(Đồ án hcmute) chung cư cao cấp an phú

TỔNG QUAN VỀ CÔNG TRÌNH

Tổng quan dự án

- Tên dự án: CHUNG CƯ CAO CẤP AN PHÚ

- Địa điểm xây dựng: PHƯỜNG LAM HẠ, THÀNH PHỐ PHỦ LÝ, TỈNH HÀ NAM

- Cấp công trình: Công trình dân dụng –Cấp II

- Chủ đầu tư: TỔNG CÔNG TY CỔ PHẦN ĐẦU TƯ PHÁT TRIỂN XÂY DỰNG– DIC CORP

- Đơn vị tư vấn: Đơn vị lập: CÔNG TY TNHH GK ARCHI Địa chỉ : 100-102 Điện Biên Phủ - Phường ĐaKao, Quận 1- Tp Hồ Chí Minh Điện thoại : (028) 3820 8280 Fax : (028) 3820 8281

Email: gk@gka.vn Website: www.gka.vn

Giới thiệu về công trình

1.2.1 Mục đích xây dựng 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 cuộc sống và công việc của người dân Đối với Việt Nam, quốc gia đang phát triển và khẳng định vị thế trong khu vực và quốc tế, việc cải thiện nhu cầu an sinh và việc làm cho người dân là rất quan trọng Trong đó, nhu cầu về chỗ ở là một trong những yếu tố thiết yếu hàng đầu cần được ưu tiên.

Trước tình hình dân số tăng nhanh, nhu cầu mua đất xây dựng nhà ở ngày càng cao, trong khi quỹ đất có hạn, dẫn đến giá đất tăng cao, khiến nhiều người không đủ khả năng mua Giải pháp hợp lý để giải quyết vấn đề này là xây dựng các chung cư cao tầng và phát triển quy hoạch khu dân cư.

Sự phát triển của nền kinh tế và đầu tư nước ngoài đã tạo ra cơ hội hứa hẹn 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 không chỉ đáp ứng nhu cầu hạ tầng cấp bách mà còn làm mới bộ mặt thành phố, đồng thời tạo ra nhiều cơ hội việc làm cho người dân.

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

Chung cư cao cấp An Phú được thiết kế và xây dựng nhằm đáp ứng nhu cầu sống hiện đại của cư dân, với các tiện nghi đầy đủ và cảnh quan đẹp Đây là một công trình nhà cao tầng chất lượng cao, lý tưởng cho sinh sống, giải trí và làm việc, góp phần vào việc giải quyết các mục tiêu phát triển đô thị.

1.2.2 Vị trí và đặc điểm công trình

 Vị trí công trình Địa chỉ: PHƯỜNG LAM HẠ, THÀNH PHỐ PHỦ LÝ, TỈNH HÀ NAM

Hình 1.1 Mặt đứng công trình

Hình 1.2 Mặt bằng công trình

Công trình gồm 16 tầng (chưa tính tầng hầm)

Tầng hầm: Bố trí chỗ đậu xe

Tầng 1 - 3: Dịch vụ thương mại Tầng 4 - 15: Căn hộ cao cấp

Tổng chiều cao công trình 61.3 m

Giải pháp kiến trúc công trình

Tầng hầm có độ sâu 3.9m được thiết kế với 4 ram dốc riêng biệt cho lối lên và xuống, với độ dốc i = 20.5% trên cùng một mặt tiền Do công trình kết hợp giữa trung tâm thương mại và căn hộ cao cấp, lưu lượng xe xuống hầm rất đông Việc bố trí ram dốc hợp lý không chỉ đảm bảo thông thoáng lối đi mà còn tạo điều kiện thuận lợi cho việc quản lý công trình.

Hệ thống thang máy và thang bộ thoát hiểm được đặt ở giữa tầng hầm, đảm bảo tính kết cấu và dễ nhận diện Đồng thời, hệ thống phòng cháy chữa cháy cũng được bố trí hợp lý trong khu vực thang bộ, giúp dễ dàng tiếp cận khi có sự cố xảy ra.

Tầng trệt của khu trung tâm thương mại được trang trí bằng đá granite mắt rồng, kết hợp với kính phản quang 2 lớp màu xanh lá dày 10.38 mm, mang đến vẻ đẹp sang trọng và hiện đại.

Tầng điển hình từ 4 đến 15 được thiết kế làm căn hộ cao cấp với 9 căn hộ mỗi tầng, diện tích từ 45m² đến 120m² Để đảm bảo thông thoáng và ánh sáng tự nhiên, giếng trời được bố trí hợp lý, cùng với hành lang đạt tiêu chuẩn tối thiểu 2.2m Mặt bằng sân thượng được sử dụng làm khu vực tập thể dục và nghỉ ngơi, với hành lang an toàn được xây dựng bằng tường bao quanh Hệ thống thoát nước tại sân thượng cũng được thiết kế hợp lý để đảm bảo hiệu quả.

Giải pháp mặt bằng trên công trình không chỉ đáp ứng hiệu quả yêu cầu công năng mà còn đảm bảo bố trí kết cấu một cách hợp lý.

1.3.2 Giải pháp mặt cắt và cấu tạo

Chiều cao tầng điển hình trong công trình là 3.4m, trong khi tầng hầm có chiều cao 3.9m và tầng trệt cao 5m Chiều cao thông thủy của tầng điển hình đạt tối thiểu 2.97m Để đảm bảo an toàn và thuận tiện, cầu thang bộ được thiết kế với 2 vế, mỗi vế cao 1.7m.

Cấu tạo chung của các lớp sàn

Hình 1.3 .Các lớp cấu tạo sàn

1.3.3 Giải pháp mặt đứng & hình khối

Công trình chung cư cao cấp kết hợp trung tâm thương mại sở hữu kiến trúc hiện đại với hình khối bề thế Sự kết hợp giữa các đường nét ngang và thẳng đứng tạo ra vẻ vững chãi, trong khi việc sử dụng vật liệu mới như đá Granite và kính dày màu xanh mang đến sự sang trọng cho mặt đứng của công trình.

Công trình chung cư cao cấp LIBERTY được thiết kế dưới dạng khối hình hộp chữ nhật, phù hợp với hình dạng khu đất có ba mặt tiếp giáp và một mặt tiền Kiến trúc của công trình là sự kết hợp hài hòa giữa phong cách cổ điển và hiện đại, mang đến vẻ đẹp tự do và phóng khoáng Tên gọi LIBERTY, có nghĩa là tự do, phản ánh đúng tinh thần thiết kế này.

1.3.4 Giải pháp giao thông công trình

Giao thông theo phương ngang trong tòa nhà được thiết kế với hàng lang rộng từ 2 m đến 4,8 m, tạo điều kiện thuận lợi cho việc di chuyển Để đảm bảo giao thông theo phương đứng, có 2 cầu thang bộ và 4 thang máy được bố trí hợp lý Sự giao thoa giữa hàng lang và cầu thang tại các tầng tạo nên những nút giao thông thông thoáng, giúp người đi lại dễ dàng và đảm bảo an toàn thoát hiểm trong trường hợp khẩn cấp như cháy nổ.

Hệ kết cấu của công trình là hệ kết cấu khung lõi BTCT (bê tông cốt thép)

Hệ chịu lực phương ngang dùng sàn phẳng không mũ cột và lõi chịu lực Hệ chịu lực theo phương đứng là hệ khung gồm cột vách

Mái phẳng bằng BTCT và được chống thấm Cầu thang BTCT toàn khối

Bể chứa nước bằng bê tông cốt thép (BTCT) được lắp đặt trên sân thượng nhằm mục đích trữ nước, phục vụ cho nhu cầu sử dụng của toàn bộ các tầng trong tòa nhà và hỗ trợ công tác cứu hỏa.

Tường bao che dày 200mm, tường ngăn dày 100mm Phương án móng dùng móng cọc

Chọn phương án móng cọc khoan nhồi là lựa chọn tối ưu cho các công trình cầu đường, thủy lợi, dân dụng và công nghiệp Cọc khoan nhồi, với khả năng thi công tại chỗ, đã trở nên phổ biến trong xây dựng nhà cao tầng tại Thành phố Hồ Chí Minh, đặc biệt trong điều kiện xây chen, nhờ vào những tiến bộ và phát triển trong công nghệ.

Sử Dụng cọc d1000 đặt ở độ sâu 59.1 m

Giải pháp kỹ thuật khác

Hệ thống điện của công trình được cung cấp từ mạng lưới điện sinh hoạt của thủ đô, với điện áp 3 pha xoay chiều 380v/220v và tần số 50Hz, đảm bảo nguồn điện ổn định cho toàn bộ công trình Thiết kế hệ thống điện tuân thủ tiêu chuẩn Việt Nam cho công trình dân dụng, nhằm mục đích bảo quản, sửa chữa, khai thác và sử dụng một cách an toàn, đồng thời tiết kiệm năng lượng.

Dung tích bể chứa nước được thiết kế dựa trên số lượng người sử dụng và khả năng dự trữ nước trong trường hợp mất điện hoặc chữa cháy Nước từ bể chứa sẽ được dẫn xuống các khu vệ sinh, đáp ứng nhu cầu sinh hoạt cho mỗi tầng thông qua hệ thống ống thép tráng kẽm được lắp đặt trong các hộp kỹ thuật.

Hệ thống thoát nước mưa giúp dẫn nước từ mái nhà xuống dưới qua các ống nhựa được lắp đặt ở vị trí thu nước tối ưu Nước mưa sẽ chảy từ các ống dẫn vào rãnh thu nước quanh nhà và sau đó được dẫn đến hệ thống thoát nước chung của thủ đô.

Nước thải sinh hoạt từ khu vệ sinh được dẫn xuống bể tự hoại để làm sạch, sau đó sẽ được chuyển vào hệ thống thoát nước chung của thủ đô.

Quy hoạch xung quanh công trình bao gồm việc trồng hệ thống cây xanh nhằm dẫn gió, che nắng, chắn bụi và điều hòa không khí, từ đó tạo ra một môi trường trong sạch và thoáng mát.

Các phòng trong công trình được thiết kế với hệ thống cửa sổ, cửa đi và ô thoáng, giúp lưu thông không khí hiệu quả Thiết kế này đảm bảo môi trường không khí trong lành và thoải mái cho người sử dụng.

Kết hợp ánh sáng tự nhiên và chiếu sáng nhân tạo

Chiếu sáng tự nhiên là yếu tố quan trọng trong thiết kế không gian, với các phòng được trang bị hệ thống cửa nhằm tiếp nhận ánh sáng từ bên ngoài Sự kết hợp giữa ánh sáng tự nhiên và ánh sáng nhân tạo giúp đảm bảo đủ ánh sáng cho từng phòng, tạo nên môi trường sống thoải mái và dễ chịu.

Chiếu sáng nhân tạo: Được tạo ra từ hệ thống điện chiếu sáng theo tiêu chuẩn Việt Nam về thiết kết điện chiếu sáng trong công trình dân dụng

 Hệ thống phòng cháy chữa cháy

Tại mỗi tầng và nút giao thông giữa hành lang và cầu thang, hệ thống hộp họng cứu hỏa được thiết kế nối với nguồn nước chữa cháy Mỗi tầng đều có biển chỉ dẫn về phòng và hướng dẫn chữa cháy Ngoài ra, mỗi tầng được trang bị 4 bình cứu hỏa CO2MFZ4 (4kg), chia thành 2 hộp đặt ở hai bên khu vực phòng ở để đảm bảo an toàn cháy nổ.

 Hệ thống chống sét Được trang bị hệ thống chống sét theo đúng các yêu cầu và tiêu chuẩn về chống sét nhà cao tầng (Thiết kế theo TCVN 46 – 84)

Rác thải được thu gom từ các tầng thông qua hệ thống kho thoát rác, với gian rác được bố trí tại tầng hầm, đi kèm với cơ chế đưa rác thải ra ngoài một cách hiệu quả.

Cơ sở thiết kế

 Cơ sở pháp lý và tiêu chuẩn thiết kế

Báo cáo khảo sát địa chất công trình cho dự án "ĐTXD Chung Cư Cao Cấp An Phú" được thực hiện và cung cấp bởi Công Ty TNHH Tư Vấn, Triển Khai Công Nghệ và Xây Dựng Mỏ - Địa Chất (CODECO).

 Tiêu chuẩn, quy chuẩn thiết kế

TCVN 2737-1995 Tải trọng và tác động: Tiêu chuẩn thiết kế

TCXD 229 : 1999 Chỉ dẫn tính toán thành phần động của Tải trọng gió theo

TCVN 2737:1995 TCVN 9386 : 2012 Thiết kế công trình chịu động đất

TCVN 5574 : 2018 Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép – Tiêu chuẩn thiết kế TCVN 5575:2012 Tiêu chuẩn thiết kế cho kết cấu thép công trình

TCVN 10304 : 2014 Móng cọc – tiêu chẩn thiết kế

TCVN 9393 : 2012 Cọc – Phương pháp thí nghiệm bằng tải trọng tĩnh ép dọc trục TCVN 9394 : 2012 Đóng và ép cọc – thi công và nghiệm thu

TCVN 7888 : 2014 Cọc ly tâm ứng lực trước

TCVN 9362:2012 Tiêu chuẩn thiết kế nền nhà và công trình

TCVN 1651:2008 Thép cốt bê tông

QCVN 02:2009/BXD Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia – Số liệu điều kiện tự nhiên dùng trong xây dựng

QCVN 03:2012/BXD Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nguyên tắc phân loại, phân cấp công trình dân dụng, công nghiệp và hạ tầng kỹ thuật đô thị QCVN 04:2015/BXD Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nhà ở và công trình công cộng

QCVN 06:2020/BXD Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về an toàn cháy cho nhà và công trình

EN 1992:2004 Tiêu chuẩn thiết kế yêu cầu cho kết cấu bê tông cốt thép Các tài liệu tiêu chuẩn ngành có liên quan

Dự án được thiết kế theo tiêu chuẩn Eurocode cho các cấu kiện cột và vách, trong khi tiêu chuẩn Việt Nam được áp dụng cho các cấu kiện còn lại.

 Chương Trình Phần Mềm Tính Toán

Etabs, Safe, Sap, Word, Excel

Cấp độ bền chịu nén

Cường độ chịu nén tính toán R b

Cường độ chịu kéo tính toán R bt

Mô đun đàn hồi E MPa)

Cấp bê tông theo tiêu chuẩn Eurocode 2

Cường độ đặc trưng f ck

Vách hầm B30 17 1.15 32.5x10 3 Đài móng, sàn, dầm, bể nước SH, PCCC,

XLNT, ram dốc, cầu thang, cột vách

Mô đun đàn hồi Es x10 4

Kéo Nén Đai Kéo, nén

Rs Rsc Rsw Rsn , Rs,ser

Tên cấu kiện Mác thép

Cốt thép với đường kính D < 10mm CB240-T Cốt thép với đường kính D >= 10mm CB300-V, CB400-V

CHỌN SƠ BỘ KÍCH THƯỚC

Chiều dày bản sàn được xác định sơ bộ theo công thức

Sử dụng phương án sàn phẳng

- D= 0.8÷1.4   là hệ số xét đến tải trọng tác dụng lên sàn

- m= 40÷45   là hệ số phụ thuộc vào dạng bản sàn

- L là chiều dài nhịp tính toán, L= 8.6 m

Kích thước dầm được xác định sơ bộ theo công thức

- Chọn dầm có chiều cao: hd = 700 (mm)

- Chọn bề rộng dầm: bd = 300mm

Vậy dầm có tiết diện: b x h = 300×700 (mm)

Kích thước vách

- Sử dụng vách bê tông cốt thép toàn khối tiết diện chủ yếu 300x2500 mm; 300x2000mm; vách thang máy dày 250 và 300mm

- Tầng hầm tới tầng 3 sử dụng vách dày 400mm

- Tầng 4 tới tầng 16 sử dụng vách dày 300mm

Hình 2.1 Mặt bằng dầm sàn tầng điển hình

TẢI TRỌNG

Tĩnh tải

Bảng 3.1 Tải trọng bản thân (DL)

STT Loại vật liệu Trọng lượng riêng (kN/m 3 ) Hệ số vượt tải n

2 Bê tông cốt thép 25 (kN/m 3 ) 1.1

4 Vữa trát, lát gạch 18 (kN/m 3 ) 1.3

10 Cửa kính với khung thép 0.4 (kN/m 2 ) 1.1

Trọng lượng bản thân kết cấu dựa vào kích thước của cấu kiện và được tính toán tự động bằng phần mềm phân tích

Tĩnh tải các lớp cấu tạo sàn và tường (SDL,WL)

Chiều dày của các lớp cấu tạo sàn được xác định dựa trên bản vẽ kiến trúc và hệ số tin cậy theo TCVN 2737 – 1995 Tĩnh tải sàn được phân loại thành các loại tải trọng khác nhau, tùy thuộc vào công năng sử dụng của từng ô sàn.

Bảng 3.2 Căn hộ chung cư

Các lớp cấu tạo sàn

Bảng 3.3 Sàn khu vực hội thảo, triển lãm, nhà hàng, văn phòng

Các lớp cấu tạo sàn

Bảng 3.4 Sàn sảnh, hành lang

Các lớp cấu tạo sàn

Bảng 3.5 Sàn khu vệ sinh

Các lớp cấu tạo sàn

Các lớp cấu tạo sàn

Lớp vữa lót tạo dốc 8 18 1.44 1.3 1.87

Bảng 3.7 Sàn ground cảnh quan

Các lớp cấu tạo sàn

Tính toán (kN/m 2 ) Đất trồng cây 20 18 3.6 1.1 3.96

Lớp vải địa kỹ thuật và chống thấm 0.05 1.2 0.06

Lớp tấm Grascell và nước khi mưa 20 10 2.0 1.1 2.2

Bảng 3.8 Sàn khu vực đường nội bộ

Các lớp cấu tạo sàn

Các lớp cấu tạo sàn

Lớp vữa lót gạch và chống thấm 5 18 0.9 1.3 1.17

Dựa vào bản vẽ kiến trúc, chọn được căn hộ B6 là căn hộ có tải trọng tường lớn nhất

Tải trọng tiêu chuẩn (kN/m 3 )

Tổng tải trọng tường (kN)

Tường xây trên sàn được qui về tải phân bố đều 5.44 kN/m 2 trên sàn cho tất cả các sàn căn hộ và vệ sinh

Các sàn thương mại, khu vực buôn bán, trung tâm hội nghị và văn phòng thường chỉ sử dụng tường biên và các tấm ngăn giữa các phòng, dẫn đến việc tải trọng tường chỉ bằng một nửa so với tải trọng phân bố trên căn hộ.

Hoạt tải

Hoạt tải tác dụng lên công trình được xác định theo TCVN 2737 – 1995, dựa trên công năng của từng khu vực trong công trình Giá trị hoạt tải cho các khu chức năng cụ thể được quy định rõ ràng để đảm bảo hiệu quả và an toàn trong thiết kế.

Chức năng các phòng của công trình

Hoạt tải tiêu chuẩn (kN/m 2 )

Hoạt tải dài hạn (kN/m 2 )

Hoạt tải ngắn hạn (kN/m 2 )

Ram dốc, đường xe chạy (xe chữa cháy) 20 20 0

Sảnh, hành lang, cầu thang khu vực triển lãm, nhà hàng 4 1.4 2.6

Sảnh, hành lang, cầu thang khu vực khách sạn 3 1 2

Bể nước PCCC + Sinh hoạt, hồ bơi h*10 h*10 0

Phòng ngủ, phòng khách, phòng ăn, vệ sinh kiểu căn hộ 1.5 0.3 1.2

Bếp, phòng giặt kiểu căn hộ 1.5 1.3 0.2

Tầng kỹ thuật mái 4 4 0 Đỉnh mái sử dụng 2 2 0

Mái không sử dụng 0.75 0.75 0 Đẩy nổi h*10 h*10 0

Tải trọng gió

Tải trọng gió được tính toán theo tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN 2737:1995)

Chiều cao của công trình tại Thị xã Phủ Lý, Tỉnh Hà Nam là 60m cho khối 16 tầng và 77m cho khối 20 tầng Vùng gió tại đây được phân loại là III – B theo TCVN 2737-1995, với áp lực gió tiêu chuẩn W0 đạt 125 daN/m².

Dạng địa hình: B (Theo TCVN 2737-1995)

Giá trị giới hạn của tầng số dao động riêng

Công trình cao 61.3m > 40m, nên theo TCVN 2737-1995 tải trọng gió được xác định phải gồm cả 2 thành phần: gió tĩnh và gió động

 Tải trọng gió được tính toán theo tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN 2737:1995)

- Chiều cao công trình từ mặt đất tự nhiên : 61.3m

- Vùng gió Thị xã Phủ Lý – Tỉnh Hà Nam: III – B (Theo TCVN 2737-1995)

- Áp lực gió tiêu chuẩn W0: 125 daN/m 2 (Theo TCVN 2737-1995)

- Dạng địa hình: B (Theo TCVN 2737-1995)

- Giá trị giới hạn của tầng số dao động riêng f L : (Theo TCVN 2737-1995)

Vùng áp lực gió  fL

Bảng 3.12 Kết quả tính toán gió tĩnh theo phương X và Y

Sử dụng phần mềm ETABS để khảo sát dao động của công trình, chúng ta cần khai báo khối lượng tham gia dao động với 12 mode dao động Cụ thể, khối lượng tham gia dao động được xác định bằng cách tính 100% tĩnh tải và 50% hoạt tải toàn phần.

Sau khi phân tích động công trình bằng phần mềm ETABS, chúng ta thu được kết quả về chu kỳ và tần số của các dạng dao động Tiến hành so sánh tần số dao động f1 (tương ứng với dạng dao động thứ nhất Mode 1) với tần số giới hạn fL.

+ Nếu f1 > fL thì thành phần dao động của tải trọng gió chỉ cần kể đến tác dụng của xung vận tốc gió

Khi f1 nhỏ hơn fL, cần xem xét ảnh hưởng của cả xung vận tốc gió và lực quán tính của công trình đối với thành phần dao động của tải trọng gió Việc tính toán phải đảm bảo rằng n dạng dao động đầu tiên thỏa mãn điều kiện: fn nhỏ hơn fL và fL nhỏ hơn fn+1.

Hình 3.1 Các dạng dao động riêng cơ bản của công trình

Giá trị giới hạn của tần số dao động riêng fL chịu ảnh hưởng bởi vùng áp lực gió cũng như dạng kết cấu và vật liệu chính của công trình, theo quy định trong bảng 9 TCVN 2737-1995.

Bảng 3.13 Trích bảng 9 Giá trị giới hạn dao động của tần số riêng f L

+ Đối với công trình bằng bê tông cốt thép và gạch đá, công trình khung thép có kết cấu bao che : δ = 0.3

+ Đối với các tháp trụ, ống khối bằng thép, các thiết bị dạng cột thép có bệ bằng BTCT δ = 0.15

 Công trình làm bằng bê tông cốt thép (Độ giảm loga δ = 0.3) và nằm ở vùng gió III B, ta tra được: fL = 1.6 (Hz)

 Bước 1: Xác định tần số dao động riêng

Sử dụng phần mềm ETABS khảo sát với 12 Mode dao động của công trình

Bảng 3.14 Kết quả 12 Mode dao động

(1/s) UX UY RZ Phương Ghi chú

 Bước 2: Xác định giá trị tiêu chuẩn thành phần tĩnh của áp lực gió lên các phần tính toán của công trình

Giá trị tiêu chuẩn thành phần tĩnh của áp lực gió Wj ở độ cao zj so với mốc tại mặt đất được xác định theo công thức: W = W k C kN/m j o zj  2 

- Wo: Giá trị áp lực gió tiêu chuẩn Công trình xây dựng tại TP.HCM thuộc vùng III-

- c: Hệ số khí động Phía đón gió c = + 0.8, phía hút gió c = - 0.6 → c = 0.6 + 0.8 1.4

- kzj: Hệ số xét đến sự thay đổi áp lực gió theo chiều cao (tra bảng 5 - TCVN 2737 : 1995, theo dạng địa hình B)

Bước 3: Xác định thành phần động của tải trọng gió tác dụng lên công trình Giá trị tiêu chuẩn của thành phần động tải gió tại phần thứ j, tương ứng với dạng dao động thứ i, được tính toán bằng công thức: WP ij = Mjξiψ yi ij.

– W P ij   : lực, đơn vị tính toán kN

– M j : khối lượng tập trung của phần công trình thứ j, T

– i: hệ số động lực ứng với dạng dao động thứ i, không thứ nguyên

– ψ i : hệ số được xác định bằng cách chia công trình thành n phần

 Xác định M j : Khối lượng các điểm tập trung theo các tầng được xuất từ ETABS (Center Mass Rigidity)

 Hệ số động lực được xác định ứng với 3 dạng dao động đầu tiên, phụ thuộc vào thông số  i và độ giảm loga của dao động: o i ε = γ×W 940×f

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

 f i : Tần số dao động riêng thứ i

 Wo: Giá trị áp lực gió

 Công trình bằng BTCT với  = 0.3 nên ta tra theo đường số 1 trên đồ thị (TCXD 229 : 1999)

Hình 3.2 Đồ thị xác định hệ số động lực 

- Xác định i : Hệ số i được xác định theo công thức: ji n ji Fj j=1 i n

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

Giá trị tiêu chuẩn thành phần động của tải trọng gió WFj tác động lên phần thứ j của công trình được xác định theo công thức W = WFj j ζj Sj νj (kN), trong đó chỉ xem xét ảnh hưởng của xung vận tốc gió và các dạng dao động khác nhau.

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

 Sj: diện tích đón gió phần công trình thứ j (m 2 )

  :hệ số tương quan không gian áp lực động của tải trọng gió

Hệ số tương quan không gian áp lực động khác nhau của công trình được ký hiệu là , là một đại lượng không có thứ nguyên Khi thực hiện tính toán với dạng dao động thứ nhất, giá trị của  được lấy bằng

1, còn đối với các dạng dao động còn lại,  lấy bằng 1

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

Hình 3.3 Hệ tọa độ khi xác định hệ số tương quan 

Bảng 3.15 Các tham số ρ và χ

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

Bảng 3.16 Hệ số tương quan không gian  1

Bảng 3.17 Gió động theo phương X và Y

Tải trọng động đất

Theo tiêu chuẩn TCVN 9386 - 2012, động đất được chia thành ba cấp dựa trên gia tốc nền thiết kế a g, cụ thể là: động đất mạnh với a g ≥ 0.08g (0.785m/s²), động đất yếu với 0.04g (0.392m/s²) ≤ a g ≤ 0.08g (0.785m/s²), và động đất rất yếu với a g ≤ 0.04g (0.392m/s²) Địa điểm xây dựng được xác định là Thị xã Phủ Lý, Tỉnh Hà Nam, với đỉnh gia tốc nền agR là 0.1189g (m/s²).

Hệ số tầm quan trọng I : 1

Như vậy, theo TCVN 9386-1:2012 công trình nằm trong vùng động đất mạnh Cần tính toán động đất cho công trình

Động đất là yếu tố thiết yếu và quan trọng nhất trong thiết kế công trình cao tầng Vì vậy, mọi công trình xây dựng trong khu vực có nguy cơ động đất cần phải tính toán tải trọng động đất một cách chính xác.

– Tính toán lực động đất theo tiêu chuẩn TCVN 9386-2012 (Thiết kế công trình chịu động đất)

– Theo TCVN 9386 -2012, có 2 phương pháp tính toán tải trọng động đất là phương pháp tĩnh lực ngang tương đương và phương pháp phân tích phổ dao động

– Đồ án này tải trọng động đất sẽ được tính toán theo phương pháp phân tích phổ phản ứng dao động (điều 4.3.3.3 TCVN 9386-2012)

– Việc tính toán tải trọng động đất được thực hiện theo TCVN 9386 -2012 và sự trợ giúp của phần mềm ETABS

3.6.1 Phổ phản ứng (theo phương ngang)

Phương pháp phân tích phổ phản ứng dao động là một kỹ thuật trong động lực học kết cấu, cho phép đánh giá phản ứng tổng thể của cấu trúc dưới tác động của các dạng dao động khác nhau.

– Điều kiện áp dụng: Phương pháp phân tích phổ phản ứng là phương pháp có thể áp dụng cho tất cả các loại nhà (xem 4.3.3.3.1 - TCVN 9386-2012)

 Số dạng dao động cần xét đến trong phương pháp phổ phản ứng

Cần xem xét tất cả các dao động ảnh hưởng đến phản ứng tổng thể của công trình Điều này có thể đạt được thông qua một trong hai điều kiện sau:

– Tổng các trọng lượng hữu hiệu của các dạng dao động (Mode) được xét chiếm ít nhất 90% tổng trọng lượng của kết cấu

– Tất cả các dạng dao động có trọng lượng hữu hiệu lớn hơn 5% của tổng trọng lượng đều được xét tới

 Quy trình tính toán tiến hành theo các bước sau:

[1] Xác định loại đất nền của công trình:

Dựa vào hồ sơ địa chất xây dựng đất nền thuộc loại C

[2] Xác định hệ số a gR /g:

Gia tốc nền ứng với công trình xây dựng tại: Phủ Lý, tỉnh Hà Nam a = 0.1189×g = 0.1189×9.81= 1.166gR

[3] Xác định hệ số tầm quan trọng: công trình cấp II γ =11 (Phụ lục E – TCVN 9386-2012) ứng với nhà cao tầng từ 9 đến 19 tầng

[4] Xác định gia tốc nền đất thiết kế: g gR 1 a = a ×γ = 1.166×1 = 1.166 > 0.08×g = 0.7848

Vậy theo TCVN 9386:2012 thì phải tính toán và cấu tạo kháng chấn

[5] Xác định hệ số ứng xử q của công trình:

Hệ số ứng xử q phản ánh khả năng tiêu tán năng lượng (tính dẻo) của kết cấu Đối với hệ hỗn hợp khung - vách bê tông cốt thép, giá trị q là 3.9, áp dụng cho các công trình nhà nhiều tầng, khung nhiều nhịp hoặc các kết cấu hỗn hợp tương đương khung.

[6] Xây dựng phổ thiết kế dùng cho phân tích đàn hồi:

Phổ thiết kế đàn hồi theo phương nằm ngang được xác định để ứng phó với thành phần ngang của tải động đất Cụ thể, phổ thiết kế không thứ nguyên Sd(T) được tính toán dựa trên các tiêu chuẩn kỹ thuật hiện hành.

 Sd (T): phổ phản ứng đàn hồi

 T: chu kì dao động của hệ tuyến tính 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

 Β: hệ số ứng với cận dưới của phổ thiết kế theo phương nằm ngang (β = 0.2)

Bảng 3.18 Giá trị tham số mô tả phổ phản ứng đàn hồi

Bảng 3.19 Kết quả phổ phản ứng theo phương ngang

3.6.2 Phổ phản ứng (theo phương đứng)

Theo điều 4.3.3.5.2, TCVN 9386-2012, thành phần đứng của tải trọng động đất chỉ cần xem xét khia >0.25g vg Công trình ở TP Hồ Chí Minh ứng với:

2 2 vg g a = 0.9×a = 1.049(m/s ) < 0.25×9.81 = 2.452(m/s )nên không xét đến thành phần đứng của tải trọng động đất.

Tổng hợp tải trọng

– DL : Tải trọng bản thân công trình;

– DLS: Tĩnh tải các lớp cấu tạo sàn và hệ thống kỹ thuật…;

– LL1: Hoạt tải tiêu chuẩn khu vực nhà ở, gia đình, văn phòng

– LL2: Hoạt tải tiêu chuẩn khu vực hội họp

– LL3: Hoạt tải tiêu chuẩn khu vực mua bán

– LL4: Hoạt tải tiêu chuẩn khu vực giao thông, trọng lượng xe ≤ 25kN

– LL5: Hoạt tải tiêu chuẩn khu vực giao thông, trọng lượng xe 30kN ≤ P ≤ 160 kN – LR: Hoạt tải tiêu chuẩn mái

– LW: Hoạt tải tiêu chuẩn nước

– WX: Tải trọng gió tĩnh theo phương X;

– WY : Tải trọng gió tĩnh theo phương Y;

– EX: Tải trọng động đất tính toán tác dụng lên công trình theo phương

– EY: Tải trọng động đất tính toán tác dụng lên công trình theo phương Y

 Tổ hợp tải trọng theo TCVN

 Tổ hợp tải trong theo TCVN trạng thái I

Bảng 3.20 Các trường hợp tổ hợp tải trọng theo trạng thái giới hạn I

STT Tổ hợp Các trường hợp tác dụng

DL DLS WL LL1 LL2 LL3 LL4 LL5 LR LW WX WY EX EY

10 THB1 ENVE(TH1, TH2,…, TH9)

 Tổ hợp tải trong theo TCVN trạng thái II

Bảng 3.21 Các trường hợp tổ hợp tải trọng theo trạng thái giới hạn II

Các trường hợp tác dụng

DL DLS WL LL1 LL2 LL3 LL4 LL5 LR LW WX WY EX EY

10 CVB1 ENVE(CV1,CV2,…,CV9)

KIỂM TRA ỔN ĐỊNH CÔNG TRÌNH

Mở đầu

– Công trình gồm 15 tầng điển hình, 1 tầng hầm, 1 tầng mái

– Hệ kết cấu sử dụng là kết cấu khung - vách (lõi thang) Do đó việc tính toán khung phải là kết cấu khung không gian

– Việc tính toán khung không gian là rất phức tạp, do đó việc tính toán nội lực sẽ được tính toán bằng phần mềm ETABS

– Việc tính toán sẽ được thực hiện theo các bước sau đây:

 Bước 1: Chọn sơ bộ kích thước

 Bước 2: Tính toán tải trọng

 Bước 3: Tổ hợp tải trọng

 Bước 4: Tính toán nội lực bằng phần mềm ETABS

 Bước 5: Tính toán thép cho khung trục C2 và khung trục CG

– Sử dụng vách bê tông cốt thép toàn khối tiết diện chủ yếu 300x2500 mm; 300x2000mm; vách thang máy dày 250 và 300mm

– Dầm với tiết diện chính: 300x700mmm

– Sàn phẳng có chiều dày: 180mm; 230 mm

 Kết cấu công trình được mô hình bằng phần mềm Etabs 17.0.1, các cấu kiện cột vách dầm sàn được mô hình bằng phần tử frame, wall, shell

 Nội lực từ mô hình là cơ sở để tính toán các hạng mục và cấu kiện.

Kiểm tra ổn định công trình

4.3.1 Kiểm tra chuyển vị đỉnh

Hình 4.1 Chuyển vị đỉnh xuất ra từ Etabs

Theo tiêu chuẩn TCVN 5574:2018, chuyển vị ngang tại đỉnh kết cấu của nhà nhiều tầng được xác định bằng công thức u h f P0 (theo bảng M4 - Phụ lục M), trong đó h là chiều cao của nhà, được tính từ mặt móng đến trục của xà đỡ má.

Hình 4.2 Chuyển vị lệch tầng xuất ra từ Etabs

Theo TCVN 9386:2012, hạn chế chuyển vị ngang tương đối giữa các tầng: drν ≤ 0.005h Trong đó:

Hệ số chiết giảm ν, được xác định là 0.4, phản ánh chu kỳ lặp thấp hơn của tác động động đất, nhằm đáp ứng yêu cầu hạn chế hư hỏng cho các công trình có mức độ quan trọng.

Chuyển vị ngang thiết kế giữa các tầng, ký hiệu là dr, được quy định trong các mục 4.4.2.2 và 4.3.4 Công thức tính dr được tóm lược như sau: dr = dre × q, trong đó dre là chuyển vị lệch tầng và q là hệ số ứng xử với giá trị q = 3.9.

Từ các công thức trên ta có:

 Thỏa điều kiện chuyển vị lệch tầng

Theo TCVN 198:1997, đối với nhà cao tầng bê tông cốt thép có tỷ lệ chiều cao so với chiều rộng nhỏ hơn 5, cần thực hiện kiểm tra khả năng chống lật khi chịu tác động của tải động đất và tải gió.

61.925 = 0.9899 < 5 ⇒Không cần kiểm tra khả năng chống lật của công trình

4.3.4 Kiểm tra hiệu ứng P-Delta

Theo mục 4.4.2.2.(2), TCVN 9386 - 2012, công trình không cần xét đến hiệu ứng bậc

2 (hiệu ứng P – Delta) nếu tại tất cả các tầng thỏa mãn điều kiện: tot r tot

 – Khi θ ≤ 0.1 : không cần xét đến hiệu ứng bậc 2

– Khi 0.1 < θ ≤ 0.2 : các hiệu ứng bậc 2 có thể được xét đến một cách gần đúng bằng cách nhân các hệ quả tác động với hệ số bằng 1/(1-θ)

– Giá trị θ không được lớn hơn 0.3

 θ là hệ số độ nhạy của chuyển vị ngang tương đối giữa các tầng

 Ptot là tổng tải trọng tường tại tầng đang xét và các tầng bên trên nó khi thiết kế chịu động đất

 dr là chuyển vị ngang thiết kế tương đối giữa các tầng

 Vtot là tổng lực cắt tầng do động đất gây ra

Bảng 4.1 Kiểm tra hiệu ứng P-Delta

THIẾT KẾ SÀN

Mô hình sàn trên phần mềm SAFE

– Sử dụng phần mềm SAFE version 17.0.1 để mô hình, phân tích chuyển vị theo phương đứng của sàn, nội lực sàn và tính thép

Hình 5.1 Mô hình 3D sàn tầng điển hình bằng phần mềm SAFE

Khai báo các loại tải trọng

– Tải trọng tác dụng lên sàn được trình bày cụ thể trong Chương 3

Bảng 5.1 Thông số đầu vào mô hình SAFE: Các thành phần tải trọng

STT Tải trọng Ký hiệu Loại tải trọng Self Weight

1 Trọng lượng bản thân DL DEAD 1.00

2 Tải trọng lớp hoàn thiện DLS SUPER DEAD 0.00

3 Tải trọng tường xây WL SUPER DEAD 0.00

Bảng 5.2 Các trường hợp tải trọng

STT Tải trọng Ký hiệu Scale

1 Trọng lượng bản thân DL 1.00

2 Tải trọng lớp hoàn thiện DLS 1.00

3 Tải trọng tường xây WL 1.00

Hình 5.2 Tải hoàn thiện tác dụng lên sàn

Hình 5.3 Hoạt tải tạm thời 1

Hình 5.4 Hoạt tải tạm thời 2

Hình 5.5 Tải trọng tường xây

Kết quả nội lực khi phân tích mô hình

Hình 5.6 Dãy strip theo phương X

Hình 5.7 Moment dãy strip theo phương X

Hình 5.8 Dãy strip theo phương Y

Hình 5.9 Moment dãy strip theo phương Y

Kiểm tra chuyển vị sàn

– Trong thiết kế, việc tính toán kiểm tra độ võng sàn trở thành yêu cầu cần thiết để đảm bảo tính kinh tế đối với các tình huống sau:

 Tải trọng lớn, rất hay gặp đối với các sàn nhà dân dụng (landscape tầng 1, sàn mái đỡ thiết bị cơ điện nặng,…)

– Tổ hợp tải trọng theo TTGH II biến dạng và chuyển vị:

Bảng 5.3 Các trường hợp tải trọng sàn chất tải theo giai đoạn

Tải trọng Ký hiệu Cấu trúc Load Case

Dài hạn 2 DH2 1(DLS) + 1(WL)

Dài hạn 3 DH3 0.3(LL1) + 0.3(LL2)

– Theo TCVN 5574-2018, độ võng toàn phần f được tính như sau: f = f1 – f2 + f3

 f1 là độ võng do tác dụng ngắn hạn của toàn bộ tải trọng, f1 = NH3

 f2 là độ võng do tác dụng ngắn hạn của tải trọng dài hạn, f2 = NH4

 f3: độ võng do tác dụng dài hạn của tải trọng dài hạn, f3 = DH3

Bảng 5.4 Tổ hợp tải trọng kiểm tra chuyển vị sàn

Tên tổ hợp kiểm tra Ký hiệu Cấu trúc

Võng ngắn hạn DVnh DL + (DLS + WL) + LL1 +

LL2 Võng dài hạn DVdh 1(NH3) + (-1)NH4 + (1)DH3

– Theo TCVN 5574 - 2018, độ võng của cấu kiện dạng sàn phẳng kiểm tra theo điều kiện: max gh f  f

Với nhịp lớn nhất trong bản là L = 8.6(m) > 6(m), độ võng giới hạn được nêu trong

Hình 5.10 Độ võng dài hạn

→ Ta có: fDHmax = 35.66 (mm) < fgh = 37.4 (mm)→ Thỏa điều kiện chuyển vị sàn

Hình 5.11 Độ võng ngắn hạn

→ Kiểm tra: fNHmax = 11.59 (mm) < fgh= 37.4 (mm)→ Thỏa điều kiện chuyển vị sàn

Kiểm tra vết nứt sàn

Theo TCVN 5574:2018_bảng 17 – Chiều rộng vết nứt giới hạn cho phép thì [aarc1] 0.4 và [aarc2] = 0.3

Hình 5.12 Bề rộng vết nứt ngắn hạn

→ Kiểm tra: a crc1 =0.074