toán cốt thép đài móng

- Bố trí thép đài móng: Xem bản vẽ đính kèm

Thiết kế móng F4

Bảng 7.7.1 Nội lực vách móng F4 Trường hợp N (kN) Mx (kN.m) My (kN.m)

N là tải trọng thẳng đứng tác dụng lên cọc

G1 là các đặc trƣng đƣợc lấy trung bình đối với toàn bộ các lớp đất thuộc phạm vi chiều sâu hạ cọc

G2 đƣợc lấy trong phạm vi 0.5l từ độ sâu l đến độ sâu 1.5l kể từ đỉnh cọc

G2 0.4 6.84 2.736MPa kn là hệ số lấy theo TCVN 10304-2012: k n 0.2

- Tương tự với móng F3, ta có được kích thước khối móng quy ước cho móng F4:

Hình 7.7.2 Khối móng quy ước móng F4

- Tải trọng tiêu chuẩn tác dụng lên khối móng quy ƣớc tt tc N

- Trọng lƣợng khối móng quy ƣớc

Wqu = Lqu × Bqu × Zi × γi = 40591 kN

W D = (N cọc × L cọc × A cọc + Lđài × Bđài × Hđài) × γ bt = 6855.32 kN

- Áp lực tiêu chuẩn ở đáy khối móng quy ƣớc: tc tc tc qu D y tc x 2 max m m x y

 tc tc tc qu D y tc x 2 min m m x y

Lớp đất cọc tỳ vào là lớp cát chặt vừa có: c = 42.2 kN/m 2 γ = 10.41 kN/m 3 (dung trọng đẩy nổi lớp đất tại mũi cọc) φ = 19.1 o  A = 0.48; B = 2.9; D = 5.48 i i

' : Dung trọng trung bình của đất từ đáy khối móng quy ƣớc trở lên h o = h - h td = 39.65 – 38.7 = 0.95 m

       h1 = 38 m khoảng cách từ mặt dưới sàn tầng hầm đến mũi cọc h2 = 0.3 m chiều dày sàn tầng hầm h0 = 39.65 m chiều sâu đáy khối móng quy ƣớc so với mặt đất

- Như vậy nền đất dưới khối móng quy ước thỏa điểu kiện về ổn định

Độ lún của móng khối quy ước được xác định tương tự như móng đơn, với đài là móng khối quy ước Độ lún này được tính dựa trên độ lún cố kết của đất, vì vậy chỉ xem xét tải tiêu chuẩn tác dụng trong thời gian dài.

- Áp lực bản thân đất nền của đáy khối móng quy ƣớc: σ o bt = 406.7 kN/m 2

- Ứng suất gây lún ở đáy khối móng quy ƣớc: tt tc N

Chia lớp đất dưới đáy khối móng thành nhiều lớp có chiều dày 1 m để tính toán ứng suất gây lún Tiến hành tính cho đến khi đạt điều kiện σ n bt ≥ 5σ n gl, với công thức σ bt = Σ(σ bt i * hi) từ i = 1 đến n.

     ,   gl i k oi   gl z o  k oi :tra bảng phụ thuộc vào tỉ số qu qu

Vị trí Z(m) Z/B m k o σibt σigl E σibt/ σ igl si kN/m 2 kN/m 2 kN/m 2 m

- S = 1.5 cm < [S gh ] = 10 cm  Thỏa điều kiện cho phép

Fcx là lực chống xuyên thủng

R bt là cường độ chịu cắt của bê tông

U m là chu vi trung bình của mặt nghiên xuyên thủng, trong khi ho là chiều cao làm việc của đài Để đảm bảo tính chính xác, c là chiều dài hình chiếu mặt bên của tháp xuyên thủng lên phương ngang với điều kiện c ≥ 0.4h.

- Ta có c = 0.45 < 0.4h 0 nên không cần kiểm tra nén thủng theo điều kiện hạn chế

- Ta có: M max < R c,d = 2444.4 kN và M min > 0

Cọc làm việc trong điều kiện cho phép và không bị nhổ

Thiết kế móng F1 – móng lõi thang

Bảng 7.8.1 Nội lực vách móng F1

Cột/vách Trường hợp N (kN) Mx (kN.m) My (kN.m)

N là tải trọng thẳng đứng tác dụng lên cọc N = NC4 + NC6 + NP

G1 là các đặc trƣng đƣợc lấy trung bình đối với toàn bộ các lớp đất thuộc phạm vi chiều sâu hạ cọc

G2 đƣợc lấy trong phạm vi 0.5l từ độ sâu l đến độ sâu 1.5l kể từ đỉnh cọc

G2 0.4 6.84 2.736MPa k n là hệ số lấy theo TCVN 10304-2012: k n 0.2

- Tương tự với móng F3, ta có được kích thước khối móng quy ước cho móng F4:

Hình 7.8.2 Hình dạng khối móng quy ước móng F1

- Tải trọng tiêu chuẩn tác dụng lên khối móng quy ƣớc

Cột/vách N (kN) Mx (kN.m) My (kN.m)

- Trọng lƣợng khối móng quy ƣớc

WD = (Ncọc × Lcọc × Acọc + Lđài × Bđài × Hđài) × γbt = 24698 kN

- Trọng lƣợng đất bị đài và cọc chiếm chỗ

WD’ = Ncọc × Acọc × γi×hi + Lđài × Bđài × γi’×hi’ = 16372 kN

- Áp lực tiêu chuẩn ở đáy khối móng quy ƣớc:

 Do lõi thang gây ra: tc tc tc qu D D ' y tc x 2 max1 m m x y

 tc tc tc qu D D ' y tc x 2 min1 m m x y

 Do cột C4 gây ra tc tc tc tc x y 2 max1 m m x y

 tc tc tc tc x y 2 min1 m m x y

 Do cột C6 gây ra tc tc tc tc x y 2 max1 m m x y

 tc tc tc y tc x 2 min1 m m x y

- Áp lực tiêu chuẩn ở đáy khối móng quy ƣớc do toàn bộ tải trọng gây ra: tc tc tc tc 2 max max1 max 2 max 3 622.5kN / m

        tc tc tc tc 2 min min1 min 2 min 3 553.7kN / m

        tc tc tc tc 2 tb tb1 tb 2 tb3 588kN / m

Lớp đất cọc tỳ vào là lớp cát chặt vừa có: c = 42.2 kN/m 2 γ = 10.41 kN/m 3 (dung trọng đẩy nổi lớp đất tại mũi cọc) φ = 19.1 o  A = 0.48; B = 2.9; D = 5.48 i i

' : Dung trọng trung bình của đất từ đáy khối móng quy ƣớc trở lên ho = h - htd = 39.65 – 38.7 = 0.95 m

       h1 = 38 m khoảng cách từ mặt dưới sàn tầng hầm đến mũi cọc h 2 = 0.3 m chiều dày sàn tầng hầm h = 39.65 m chiều sâu đáy khối móng quy ƣớc so với mặt đất

- Như vậy nền đất dưới khối móng quy ước thỏa điểu kiện về ổn định

Độ lún của móng khối quy ước được tính giống như móng đơn, với đài là móng khối quy ước Độ lún này được xác định dựa trên độ lún cố kết của đất, vì vậy chỉ tính đến tải tiêu chuẩn tác dụng trong thời gian dài.

- Áp lực bản thân đất nền của đáy khối móng quy ƣớc: σo bt

- Ứng suất gây lún ở đáy khối móng quy ƣớc: tc 2 tb 588 kN / m

Chia lớp đất dưới đáy khối móng thành nhiều lớp dày 1 m để tính toán ứng suất gây lún Quá trình này sẽ tiếp tục cho đến khi đạt điều kiện σ n bt ≥ 5σ n gl, với công thức tính ứng suất là: σ bt i = σ bt i-1 + hi.

     ,   gl i k oi   gl z o  koi:tra bảng phụ thuộc vào tỉ số qu qu

Vị trí Z(m) Z/Bm ko σibt σigl E σibt/ σigl s i kN/m 2 kN/m 2 kN/m 2 m

- S = 9.2 cm < [Sgh] = 10 cm  Thỏa điều kiện cho phép

F cx là lực chống xuyên thủng

Rbt là cường độ chịu cắt của bê tông

U m là chu vi trung bình của mặt nghiên xuyên thủng, trong khi h o là chiều cao làm việc của đài Bên cạnh đó, c là chiều dài hình chiếu mặt bên của tháp xuyên thủng lên phương ngang, với điều kiện c ≥ 0.4h 0.

Lực xuyên thủng bảng tổng các phản lực đầu cọc nằm ngoài tháp xuyên thủng được xác định bằng cách lấy giá trị lớn nhất của phản lực đầu cọc cho mỗi cọc.

F xt 4x2934.81= 11739 kN ( xem Hình 7.6.4 Phản lực đầu cọc )

- Ta có: Fxt < Fcx nên điều kiện chống cuyên thủng đƣợc đảm bảo

Mmin > 0 Cọc làm việc trong điều kiện cho phép và không bị nhổ

Thi công cọc ly tâm dự ứng lực bằng phương pháp khoan hạ

- Các bước thi công cọc bằng phương pháp Basic

 Định tâm, khoan đào đất

 Tạo thân cọc bằng dung dịch xi măng, kết thúc đào đất

 Tạo thân cọc, rút máy khoan

 Lắp đặt cọc vào hố khoan

- Thiết bị và máy thi công

Hình 7.9.1 Thiết bị - máy thi công cọc bằng phương pháp khoan hạ

Hình 7.9.2 Trình tự thi công cọc ly tâm theo phương pháp Basic

Tiêu đề	Thiết Kế Chung Cư Ct1 - Linh Đàm, Hà Nội
Tác giả	Lê Đình Mạnh
Người hướng dẫn	TS. Đoàn Ngọc Tịnh Nghiêm
Trường học	Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh
Chuyên ngành	Công Nghệ Kỹ Thuật Công Trình Xây Dựng
Thể loại	Đồ án tốt nghiệp
Năm xuất bản	2018
Thành phố	Hà Nội

Định dạng
Số trang	105
Dung lượng	6,09 MB