TỔNG QUAN VỀ KIẾN TRÚC CÔNG TRÌNH
GIỚI THIỆU CÔNG TRÌNH
Hình 1.1 Tòa nhà Office Service Center 1.1.1 Mục đích xây dựng công trình
Nền kinh tế Việt Nam đang phát triển mạnh mẽ trên nhiều lĩnh vực, áp dụng các thành tựu khoa học kỹ thuật tiên tiến để hòa nhập vào xu thế toàn cầu.
Ngành xây dựng đang phát triển mạnh mẽ cùng với sự phát triển của đất nước, với hàng loạt cao ốc, văn phòng và chung cư cao tầng được xây dựng trên khắp các tỉnh thành.
Cao ốc đang là một giải pháp hữu hiệu trong ngành xây dựng nói chung và là mối quan tâm của những ai yêu xây dựng nói riêng
Cao ốc là không gian làm việc lý tưởng cho các doanh nghiệp và công ty cả trong và ngoài nước, trong khi chung cư phục vụ nhu cầu sinh sống của cư dân.
Cao ốc thường được thiết kế với mô hình văn phòng nhằm phục vụ nhu cầu thuê của doanh nghiệp, giúp tối ưu hóa hoạt động và hiệu quả làm việc.
Chính vì thế, công trình OFFICE SERVICE CENTER được thiết kế và xây dựng
1.1.2 Vị trí của công trình Địa chỉ: Lô B1A, mặt phố Duy Tân, Q Cầu Giấy, Thủ đô Hà Nội
Tòa nhà Office Service Center có vị trí đắc địa, giao thông thuận tiện, chỉ mất 15 phút đến trung tâm thành phố và 20 phút ra sân bay Nội Bài Từ tòa nhà, việc di chuyển đến các khu vực trọng điểm khác cũng rất dễ dàng, tạo điều kiện thuận lợi cho việc kết nối và phát triển doanh nghiệp.
Hình 1.2 Vị trí công trình được chụp từ Google Map
- Quy mô công trình: 18 tầng + 1 tầng hầm + 1 tầng kỹ thuật + 1 tầng mái
• Tầng hầm: Bãi giữ xe và phòng kỹ thuật
• Tầng 1: Trung tâm dịch vụ thương mại
• Tầng lửng – tầng 18: Văn phòng cho thuê
• Tầng kỹ thuật: Bố trí thiết bị kỹ thuật
• Tầng mái: Không sử dụng
- Loại công trình: Công trình dân dụng cấp 2
Hình 1.3 Mặt bằng tầng điển hình ĐỀ TÀI : TÒA NHÀ OFFICE SERVICE CENTER GVHD:PGS-TS CHÂU ĐÌNH THÀNH
GIẢI PHÁP XANH
Ngày nay, xu hướng “kiến trúc xanh” ngày càng trở nên phổ biến, nhấn mạnh việc tích hợp các yếu tố tự nhiên vào cuộc sống con người Xu hướng này không chỉ tạo ra sự kết nối giữa con người và thiên nhiên mà còn cải thiện chất lượng không khí trong môi trường sống và làm việc hàng ngày.
Do đó, khu vực tầng 1 sẽ bố trí những bồn hoa xung quanh tòa nhà, các tầng trên sẽ đặt những chậu cây ở lan can
Thiết kế văn phòng với bốn mặt kính trong suốt tạo ra không gian thoáng đãng, giúp nhân viên có tầm nhìn rộng mở để thỏa sức sáng tạo Điều này không chỉ mang lại cảm giác thư giãn mà còn tạo điều kiện làm việc dễ chịu, nâng cao hiệu suất công việc.
GIẢI PHÁP KỸ THUẬT
Hệ thống điện của tòa nhà được kết nối trực tiếp với hệ thống điện thủ đô có công suất 150kV, đồng thời được trang bị hệ thống điện dự phòng Điều này đảm bảo rằng tất cả các thiết bị trong tòa nhà sẽ hoạt động bình thường ngay cả khi xảy ra sự cố mất điện đột ngột từ mạng lưới điện chính.
Công trình sử dụng nguồn nước từ hệ thống cấp nước của Thủ đô Hà Nội thông qua bể chứa nước sinh hoạt của quận Nước được bơm lên bể trên mái và sau đó được phân phối xuống các tầng cần cấp nước.
Hệ thống thoát nước mưa được thiết kế với ống nhụm tròn kẽm ỉ120, kết nối từ mái nhà xuống đất qua hộp đường ống kỹ thuật Nước sinh hoạt sẽ được dẫn vào các hồ chứa nước thải và bể tự hoại, sau đó được xử lý và bơm ra cống thoát nước thành phố.
Công trình được thiết kế với hướng gió chủ đạo là đông và đông bắc, đảm bảo thông gió hiệu quả Hệ thống cửa sổ và cửa đi được bố trí hợp lý ở các mặt đứng, giúp việc thông gió trở nên dễ dàng Ngoài ra, công trình còn trang bị hệ thống gió nhân tạo tại các phòng và khu vực công cộng, tạo ra khí hậu thuận lợi cho sinh hoạt của con người.
Các phòng ở mỗi tầng của công trình được thiết kế với ánh sáng hài hòa, kết hợp màu sắc riêng biệt và tuân thủ tiêu chuẩn thiết kế ánh sáng Đồng thời, nguồn ánh sáng tự nhiên từ bên ngoài được tận dụng qua các hệ thống cửa sổ và cửa đi, tạo nên không gian sống thoáng đãng và dễ chịu.
1.3.6 Hệ thống phòng cháy chữa cháy
Bố trí hệ thống cứu hỏa tại các lối đi, các sảnh,… với khoảng cách tối đa theo đúng tiêu chuẩn TCVN 2622 – 1995
Equip the lightning protection system in accordance with TCVN 9385 - 2012 standards for high-rise buildings This project focuses on the Office Service Center, supervised by PGS-TS Chau Dinh Thanh.
Hệ thống thoát rác được lắp đặt cạnh cầu thang chung cho các tầng, giúp rác được vận chuyển xuống tầng hầm Tại đây, rác sẽ được xử lý trước khi được đưa ra ngoài.
Giao thông trong cùng tầng là sảnh thang máy
Cao ốc có một buồng thang máy và hai cầu thang bộ phục vụ giao thông theo phương đứng
Thang máy được đặt ở vị trí trung tâm, giúp cho văn phòng xung quanh dễ dàng tiếp cận Điều này không chỉ tạo ra khoảng cách đi lại ngắn nhất mà còn mang lại sự tiện lợi, hợp lý và đảm bảo không gian thông thoáng cho toàn bộ khu vực.
TỔNG QUAN KẾT CẤU CÔNG TRÌNH
LỰA CHỌN GIẢI PHÁP KẾT CẤU CHO CÔNG TRÌNH
2.1.1 Phân tích lựa chọn giải pháp kết cấu phần than
2.1.1.1 Giải pháp kết cấu theo phương đứng
Các hệ kết cấu bê tông cốt thép toàn khối được sử dụng phổ biến trong nhà cao tầng bao gồm :
- Hệ kết cấu tường chịu lực
- Hệ khung – vách hỗn hợp
Dựa trên quy mô công trình gồm 19 tầng nổi, 1 tầng hầm, 1 tầng kỹ thuật và 1 tầng mái, sinh viên đã áp dụng hệ chịu lực khung vách làm hệ kết cấu chịu lực chính cho công trình.
2.1.1.2 Giải pháp kết cấu theo phương ngang
Việc lựa chọn giải pháp kết cấu sàn hợp lý là việc làm rất quan trọng, quyết định tính kinh tế của công trình Có các hệ sàn sau :
- Sàn không dầm ứng lực trước
→ Căn cứ yêu cầu kiến trúc, lưới cột, công năng của công trình, sinh viên chọn giải pháp sàn sườn toàn khối, bố trí dầm trực giao
2.1.1.3 Giải pháp kết cấu nền móng
Thông thường, phần móng nhà cao tầng phải chịu lực nén lớn, vì thế các giải pháp đề xuất cho phần móng gồm :
- Móng sâu : móng cọc khoan nhồi, móng cọc Barret, móng cọc BTCT đúc sẵn, móng cọc ly tâm ứng suất trước
- Móng nông : móng băng 1 phương, móng băng 2 phương, móng bè,…
→ Đồ án sinh viên lựa chọn móng sâu với phương án là móng cọc khoan nhồi.
VẬT LIỆU SỬ DỤNG
Bảng 2.1 Cấp độ bền theo TCVN 5574 – 2018
Cường độ chịu kéo R bt
B30 2.5 17 1.15 1 32500 ĐỀ TÀI : TÒA NHÀ OFFICE SERVICE CENTER GVHD:PGS-TS CHÂU ĐÌNH THÀNH
Bảng 2.2 Thông số vật liệu cốt thép theo TCVN 5574 – 2018
Cường độ chịu nén R sw (Mpa)
Cường độ chịu kéo R s (Mpa)
TẢI TRỌNG
Bảng 2.3 Tĩnh tải cấu tạo sàn tầng điển hình
STT Các lớp cấu tạo sàn
Giá trị tiêu chuẩn g tc (kN./m 2 )
Giá trị tính toán g tt (kN/m 2
Bảng 2.4 Tĩnh tải cấu tạo sàn tầng hầm
STT Các lớp cấu tạo sàn
Giá trị tiêu chuẩn g tc (kN./m 2 )
Giá trị tính toán g tt (kN/m 2
1 Vữa lát nền + tạo dốc 50 18 0.90 1.3 1.17
Bảng 2.5 Tĩnh tải cấu tạo sàn mái
STT Các lớp cấu tạo sàn
Giá trị tiêu chuẩn g tc (kN./m 2 )
Giá trị tính toán g tt (kN/m 2
Bảng 2.6 Tĩnh tải cấu tạo sàn vệ sinh
STT Các lớp cấu tạo sàn
Giá trị tiêu chuẩn g tc (kN./m 2 )
Giá trị tính toán g tt (kN/m 2
2 Vữa lát nền, tạo dốc 40 18 0.72 1.3 0.94
Bảng 2.7 Trọng lượng tường xây trên dầm
Tường gạch có lỗ dày
27 ĐỀ TÀI : TÒA NHÀ OFFICE SERVICE CENTER GVHD:PGS-TS CHÂU ĐÌNH THÀNH
Bảng 2.8 Hoạt tải tác dụng lên sàn
Giá trị tiêu chuẩn (kN/m 2 )
8 Mái bằng có sử dụng 0.5 1 1.5 1.3 1.95
9 Mái bằng không sử dụng 0 0.75 0.75 1.3 0.975
SƠ BỘ KÍCH THƯỚC CẤU KIỆN
2.4.1 Giải pháp kết cấu ngang (sàn, dầm)
2.4.1.1 Sơ bộ chiều dày sàn
Chiều dày sàn sơ bộ công thức theo giáo trình Sàn sườn Bê Tông toàn khối –
GS.TS.Nguyễn Đình Cống: s 1 h =Dl m Trong đó: m0 ÷ 35 sàn 1 phương ( l2 ≥ 2l1) m@ ÷ 50 sàn 2 phương ( l2 < 2l1) m ÷ 35 bản consol l1: kích thước cạnh ngắn của ô sàn
D=0.8 ÷ 1.4 phụ thuộc vào tải trọng
Chọn ô sàn có diện tích lớn nhất để sơ bộ bề dày sàn:
2.4.1.2 Sơ bộ tiết diện dầm khung
Tham khảo gíao trình Sàn sườn Bê Tông toàn khối – GS.TS.Nguyễn Đình Cống:
Chiều cao dầm: dc dc ( )
Ta chọn nhịp dầm chính ldc000mm để sơ bộ tiết diện dầm
Bề rộng dầm: dc dc ( )
→ Chọn bdc = 300 mm b) Dầm phụ:
Chiều cao dầm: dp dp ( )
Bề rộng dầm: dp dp ( )
Bảng 2.9 Sơ bộ tiết diện dầm khung
STT Tên dầm Kích thước b×h (mm)
2.4.2 Giải pháp kết cấu đứng (cột, vách)
2.4.2.1 Sơ bộ tiết diện cột
Tính toán tiết diện cột BTCT-GS.TS Nguyễn Đình Cống:
Diện tích tiết diện cột là Ac: c b s
N là lực dọc tại chân cột trong cấu trúc sơ bộ của tòa nhà Office Service Center Đề tài này được hướng dẫn bởi PGS-TS Châu Đình Thành, với hàm lượng thép cấu tạo trong cột được xác định là μ = 0.4%.
Trong đó: qi : Tải trọng phân bố đều trên sàn (tĩnh tải + hoạt tải) ni: Số tầng
Si: Diện tích truyền tải của sàn vào cột
Hình 2.1 Mặt bằng diện tích truyền tải vào cột
❖ Tính sơ bộ tải trọng q như sau:
• Trọng lượng bản thân sàn: 25×0.15×1.1=4.125kN/m 2
• Trọng lượng các lớp hoàn thiện: 1.66kN/m 2
• Hoạt tải văn phòng: 3.6kN.m 2 (chiếm 90% tổng diện tích sàn
• Sảnh chờ thang máy: 3.6kN/m 2 (chiếm 10% tổng diện tích sàn)
→ Lấy giá trị hoạt tải trung bình: 3.6kN/m 2
Kết luận: Tải trọng q (gồm tt+ht) là:9.385kN/m 2
Diện tích truyền tải cột giữa
Diện tích truyền tải cột biên ĐỀ TÀI : TÒA NHÀ OFFICE SERVICE CENTER GVHD:PGS-TS CHÂU ĐÌNH THÀNH
Bảng 2.10 Sơ bộ tiết diện cột giữa
Bảng 2.11 Sơ bộ tiết diện cột biên
Tầng mái 21.5 9.385 201.78 1.2 134.22 70×50 3500 Tầng KT 21.5 9.385 403.56 1.2 268.44 70×50 3500 Tầng 18 39.31 9.385 772.48 1.2 513.84 70×50 3500 Tầng 17 39.31 9.385 1141.40 1.2 759.25 70×50 3500 Tầng 16 39.31 9.385 1510.33 1.2 1004.65 70×50 3500 Tầng 15 39.31 9.385 1879.25 1.2 1250.06 80×60 4800 Tầng 14 39.31 9.385 2248.18 1.2 1495.46 80×60 4800 Tầng 13 39.31 9.385 2617.10 1.2 1740.87 80×60 4800 Tầng 12 39.31 9.385 2986.03 1.2 1986.27 80×60 4800 Tầng 11 39.31 9.385 3354.95 1.2 2231.67 80×60 4800 Tầng 10 39.31 9.385 3723.87 1.2 2477.08 90×70 6300 Tầng 9 39.31 9.385 4092.80 1.2 2722.48 90×70 6300 Tầng 08 39.31 9.385 4461.72 1.2 2967.89 90×70 6300 Tầng 07 39.31 9.385 4830.65 1.2 3213.29 90×70 6300 Tầng 06 39.31 9.385 5199.57 1.2 3458.70 90×70 6300 Tầng 05 39.31 9.385 5568.50 1.2 3704.10 100×80 8000 Tầng 04 39.31 9.385 5937.42 1.2 3949.50 100×80 8000 Tầng 03 39.31 9.385 6306.34 1.2 4194.91 100×80 8000 Tầng 02 39.31 9.385 6675.27 1.2 4440.31 100×80 8000 Tầng lửng 39.31 9.385 7044.19 1.2 4685.72 100×80 8000 Tầng 01 39.31 9.385 7413.12 1.2 4931.12 100×80 8000
2.4.2.2 Sơ bộ tiết diện vách
Chiều dày vách góc biên và vách bao của lõi thang máy là 300mm, trong khi vách ngăn bên trong lõi thang có độ dày 200mm Đề tài nghiên cứu là Tòa Nhà Office Service Center, dưới sự hướng dẫn của PGS-TS Châu Đình Thành.
TÍNH TOÁN SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH
MẶT BẰNG SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH
Hình 3.1 Mặt bằng ký hiệu thứ tự ô sàn tính toán (tầng 2).
TỈNH TẢI TÁC DỤNG
3.2.1 Tĩnh tải cấu tạo sàn
Bảng 3.1 Tĩnh tải cấu tạo sàn văn phòng
STT Các lớp cấu tạo sàn Chiều dày
Giá trị tiêu chuẩn g tc (kN./m 2 )
Giá trị tính toán g tt (kN/m 2
Bảng 3.2 Tĩnh tải cấu tạo sàn nhà vệ sinh
STT Các lớp cấu tạo sàn Chiều dày
Giá trị tiêu chuẩn g tc (kN./m 2 )
Giá trị tính toán g tt (kN/m 2
2 Vữa lát nền, tạo dốc 40 18 0.72 1.3 0.94
3.2.2 Hoạt tải cấu tạo sàn
Bảng 3.3 Hoạt tải tác dụng các loại sàn
Giá trị tiêu chuẩn (kN/m 2 )
Ban công ĐỀ TÀI : TÒA NHÀ OFFICE SERVICE CENTER GVHD:PGS-TS CHÂU ĐÌNH THÀNH
Để tính toán tải trọng của tường xây phân bố đều trên sàn với chiều dày tường là 100mm, cần áp dụng công thức phù hợp Chỉ có một ô sàn có tường 100mm, vì vậy việc xác định tải trọng cần được thực hiện theo các bước cụ thể để đảm bảo tính chính xác trong thiết kế.
MÔ HÌNH SÀN
Hình 3.2 Mô hình dầm sàn tầng điển hình
Hình 3.3 Dãy Strip theo phương X ĐỀ TÀI : TÒA NHÀ OFFICE SERVICE CENTER GVHD:PGS-TS CHÂU ĐÌNH THÀNH
Hình 3.4 Dãy Strip theo phương Y
Hình 3.5 Biểu đồ moment theo phương X ĐỀ TÀI : TÒA NHÀ OFFICE SERVICE CENTER GVHD:PGS-TS CHÂU ĐÌNH THÀNH
Hình 3.6 Biểu đồ moment theo phương Y.
KIỂM TRA ĐỘ VÕNG BẰNG PHẦN MỀM SAFE
Hình 3.7 Khai báo tải trọng bản than
Hình 3.8 Khai báo tải trọng cấu tạo ĐỀ TÀI : TÒA NHÀ OFFICE SERVICE CENTER GVHD:PGS-TS CHÂU ĐÌNH THÀNH
Hình 3.9 Khai báo tải trọng tường xây
Hình 3.10 Khai báo tổ hợp tải trọng tính toán độ võng đàn hồi
Hình 3.11 Độ võng đàn hồi (tiêu chuẩn)
L= 10 (m) > 6 (m), độ võng giới hạn theo TCVN 5574:2018 là f = L
Ta có độ võng đàn hồi của sàn: max
→ Thỏa điều kiện độ võng đàn hồi
3.4.2 Độ võng sàn theo tiêu chuẩn 5574:2018
Khai báo các trường hợp tải tính toán độ võng sàn:
F1: Độ võng do tác dụng ngắn hạn của toàn bộ tải trọng ĐỀ TÀI : TÒA NHÀ OFFICE SERVICE CENTER GVHD:PGS-TS CHÂU ĐÌNH THÀNH
F2: Độ võng do tác dụng ngắn hạn của tải trọng dài hạn
Theo TCVN 2737-1995, hoạt tải có 2 thành phần: toàn phần và dài hạn Phần dài hạn thường chiếm 20%-35% Có thể bằng 0.3 gần đúng phần lớn các loại hoạt tải
F3: Độ võng do tác dụng dài hạn của tải trọng dài hạn
Hệ số từ biến cho ở Bảng 11 tiêu chuẩn TCVN 5574-2018: CR=1.6 (B30, độ ẩm >75%)
Hệ số co ngót tra ở Mục 9.1.8 tiêu chuẩn TCVN 5574-2018: SH=0.0002 (đối với bê tông cấp độ bền B35 trở xuống)
Hình 3.15 Khai báo tổ hợp tải trọng tính toán độ võng ĐỀ TÀI : TÒA NHÀ OFFICE SERVICE CENTER GVHD:PGS-TS CHÂU ĐÌNH THÀNH
Hình 3.16 Độ võng toàn phần
Ta có độ võng toàn phần của sàn : max
→ Thỏa điều kiện độ võng theo tiêu chuẩn 5574:2018.
TÍNH TOÁN KIỂM TRA VẾT NỨT THEO TCVN 5574:2018
arc1: Tác dụng ngắn hạn của toàn bộ tải trọng arc2: Tác dụng dài hạn của toàn bộ tải trọng
Hình 3.18 Khai báo arc2 ĐỀ TÀI : TÒA NHÀ OFFICE SERVICE CENTER GVHD:PGS-TS CHÂU ĐÌNH THÀNH
Hình 3.19 Giá trị vết nứt ngắn hạn
Chiều rộng vết nứt giới hạn cho phép theo TCVN 5574-2018 của vết nứt ngắn hạn là 0.3 mm
Ta có giá trị của vết nứt ngắn hạn : arc =0.231(mm) < 1 arc =0.3(mm)
Hình 3.20 Giá trị vết nứt dài hạn
Chiều rộng vết nứt giới hạn cho phép theo TCVN 5574-2018 của vết nứt dài hạn là 0.2 (mm)
Ta có giá trị của vết nứt dài hạn : arc =0.169(mm) < 2 arc =0.2(mm)
→Cấu kiện không bị nứt do nội lực.
TÍNH TOÁN THÉP SÀN
Chọn lớp bê tông bảo vệ a% mm
Chiều cao có ích của tiết diện: h =h -a0-255(mm) 0 s
Diện tích cốt thép tính theo công thức: ĐỀ TÀI : TÒA NHÀ OFFICE SERVICE CENTER GVHD:PGS-TS CHÂU ĐÌNH THÀNH s b b o s ξγ R bh
Kiểm tra hàm lượng thép :
Bảng 3.4 Bảng tính thép sàn theo phương X Ô sàn Kí hiệu
Gối 6.99 1000 180 25 155 0.017 0.017 174.96 0.11 8 200 252 0.16 Nhịp 5.88 1000 180 25 155 0.014 0.015 146.97 0.09 8 200 252 0.16 Gối 7.90 1000 180 25 155 0.019 0.020 197.96 0.13 8 200 252 0.16 S8 Gối 10.49 1000 180 25 155 0.026 0.026 263.73 0.17 10 200 393 0.25 ĐỀ TÀI : TÒA NHÀ OFFICE SERVICE CENTER GVHD:PGS-TS CHÂU ĐÌNH THÀNH
Bảng 3.5 Bảng tính thép sàn theo phương Y Ô sàn Kí hiệu
Gối 8.16 1000 180 25 155 0.020 0.020 204.55 0.13 8 200 252 0.16 ĐỀ TÀI : TÒA NHÀ OFFICE SERVICE CENTER GVHD:PGS-TS CHÂU ĐÌNH THÀNH
THIẾT KẾ CẦU THANG BỘ ĐIỂN HÌNH
KÍCH THƯỚC CẦU THANG BỘ
Cầu thang tầng 2 đến tầng kỹ thuật của công trình này là cầu thang 2 vế dạng bản Mỗi vế gồm 12 bậc thang với kích thước: h 0 mmb ( ); l 00 mmb ( )
Góc nghiêng cầu thang: b b h 150 tan α= = =0.5 l 300 ; 26.56 Chiều dày bản thang được chọn sơ bộ theo công thức:
30÷35 30÷35 Với L0 là nhịp tính toán của bản thang: L 300+1200E00(mm) 0
Chọn bề dày bản thang như sợ bộ: h = 150 (mm)
Hình 4.1 Mặt bằng kết cấu và kiến trúc cầu thang bộ
Dầm chiếu tới có kích thước b×h được chọn sơ bộ là:
Chọn kích thước dầm thang: b×h 0×300(mm)
TẢI TRỌNG TÁC DỤNG
4.2.1 Tĩnh tải tác dụng lên bản thang nghiêng
Trọng lượng bản than các lớp cấu tạo bản thang: n
1 g =γ δ n (kN/m ) Trong đó: γi: Là khối lượng lớp thứ i n : Hệ số tin cậy của lớp thứ i i δ : Chiều dày tương đương lớp thứ i theo bản nghiêng.tdi
Chiều dày tương đương của bậc thang:
= = Chiều dày tương đương của đá hoa cương:
2 ĐỀ TÀI : TÒA NHÀ OFFICE SERVICE CENTER GVHD:PGS-TS CHÂU ĐÌNH THÀNH
Hệ số vượt tải: n=1.2 lấy theo TCVN 2737-1995
4.2.3 Tổng tải tác dụng lên bản thang
Bảng 4.1 Giá trị tải trọng tác dụng lên bản thang nghiêng
Chiều dày tương đương (mm)
Tĩnh tải Đá hoa cương 20 26.83 24 1.1 0.71
Lớp bê tông cốt thép 150 150 25 1.1 4.13
Trọng lượng của lan can, tay vịn là 0.3 (kN/m)
Tải trọng tác dụng lên 1m bề rộng bản thang: q=(g+p) 1+0.3.67(kN/m)
4.2.4 Tải trọng tác dụng lên bản chiếu nghỉ
Bảng 4.2 Giá trị tải trọng tác dụng lên bản chiếu nghỉ
Tải trọng Vật liệu Chiều dày
Tĩnh tải Đá hoa cương 20 24 1.1 0.53
Lớp bê tông cốt thép 150 25 1.1 4.13
Tải trọng tác dụng lên 1m bề rộng bản thang :
TÍNH TOÁN BẢN THANG
4.3.1 Sơ đồ tính bản thang
→ Liên kết giữa bản thang nghiêng với dầm chiếu tới được xem là khớp
Hình 4.3 Sơ đồ tính cầu thang
Hình 4.4 Mô hình cầu thang ĐỀ TÀI : TÒA NHÀ OFFICE SERVICE CENTER GVHD:PGS-TS CHÂU ĐÌNH THÀNH
4.3.2 Kết quả nội lực bản thang
Hình 4.6 Biểu đồ lực cắt
Hình 4.7 Giá trị phản lực gối tựa
4.3.3 Tính toán thép bản thang
Chọn lớp bê tông bảo vệ a mm
Chiều cao có ích của tiết diện: h 0 =h b − =a 150−200(mm)
Diện tích cốt thép tính theo công thức: s b b 0 s
=R bh ; = − − 1 1 2 m Kiểm tra hàm lượng thép:
= = = = Bảng 4.3 Bảng tính cốt thép bảng thang
Nhịp 11.00 150 130 1000 0.038 0.039 331.92 10 200 393 0.30 Gối 12.04 150 130 1000 0.036 0.036 364.01 10 200 393 0.30 ĐỀ TÀI : TÒA NHÀ OFFICE SERVICE CENTER GVHD:PGS-TS CHÂU ĐÌNH THÀNH
THIẾT KẾ KẾT CẤU KHUNG
TẢI TRỌNG ĐỨNG
Tĩnh tải cấu tạo các loại sàn theo mục 2.3.1
Trọng lượng tường xây lên dầm theo mục 2.3.1
Trọng lượng tường xây lên sàn theo mục 3.2.3
Hoạt tải sử dụng theo mục 2.3.2.
TẢI TRỌNG NGANG
5.2.1 Thành phần tĩnh của gió
Theo TCVN 2737-1995 thì giá trị tiêu chuẩn thành phần tĩnh của áp lực gió W ứng với độ cao Z so với mốc chuẩn theo công thức:
• W0: Giá trị áp lực gió tiêu chuẩn được xác định (theo Bảng 4 ứng với từng phân vùng áp lực gió qui định trong phụ lục E)
→ Công trình tại Quận Cầu Giấy, Thủ đô Hà Nội thuộc vùng gió II.B:
• k: Hệ số tính đến sự thay đổi của áp lực gió theo độ cao:
• c: Hệ số khí động: c=+0.80 gió đẩy, c=-0.60 gió hút
→ Lực tập trung của thành phần tĩnh của tải trọng gió được tính theo công thức sau: j j j 0 j j j
• c: Hệ số khí động lấy tổng cho mặt đón gió và hút gió : c=1.4
• Hj: Chiều cao đón gió của tầng thứ j
• Lj: Bề rộng đón gió của tầng thứ j
Bảng 5.1 Bảng tải trọng gió tiêu chuẩn theo phương X
SUM 80.7 2817.8 ĐỀ TÀI : TÒA NHÀ OFFICE SERVICE CENTER GVHD:PGS-TS CHÂU ĐÌNH THÀNH
Bảng 5.2 Bảng tải trọng gió tiêu chuẩn theo phương Y
5.2.2 Thành phần động của gió
Công trình có chiều cao 77.05m > 40m thì khi tính phải kể đến thành phần động của tải trọng gió
Theo TCXD 229 – 1999, việc tính toán thành phần động của tải trọng gió cần dựa vào tần số dao động đầu tiên Tầng số dao động riêng cơ bản phải thỏa mãn bất đẳng thức: s L s+1 f < f < f.
Hệ số Mass Source: 1TT + 0.5HT
Sử dụng phần mềm ETABS 20.3.0 khảo sát 12 mode dao động của công trình
Bảng 5.3 Chu kỳ và phần trăm khối lượng tham gia dao động
Theo phân tích động học ta có : f 1 =0.574f 2 =0.606f 3 =0.709f L =1.3f 4 =2.041
Thành phần động của gió gồm xung của vận tốc gió và lực quán tính
Do công trình có chiều cao H < 85m và các tâm khối lượng, tâm cứng, tâm hình học gần trùng nhau, nên có thể bỏ qua mode 3, tức là mode xoắn, và tiêu chuẩn cũng không tính đến mode này.
Theo phương X chỉ cần xét đến ảnh hưởng của mode 1
Theo phương Y chỉ cần xét đến ảnh hưởng của mode 2
Giá trị tiêu chuẩn của lực gió tác động lên phần tử j trong dạng dao động thứ i của tòa nhà Office Service Center được nghiên cứu bởi PGS-TS Châu Đình Thành.
Mj là khối lượng tập trung của phần công trình thứ j, trong khi ξ là hệ số động lực ứng với dạng dao động thứ i Hệ số i ψ được xác định bằng cách chia công trình thành nhiều phần, trong đó mỗi phần tử tải trọng gió được xem như không đổi trong phạm vi i Cuối cùng, yji biểu thị biên độ dao động tỉ đối của phần công trình thứ j tương ứng với dạng dao động riêng thứ i.
Do công trình bằng BTCT nên có = 0.3
Thông số i xác định theo công thức: i 0 i
𝛾: Hệ số tin cậy của tải trọng gió lấy bằng 1.2
W0 (N/m 2 ): Giá trị áp lực gió, đã xác định ở trên W0 = 95 kG/m 2 = 950 N/m 2 fi: Tần số dao động riêng thứ i
Hình 5.1 Đồ thị xác đinh hệ số động lực ξ i Xác định ψ i :
Hệ số ψ được xác định bằng công thức: i r ji Fj k 1 i r
WFj là giá trị tieu chuẩn thành phần động của tải trọng gió tác dụng lên phần thứ j của công trình, xác định theo công thức sau: W Fj =W j i S j
i: Hệ số áp lực đọng của tải trọng gió ở độ cao zj ứng với phần tử tứ j của công trình
Si: Diện tích mặt đón gió ứng với phần tử thứ j của công trình
: Hệ số tương quan không gian áp lực động của tải trọng gió, phụ thuộc vào tham số , và dạng giao động
Hình 5.2 Hệ toạ độ khi xác định hệ số tương quan không gian .
* Đặc điểm công trình Địa điểm xây dựng: Tỉnh, thành: Thủ đô Hà Nội
Quận, huyện: Cầu Giấy Vùng gió: II.B Địa hình: C
Kích thước mặt bằng trung bình theo cạnh X,Lx (m): 27.0
Kích thước mặt bằng trung bình theo cạnh Y,Ly(m): 30.2
Cao độ của đỉnh công trình so với mặt đất H(m): 77.05
Từ đồ thị xác định hệ số động lực ξ (Hình 5.2) i
Từ bảng 5.4 ta có iX : ĐỀ TÀI : TÒA NHÀ OFFICE SERVICE CENTER GVHD:PGS-TS CHÂU ĐÌNH THÀNH r ji Fj k 1 iX r
Từ bảng 5.5 ta có iY : r ji Fj k 1 iY r
Bảng 5.4 Bảng giá trị tính toán thành phần động của tải trọng gió theo phương X (mode1)
(kN) y ji y ji W Fj y ji 2 M j
(kN) y ji y ji W Fj y ji 2 M j
Bảng 5.5 Bảng giá trị tính toán thành phần động của tải trọng gió theo phương Y (mode2)
(kN) y ji y ji W Fj y ji 2 M j
TỔNG 0.0074 0.00000076 973.69 ĐỀ TÀI : TÒA NHÀ OFFICE SERVICE CENTER GVHD:PGS-TS CHÂU ĐÌNH THÀNH
TẢI TRỌNG ĐỘNG ĐẤT
Theo TCVN 9386-2012 Thiết kế công trình chịu động đất, có hai phương pháp phân tích đàn hồi-tuyến tính sau:
Phương pháp “Phân tích tĩnh lực ngang tương đương”
Phương pháp “Phân tích phổ phản ứng dạng dao động”
Hệ số tổ hợp ψ E,i dung để tính toán các hệ quả của tác động động đất phải được xác định theo công thức:
Giá trị φ cho trong TCVN 9386-2012, với loại tác động B Khu vực văn phòng, các tầng được sử đụng đồng thời thì φ 0.8Theo TCVN 9386-2012, tác động loại B thì ψ 2,i =0.3
→ = = Hệ số Mass Source: 1TT+0.24HT
5.3.2.Phân tích phổ phản ứng dạng dao động
Sử dụng ETABS 20.3.0 để khai báo phổ phản ứng dạng dao động cho mô hình
(a) Gia tốc nền thiết kế
Theo TCVN 9386-2012, công trình được phân loại là công trình cấp II theo phụ lục F “Phân cấp, phân loại công trình xây dựng” Đối với công trình cấp II, mức độ và hệ số tầm quan trọng được quy định trong phụ lục E của tiêu chuẩn này.
2012 thì hệ số tầm quan trọng γ 1 =1.00
Theo phụ lục H “Bảng phân vùng gia tốc nền theo địa danh hành chính” TCVN 9386-2012, gia tốc nền quy đổi a gR0 tại Quận Cầu Giấy, Thủ đô Hà Nội là 0.1032 Từ đó, đỉnh gia tốc nền được tính bằng công thức a gR = a gR0 × g, với g = 9.81 m/s², dẫn đến a gR = 0.1032 × 9.81 = 1.012 (m/s²).
Gia tốc nền thiết kế: a g =a gR γ 1 =1.012 1.00 1.012 (m/s ) = 2
Theo bảng I.1 “Bảng chuyển đổi gia tốc nền sang cấp động đất” TCVN 9386-2012:
Với a =0.1032 Thang MSK-64 → Cấp động đất là cấp VII
Theo bảng 3.1 “Các loại nền đất” TCVN 9386-2012:
Nền đất xây dựng công trình là loại C
Theo bảng 3.2 “Giá trị của các tham số mô tả các phổ phản ứng đàn hồi” TCVN 9386-2012, ta được các hệ số sau:
Loại nền đất S TB (s) TC (s) TD (s)
TB (s): là giới hạn dưới của chu kỳ, ứng với đoạn nằm ngang của phổ phản ứng gia tốc
TC (s): là giới hạn trên của chu kỳ, ứng với đoạn nằm ngang của phổ phản ứng gia tốc
TD (s): là giá trị xác định điểm bắt đầu của phần phản ứng dịch chuyển không đổi trong phổ phản ứng
(d) Hệ số ứng xử của kết cấu:
Giá trị giới hạn trên của hệ số ứng xử q, nhằm tính đến khả năng tiêu tán năng lượng, cần được xác định cho từng phương trong quá trình thiết kế, theo quy định tại mục 5.2.2.2 của TCVN 9386-2012.
Hệ số ứng xử q được xác định bởi công thức 0 w q=q k 1.5, trong đó q0 là giá trị cơ bản phụ thuộc vào loại kết cấu và tính đồng đều của nó theo mặt đứng Đối với hệ khung, hệ số kw được quy định là 1, phản ánh dạng phá hoại phổ biến trong các hệ kết cấu có tường.
Với kết cấu hệ khung, ta có thể xác định cấp dẻo của kết cấu là trung bình Dựa vào Bảng 5.1 TCVN 9386-2012, giá trị cơ bản của hệ số ứng xử được xác định.
0 u 1 q =3.0 α / α =3.0 1.3 3.9 Vậy hệ số ứng xử q=q k 0 w =3.9 1 =3.9
(e) Phổ thiết kế dung cho phân tích đàn hồi:
Theo mục 3.2.2.5 TCVN 9386-2012, phổ phản ứng đần hồi S (T) được xác định theo công d thức: ĐỀ TÀI : TÒA NHÀ OFFICE SERVICE CENTER GVHD:PGS-TS CHÂU ĐÌNH THÀNH
Sd (T): Phổ phản ứng đàn hồi
T: Chu kì dao động của hệ tuyến tính một bậc tự do ag: Gia tốc nền thiết kế
TB: Giới hạn dưới của chu kì ứng với đoạn nằm ngang của phổ phản ứng gia tốc
TC: Giới hạn trên của chu kì ứng với đoạn nằm ngang của phổ phản ứng gia tốc
TD: Giá trị xác định điểm bắt đầu của phản ứng dịch chuyển không đổi trong phổ phản ứng q: Hệ số ứng xử
: Hệ số ứng với cận dưới của phổ thiết kế theo phương nằm ngang, =0.2
5.3.2.2 Khai báo phổ thiết kế cho kết cấu Địa điểm Tỉnh/TP 1 Thủ đô Hà Nội
Quận/Huyện Quận Cầu Giấy
Hệ số tầm quan trọng γ1 1
Gia tốc nền thiết kế ag (m/s 2 ) 1.012
Hình 5.3 Khai báo hệ số phổ thiết kế cho kết cấu
Chọn vị trí có chu kỳ 1.3s để kiểm tra
→ Kết quả tương tự như kết quả trong ETABS 20.3.0
TỔ HỢP NỘI LỰC
ĐỀ TÀI : TÒA NHÀ OFFICE SERVICE CENTER GVHD:PGS-TS CHÂU ĐÌNH THÀNH
Bảng 5.6 Các loại tải trọng
1 TLBT Trọng lượng bản thân
2 TTCT Tải trọng các lớp hoàn thiện
3 TTTX Tải trọng tường xây
4 HT=2 Hoạt tải lớn hơn hoặc bằng 200daN/m 2
6 GTX Gió tĩnh theo phương X
7 GTXX Gió tĩnh theo phương -X
8 GTY Gió tĩnh theo phương Y
9 GTYY Gió tĩnh theo phương -Y
10 GDX Gió động theo phương X
11 GDY Gió động theo phương Y
12 DDX Động đất theo phương X
13 DDY Động đất theo phương Y
Bảng 5.7 Các trường hợp tải trọng
TTTC TLBT+HOAN THIEN+TAI TUONG
TTTT 1.1TLBT+1.2HOAN THIEN+1.1TAI TUONG
Bảng 5.8 Các tổ hợp tải trọng tiêu chuẩn
Tên tổ hợp Ký hiệu Thành phần
Tên tổ hợp Ký hiệu Thành phần
COMB10 TTTC+0.3HTTC+DDX+0.3DDY
COMB11 TTTC+0.3HTTC+0.3DDX+DDY
Bảng 5.9 Các tổ hợp tải trọng tính toán
Tên tổ hợp Ký hiệu Thành phần
COMB21 TTTT+0.3HTTT+DDX+0.3DDY
COMB22 TTTT+0.3HTTT+0.3DDX+DDY
Bảng 5.10 Các tổ hợp Bao
Ký hiệu Thành phần Chú thích
Tổ hợp Bao kiểm tra chuyển vị đỉnh, chuyển vị lệch tầng theo tải trọng gió
Tổ hợp Bao kiểm tra chuyển vị lêch tầng theo tải trọng động đất
COMB22) Tổ hợp Bao tải trọng tính toán
KIỂM TRA ỔN ĐỊNH TỔNG THỂ
5.5.1 Kiểm tra chuyển vị đỉnh
Theo TCVN 5574-2018 ta có chuyển vị ngang cho phép:
Bảng 5.11 Bảng chuyển vị giới hạn theo phương ngang fu theo yêu cầu cấu tạo
Chuyển vị ngang của tòa nhà dựa trên kết quả tính toán từ mô hình: ĐỀ TÀI : TÒA NHÀ OFFICE SERVICE CENTER GVHD:PGS-TS CHÂU ĐÌNH THÀNH
Tổng chiều cao công trình: H w.05( )m
→ Giới hạn chuyển vị đỉnh công trình: f = 154.1 mm ( )
Chuyển vị do tải gió theo phương x: fx = 35.549 mm( )
Chuyển vị do tải gió theo phương y: fy 6.147 mm( )
→ Vậy f < f thỏa điều kiện chuyển vị đỉnh
5.5.2 Kiểm tra gia tốc đỉnh
Theo TCXD 198:1997 gia tốc cực đại của chuyển động tại đỉnh công trình dưới tác động của gió thỏa điều kiện : y Y
Trong đó: Gia tốc đỉnh cho phép theo tiêu chuẩn lấy bằng 150 mm/s 2
Tham khảo THIÊT KẾ & THI CÔNG NHÀ CAO TẦNG – NXB Xây Dựng 1996 thì gia tốc công trình tính như sau: y =( )2πf 2 AW
Trong đó: f: Tần số dao động dạng 1
Aw: Chuyển vị của gió
Kiểm tran gia tốc đỉnh theo phương X: f x =0.574 Hz( )
Kiểm tra gia tốc đỉnh theo phương Y: fy =0.606 Hz( )
5.5.3 Kiểm tra chuyển vị do lệch tầng
5.5.3.1 Kiểm tra chuyển vị lệch tầng do gió
Theo TCVN 5574 – 2018 ta có chuyển vị ngang tương đối giữa các tầng do tải trọng gió Δd 1
Trong đó: Δd: Hiệu của chuyển vị ngang tại trần và sàn của tầng đang xét h: Chiều cao tầng
Bảng 5.12 Chuyển vị lệch tầng do gió theo phương X
Chuyển vị ngang từ mô hình (mm)
Chuyển vị ngang tương đối (mm)
Trị số giới hạn h/500 (mm)
Bảng 5.13 Chuyển vị lệch tầng do gió theo phương Y
Chuyển vị ngang từ mô hình (mm)
Chuyển vị ngang tương đối (mm)
Trị số giới hạn h/500 (mm)
TANG 15 3.6 24.017 1.71 7.20 OK ĐỀ TÀI : TÒA NHÀ OFFICE SERVICE CENTER GVHD:PGS-TS CHÂU ĐÌNH THÀNH
Chuyển vị ngang từ mô hình (mm)
Chuyển vị ngang tương đối (mm)
Trị số giới hạn h/500 (mm)
5.5.3.2 Chuyển vị lệch tầng do động đất
Theo TCVN 9386 – 2012, cần hạn chế chuyển vị ngang tương đối giữa các tầng, với giá trị dr không vượt quá 0.005h cho các nhà có bộ phận phi kết cấu bằng vật liệu giòn Chuyển vị ngang thiết kế tương đối giữa các tầng được ký hiệu là d, trong đó ds là chuyển vị của một điểm trong hệ kết cấu do tác động động đất thiết kế gây ra Hệ số ứng xử chuyển vị được xác định là qd = 3.9, và dc là chuyển vị của cùng một điểm trong hệ kết cấu, được tính toán thông qua phân tích tuyến tính dựa trên phổ phản ứng thiết kế.
Hệ số chiết giảm 𝜈 được xác định dựa trên chu kỳ lặp thấp hơn của tác động động đất, nhằm hạn chế hư hỏng cho các công trình Hệ số này phụ thuộc vào nguy cơ động đất và mức độ quan trọng của công trình, trong đó công trình cấp II có hệ số v = 0.4 Chiều cao tầng h cũng là yếu tố cần xem xét trong quá trình đánh giá.
Bảng 5.14 Chuyển vị lệch tầng do động đất theo phương X
Chuyển vị ngang từ mô hình (mm)
Chuyển vị ngang tương đối, d c (mm) d r =q d d c
Trị số giới hạn 0.005h (mm)
TANG 01 4.8 0.085 0.0850 0.3315 0.13260 24.00 OK ĐỀ TÀI : TÒA NHÀ OFFICE SERVICE CENTER GVHD:PGS-TS CHÂU ĐÌNH THÀNH
Bảng 5.15 Chuyển vị lệch tầng do động đất theo phương Y
Chuyển vị ngang từ mô hình (mm)
Chuyển vị ngang tương đối, d c (mm) d r =q d d c
Trị số giới hạn 0.005h (mm)
Tỷ lệ chiều cao nhà chia cho bề rộng nhà: H 77.05
B = 30.2 = Không cần kiểm tra lật
5.5.5 Kiểm tra điều kiện P-Delta (phân tích hiệu ứng bậc 2): Độ nhạy của chuyển vị ngang tương đối giữa các tầng theo TCVN 9386-2012: tot r tot θ P d 0.1
Trong đó: θ: Hệ số nhạy cảm của chuyển vị ngang tương đối giữa các tầng;
P : Tổng tải trọng tường tại tầng đang xét và các tầng bên trên nó khi thiết kế chịu tot động đất;
Tổng lực cắt tầng do động đất được xác định bằng công thức V, trong đó tot h biểu thị chiều cao tầng và dr là hiệu của chuyển vị ngang trung bình tại tâm khối lượng ở trần và sàn của tầng đang xét Hệ số ứng xử được ký hiệu là q=3.9, trong khi drif đại diện cho chuyển vị lệch tầng theo kết quả phân tích đàn hồi sử dụng phổ thiết kế.
Ghi chú: θ 0.1 : Không cần xét đến hiệu ứng P-∆;
0.1 θ 0.2: Gần đúng nhân các hệ quả tác động với 1 / 1 ( − θ ) ;
0.2 θ 0.3: Phải xét đến hiệu ứng P-∆; θ 0.3 : Điều chỉnh lại hệ kết cấu và tính toán kiểm tra lại
Combo tổ hợp tải trọng tiêu chuẩn xác định P tot : Ptot=TT+0.3HT
Combo tải trọng xác định V tot :DDX, DDY
Combo tải trọng xác định d rif :
COMB Drif = COMB(DDX+0.3DDY) + COMB(0.3DDX+DDY) ĐỀ TÀI : TÒA NHÀ OFFICE SERVICE CENTER GVHD:PGS-TS CHÂU ĐÌNH THÀNH
Bảng 5.16 Phân tích hiệu ứng bậc 2
TANG 15 3.6 51978.79 1.976 1.927 1.0E-06 1.0E-06 0.103 0.105 0.1 < θ ≤ 0.2 TANG 14 3.6 61335.40 2.115 2.052 1.0E-06 1.0E-06 0.113 0.117 0.1 < θ ≤ 0.2 TANG 13 3.6 70692.00 2.229 2.159 1.0E-06 1.0E-06 0.124 0.128 0.1 < θ ≤ 0.2 TANG 12 3.6 80048.60 2.329 2.258 1.0E-06 1.0E-06 0.134 0.138 0.1 < θ ≤ 0.2 TANG 11 3.6 89405.20 2.426 2.361 1.0E-06 1.0E-06 0.144 0.148 0.1 < θ ≤ 0.2 TANG 10 3.6 98749.72 2.534 2.473 1.0E-06 1.0E-06 0.152 0.156 0.1 < θ ≤ 0.2 TANG 09 3.6 108293.76 2.659 2.601 1.0E-06 1.0E-06 0.159 0.162 0.1 < θ ≤ 0.2 TANG 08 3.6 117837.81 2.802 2.744 1.0E-06 1.0E-06 0.164 0.168 0.1 < θ ≤ 0.2 TANG 07 3.6 127381.86 2.956 2.898 1.0E-06 1.0E-06 0.168 0.171 0.1 < θ ≤ 0.2 TANG 06 3.6 136925.90 3.116 3.059 1.0E-06 1.0E-06 0.171 0.175 0.1 < θ ≤ 0.2 TANG 05 3.6 146457.86 3.276 3.222 1.0E-06 1.0E-06 0.174 0.177 0.1 < θ ≤ 0.2 TANG 04 3.6 156214.07 3.429 3.378 1.0E-06 1.0E-06 0.178 0.180 0.1 < θ ≤ 0.2 TANG 03 3.6 165970.29 3.562 3.513 1.0E-06 1.0E-06 0.182 0.184 0.1 < θ ≤ 0.2 TANG 02 3.6 175726.50 3.661 3.613 1.0E-06 5.0E-07 0.187 0.095 0.1 < θ ≤ 0.2
TÍNH THÉP
Hình 5.4 Mặt bằng dầm tầng điển hình (tầng 02)
5.6.1.1 Tính toán cụ thể cho dầm B9 tầng 02
Tiết diện tính toán: b h 00 800 (mm)
Chọn khoảng cách từ trọng tâm cốt thép đến mép bê tông: a@ (mm)
Chiều cao làm việc của dầm: h 0 0−60v0 (mm)
Hàm lượng thép: ĐỀ TÀI : TÒA NHÀ OFFICE SERVICE CENTER GVHD:PGS-TS CHÂU ĐÌNH THÀNH
Diện tích cốt thép: tt b 0 2 s s
Kiểm tra hàm lượng thép: c s
Chọn khoảng cách từ trọng tâm cốt thép đến mép bê tông: a@ (mm)
Chiều cao làm việc của dầm: h 0 0−40v0 (mm)
Diện tích cốt thép: tt b 0 2 s s
= = Kiểm tra hàm lượng thép: c s
= = = =>Thỏa điều kiện ĐỀ TÀI : TÒA NHÀ OFFICE SERVICE CENTER GVHD:PGS-TS CHÂU ĐÌNH THÀNH
Bảng 5.17 Kết quả tính thép dọc dầm
TANG 02 Nhịp 87.80 300 40 760.0 0.030 0.030 4.51 2 20 0 18 6.28 0.28 ĐỀ TÀI : TÒA NHÀ OFFICE SERVICE CENTER GVHD:PGS-TS CHÂU ĐÌNH THÀNH
TANG 02 Gối phải -239.72 300 40 760.0 0.081 0.085 12.67 3 20 2 18 14.51 0.64 TANG 02 Gối trái -295.80 300 40 760.0 0.100 0.106 15.81 4 20 2 18 17.66 0.77
TANG 02 Gối phải -89.02 200 40 460.0 0.124 0.133 7.97 0 20 4 18 10.18 1.11 ĐỀ TÀI : TÒA NHÀ OFFICE SERVICE CENTER GVHD:PGS-TS CHÂU ĐÌNH THÀNH
5.6.1.2 Tính toán cốt đai dầm
Lực cắt tính toán trong dầm B9 tầng 02: Qmax 2.67 kN( )
Tiết diện tính toán: b h 00 800 (mm)
Chiều cao làm việc của dầm: h0 40− v0 (mm)
Tính toán cốt đai dầm theo TCVN 5574-2018
Bước 1: Kiểm tra điều kiện dải bê tông giữa các tiết diện nghiêng:
→ Vậy Qmax 2.67 kN( )Q62.8 kN( ) nên thỏa mãn
Bước 2: Kiểm tra điều kiện lực cắt trên tiết diện nghiêng:
Trong đó sw sw sw w q R A
= s là khả năng chịu lực của cốt đai phân bố trên trục dầm
Chọn sơ bộ đai d8, 1 nhánh:
= + = + ĐỀ TÀI : TÒA NHÀ OFFICE SERVICE CENTER GVHD:PGS-TS CHÂU ĐÌNH THÀNH
→ Vậy Qmax 2.67 kN( )Q)2.1 kN( ) nên thỏa mãn
Bước 3: Tính các khoảng cách cực đại
= = = Bước 4: Bố trí cốt đai Đoạn ẳ L bố trớ d8a100 Đoạn ẵ L bố trớ d8a200
Bảng 5.18 Kết quả tính cốt đai dầm
(KN) Điệu kiện Q≤φ b1 R b bh 0 c (m) q sw Q b
(KN) Điệu kiện Q≤Q b +Q sw s max
The data presented outlines various performance metrics for different buildings in a service center project, including B2 through B30, with specific values for parameters such as height, area, and operational efficiency Each building has been assessed with results indicating satisfactory performance, marked by the "OK" status across multiple metrics Notable figures include B14 with a height of 241.63 and B27 achieving a notable performance score of 708.85, while others like B18 and B17 also show high operational efficiency This comprehensive analysis underlines the effectiveness of the office service center project, supervised by PGS-TS Châu Đình Thành.
(KN) Điệu kiện Q≤φ b1 R b bh 0 c (m) q sw Q b
(KN) Điệu kiện Q≤Q b +Q sw s max
B8 0.3 0.8 0.04 8 2 200 134.46 OK 1.52 85.41 194.73 97.4 OK 1482.02 d8a100 d8a200 B9 0.3 0.8 0.04 8 2 200 142.67 OK 1.52 85.41 194.73 97.4 OK 1396.73 d8a100 d8a200 B33 0.3 0.8 0.04 8 2 200 128.47 OK 1.52 85.41 194.73 97.4 OK 1551.12 d8a100 d8a200 B37 0.3 0.8 0.04 8 2 200 118.92 OK 1.52 85.41 194.73 97.4 OK 1675.68 d8a100 d8a200 B38 0.2 0.7 0.04 8 2 200 63.63 OK 1.32 85.41 113.85 84.6 OK 1574.54 d8a100 d8a200
5.6.2.1 Tính toán cụ thể cho cột C11 tầng hầm
Hình 5.5 Vị trí cột C11 tầng hầm
Nội lực tính toán : Để tính cốt thép cho cột đơn giản cần tìm ra bộ ba nội lực nguy hiểm sau:
Nmaxvà Mx, My tương ứng x max
M và N, My tương ứng y max
Bảng 5.19 Nội lực cột C11 ở tầng hầm
Mxmax TANG HAM C11 COMB14 Min 2.8 -12499.33 -11.42 -730.43
Mymax TANG HAM C11 COMB16 Min 2.8 -12568.05 -302.23 -61.31
Ta tính toán cho trường hợp:
Nmax và Mx, My tương ứng để tính toán
Bước 1: Kiểm tra điều kiện tính toán của cột lệch tâm xiên y x
Với Cx, Cy lần lượt là cạnh của tiết diện cột
Bước 2: Tính toán độ ảnh hưởng uốn dọc theo hai phương
Chiều dài tính toán: l ox =l oy = =l 0.7 2800 60 (mm) ĐỀ TÀI : TÒA NHÀ OFFICE SERVICE CENTER GVHD:PGS-TS CHÂU ĐÌNH THÀNH ox x ax oy y ay l C 1960 1100 e max ; ;10 max ; ;10 36.66(mm)
= = Độ lệch tâm tĩnh học: x
= = Độ lệch tâm tính toán:
( ) ( ) ox ax 1x e =max e ; e =max 36.66;1.83 6.66 (mm)
( ) ( ) oy ay 1y e =max e ; e ==max 30; 0.81 0(mm) Độ mảnh theo hai phương: ox x x x l 1960
= = = → →Bỏ qua sự ảnh hưởng của uốn dọc
= = = → →Bỏ qua sự ảnh hưởng của uốn dọc
→ = = Bước 3: Quy đổi bài toán lệch tâm xiên sang bài toán lệch tâm phẳng tương đương
= + = + Độ lệch tâm tính toán: 0 h 900 e e a 42 40 452 (mm)
Ta có: Khi: R h 0 x h 0 (Lệch tâm bé)
Bố trí cốt thép cấu tạo
Kiểm tra hàm lượng cốt thép: sc min tt max
→Thỏa điều kiện hàm lượng cốt thép
❖ Tương tự với trường hợp: ĐỀ TÀI : TÒA NHÀ OFFICE SERVICE CENTER GVHD:PGS-TS CHÂU ĐÌNH THÀNH
• M x max và N, My tương ứng A s 2 = A ' s2 = − 114.11 cm ( ) 2
• My max và N, Mx tương ứng A s3 = A ' s3 = − 121.91 cm ( ) 2
Ta thấy sự chênh lệch diện tích cốt thép không đáng kể nên ta chọn trường hợp
My tương ứng để tính toán thép cho các cột còn lại của công trình.
Bảng 5.20 Kết quả tính thép cột C2
Quy về bài toán lệch tâm phẳng tương đương
Dưới đây là các thông số kỹ thuật của dự án Tòa Nhà Office Service Center, bao gồm các tầng từ TANG MA C2 đến TANG HAM C2 Mỗi tầng có các chỉ số như số liệu tài chính, chiều cao, và các thông số kỹ thuật khác Tầng TANG MA C2 có chỉ số -211.65, trong khi tầng TANG HAM C2 có chỉ số -10804.30 Các tầng được phân chia theo phương pháp LTB, với các thông số khác nhau như số lượng, chiều cao và tỷ lệ Dự án này được hướng dẫn bởi PGS-TS Châu Đình Thành, thể hiện sự đầu tư kỹ lưỡng trong thiết kế và xây dựng.
Bảng 5.21 Kết quả tính thép cột C11
Quy về bài toán lệch tâm phẳng tương đương
Bảng dữ liệu TANG MAI C11 cho thấy các chỉ số về chiều cao, chiều dài và chiều rộng của từng tầng, với các giá trị cụ thể như sau: TANG 01 C11 có chiều cao -15221.88, chiều dài 8.98 và chiều rộng 82.79; TANG 02 C11 có chiều cao -13535.59, chiều dài 17.05 và chiều rộng 60.52; TANG 03 C11 có chiều cao -12717.22, chiều dài 19.88 và chiều rộng 62.82; TANG 04 C11 có chiều cao -11902.34, chiều dài 24.99 và chiều rộng 66.01 Các tầng tiếp theo như TANG 05 đến TANG 18 đều có sự thay đổi trong các chỉ số này, với TANG 18 C11 có chiều cao -1217.17, chiều dài -152.37 và chiều rộng 54.49 Tất cả các tầng đều được đánh giá theo phương Y hoặc X, với các chỉ số LTB cụ thể cho từng tầng, cho thấy sự đa dạng trong thiết kế và cấu trúc của tòa nhà.
Bảng 5.22 Kết quả tính thép cột C14
Quy về bài toán lệch tâm phẳng tương đương
Dưới đây là thông tin về các tầng của tòa nhà Office Service Center, bao gồm tọa độ và thông số kỹ thuật: Tầng Mai C14 có tọa độ -170.84, 104.74 và chiều cao -66.46; Tầng KT C14 với tọa độ -383.90, 164.30 và chiều cao -52.10; Tầng 18 C14 tọa độ -728.48, 175.42 và chiều cao -32.00; Tầng 17 C14 tọa độ -1066.64, 172.87 và chiều cao -48.46; Tầng 16 C14 tọa độ -1457.44, 203.51 và chiều cao 126.66; Tầng 15 C14 tọa độ -1826.81, 164.72 và chiều cao 102.91; Tầng 14 C14 tọa độ -2217.14, 226.75 và chiều cao 131.79; Tầng 13 C14 tọa độ -2613.27, 213.53 và chiều cao 123.67; Tầng 12 C14 tọa độ -3012.37, 213.81 và chiều cao 121.13; Tầng 11 C14 tọa độ -3415.61, 220.27 và chiều cao 120.75; Tầng 10 C14 tọa độ -3822.60, 180.74 và chiều cao 96.79; Tầng 09 C14 tọa độ -4250.60, 229.80 và chiều cao 115.72; Tầng 08 C14 tọa độ -4682.11, 217.61 và chiều cao 108.56; Tầng 07 C14 tọa độ -5114.89, 216.46 và chiều cao 105.41; Tầng 06 C14 tọa độ -5549.28, 221.29 và chiều cao 104.31; Tầng 05 C14 tọa độ -5984.71, 184.76 và chiều cao 84.28; Tầng 04 C14 tọa độ -6483.06, 203.12 và chiều cao -299.11; Tầng 03 C14 tọa độ -6969.12, 194.23 và chiều cao -302.14; Tầng 02 C14 tọa độ -7453.31, 184.13 và chiều cao -306.63; Tầng Lưng C14 tọa độ -7933.00, 221.76 và chiều cao -316.48; Tầng 01 C14 tọa độ -8428.97, 96.05 và chiều cao -402.12; Tầng Hầm C14 tọa độ -9398.73, 13.32 và chiều cao 92.61 Đề tài này được hướng dẫn bởi PGS-TS Châu Đình Thành.
Bảng 5.23 Kết quả tính thép cột C3
Quy về bài toán lệch tâm phẳng tương đương
Dữ liệu TANG MA C3 cho thấy sự giảm sút đáng kể về giá trị, với các chỉ số âm từ -165.59 đến -9638.33 Các phương pháp LTB được áp dụng trong nhiều giai đoạn, với các thông số như chiều dài, chiều rộng và tỷ lệ Từ TANG 01 đến TANG HAM C3, các chỉ số này đều cho thấy xu hướng giảm, với mức giảm mạnh nhất ở TANG HAM C3 Những con số này cung cấp cái nhìn tổng quan về sự biến động của thị trường, phản ánh các yếu tố tác động đến giá trị tài sản trong từng giai đoạn.
Bảng 5.24 Kết quả tính thép cột C4
Quy về bài toán lệch tâm phẳng tương đương
Bài viết trình bày thông tin chi tiết về các tầng trong tòa nhà Office Service Center, với các số liệu như tọa độ, chiều cao và diện tích Các tầng từ TANG MA đến TANG HAM đều có các chỉ số khác nhau, với TANG 01 có diện tích lớn nhất là 2800 m² và chiều cao 900 m Mỗi tầng được phân loại theo phương X hoặc Y, thể hiện cách bố trí và thiết kế không gian Các thông số kỹ thuật được ghi nhận, bao gồm cả giá trị LTB cho từng tầng, giúp đánh giá hiệu suất và khả năng sử dụng của tòa nhà Đề tài được hướng dẫn bởi PGS-TS Châu Đình Thành, nhấn mạnh tầm quan trọng của việc thiết kế và quản lý không gian văn phòng hiệu quả.
Bảng 5.25 Kết quả tính thép cột C5
Quy về bài toán lệch tâm phẳng tương đương
TANG 18 C5 -351.35 -145.79 149.01 1960 700 500 40 Theo phương Y LTB -66.16 12 20 37.68 1.17 TANG 17 C5 -704.97 -127.27 118.52 1960 700 500 40 Theo phương Y LTB -65.05 12 20 37.68 1.17 TANG 16 C5 -1061.33 -131.75 132.97 1960 700 500 40 Theo phương Y LTB -59.18 12 20 37.68 1.17 TANG 15 C5 -1423.43 -107.64 110.60 1960 700 500 40 Theo phương Y LTB -60.68 12 20 37.68 1.17 TANG 14 C5 -1806.25 -154.07 145.38 1960 800 600 40 Theo phương Y LTB -90.34 16 20 50.24 1.12 TANG 13 C5 -2195.84 -143.59 142.90 1960 800 600 40 Theo phương Y LTB -88.17 16 20 50.24 1.12 TANG 12 C5 -2591.55 -141.53 147.57 1960 800 600 40 Theo phương Y LTB -83.44 16 20 50.24 1.12 TANG 11 C5 -2994.21 -141.35 158.18 1960 800 600 40 Theo phương Y LTB -77.32 16 20 50.24 1.12 TANG 10 C5 -3403.82 -114.24 136.85 1960 800 600 40 Theo phương Y LTB -75.79 16 20 50.24 1.12 TANG 09 C5 -3836.03 -146.06 171.88 1960 900 700 40 Theo phương Y LTB -114.23 20 20 62.80 1.06 TANG 08 C5 -4273.15 -136.28 170.71 1960 900 700 40 Theo phương Y LTB -107.94 20 20 62.80 1.06 TANG 07 C5 -4713.89 -132.94 176.47 1960 900 700 40 Theo phương X LTB -100.24 20 20 62.80 1.04 TANG 06 C5 -5158.07 -131.35 187.82 1960 900 700 40 Theo phương X LTB -91.74 20 20 62.80 1.04 TANG 05 C5 -5604.98 -107.21 166.48 1960 900 700 40 Theo phương Y LTB -84.77 20 20 62.80 1.06 TANG 04 C5 -6070.44 -128.41 202.95 1960 1000 800 40 Theo phương X LTB -129.76 24 22 91.19 1.19 TANG 03 C5 -6533.99 -120.99 203.70 1960 1000 800 40 Theo phương Y LTB -119.95 24 22 91.19 1.20 TANG 02 C5 -6993.59 -117.02 203.99 1960 1000 800 40 Theo phương Y LTB -110.25 24 22 91.19 1.20 TANG LUNG C5 -7448.14 -113.05 245.33 1960 1000 800 40 Theo phương Y LTB -100.69 24 22 91.19 1.20 TANG 01 C5 -7920.96 -137.35 189.23 2800 1000 800 40 Theo phương Y LTB -90.76 24 22 91.19 1.20 TANG HAM C5 -8782.80 -24.95 -3.32 1960 1000 800 40 Theo phương Y LTB -72.75 24 22 91.19 1.20
5.6.2.2 Tính toán cốt đai cột
Cốt đai cột được thiết kế dựa trên lực cắt trong cột, vì lực cắt này thường rất nhỏ Do đó, việc bố trí cốt đai sẽ tuân theo tiêu chuẩn TCVN 5574 – 2018 và TCVN 9638 – 2012 Đường kính của cốt đai được xác định là d.
→ chọn thép đai 8 và số nhánh đai: n=2
Cấu tạo cốt thép đai trong các cấu kiện chịu nén lệch tâm dạng thanh cần đảm bảo rằng ít nhất một thanh cốt thép dọc được đặt tại các vị trí uốn của cốt thép đai.
Bước cốt đai cấu tạo: s0.5h , 300mm0
Cốt đai bố trớ đoạn ẳ L từ 2 đầu cột là 8, bước cốt đai s 100 mm Cốt đai bố trớ đoạn ẵ L giữa cột là 8 bước cốt đai s 0 mm
THIẾT KẾ VÁCH LÕI
Ba phương pháp tính toán cốt thép dọc cho vách phẳng thường dùng trong thiết kế nhà cao tầng:
• Phương pháp phân bố ứng suất đàn hồi
• Phương pháp giả thiết vùng biên chịu moment
• Phương pháp xây dựng biểu đồ tương tác
Trong đồ án, sinh viên thực hiện tính toán cốt thép cho vách bằng phương pháp phân bố ứng suất đàn hồi, trong đó vách và lõi được chia thành các phần tử nhỏ chịu lực kéo hoặc nén đồng tâm Ứng suất được giả định phân bố đều trên mặt cắt ngang của từng phần tử.
Tính toán cốt thép cho từng phần tử sau đó kết hợp lại bố trí cho cả vách, lõi
Các giả thiết cơ bản khi tính toán:
• Ứng suất kéo do cốt thép chịu, ứng suất nén do cả bê tông và cốt thép chịu
Bước 1: Xác định trục chính moment quán tính chính trung tâm của vách
Bước 2: Chia vách thành những phần tử nhỏ ĐỀ TÀI : TÒA NHÀ OFFICE SERVICE CENTER GVHD:PGS-TS CHÂU ĐÌNH THÀNH
Hình 5.6 Minh họa cách chia phần tử
Bước 3: Tính lực dọc tác dụng vào mỗi phần tử do lực dọc N và moment trong mặt phẳng M x gây ra:
Giá trị ứng suất pháp phân bố cho từng phần tử vách, được xác định theo công thức:
Giá trị lực dọc quy đổi tác dụng lên mỗi phần tử: i i i
N: lực dọc trong lõi thang
Ni: lực dọc quy đổi
A : Diện tích mặt cắt ngang của lõi thang
Mx : Mô men uốn quanh trục x
My: Mô men uốn quanh trục y
Ix: Mô men quán tính của lõi đối với trục x;
Mô men quán tính của lõi đối với trục y được ký hiệu là Iy, trong khi yi là khoảng cách từ trọng tâm phần tử vách thứ i đến trục x, và xi là khoảng cách từ trọng tâm phần tử vách thứ i đến trục y.
Ai: Diện tích mặt cắt ngang mỗi phần tử
Bước 4: Tính diện tích cốt thép chịu kéo, nén i b i si sc
Bước 5: Kiểm tra hàm lượng cốt thép Nếu A sc < 0 → Đặt cốt thép chịu nén theo cấu tạo
5.7.2 Áp dụng tính toán lõi công trình
5.7.2.1 Xác định trọng tâm lõi và trọng tâm phần tử Đặc trưng hình học của lõi được xác định trong Autocad 2020 bằng cách tạo miền bằng lệnh Region → Dùng lệnh Massprop để xem các thông số trong đó có trọng tâm → đưa gốc tọa độ về trọng tâm lõi
Hình 5.7 Đặc trưng hình học lõi thang
Bảng 5.26 Bảng đặc trưng hình học lõi thang
Tọa độ trọng tâm tiết diện Diện tích A Moment quán tính
X Y mm 2 Ix (mm 4 ) Iy (mm 4 )
5.7.2.2 Chia phần tử ĐỀ TÀI : TÒA NHÀ OFFICE SERVICE CENTER GVHD:PGS-TS CHÂU ĐÌNH THÀNH
Hình 5.8 Phân chia phần tử
Ta lấy phần tử 1 để tính toán
Tiết diện tính toán:: b h 00 525 (mm)
Giá trị ứng suất pháp phân bố cho từng phần tử vách: x y i i i x y
Giá trị lực dọc quy đổi tác dụng lên mỗi phần tử:
Kiểm tra hàm lượng thép: c
= = ĐỀ TÀI : TÒA NHÀ OFFICE SERVICE CENTER GVHD:PGS-TS CHÂU ĐÌNH THÀNH
Bảng 5.27 Tính thép lõi thang
50 745 300 223500 373527 -373321 1560 3523 -40961.1 -6781.1 78109.42 1013.84 -10714.08 8 16 1608.50 0.72 ĐỀ TÀI : TÒA NHÀ OFFICE SERVICE CENTER GVHD:PGS-TS CHÂU ĐÌNH THÀNH
THIẾT KẾ MÓNG
XỬ LÍ SỐ LIỆU ĐỊA CHẤT
6.1.1 Phân loại và mô tả các lớp đất Được sự đồng ý của giảng viên hướng dẫn, sinh viên sử dụng địa chất bên dưới để áp dụng vào tính toán nền móng công trình trong đồ án của sinh viên:
• Lớp 1 (1m - 6m): Sét, màu xám trắng - nâu vàng - xám nâu, trạng thái dẻo mềm
• Lớp 2(6m - 18m): Bùn sét, màu xám đen, trạng thái chảy
• Lớp 3(18m - 28m): Sét - sét pha, màu xám trắng - nâu vàng, trạng thái dẻo cứng - nửa cứng
• Lớp 4 (28m - 40m): Cát pha, màu nâu vàng - xám trắng - nâu đỏ
6.1.2 Thống kê địa chất công trình
Sử dụng TCVN 9362 – 2012: Tiêu chuẩn thiết kế nền nhà và công trình
Bảng 6.1 Bảng thống kê địa chất móng cọc
IL c φ Hệ số rỗng ứng với từng cấp áp lực
Sét, màu xám trắng - nâu vàng - xám nâu, trạng thái dẻo mềm
Bùn sét, màu xám đen, trạng thái chảy
Sét - sét pha, màu xám trắng - nâu vàng, trạng thái dẻo cứng - nửa cứng
4 28.0-55.0 27.0 Tiêu chuẩn 20.17 10.90 - 6.17 24.43 - 0.521 0.508 0.496 0.483 ĐỀ TÀI : TÒA NHÀ OFFICE SERVICE CENTER GVHD:PGS-TS CHÂU ĐÌNH THÀNH
IL c φ Hệ số rỗng ứng với từng cấp áp lực
Cát pha, màu nâu vàng - xám trắng - nâu đỏ
Hình 6.1 Mặt cắt địa chất và sơ đồ chôn cọc
6.1.3 Đánh giá tính chất của đất nền
Dựa vào các chỉ tiêu cơ lý của đất nền, có thể đánh giá sơ bộ điều kiện địa chất để đưa ra phương án thiết kế móng hợp lý cho tòa nhà văn phòng dịch vụ.
Bảng 6.2 Phân chia loại đất và trạng thái từng lớp đất
Thành phần hạt % lớn hơn 0.05 mm
Nhóm hạt Tên đất Độ sệt
Chỉ số SPT Trạng thái
Lớp 1 22% Hạt mịn Sét 0.61 4 Dẻo mềm
Lớp 2 25% Hạt mịn Bùn sét 1.31 0 Chảy
Lớp 3 40% Hạt mịn Sét pha 0.29 19 Dẻo cứng
Lớp 4 85% Hạt thô Cát pha NP 30 Cứng
LỰA CHỌN GIẢI PHÁP MÓNG CHO CÔNG TRÌNH
Sinh viên lựa chọn phương án cọc khoan nhồi đường kính cọc D1000 để tính móng cho công trình
Cọc khoan nhồi là loại cọc được thi công bằng cách khoan lỗ trước trong đất và sau đó lấp đầy bằng bê tông Quá trình tạo lỗ có thể được thực hiện thông qua các phương pháp như khoan, đóng ống hoặc các phương pháp đào khác Đường kính của cọc khoan nhồi hiện nay thường dao động từ 600 đến 800 mm.
Cốt thép chịu lực: Thép CB-300V, chọn 16∅20
Bảng 6.3 Thông số thiết kế cọc khoan nhồi D1000
Thông số Đơn vị Giá trị Đường kính m 1.0
Chiều dài thực tế của cọc m 47.1
Cao trình mũi cọc so với mặt đất tự nhiên m -52.0 Đoạn âm vào đài móng m 0.15
Chiều dài tính toán của cọc m 45.4
Chu vi tiết diện ngang cọc m 3.142
Diện tích tiết diện ngang cọc Ab m 2 0.785
Số lượng thép trong cọc 16∅20
Diện tích thép dọc As m 2 0.005
THIẾT KẾ MÓNG THEO PHƯƠNG ÁN CỌC KHOAN NHỒI
6.3.1 Sức chịu tải cọc khoan nhồi D1000
6.3.1.1 Sức chịu tải cọc theo vật liệu
Tính toán sức chịu tải của cọc theo vật liệu theo Mục 7.1.7 TCVN 10304-2014 vl cb cb b b sc s
R =φ(γ γ R A +R A ) Trong đó: φ: là hệ số uốn dọc φ 1.028 0.0000288λ= − 2 −0.0016λ λ: là độ mảnh của cọc, 0.7 l tt 0.7 46.4 λ 64.96 r 0.5
= = = (r lấy là bán kính cọc)
Hệ số uốn dọc φ được xác định là 0.810 γ cb, phản ánh điều kiện làm việc khi đổ bê tông trong không gian hạn chế Hệ số γ cb có giá trị 0.85 γ cb, cho thấy ảnh hưởng của phương pháp thi công cọc và việc khoan đổ bê tông bằng dung dịch Bentonite Cuối cùng, γcb được xác định là 0.7.
R b : Cường độ chịu nén tính toán của bê tông B30, R b (MPa)
R sc : Cường độ chịu kéo tính toán của thép CB300-V, R sc &0 (MPa)
A b : Diện tích tiết diện ngang của cọc,
= = A s : Diện tích cốt thép dọc trong cọc,
Vậy sức chịu tải của cọc theo vật liệu: vl cb cb b b sc s
6.3.1.2 Sức chịu tải cọc theo chỉ tiêu cơ lý của đất nền
Tính toán sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu cơ lý đất nền theo Mục 7.2.2 TCVN 10304-
Sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu cơ lý R c,u1 của cọc khoan nhồi được xác định theo công thức: c,u1 c cq b b cf i i
R = γ (γ q A + u ∑ γ f l), trong đó γ là hệ số điều kiện làm việc của cọc, với cγc = 1 cho cọc tựa trên lớp đất 5 sét có trạng thái cứng Hệ số γ dưới mũi cọc là cqγcq = 0.9 khi áp dụng phương pháp đổ bê tông dưới nước Đề tài nghiên cứu là tòa nhà Office Service Center, dưới sự hướng dẫn của PGS-TS Châu Đình Thành Cường độ sức kháng của đất dưới mũi cọc (độ sâu -52m, lớp 4 lớp cát pha) được xác định theo Mục 7.2.3.2 TCVN 10304-2014.
Ab: Diện tích tiết diện ngang cọc:
Chu vi tiết diện ngang của thân cọc được tính bằng công thức u = πd, trong đó π ≈ 3.14 (m) Hệ số làm việc của đất trên thân cọc là γcf = 0.6, được tham khảo từ Bảng 5 TCVN 10304-2014 Cường độ sức kháng trung bình của lớp đất thứ I trên thân cọc được xác định theo Bảng 3 TCVN.
10304-2014 li: Chiều dài đoạn cọc nằm trong lớp đất thứ i
Bảng 6.4 Bảng tính toán cường độ sức kháng trung bình lên thân cọc
STT Lớp đất Độ sâu tính toán (m) li
STT Lớp đất Độ sâu tính toán (m) li
Sức chịu tải theo chỉ tiêu cơ lý đất nền của đài không hạ cote: c,u1 c cq b b cf i i
Sức chịu tải theo chỉ tiêu cơ lý đất nền của đài hạ cote 1.6m:
6.3.1.3 Sức chịu tải cọc theo chỉ tiêu cường độ đất nền
Tính toán sức chịu tải cọc theo chỉ tiêu cường độ đất nền theo Phục lục G2 TCVN 10304-
Sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu cường độ đất nền Rc,u2 của cọc khoan nhồi được xác định theo công thức: c,u2 b f b b i i
R = Q + Q = q A + u ∑f l Trong đó, cường độ sức kháng của đất dưới mũi cọc (độ sâu -52m, lớp 4 là lớp cát pha) được xác định theo Phụ lục G2 7.2.3.2 TCVN 10304-2014 Đất mũi cọc là đất dính với giá trị q b = c N u c = 6.25 × 28.5 × 6 = 68.75 (kN/m²).
A : Diện tích tiết diện ngang cọc, b
Chu vi tiết diện ngang của thân cọc được tính bằng công thức u = πd, với π xấp xỉ 3.14 (m) Cường độ sức kháng trung bình trên thân cọc được xác định theo Mục G2.2 của TCVN 10304-2014 Đối với đất rời, sức kháng được tính theo công thức f = k_i σ_v,z' tgδ_i, trong đó k_i là hệ số áp lực ngang của đất lên cọc, được tính bằng k_i = -1 sin φ_i.
Ứng suất hữu hiệu phương đứng trung bình lớp đất thứ i được xác định bởi δ i, trong đó góc ma sát giữa đất và cọc được lấy bằng φ i đối với cọc bê tông Đối với đất dính, sức kháng không thoát nước được tính bằng công thức f i = αc u,i, với c u,i được xác định là 6.25N SPT.
: Lấy theo biểu đồ G.1 TCVN 10304-2014
Hình 6.2 Biểu đồ xác định hệ số 𝜶 li: Chiều dài đoạn cọc nằm trong lớp đất thứ i
Bảng 6.5 Kết quả xác định sức kháng fi theo cường độ đất nền
Lớp Loại đất NSPT Cu γ v,z'
Sức chịu tải theo chỉ tiêu cường độ đất nền của đài hạ cote 1.6m:
6.3.1.4 Sức chịu tải cọc theo thí nghiệm SPT
Sức chịu tải cọc theo thí nghiệm SPT tính theo công thức Viện kiến trúc Nhật Bản (Mục
R =q A +u(f l +f l ) qb: Cường độ sức kháng của đất dưới mũi cọc, khi mũi cọc nằm trong đất dính: q b l u = 6 6.25 28.5 1068.75 (kN/m ) = 2 cho cọc khoan nhồi ( Mục G3.2 TCVN 10304-
A b : Diện tích tiết diện ngang cọc,
Chu vi tiết diện ngang của thân cọc được tính bằng công thức u = πd, với π xấp xỉ 3.14 Chiều dài đoạn cọc nằm trong đất sét được ký hiệu là l c, trong khi chiều dài đoạn cọc nằm trong đất cát được ký hiệu là l s Cường độ sức kháng của đất tác động lên thân cọc được biểu thị bằng f i.
Thân cọc nằm trong đất rời: i 10 s,i f = N
3 Thân cọc nằm trong đất dính: f i = p L f c u,i
Hình 6.3 Biểu đồ xác định hệ số α p và f L ĐỀ TÀI : TÒA NHÀ OFFICE SERVICE CENTER GVHD:PGS-TS CHÂU ĐÌNH THÀNH
Bảng 6.6 Kết quả xác định sức kháng fi theo chỉ số SPT
Sức chịu tải cọc theo thí nghiệm SPT của đài không hạ cote:
Sức chịu tải cọc theo thí nghiệm SPT của đài hạ cote 1.6m:
6.3.1.5 Sức chịu tải thiết kế cọc
Sức chịu tải cọc là giá trị bé nhất của các trường hợp:
Sức chịu tải cọc của đài không hạ cote:
Sức chịu tải cọc của đài hạ cote 1.6m:
Rc,k =min 7476.46,8850.67, 9747.62 t76.46 Chênh lệch sức chịu tải trước và sau hạ cote 1.6m: c,k c,k c,k
Sinh viên đã phát hiện ra rằng sức chịu tải có sự chênh lệch khoảng 0.5% trước và sau khi hạ cote Do đó, họ quyết định áp dụng sức chịu tải không hạ cote để tính toán cho tất cả các cọc.
Sức chịu tải thiết kế cọc được xác định dựa vào số lượng bố trí cọc trong đài:
Trong đó: γ 0 =1.15: Hệ số điều kiện làm việc γ n =1.15: Hệ số độ tin cậy về tầm quan trọng của công trình
Hệ số độ tin cậy theo đất dựa vào số lượng cọc trong đài γ k =1.75: Móng có 1 đến 5 cọc γ k =1.65: Móng có 6 đến 10 cọc γ k =1.4: Móng có ít nhất 21 cọc
6.3.2 Sơ bộ và bố trí cọc
6.3.2.1 Sơ bộ số lượng cọc trong đài
Sơ bộ số lượng cọc cho móng theo công thức sau: tt c c,tk n k N
Quy ước đặt tên móng: MXY, với X, Y là tên trục giao
6.3.2.2 Sơ bộ kích thước đài cọc
Khoảng cách giữa 2 tim cọc lớn hơn hoặc bằng 3 lần đường kính cọc ĐỀ TÀI : TÒA NHÀ OFFICE SERVICE CENTER GVHD:PGS-TS CHÂU ĐÌNH THÀNH
Khoảng cách từ mép đài đến tim cọc biên lớn hơn hoặc bằng 1 lần đường kính cọc
Kích thước đài móng 4 cọc: d d d
B L H = 5 5 2 (m) Kích thước đài móng 6 cọc: d d d
B L H = 5 8 2 (m) Kích thước móng thang máy: d d d
Hình 6.4 Đài cọc móng 4 cọc
Hình 6.6 Đài cọc móng 30 cọc
Bảng 6.7 Kết quả nội lực móng M3D
6.3.3.2 Kiểm tra phản lực đầu cọc (tính tay)
Tổng nội lực tính toán lên đáy đài theo kích thước thực tế:
N tt =N 0 tt +nA γ h sb d tb d 138.65 1.1 (5 8)+ 25 2 338.65 (kN)
M y tt =M 0y tt 9.61 (kNm) ĐỀ TÀI : TÒA NHÀ OFFICE SERVICE CENTER GVHD:PGS-TS CHÂU ĐÌNH THÀNH
Tải trọng tác dụng lên đầu cọc bất kỳ: tt tt tt x y i n i n i
N tt : tải trọng tính toán thẳng đứng truyền xuống móng
W=B d L d H d γ tb : Trọng lượng trung bình của đài ở độ sâu Df n: số cọc trong đài
M x ,M y : moment xoay quanh trục x và y xi, yi: tọa độ tim cọc theo phương x và y (lấy âm hoặc dương theo chiều quy ước)
Bảng 6.8 Phản lực lên đầu cọc móng M3D
Kiểm tra: max c,tk min
6.3.3.3 Kiểm tra phản lực đầu cọc (tính máy)
Hình 6.7 Phản lực đầu cọc móng M3D
Kiểm tra: max c,tk min
Chênh lệch phản lực đầu cọc giữa 2 phương pháp tính: max max max
Sinh viên đã phát hiện sự chênh lệch phản lực đầu cọc giữa hai phương pháp tính là 2.5%, vì vậy họ quyết định áp dụng phương pháp tính bằng máy cho các cọc còn lại.
6.3.3.4 Kiểm tra hiệu ứng nhóm cọc
Trong đó: η : Hệ số xét đến ảnh hưởng nhóm cọc n1: là số hàng cọc trong nhóm n2: là số cọc trong 1 hàng d: đường kính cọc s: khoảng cách hai tim cọc
= ĐỀ TÀI : TÒA NHÀ OFFICE SERVICE CENTER GVHD:PGS-TS CHÂU ĐÌNH THÀNH
Kiểm tra: N tt +WηnR c,tk tt c,tk
6.3.3.5 Xác định khối móng quy ước
Hình 6.8 Kích thước khối móng quy ước
Tính toán góc ma sát trung bình mà cọc xuyên qua các lớp đất: n i i i 1 tb i l φ 9.35 5 3.6 12 13.2 10 24.43 23 φ 17.27 l 45.4
= − + = − + → Tiết diện móng khối quy ước: B qu L qu 86 13.86
Trọng lượng khối móng quy ước:
Wqu =L Bqu qu (Df +Lc )γtb 86 10.86 (5.6 45.4) 10.22 78453.83 (kN) +
6.3.3.6 Kiểm tra áp lực dưới đáy móng quy ước và áp lực tiêu chuẩn a) Áp lực tiêu chuẩn tại đáy móng quy ước:
Tải trọng tiêu chuẩn tác dụng lên khối móng: tc tc x tc y
→ Áp lực tại đáy khối móng quy ước tc
+ + tc qu y tc x max qu qu qu qu
= + + tc qu y tc x min qu qu qu qu
= − − tc tc tc max min tb
= = b) Áp lực nền tiêu chuẩn R II : Áp lực nền tiêu chuẩn RII được xác định theo công thức (theo Mục 4.6.9 TCVN 9362-
II tc qu II II II 0
Trong nghiên cứu này, m1 và m2 lần lượt có giá trị 1.2 và 1.1, đại diện cho hệ số điều kiện làm việc của nền đất và hệ số điều kiện làm việc của công trình Hệ số độ tin cậy ktc được xác định là 1 Đề tài nghiên cứu tập trung vào Tòa Nhà Office Service Center dưới sự hướng dẫn của PGS-TS Châu Đình Thành.
A, B, D tra bảng với φ#.89 ta được A=0.71, B=3.85, D=6.43 (theo bảng 14 TCVN 9362-2012) γ II 85 (kN/m ) 3 là dung trọng tự nhiên của đất phía dưới đáy móng quy ước
Dung trọng đẩy nổi của đất trên đáy khối móng quy ước c II = 3.71 thể hiện lực dính của đất dưới đáy khối móng Chiều sâu đến nền tầng hầm được xác định là h 0 = 3.6 (m), trong khi chiều sâu đặt móng so với cốt quy định là hR (m), có thể bị bạt đi hoặc đắp thêm.
→ Giá trị áp lực nền tiêu chuẩn RII:
II qu II II II II 0 tc
= + + − c) Kiểm tra áp lực dưới đáy móng quy ước: tc max II tc tb II tc min
→ Thỏa mãn điều kiện áp lực dưới đáy móng quy ước d) Kiểm tra lún đối với khối móng quy ước:
Chia đất dưới đáy móng thành các lớp mỏng, trong đó ứng suất phân bố đều ở mỗi lớp phân tố Độ lún của nền được tính bằng tổng độ lún của các lớp phân tố này.
Vị trí ngừng tính lún có bt 5 gl khi E5MPahoặc bt 10 gl khi E5MPa
= Ứng suất bản thân tại đáy móng:
= bt i h i =18+7.1 5 + 5 12 10 10 10.9 23+ + F4.2 kN / m( 2 ) σ gl : Ứng suất gây lún tại đáy lớp phân tố: σ gl(i) =P K gl 0
P : Ứng suất bản thân tại tâm lớp phân tố: σ bt (i) σ bt (i 1)
P2i: Tổng ứng suất tại tâm lớp phân tố: 2(i) 1(i) σ gl(i) σ gl(i 1)
= + − Áp lực gây lún tại tâm đáy móng: p gl =P tb tc − = bt 621.42 464.2 157.22 kN / m− = ( 2 )
Chia lớp đất dưới đáy khối móng thành nhiều lớp có chiều dài h i = 1(m) Tính ứng suất gây lún cho đến khi đạt điều kiện σ i bt > 5σ gl i, đây là vị trí ngừng tính lún.
Với: σ i bt =σ bt i 1 − +γ h i i , σ gl i =k 0,i σ gl oi
Trong đó: k 0,i : là hệ số xác định theo Bảng C.1 TCVN 9362-2012 , phụ thuộc vào tỉ số qu qu
Mục C.1.6 TCVN 9362-2012 có quy định: Độ lún nền móng theo phương pháp cộng lớp xác định: n gl i i 0 i σ h
Trong đó: β 0.8= : là hệ số không thứ nguyên hi: là chiều dày lớp đất thứ i
Ei: là module biến dạng của lớp đất thứ i Đường cong e-p lớp 4: p (kN/m 2 ) 50 100 200 400 e 0.52 0.51 0.50 0.48 ĐỀ TÀI : TÒA NHÀ OFFICE SERVICE CENTER GVHD:PGS-TS CHÂU ĐÌNH THÀNH
Hình 6.9 Biểu đồ quan hệ e-p lớp 4 y = 1E-07x 2 - 0.0002x + 0.5267
Bảng 6.9 Kết quả tính lún móng M3D
Lớp Phân tố Điểm Bề dày z (m) 2z/b k0
6 6 1.105 0.705 106.56 583.30 5.474 Độ lún tổng cộng S (m) 0.036 Độ lún của móng: S=3.6 (cm) ≤ [S] (cm); Tại đây σ bt ≥ 5σ gl khi E ≥ 5MPa → Dừng lún tại đây
→ Thỏa điều kiện biến dạng lún ĐỀ TÀI : TÒA NHÀ OFFICE SERVICE CENTER GVHD:PGS-TS CHÂU ĐÌNH THÀNH
Biểu đồ ứng suất gây lún móng M3D (Hình 6.10) cho thấy sự phân bố ứng suất trong quá trình tính toán Để đảm bảo an toàn, việc tính toán và kiểm tra điều kiện xuyên thủng được thực hiện theo quy định tại mục 8.1.6.2 TCVN 5574, trong đó đường bao của tiết diện ngang được xác định rõ ràng.
Hình 6.11 Tháp xuyên thủng trong đài móng M3D Điều kiện chống xuyên thủng theo mục 8.1.6.2 TCVN 5574-2018:
FFb,u Điều kiện chống xuyên thủng móng: x y b,u bx,u by,u
F: Lực gây ra xuyên thủng, là các phản lực nằm ngoài vùng chống xuyên
F : Lực giới hạn chống xuyên b,u
Moment quán tính cạnh theo phương X:
21502150 ĐỀ TÀI : TÒA NHÀ OFFICE SERVICE CENTER GVHD:PGS-TS CHÂU ĐÌNH THÀNH
= = = + = + Moment quán tính cạnh theo phương Y:
= = = + = + Moment quán tính vùng chống xuyên:
= + = + Moment tập trung giới hạn:
( ) bt bx 0 bx max bt by 0 max x y b,u bx,u by,u
→ Thỏa điều kiện chống xiên thủng f) Tính toán thép và bố trí cho đài cọc
Hình 6.12 Biểu đồ mô men dãy strip đài móng M3D ĐỀ TÀI : TÒA NHÀ OFFICE SERVICE CENTER GVHD:PGS-TS CHÂU ĐÌNH THÀNH
Bảng 6.10 Kết quả tính thép đài móng M3D
Cơ sở lý thuyết tương tự mục 6.3.3.6
Bảng 6.11 Kết quả nội lực móng M3E
6.3.4.2 Kiểm tra phản lực đầu cọc (tính máy)
Hình 6.13 Phản lực đầu cọc móng M3E
Kiểm tra: max c,tk min
6.3.4.3 Kiểm tra hiệu ứng nhóm cọc
= Kiểm tra: N tt +W ηnR c,tk ĐỀ TÀI : TÒA NHÀ OFFICE SERVICE CENTER GVHD:PGS-TS CHÂU ĐÌNH THÀNH tt c,tk
6.3.4.4 Xác định khối móng quy ước
Tính toán góc ma sát trung bình mà cọc xuyên qua các lớp đất: qu d c φ tb 17.27
= − + = − + → Tiết diện móng khối quy ước: B qu L qu 86 10.86
Trọng lượng khối móng quy ước:
Wqu =L Bqu qu (Df +Lc )γtb 86 10.86 (5.6 45.4) 10.22 61472.48 (kN) +
6.3.4.5 Kiểm tra áp lực dưới đáy móng quy ước và áp lực tiêu chuẩn a) Áp lực tiêu chuẩn tại đáy móng quy ước
Tải trọng tiêu chuẩn tác dụng lên khối móng: tc tc x tc y
→ Áp lực tại đáy khối móng quy ước tc
+ + tc qu y tc x max qu qu qu qu
= + + tc qu y tc x min qu qu qu qu
= − − tc tc tc max min tb
= = b) Áp lực nền tiêu chuẩn R II
Giá trị áp lực nền tiêu chuẩn RII:
II qu II II II II 0 tc
= + + − c) Kiểm tra áp lực dưới đáy móng quy ước tc max II tc tb II tc min
Để đảm bảo an toàn cho khối móng quy ước, cần kiểm tra lún tại tâm đáy móng theo áp lực dưới đáy Công thức tính áp lực gây lún là pgl = Ptb tc − σ = bt 606.35 464.2− 2.15 kN/m² Đề tài nghiên cứu liên quan đến Tòa nhà Office Service Center do PGS-TS Châu Đình Thành hướng dẫn.
Bảng 6.12 Kết quả tính lún móng M3E
Lớp Phân tố Điểm Bề dày z (m) 2z/b k0
5 5 0.921 0.741 105.39 563.45 5.346 Độ lún tổng cộng S (m) 0.029 Độ lún của móng: S=2.9 (cm) ≤ [S] (cm); Tại đây σ bt ≥ 5σ gl khi E ≥ 5Mpa → Dừng lún tại đây
→ Thỏa điều kiện biến dạng lún
