(Đồ án hcmute) chung cư minh quốc plaza bình dương

KIẾN TRÚC

TỔNG QUAN VỀ KIẾN TRÚC CÔNG TRÌNH

1.1 GIỚI THIỆU VỀ CÔNG TRÌNH

1.1.1 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 đời sống và công việc của người dân Đặc biệt, nhu cầu về nơi ở ngày càng trở nên cấp thiết, nhất là khi dân số phát triển nhanh và quỹ đất tại thành phố hạn chế Giá đất tăng cao đã khiến nhiều người không đủ khả năng mua đất xây dựng Giải pháp hợp lý để giải quyết vấn đề này là xây dựng các chung cư cao tầng và quy hoạch khu dân cư ra các quận, khu vực ngoại ô trung tâm thành phố.

Sự phát triển kinh tế của Thành phố cùng với đầu tư nước ngoài gia tăng đã tạo ra cơ hội đầu tư hấp dẫn cho các dự án cao ốc văn phòng, khách sạn và chung cư cao tầng Những công trình này không chỉ đáp ứng nhu cầu sinh hoạt ngày càng tăng của người dân mà còn nâng cao chất lượng cuộc sống trong khu vực.

Sự gia tăng các cao ốc trong thành phố không chỉ đáp ứng nhu cầu hạ tầng cấp bách mà còn cải thiện bộ mặt đô thị, đồng thời tạo 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.

Chung cư Minh Quốc Plaza được thiết kế hiện đại, đáp ứng nhu cầu sống, giải trí và làm việc của cư dân Công trình cao tầng này không chỉ sở hữu tiện nghi đầy đủ mà còn có cảnh quan đẹp, góp phần nâng cao chất lượng cuộc sống cho người dân.

1.1.2 Vị trí và đặc điểm công trình

Chung cư Bình Dương Minh Quốc Plaza sở hữu vị trí đắc địa ngay mặt tiền trục đường Mỹ Phước - Tân Vạn, được coi là "huyết mạch" thứ hai của tỉnh Bình Dương Đường này không chỉ thuận tiện cho việc giao thương mà còn kết nối nhanh chóng đến các nhà máy và khu công nghiệp, mang lại lợi ích lớn cho cư dân.

PHẠM TRIỆU MINH HIẾU - 7 - MSSV:18149089

Hình 1.1 Vị trí công trình được chụp từ Google Earth 1.1.2.2 Điều kiện tự nhiên

Khí hậu ở đây có đặc điểm nhiệt đới gió mùa, nóng ẩm với hai mùa rõ rệt: mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 11 và mùa khô từ tháng 12 năm trước đến tháng 4 năm sau Chế độ gió ổn định, không bị ảnh hưởng trực tiếp bởi bão và áp thấp nhiệt đới Độ ẩm không khí tương đối cao, trung bình từ 80-90%, thay đổi theo mùa, với độ ẩm thấp nhất vào giữa mùa khô và cao nhất vào giữa mùa mưa Địa hình chủ yếu bằng phẳng, với nền địa chất ổn định và các dãy đồi phù sa cổ có độ dốc từ 3 đến 15 độ.

Công trình dân dụng cấp I (chiều cao công trình nằm trong khoảng 75 ÷ 200m) [Phụ lục II – Thông tư số 06/2021/TT-BXD ngày 30 tháng 06 năm 2021 của Bộ trưởng Bộ Xây Dựng]

Công trình có 2 tầng hầm,1 tầng trệt, 22 tầng lầu và 1 mái

Tầng 12 +39.100m Tầng 13 +42.400m Tầng 14 +45.700m Tầng 15 +49.000m Tầng 16 +52.300m Tầng 17 +55.600m Tầng 18 +58.900m Tầng 19 +62.200m Tầng 20 +65.500m Tầng 21 +68.800m Tầng 22 +72.100m Tầng 23 +75.600m

Công trình có chiều cao 78.700m (tính từ code ±0.000m chưa kể tầng hầm)

Diện tích xây dựng công trình: 34.1 × 72.2 = 2462.02 m 2

Tầng hầm 2: bố trí nhà xe, phòng an ninh, phòng kiểm soát cháy;

Tầng hầm 1: bố trí nhà xe;

Tầng 1, tầng 2 và tầng 3 chung cư bố trí các khu thương mại, dịch vụ, căn hộ, sinh hoạt cộng đồng, giáo dục;

Tầng 4  tầng 21: căn hộ cao cấp

1.2 GIẢI PHÁP KIẾN TRÚC CÔNG TRÌNH

Minh Quốc Plaza được xây dựng trên diện tích 5.612,8 m², trong đó 2.451 m² dành cho đất ở, với mật độ xây dựng đạt 44,3% Dự án bao gồm một tháp căn hộ cao 23 tầng và 2 tầng hầm, cung cấp tổng cộng 400 căn hộ có diện tích từ 66m² đến 101m², thiết kế từ 2 đến 3 phòng ngủ, cùng với 20 căn shophouse.

Chung cư được thiết kế với 2 tầng hầm rộng rãi, đáp ứng đầy đủ nhu cầu giữ xe cho cư dân Hệ thống thang máy và thang bộ thoát hiểm được bố trí hợp lý ở đầu và cuối tầng hầm, đảm bảo an toàn và kết cấu vững chắc Ngoài ra, hệ thống phòng cháy chữa cháy được tích hợp trong khu vực thang bộ, dễ dàng tiếp cận khi có sự cố xảy ra.

Căn hộ Minh Quốc Plaza được thiết kế hiện đại với đầy đủ tiện ích nội khu, bao gồm trung tâm thương mại, công viên cây xanh, hồ bơi tràn, khu vui chơi cho trẻ em và khu thể thao đa năng, tạo nên một không gian sống tiện nghi và đẳng cấp.

Tầng điển hình từ 4 đến 21 được thiết kế làm căn hộ cao cấp với 21 căn hộ mỗi tầng, mỗi căn hộ có từ 2 đến 3 phòng ngủ và diện tích từ 66m² đến 101m² Các căn hộ được bố trí hợp lý với phòng ngủ, phòng khách, ban công và nhà vệ sinh, mang phong cách hiện đại tận dụng gió và ánh sáng tự nhiên Hệ thống thoát nước trên sân thượng cũng được sắp xếp hợp lý để đảm bảo hiệu quả sử dụng.

Tầng 23 được phát triển thành 4 căn penthouse, được thiết kế mở thông thoáng và đầy đủ tiện nghi, bao gồm cả sân vườn.

- cây cảnh ngay trong nhà, ban công dài 40m rộng 1,6m, với 4 phòng ngủ, 1 phòng bếp, 1 phòng khách siêu rộng

Giải pháp mặt bằng của công trình đã đáp ứng hiệu quả các yêu cầu về công năng, đồng thời đảm bảo bố trí kết cấu một cách hợp lý.

1.2.2 Giải pháp mặt cắt và cấu tạo

Chiều cao tầng hầm là 3m, tầng trệt là 4.4m, tầng 2 là 3.6m, tầng 3 và tầng điển hình là 3.3m

Chiều cao thông thủy tầng điển hình ≥ 2.9m

Sử dụng cầu thang bộ 2 vế, chiều cao mỗi vế 1.65m

Cấu tạo chung của các lớp sàn

Hình 1.2 Các lớp cấu tạo sàn

Giải pháp cấu tạo cụ thể các loại sàn:

Hệ số vượt tải (kN/m 3 )

1 Bản thân kết cấu sàn 25 1.1

2 Các lớp hoàn thiện sàn và trần

- Đường ống, thiết bị 0.20 (kN/m 2 ) 1.2

Bảng 1.1 Cấu tạo sàn tầng điển hình

Bảng 1.2 Cấu tạo sàn tầng trệt

- Vữa lát nền + tạo dốc 20 1.3

Bảng 1.3 Cấu tạo sàn tầng hầm

Bảng 1.4 Cấu tạo sàn mái

Trọng lượng riêng Hệ số vượt tải (kN/m 3 )

- Vữa lát nền + tạo dốc 20 1.3

Bảng 1.5 Cấu tạo sàn vệ sinh

1.2.3 Giải pháp mặt đứng & hình khối

Công trình chung cư cao cấp kết hợp trung tâm thương mại được thiết kế với hình khối kiến trúc hiện đại, mang đến sự bề thế vững vàng nhờ các đường nét ngang và thẳng đứng Việc sử dụng vật liệu mới như đá Granite và những mảng kính dày màu xanh không chỉ tạo nên vẻ sang trọng mà còn nâng cao giá trị thẩm mỹ cho công trình.

Dự án chung cư được bao quanh bởi không gian xanh của công viên, tiểu cảnh, khu vui chơi trẻ em và khu BBQ, mang đến môi trường sống lý tưởng Chung cư được thiết kế với hai hồ bơi lớn, trong đó hồ bơi tràn 350m2 nằm ở trên cao giúp cư dân thư giãn và ngắm cảnh thành phố, cùng với hồ bơi trung tâm rộng hơn 2500m2 Trường mầm non Quốc Tế và nhà trẻ nằm ngay trong khuôn viên chung cư, tạo điều kiện thuận lợi cho các gia đình Các căn hộ được thiết kế với hai mặt đón ánh sáng tự nhiên, ban-công và sân phơi riêng, cùng hệ thống bếp kín thông thoáng Mỗi phòng ngủ đều có cửa sổ lớn, giúp đón gió mát và ánh nắng buổi sáng, mang lại không khí tích cực và năng lượng cho một ngày mới tràn đầy sức sống.

1.2.4 Giải pháp giao thông công trình

KẾT CẤU

TỔNG QUAN VỀ KẾT CẤU CÔNG TRÌNH

2.1 CƠ SỞ TÍNH TOÁN KẾT CẤU

Các tiêu chuẩn quy phạm hiện hành của Việt Nam

Các tiêu chuẩn và quy chuẩn viện dẫn:

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

TCXDVN 5574:2018 Kết cấu Bê Tông và Bê Tông toàn khối

TCVN 9394:2012 Đóng và ép cọc thi công và nghiệm thu

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

TCXDVN 198:1997 Nhà cao tầng -Thiết kế Bê Tông Cốt Thép toàn khối

TCXDVN 205: 1998 Móng cọc - Tiêu chuẩn thiết kế

TCXDVN 229: 1999 Chỉ dẫn tính toán thành phần động của tải gió

TCXDVN 375: 2006 Thiết kế công trình chịu tải trọng động đất

Các giáo trình hướng dẫn thiết kế và tài liệu tham khảo khác

2.2 LỰA CHỌN GIẢI PHÁP KẾT CẤU

2.2.1 Phân tích lựa chọn giải pháp kết cấu phần thân

2.2.1.1 Giải pháp kết cấu theo phương đứng

Dựa trên quy mô công trình gồm 23 tầng và 2 hầm, sinh viên đã áp dụng hệ chịu lực khung lõi, đảm nhận toàn bộ tải trọng đứng và tải trọng ngang, đồng thời gia tăng độ cứng cho công trình.

2.2.1.2 Giải pháp kết cấu theo phương ngang

Việc lựa chọn giải pháp kết cấu sàn hợp lý là rất quan trọng, ảnh hưởng đến tính kinh tế của công trình Khi công trình cao, tải trọng tích lũy xuống cột và móng tăng lên, dẫn đến chi phí xây dựng cao hơn Do đó, ưu tiên lựa chọn giải pháp sàn nhẹ là cần thiết để giảm tải trọng thẳng đứng Dựa vào yêu cầu kiến trúc, lưới cột và công năng của công trình, có thể xem xét sử dụng giải pháp sàn sườn.

2.2.2 Giải pháp kết cấu phần móng

Hệ móng công trình chịu trách nhiệm tiếp nhận và truyền tải toàn bộ tải trọng xuống móng Đối với công trình có quy mô 2 tầng hầm, 1 tầng thương mại và 21 tầng căn hộ, cùng với điều kiện địa chất khu vực xây dựng tương đối ổn định, phương án sử dụng móng cọc khoan nhồi được đề xuất.

2.2.3 Vật liệu sử dụng cho công trình

Trong lĩnh vực xây dựng hiện nay, vật liệu thép và bê tông cốt thép được ưa chuộng nhờ vào khả năng chế tạo dễ dàng và nguồn cung phong phú Mặc dù có sự xuất hiện của các vật liệu mới như vật liệu liên hợp thép-bê tông và hợp kim nhẹ, nhưng chúng chưa được áp dụng rộng rãi do công nghệ chế tạo còn mới mẻ và chi phí cao Vì vậy, sinh viên thường chọn bê tông cốt thép làm vật liệu cho các công trình.

STT Cấp độ bền Kết cấu sử dụng

1 Bê tông cấp độ bền B30: Rb = 17 MPa

Kết cấu chính: móng, cột, vách, dầm, sàn

2 Bê tông cấp độ bền B30: Rb = 17 MPa

Rbt = 1.15 MPa ; Eb = 32.5×10 3 MPa Kết cấu phụ: cầu thang

3 Vữa xi măng cát M75 Vữa xi măng xây, tô trát tường nhà

Bảng 2.1 Vật liệu bê tông sử dụng cho công trình

STT Loại thép Đặc tính/ kết cấu sử dụng

Cốt thép dọc kết cấu các loại có

 ≥10mm, sử dụng trong kết cấu móng

Cốt thép dọc kết cấu các loại có

 ≥10mm, sử dụng cho kết cấu cột, vách, dầm, sàn, cầu thang

Bảng 2.2 Vật liệu cốt thép sử dụng cho công trình 2.2.3.3 Lớp bê tông bảo vệ

Giá trị tối thiểu của chiều dày lớp bê tông bảo vệ cho cốt thép chịu lực được xác định theo bảng 2.3, đảm bảo điều kiện làm việc của kết cấu nhà Chiều dày tối thiểu này đóng vai trò quan trọng trong việc bảo vệ cốt thép khỏi các tác động bên ngoài và gia tăng độ bền cho công trình.

1 Trong các gian phòng được che phủ với độ ẩm bình thường và thấp (không lớn hơn 75 %) 20

2 Trong các gian phòng được che phủ với độ ẩm nâng cao (lớn hơn 75 %) (khi không có các biện pháp bảo vệ bổ sung)

3 Ngoài trời (khi không có các biện pháp bảo vệ bổ sung) 30

4 Trong đất (khi không có các biện pháp bảo vệ bổ sung), trong móng khi có lớp bê tông lót 40

Chiều dày tối thiểu của lớp bê tông bảo vệ cho cốt thép cấu tạo là 5 mm thấp hơn so với yêu cầu đối với cốt thép chịu lực.

Trong mọi trường hợp, chiều dày lớp bê tông bảo vệ cũng cần được lấy không nhỏ hơn đường kính thanh cốt thép và không nhỏ hơn 10 mm

Khoảng cách thông thủy tối thiểu giữa các thanh cốt thép phải đảm bảo sự tương tác hiệu quả giữa cốt thép và bê tông, đồng thời tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình đổ và đầm hỗn hợp bê tông Khoảng cách này không được nhỏ hơn đường kính lớn nhất của thanh cốt thép.

 25 mm – đối với các thanh cốt thép dưới được bố trí thành một hoặc hai lớp và nằm ngang hoặc nghiêng trong lúc đổ bê tông;

 30 mm – đối với các thanh cốt thép trên được bố trí thành một hoặc hai lớp và nằm ngang hoặc nghiêng trong lúc đổ bê tông;

Đối với các thanh cốt thép dưới được bố trí thành ba lớp trở lên, kích thước 50 mm được áp dụng cho các thanh nằm ngang hoặc nghiêng trong quá trình đổ bê tông, cũng như cho các thanh cốt thép đứng trong cùng một thời điểm.

(Trích TCVN 5574:2018 – Thiết kế kết cấu bê tông và bê tông cốt thép)

2.2.4 Sơ bộ kích thước các cấu kiện của công trình

Chiều dày bản sàn được xác định sơ bộ theo công thức: s 1 t h l m

• Với ô bản chịu uốn một phương có liên kết hai cạnh song song lấy m = 30 ÷ 35

• Với ô bản liên kết bốn cạnh, chịu uốn hai phương m = 40 ÷ 50 và lt là nhịp theo phương cạnh ngắn

• Với ô bản uốn một phương dạng bản công xôn m = 10 ÷ 15

Sàn tầng thương mại, dịch vụ (tầng 1 – 3): có kích thước ô sàn điển hình 8×10.8(m)

Sàn tầng điển hình (tầng 4-21): có kích thước ô sàn điển hình 8×10.8(m)

Từ đó ta chọn hs = 200 (mm)

Chiều dày vách, lõi được sơ bộ dựa vào chiều cao tòa nhà, số tầng … đồng thời phải đảm bảo điều 3.4.1 TCVN 198:1997

Xác định chiều dày vách phải thỏa t

Trong đó: t: chiều dày vách ht: chiều cao tầng

 : tổng diện tích vách chịu lực trên một sàn

 : tổng diện tích một sàn

Do đó sinh viên chọn chiều dày vách t = 300mm

2.2.4.3 Chiều dày sàn và tường hầm

Chọn chiều dày sàn hầm 300mm

Chọn chiều dày tường hầm 300mm

Chiều cao tiết diện dầm hd được chọn theo nhịp: d d d h 1 l

• ld : nhịp dầm đang xét;

• md : hệ số phụ thuộc vào tính chất của khung và tải trọng: md = 8 ÷ 12 với dầm chính md = 12 ÷ 20 với dầm phụ

Ta chọn tiết diện dầm như sau:

• Tiết diện dầm phụ: dp 1 1 dp h l

• Tiết diện dầm chính: dc 1 1 dc h l

Để thuận tiện trong thi công, nên chọn chiều cao dầm (hd) và bề rộng dầm (bd) là bội số của 20mm hoặc 50mm Đồng thời, để giảm chiều cao tầng, có thể giảm chiều cao dầm và tăng bề rộng dầm lên.

 Từ đó ta chọn sơ bộ kích thước dầm như sau:

+ Dầm chính ngang nhà: b×h = 300×600 (mm)

+ Dầm chính dọc nhà: b×h = 300×600 (mm)

2.2.4.5 Tiết diện cột đối với tầng 1, 2, 22

Tiết diện cột được chọn sơ bộ theo công thức sau: t 0 b

A0 : diện tích tiết diện cột;

Rb : cường độ tính toán về nén của bê tông;

N : lực nén, được tính gần đúng như sau: s s

Diện tích mặt sàn Fs truyền tải trọng lên cột đang xét, với ms là số sàn phía trên tiết diện (bao gồm cả mái) Tải trọng phân bố trên mỗi mét vuông mặt sàn được ký hiệu là q Hệ số kt được sử dụng để xét đến ảnh hưởng khác như moment uốn, hàm lượng cốt thép và độ mảnh của cột, trong đó kt = 1.1 cho cột giữa và kt = 1.2 cho cột biên.

Tiết diện cột được lựa chọn sơ bộ đảm bảo các quy định theo Điều 3.3.2 TCVN 198- 1997: c c thongthuy c c

 Tính sơ bộ tải trọng q đối với cột như sau:

Hình 2.1 Diện tích truyền tải lên cột giữa

Tĩnh tải tính toán (kN/m 3 ) (mm) (kN/m 2 ) (kN/m 2 )

1 Bản thân kết cấu sàn 25 200 5 1.1 5.5

Các lớp hoàn thiện sàn và trần

Bảng 2.4 Tĩnh tải sàn tầng 1,2,3

STT Vật liệu Trọng lượng Chiều dày Tĩnh tải tiêu

Hệ số Tĩnh tải tính

PHẠM TRIỆU MINH HIẾU - 17 - MSSV:18149089 riêng chuẩn vượt tải toán

1 Bản thân kết cấu sàn 25 200 5.0 1.1 5.50

Các lớp hoàn thiện sàn và trần

Bảng 2.5 Tĩnh tải sàn mái

Giá trị tiêu chuẩn (kN/m2) Hệ số vượt tải

Hoạt tải tính toán Phần dài hạn

3 Mái bằng có sử dụng 0.50 1.00 1.50 1.30 1.95

Bảng 2.6 Giá trị hoạt tải theo TCVN 2727:1995

Bảng 2.7 Kết quả sơ bộ tiết diện cột

THIẾT KẾ CẦU THANG BỘ

Với kích thước lớn và không gian rộng, công trình này thu hút lượng người đi lại đông đảo Vì vậy, việc thiết kế cầu thang bộ cần phải đảm bảo lưu thông hiệu quả cho người sử dụng.

Nhiệm vụ thiết kế: cầu thang bộ tầng 4 đến tầng 21

Kiến trúc và cấu tạo được thể hiện trong hình vẽ dưới đây:

Hình 3.1 Mặt bằng cầu thang

Hình 3.2 Mặt cắt cầu thang

Cầu thang tầng 4 đến tầng 21 là cầu thang 2 vế, dạng bản

 Kích thước mỗi bậc: t b b h 3300 h 157 (mm) n 21

Chọn hb = 160 mm, lb = 250mm

 Góc nghiêng của cầu thang: b b h 160 tan 0.64 l 250

( lo = 3650mm: nhịp tính toán của bản thang)

Chọn kích thước dầm thang: bd × hd = 200 × 300 (mm)

Bê tông cấp độ bền B30: Rb = 17 MPa; Rbt = 1.15 MPa ; Eb = 32.5× 10 3 MPa

Thép CB400-V ( 10): Rs = Rsc = 350 MPa; Rsw = 280 MPa ; Es = 2.0×10 5 MPa

Thép CB300-T ( 10): Rs = Rsc = 260 MPa; Rsw = 210 MPa ; Es = 2.0×10 5 Mpa

3.2.3.1 Cách xác định tải trọng

Cắt dải bản 1m để tính toán

Gồm trọng lượng bản thân các lớp cấu tạo

Tĩnh tải được xác định theo công thức sau: n i tdi i 1 g  n

i : khối lượng của lớp thứ i;

tdi: chiều dày tương đương của lớp thứ i theo phương bản nghiêng; ni : hệ số tin cậy lớp thứ i

Chiều dày tương đương của bậc thang được xác định theo công thức sau:

  - [Kết Cấu Bê Tông Cốt Thép 3 – thầy Võ Bá Tầm]

Trong đó: lb: Chiều dài bậc thang; hb: Chiều cao bậc thang;

i: chiều dày tương đương của lớp thứ i ;

Trong đó: p c : hoạt tải tiêu chuẩn được tra bảng TCVN 2737-1995 np : hệ số tin cậy được tra bảng TCVN 2737-1995

3.2.3.2 Tải trọng tác dụng lên bản nghiêng

Hình 3.3 Cấu tạo bản thang

Chiều dày tương đương của các lớp cấu tạo bậc thang theo phương bản xiên:

 Lớp đá hoa cương: td1 (0.25 0.16) 0.02 0.842

Lớp bậc thang: td3 h cos b 0.16 0.842

Tĩnh tải tính toán (kN/m 2 ) Đá hoa cương 18 0.02 0.028 1.1 0.55

Bảng 3.1 Tải các lớp cấu tạo bản thang

Tĩnh tải do tay vịn cầu thang bằng sắt + gỗ: 0.3 kN/m

 Hoạt tải: tt tc 2 2 p p cos n300 0.842 1.2  303.12(daN / m )3.03(kN / m )

 Tổng tải: tải tính toán trên 1m bản q1 = g tt + p tt = 6.30 + 0.30 + 3.03 = 9.63 ( kN/m)

3.2.3.3 Tải trọng tác dụng lên bản chiếu nghỉ

 Cấu tạo bản chiếu nghỉ:

Hình 3.2 Cấu tạo bản chiếu nghỉ

Chiều dày (mm) γ (kN/m 3 ) Hệ số vượt tải n

Tĩnh tải Đá hoa cương 20 18 1.1 0.40

Lớp bê tông cốt thép 120 25 1.1 3.30

Bảng 3.3 Tải trọng tác dụng lên chiếu nghỉ

 Tải tính toán trên 1m bản: q2 = 8.21 (kN/m)

3.2.3.4 Tải trọng tác dụng lên bản chiếu tới

Tải trọng tác dụng lên bản chiếu tới bằng tổng tĩnh tải và hoạt tải lên sàn điển hình

Chiều dày (mm) γ (kN/m 3 ) Hệ số vượt tải n

Lớp bê tông cốt thép 120 25 1.1 3.30

Vữa trát trần 15 20 1.3 0.39 Đường ống, thiết bị 0.20 (kN/m 2 ) 1.2 0.24

Bảng 3.4 Tải trọng tác dụng lên chiếu tới

 Tải tính toán trên 1m bản: q3 = 8.45 (kN/m)

Mặc dù các giáo trình tham khảo đã đưa ra quan niệm về tính toán cầu thang, nhưng trên thực tế, vẫn tồn tại một số bất cập trong sơ đồ tính toán.

Trong kết cấu bê tông toàn khối, không tồn tại liên kết ngàm tuyệt đối hay khớp tuyệt đối Liên kết giữa bản thang và dầm chiếu nghỉ được xem là liên kết bán trung gian, phụ thuộc vào độ cứng tương quan giữa hai thành phần này Cụ thể, nếu tỷ lệ hd/hs nhỏ hơn 3, liên kết này gần giống với khớp, còn nếu ngược lại, nó gần giống với ngàm.

Nếu liên kết giữa bản thang và dầm chiếu nghỉ được coi là ngàm, sẽ dẫn đến tình trạng thiếu thép ở bụng và thừa thép ở gối, gây ra sự phá hoại kết cấu do thiếu thép tại bụng bản thang.

Nếu liên kết giữa bản thang và dầm chiếu nghỉ được coi là khớp, sẽ dẫn đến tình trạng thiếu thép gối và dư thép bụng, gây nứt tại gối mà không làm hỏng kết cấu Tuy nhiên, trong thực tế, nứt tại gối sẽ khiến các lớp gạch lót bong tróc, do đó, thiết kế không cho phép xảy ra nứt cầu thang.

Trong kết cấu nhà nhiều tầng, cột và dầm được thi công theo từng tầng, trong khi bản thang là kết cấu độc lập và được thi công sau cùng Điều này dẫn đến khó khăn trong việc đảm bảo độ ngàm cứng giữa bản thang và dầm thang, thường xảy ra trong quá trình thi công ngoài công trường.

 Dầm sàn liên kết với bản thang bằng liên kết:

 Dầm chiếu nghỉ liên kết với bản thang bằng liên kết:

Hình 3.4 Sơ đồ tính cầu thang

Hình 3 5 Nội lực cầu thang

Thép cấu tạo theo phương ngang chọn 6a200 n m 2 b b o

Phân phối lại nội lực cho nhịp và gối tính cốt thép cho cầu thang

As Chọn thép (kN.m) (mm) (mm) (mm 2 ) ỉ a (mm) As μ chọn

Bảng 3.5 Kết quả tính thép bản thang

3.4 TÍNH TOÁN DẦM THANG (DẦM CHIẾU NGHỈ)

Gồm tải trọng do bản thang truyền vào và tải trọng bản thân dầm thang

 Tải do bản thang truyền vào: RA = 18.04 kN  q1 = 18.04 kN/m

Hình 3.6 Phản lực dầm chiếu nghỉ

 Tải trọng bản thân dầm thang: q2 = 0.2 × 0.3 × 25 × 1.1 = 1.65 kN/m

 Tải trọng do tường xây trên dầm q3 = bt × ht × n × γt = 0.1 × 1.65 × 1.1 × 18 = 3.27 kN/m

Dùng sơ đồ dầm đơn giản Nhịp tính toán L = 3.0m

Hình 3.7 Sơ đồ tính dầm chiếu nghỉ

Hình 3.8 Nội lực dầm chiếu nghỉ

Bảng 3.6 Kết quả tính thép dầm thang 3.4.4.2 Tính thép đai Đoạn đầu dầm (1/4L): Qmax = 34.44kN

Chọn cốt đai ỉ6 (asw = 28.3mm 2 ), đai đơn, số nhỏnh cốt đai n = 2

 Kiểm tra điều kiện tính toán cốt đai:

 Cần phải đặt cốt đai theo tính toán và không cần tăng kích thước tiết diện

 s = min (stt, sct, smax) = min (935, 150, 451) = 150 (mm)

Vậy chọn đai 2 nhỏnh, ỉ6, s = 150 (mm) Đoạn giữa dầm (1/2L): Đặt cấu tạo ỉ6, s = 200 (mm)

3.5 KIỂM TRA ĐỘ VÕNG CẦU THANG

Kiểm tra độ võng cho bản thang

Hình 3.9 Độ võng của bản chiếu tới Độ võng của bản thang được xác định dựa vào mô hình ETABS Độ võng cho phép của bản thang

200  200  (Với độ võng cho phép [f] lấy theo bảng M.1 TCVN 5574-2018)

Vậy bản thang thỏa độ võng cho phép

3.6 KIỂM TRA CẦU THANG BẰNG MÔ HÌNH 3D

3.6.1 Mô hình Để hình thành sơ đồ tính gần đúng nhất với thực tế làm việc của cầu thang, sinh viên mô hình cầu thang vào khung Sap2000 Sau đó lấy kết quả so sánh với cách tính đơn giản bằng sơ đồ tính 2D để xem thử việc tính toán đơn giản hóa mô hình cầu thang so với thực tế chênh lệch như thế nào nhằm có thể vận dụng vào thực tiễn công việc sau này

Hình 3.10 Mô hình cầu thang lấy từ mô hình khung Sap2000

Hình 3.11 Môment gối bản thang

Hình 3.12 Môment nhịp bản thang

3.6.3 So sánh và kết luận

Vị trí Sơ đồ hóa So sánh Mô hình 3D Chênh lệch %)

Bảng 3.7 So sánh nội lực Kết luận:

Kết quả tính toán cho thấy sự chênh lệch đáng kể giữa phương pháp sơ đồ hóa và mô hình 3D, cho thấy sơ đồ tính không phản ánh chính xác sơ đồ làm việc thực tế của kết cấu Cần kiểm tra lại bố trí thép tại gối bản thang do có moment nhỏ hơn so với mô hình 3D.

Phương án tính toán và bố trí thép theo sơ đồ hóa 2D tại gối bản thang đã được thiết kế với lượng thép lớn hơn so với kết quả tính toán từ mô hình 3D, do đó không cần thực hiện bất kỳ thay đổi nào.

TẢI TRỌNG VÀ TÁC ĐỘNG

4.1.1 Tải các lớp cấu tạo sàn Được trình bày chi tiết trong Mục 1.1.1 Tải các lớp cấu tạo sàn, cuốn phụ lục

4.1.2 Tải tường xây Được trình bày chi tiết trong Mục 1.1.2 Tải tường xây, cuốn phụ lục

4.2 HOẠT TẢI Được trình bày chi tiết trong Mục 2.1 Hoạt tải, cuốn phụ lục

Nguyên tắc tính toán thành phần tải trọng gió (theo mục 2 TCXD 2737:1995)

Tải trọng gió bao gồm hai thành phần chính: thành phần tĩnh và thành phần động Giá trị và phương pháp tính toán cho thành phần tĩnh của tải trọng gió được quy định theo tiêu chuẩn TCVN 2737:1995 về tải trọng và tác động.

Theo mục 1.2 TC 229:1999, công trình có chiều cao trên 40m cần tính toán thành phần động của tải trọng gió Đối với đồ án tốt nghiệp, công trình cao 78.7m, do đó cần xem xét cả thành phần tĩnh và động của tải trọng gió trong quá trình thiết kế.

4.3.1 Tính toán thành phần tĩnh của tải gió

Giá trị áp lực gió tiêu chuẩn được xác định theo bảng 4, tương ứng với từng phân vùng áp lực gió trong phụ lục E của TCVN 2737-1995 Hệ số k(zj) được sử dụng để tính đến sự thay đổi của áp lực gió theo độ cao, và được xác định dựa trên công thức cụ thể.

  c - hệ số khí động : phía gió đẩy cđón= 0.8; phía gió hút chút = 0.6

Công trình xây dựng tại thành phố Thủ Dầu Một, Bình Dương thuộc vùng gió I-A, địa hình B Tra bảng TCVN 2737:1995 được: Wo = 0.55 kN/m 2 ; mt = 0.09; z g t 00

Kết quả tải trọng gió tĩnh được quy về lực tập trung tại tâm sàn mỗi tầng theo hai phương, được trình bày chi tiết trong Mục 2.2 về kết quả tính toán gió tĩnh trong cuốn phụ lục.

4.3.2 Tính toán thành phần động của tải trọng gió

Thành phần động của gió được xác định dựa theo tiêu chuẩn TCVN 229 -1999

Thành phần động của tải trọng gió được xác định theo các phương tương ứng với phương tính toán thành phần tĩnh Tiêu chuẩn chỉ xem xét thành phần gió dọc theo phương X và Y, trong khi bỏ qua thành phần gió ngang và momen xoắn.

4.3.2.1 Thiết lập tính toán động lực

Theo tiêu chuẩn thì sơ đồ tính toán động lực là hệ thanh công xôn có hữu hạn điểm tập trung khối lượng phụ lục A của tiêu chuẩn

Hình 4.1 Sơ đồ tính toán động lực tải trọng gió lên công trình theo phụ lục A tiêu chuẩn

Việc xác định tần số và dạng dao riêng của sơ đồ tính toán là phức tạp, đặc biệt khi công trình có độ cứng thay đổi theo chiều cao Do đó, sinh viên đã sử dụng phần mềm ETABS để phân tích bài toán dao động trong đồ án.

Mô hình sơ đồ kết cấu của công trình trên phần mềm ETABS và phân tích bài toán dao động theo 3 phương

Hình 4.2 Mô hình tính toán động lực tải trọng gió lên công trình trong Etabs

4.3.2.2 Kết quả phân tích dao động

Dựa vào kết quả từ chương trình ETABS, chúng tôi đã xác định được các tần số dao động riêng của công trình, tương ứng với các dao động riêng được trình bày trong bảng dưới đây.

TABLE: Modal Participating Mass Ratios

Mode Period Frequency UX UY SumUX SumUY RZ

Bảng 4.1 Thống kê các dạng dao động

Tra bảng 2 trang 7 TCVN 229-1999 ta được giá trị giới hạn của tần số dao động riêng fL = 1.1 (Hz)

Trong trường hợp f1 < fL, thành phần động của gió bao gồm cả thành phần xung và lực quán tính Chúng ta chỉ xem xét các Mode có f1 < fL và dao động thuần tuý theo phương X hoặc Y, cụ thể là Mode 1 và Mode 3, trong khi các mode xoắn và các mode có tần số giới hạn sẽ không được tính Việc tính toán thành phần động này được thực hiện theo tiêu chuẩn TCXD 229:1999.

4.3.2.3 Tính toán thành phần động của tải trọng gió (mục 4.5 – TCXD 229:1999)

1 Giá trị tiêu chuẩn thành động của gió tác dụng lên phần tử j của dạng dao động thứ i được xác định theo công thức:

Mj: khối lượng tập trung của phần công trình thứ j

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

Hệ số được xác định bằng cách chia công trình thành nhiều phần, trong đó tải trọng gió trong mỗi phần được coi là không đổi Biên độ dao động tương đối của phần công trình thứ j tương ứng với dạng dao động riêng thứ i.

Bề rộng đón gió Bx By

Ta nội suy 2 chiều và có kết quả ở bên dưới

Xác định khối lượng tầng theo phương X, Y từ etabs

TABLE: Centers Of Mass And Rigidity

Bảng 4.2 Khối tượng tầng, tâm khối lượng, tâm cứng

Xác định chuyển vị tỷ đối Yji

Bảng 4.3 Chuyển vị tỷ đối yji

2 Kết quả tính toán Được trình bày chi tiết trong Mục 2.2 Kết quả tính toán gió động, cuốn phụ lục

4.4.1 Tổng quan về động đất Động đất hay địa chấn là sự rung chuyển trên bề mặt trái đất, có phương và cường độ thay đổi theo thời gian do kết quả của sự giải phóng năng lượng bất ngờ ở lớp vỏ trái đất và phát sinh ra sóng địa chất Nó cũng xảy ra ở các hành tinh có cấu tạo với lớp vỏ ngoài rắn như trái đất Động đất diễn ra hàng ngày trên trái đất, xảy ra một cách bất ngờ và không kéo dài Chúng có thể có sự rung động rất nhỏ để có thể cảm nhận cho tới khi đủ khả năng để phá hủy hoàn toàn các thành phố

Động đất ảnh hưởng đến công trình xây dựng thông qua sự chuyển động của mặt đất, gây ra các lực quán tính được gọi là lực động đất Khi lực này tác động lên công trình, nó sẽ dẫn đến các phản ứng động lực như chuyển vị, vận tốc, gia tốc, ứng suất và biến dạng Những phản ứng này là kết quả của sự tương tác giữa công trình và lực động đất, ảnh hưởng đến tính ổn định và an toàn của công trình.

4.4.1.1 Quan niệm hiện đại trong tính toán thiết kế kháng chấn

Sự làm việc của công trình xây dựng trong thời gian xảy ra động đất phụ thuộc vào hai yếu tố chính:

 Cường độ động đất hoặc độ lớn động đất;

Chất lượng công trình phụ thuộc vào các yếu tố có thể kiểm soát như hình dạng, phương pháp tính toán, cấu tạo các bộ phận kết cấu và chất lượng thi công Ngược lại, cường độ động đất là yếu tố khó dự đoán, với trị số cực đại động đất có thể xảy ra trong thời gian sử dụng công trình.

Quan điểm thiết kế kháng chấn hiện nay chấp nhận tính không chắc chắn của hiện tượng động đất, từ đó tập trung vào việc thiết kế các công trình với mức độ an toàn chấp nhận được.

4.4.1.2 Khả năng xảy ra động đất tại Việt Nam

Việt Nam tọa lạc ở Đông Nam Á, giữa các mảng lục địa Ấn Độ, Philippines và Úc Vì không nằm trên đường ranh giới của bất kỳ mảng kiến tạo nào, Việt Nam có nguy cơ thấp về động đất so với các quốc gia khác trong khu vực.

Việt Nam có khoảng 30 khu vực có khả năng xảy ra động đất, với cường độ chấn động từ 5.5 đến 6.8 độ Richter, có thể gây ra hư hại nhẹ cho nhà cửa.

4.4.2 Các phương pháp phân tích

Theo Mục 4.3.3 TCVN 9386 – 2012: Thiết kế công trình chịu động đất, có các phương pháp phân tích được nêu ra

Tùy thuộc vào các đặc trưng của kết cấu nhà, có thể sử dụng một trong hai phương pháp phân tích đàn hồi tuyến tính sau:

+ Phương pháp “Phân tích tĩnh lực ngang tương đương” đối với nhà thỏa mãn những điều kiện trong 4.3.3.2 TCVN 9386 – 2012;

+ Phương pháp “Phân tích phổ phản ứng dạng dao động” là phương pháp có thể áp dụng cho tất cả các loại nhà

Cũng có thể sử dụng phương pháp phi tuyến thay thế cho phương pháp tuyến tính như: + Phân tích tĩnh phi tuyến;

+ Phân tích phi tuyến theo thời gian (Động)

4.4.3 Chọn phương pháp thiết kế động đất

Kết quả phân tích động học

Bảng 4.4 Bảng kết quả phân tích động học

Bảng 4.5 Khối tượng tầng, tâm khối lượng, tâm cứng

Theo Điều 4.3.3.2 TCVN 9386 – 2012 quy định, công trình sử dụng phương pháp

“Phân tích tĩnh lực ngang tương đương” phải thỏa mãn điều kiện:

 Với chu kỳ T1 = 2.801 (s), không thỏa mãn điều kiện

TC = 0.8 tra Bảng 3.2 TCVN 9386 – 2012, ứng với đất nền loại D do dựa vào báo cáo địa chất của công trình ta có NSPT < 15

Phương pháp lịch sử thời gian cũng gặp nhiều khó khăn vì không có số liệu bằng gia tốc tại địa điểm xây dựng

Vì vậy, sinh viên chọn phương pháp Phân tích phổ phản ứng dạng dao động thiết kế động đất

Phương pháp này có thể áp dụng cho tất cả các loại nhà

4.4.4.2 Số dạng dao động cần xét đến:

KIỂM TRA ỔN ĐỊNH TỔNG THỂ

5.1 KIỂM TRA ĐỘ CỨNG CỦA CÔNG TRÌNH

5.1.1 Kiểm tra chuyển vị ngang của kết cấu Được trình bày chi tiết trong Mục 4.1.1 Kiểm tra chuyển vị ngang của kết cấu

5.1.2 Chuyển vị ngang tương đối giữa các tầng

5.1.2.1 Chuyển vị ngang tương đối giữa các tầng do tải trọng gió

- Mục M.2.1 Phụ lục M – Độ võng và chuyển vị kết cấu, TCVN 5574 – 2018 có quy định:

+ Khi tính toán các kết cấu xây dựng thì độ võng hoặc chuyển vị cần phải thỏa mãn điều kiện: f  f u

• f : độ võng hoặc chuyển vị của cấu kiện được xác định;

• fu : độ võng hoặc chuyển vị giới hạn

Theo Mục M.4.4.1 trong TCVN 5574 – 2018, việc chuyển vị ngang giới hạn của nhà phải tuân thủ các yêu cầu cấu tạo nhằm đảm bảo sự nguyên vẹn của lớp chèn khung, bao gồm tường, tường ngăn, và các bộ phận của cửa đi và cửa sổ, như được chỉ rõ trong Bảng M.4 của phụ lục.

- Theo Bảng M.4 – Chuyển vị giới hạn theo phương ngang fu theo yêu cầu cấu tạo, TCVN

Theo tiêu chuẩn 5574 – 2018, chuyển vị giới hạn theo phương ngang cho một tầng của nhà nhiều tầng có tường ngăn bằng gạch, bê tông thạch cao hoặc bê tông cốt thép được quy định là: s u f h.

Khoảng cách hs được xác định là khoảng cách từ mặt móng đến trục của xà đỡ sàn cho tầng dưới, trong khi đối với các tầng còn lại, hs là khoảng cách giữa các trục của các xà liền kề.

Kết quả kiểm tra chuyển vị ngang tương đối do tải trọng gió theo phương X được trình bày chi tiết trong Mục 4.1.2.1, liên quan đến chuyển vị ngang giữa các tầng do tải trọng gió, và có thêm thông tin trong cuốn phụ lục.

Kết quả kiểm tra chuyển vị ngang tương đối do tải trọng gió phương Y được trình bày chi tiết trong Mục 4.1.2.1, liên quan đến chuyển vị ngang giữa các tầng do tải trọng gió, và có thể tham khảo thêm trong cuốn phụ lục.

Kết quả kiểm tra chuyển vị ngang tương đối do hệ thống HT, TT và tải trọng gió X được trình bày chi tiết trong Mục 4.1.2.1, liên quan đến chuyển vị ngang giữa các tầng do tải trọng gió, và được cuốn phụ lục bổ sung.

Kết quả kiểm tra chuyển vị ngang tương đối do hệ thống HT, TT và tải trọng gió Y được trình bày chi tiết trong Mục 4.1.2.1, liên quan đến chuyển vị ngang giữa các tầng do tải trọng gió, và được cuốn phụ lục kèm theo.

5.1.2.2 Chuyển vị ngang tương đối giữa các tầng do tải trọng động đất

Theo Mục 4.4.3.2 của TCVN 9386 – 2012, việc hạn chế chuyển vị ngang tương đối giữa các tầng là rất quan trọng Ngoài những quy định khác trong các chương từ 5 đến 9 của tiêu chuẩn này, cần tuân thủ các hạn chế đã được đề ra để đảm bảo an toàn và hiệu quả trong thiết kế xây dựng.

- Đối với các nhà có bộ phận phi kết cấu bằng vật liệu giòn được gắn vào kết cấu: d vr 0.005h Trong đó:

Chuyển vị ngang thiết kế tương đối giữa các tầng, ký hiệu là dr, được xác định bằng hiệu của các chuyển vị ngang trung bình ds tại trần và sàn của tầng đang xét, theo quy định tại Mục 4.3.4 của tiêu chuẩn này.

• v : hệ số chiết giảm xét đến chu kỳ lặp thấp hơn của tác động động đất liên quan đến yêu cầu hạn chế hư hỏng

Các giá trị của v phụ thuộc vào nguy cơ động đất và tầm quan trọng của công trình, với v = 0.4 được khuyến nghị cho các công trình có mức độ quan trọng I và II.

= 0.5 cho các mức độ quan trọng III và IV

- Xác định ds theo Mục 4.3.4.1 TCVN 9386 – 2012 như sau: s d c d q d Trong đó:

• ds : chuyển vị của một điểm của hệ kết cấu gây ra bởi tác động đất thiết kế;

• qd : hệ số ứng xử chuyển vị, giả thiết bằng q trừ khi có quy định khác;

• dc : chuyển vị của cùng điểm đó của hệ kết cấu được xác định bằng phân tích tuyến tính dựa trên phổ phản ứng thiết kế

Kết quả kiểm tra chuyển vị ngang tương đối do tải trọng động đất theo phương X được trình bày chi tiết trong Mục 4.1.2.2, liên quan đến chuyển vị ngang giữa các tầng do tải trọng động đất, trong cuốn phụ lục.

Kết quả kiểm tra chuyển vị ngang tương đối do tải trọng động đất theo phương Y được trình bày chi tiết trong Mục 4.1.2.2, liên quan đến chuyển vị ngang giữa các tầng do ảnh hưởng của tải trọng động đất, và có thể tham khảo thêm trong cuốn phụ lục.

5.2 KIỂM TRA ỔN ĐỊNH CHỐNG LẬT Được trình bày chi tiết trong Mục 4.2 Kiểm tra ổn định chống lật, cuốn phụ lục

5.3 KIỂM TRA GIA TỐC ĐỈNH

Mục 2.6.3 Các chỉ tiêu kiểm tra kết cấu, TCVN 198 – 1997 Nhà cao tầng – Thiết kế kết cấu bê tông cốt thép toàn khối có quy định:

Kiểm tra độ bền, biến dạng, ổn định tổng thể và ổn định cục bộ của kết cấu được thực hiện theo các tiêu chuẩn thiết kế hiện hành Bên cạnh đó, kết cấu nhà cao tầng cần phải đáp ứng các yêu cầu bổ sung khác.

Kiểm tra dao động là cần thiết để đảm bảo rằng gia tốc cực đại của chuyển động tại đỉnh công trình dưới tác động của gió không vượt quá giới hạn cho phép, nhằm đảm bảo an toàn và hiệu suất của công trình.

• |y| : giá trị tính toán của gia tốc cực đại;

• [y] : giá trị cho phép của gia tốc, lấy bằng 150 mm/s 2

The maximum acceleration value is determined using an empirical formula as outlined in the "Monograph on Planning and Design of Tall Buildings – Structural Design of Tall Steel Buildings" by the American Society of Civil Engineers, published in 1979.

• F : tần số dao động của mode dao động tính toán;

• Aw : chuyển vị đỉnh tại công trình do thành phần động của tải trọng gió

Kết quả kiếm tra gia tốc đỉnh được trình bày chi tiết trong Mục 4.3 Kiểm tra gia tốc đỉnh, cuốn phụ lục

5.4 KIỂM TRA HIỆU ỨNG P – DELTA

Mục 4.4.2.2 Điều kiện về độ bền, TCVN 9386 – 2012 có quy định:

Không cần xét tới các hiệu ứng bậc 2 (Hiệu ứng P - Δ) nếu tại tất cả các tầng thỏa mãn điều kiện sau: tot r tot

  : hệ số độ nhạy cảm của chuyển vị ngang tương đối giữa các tầng;

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

THIẾT KẾ TẦNG SÀN ĐIỂN HÌNH

6.1 MẶT BẰNG KẾT CẤU SÀN

Hình 6.1 Mặt bằng kết cấu sàn tầng 4

6.2.1 Vật liệu Được trình bày chi tiết ở Mục 2.2.3, Vật liệu sử dụng cho công trình

Kích thước sàn được trình bày chi tiết ở Mục 2.2.4.1, Sơ bộ chiều dày sàn, kích thước sàn tầng điển hình (Tầng 4-21) là: hs = 200 (mm) đối với ô sàn điển hình;

Kích thước dầm được trình bày chi tiết ở 2.2.4.4, các tiết diện dầm tầng điển hình (Tầng 4-29) là:

+ Dầm chính ngang nhà: b×h = 300×600 (mm)

+ Dầm chính dọc nhà: b×h = 300×600 (mm)

Tải trọng tác dụng lên các ô sàn được trình bày chi tiết ở CHƯƠNG 4 TẢI TRỌNG

Loại tải trọng tác dụng Tĩnh tải Hoạt tải kN/m 2 kN/m 2

Phòng ngủ, phòng ăn, phòng khách: 1.55 1.95

 Xây trên sàn hs = 100 (mm): 0.61 -

Loại tải trọng tác dụng Tĩnh tải Hoạt tải kN/m 2 kN/m 2

 Xây trên sàn hs = 100 (mm): 1.23 -

Bảng 6.1 Tổng hợp tải trọng tác dụng lên sàn tầng 4

6.4.1 Mô hình sàn bằng phần mềm Safe

Hình 6.2 Mô hình sàn bằng phần mềm Safe

1 TT SUPER DEAD Tĩnh tải trọng lượng bản thân

2 CLHT SUPER DEAD Các lớp hoàn thiện, đường ống, thiết bị

3 TTTUONG SUPER DEAD Tĩnh tải tường xây

4 HT LIVE Hoạt tải có giá trị nhỏ hơn 2kN/m 2

Bảng 6.2 Các trường hợp tải trọng

6.4.3 Các trường hợp tổ hợp tải trọng

Kí hiệu Loại tải trọng Cấu trúc Ý nghĩa

Kiểm tra chuyển vị ngắn hạn

1/1.1TT + 1/1.27CLHT + 1/1.1TTTUONG + ψ/1.25HT Kiểm tra chuyển vị dài hạn

4 ADD f1 - f2 + f3 Kiểm tra chuyển vị toàn phần

Bảng 6.3 Các trường hợp tổ hợp tải trọng

- Thép CB400 – V, Rs = Rsc = 350 (MPa), Es = 2×10 5 (MPa);

-Với điều kiện đổ bê tông tại công trường, chọn hệ số làm việc của bê tông γb=0.9, γs =1

- Tính toán thép sàn được thực hiện theo công thức sau: h0 h a m 2 b b 0

PHẠM TRIỆU MINH HIẾU - 45 - MSSV:18149089 b b 0 s s s

Kết quả tính toán thép sàn được trình bày chi tiết trong Mục Phụ lục 5 Kết quả tính toán thép sàn, cuốn phụ lục

6.6 KIỂM TRA SÀN CHỊU LỰC VỤC BỘ (VỊ TRÍ TƯỜNG XÂY TRỰC TIẾP LÊN SÀN)

- Theo mục 8.1.6.2.1 TCVN 5574 – 2018, có quy định:

+ Tính toán chọc thủng cho cấu kiện không có cốt thép ngang chịu lực tập trung được tiến hành theo điều kiện:

• F : lực tập trung do ngoại lực;

• Fb,u : lực tập trung giới hạn mà bê tông có thể chịu được

+ Lực tập trung giới hạn Fb,u được xác định theo công thức sau: b,u bt b

• Ab : diện tích tiết diện ngang tính toán nằm ở khoảng cách 0.5h0, tính từ biên của diện truyền lực tập trung F, với chiều cao làm việc của tiết diện h0

+ Diện tích Ab được xác định theo công thức: b 0

• u : chu vi đường bao của tiết diện ngang tính toán;

Chiều cao làm việc quy đổi của tiết diện được tính bằng công thức h0 = 0.5(h0x + h0y), trong đó h0x và h0y là chiều cao làm việc của tiết diện liên quan đến cốt thép dọc theo phương các trục X và Y.

Hình 6.: Sơ đồ tính toán chọc thủng của cấu kiện không có cốt thép ngang

• 1 : tiết diện ngang tính toán;

• 2 : đường bao của tiết diện ngang tính toán;

• 3 : đường bao của diện truyền tải

- Ta có ax = ay = 20 (mm)

- Chiều cao làm việc quy đổi của tiết diện:

- Chu vi đường bao của tiết diện tính toán:

- Diện tích tiết diện ngang tính toán:

- Lực tập trung giới hạn mà bê tông có thể chịu được: b,u bt b

- Xét đoạn tường có bề rộng b = 100 (mm), chiều dài L = 1 (m), chiều cao H = 3.3 (m)

 Vậy sàn đảm bảo khả năng chống xuyên thủng đối với tường 100 (mm)

- Xét đoạn tường có bề rộng b = 200 (mm), chiều dài L = 1 (m), chiều cao H = 3.3 (m)

- Lực tập trung do ngoại lực tường:

 Vậy sàn đảm bảo khả năng chống xuyên thủng đối với tường 200 (mm)

6.7 KIỂM TRA KHẢ NĂNG CHỊU CẮT CỦA SÀN

- Theo mục 8.1.3.3.1 TCVN 5574 – 2019, có quy định: Khi không có cốt thép ngang thì tiến hành tính toán theo điều kiện (89) của mục này với Qsw lấy bằng không

- Tính toán cấu kiện bê tông cốt thép chịu uốn theo tiết diện nghiêng được tiến hành theo điều kiện sau (Điều kiện 89 của TCVN 5574 – 2018): b sw

• Qsw : lực cắt chịu bởi cốt thép ngang trong tiết diện nghiên;

• Qb : lực cắt chịu bởi bê tông trong tiết diện nghiêng

- Lực cắt Qb được xác định theo công thức sau:

- Nhưng Qb không lớn hơn 2.5Rbtbh0 và không nhỏ hơn 0.5Rbtbh0

- Ta có lực cắt lớn nhất của sàn Qmax = 64.888 (kN)

 Vậy sàn đủ khả năng chịu cắt

6.8 KIỂM TRA CHUYỂN VỊ NGẮN HẠN

- Mục M.2.1 Phụ lục M – Độ võng và chuyển vị của kết cấu sàn, TCVN 5574 – 2018, có quy định:

+ Khi tính toán kết cấu xâu dựng thì độ võng hoặc chuyển vị cần phải thỏa mãn điều kiện: f fu

Theo bảng M.1, độ võng giới hạn theo phương đứng fu và tải trọng tương ứng được sử dụng để xác định độ võng theo phương hướng Cụ thể, độ võng giới hạn theo phương đứng của mái và sàn tầng với nhịp L = 10 (m) là fu = L/250.

- Theo kết quả phân tích của SAFE, độ võng sàn lớn nhất f = 8.4 (mm) u

      Vậy sàn thỏa điều kiện chuyển vị ngắn hạn

6.9 KIỂM TRA CHUYỂN VỊ DÀI HẠN

- Mục M.2.1 Phụ lục M – Độ võng và chuyển vị của kết cấu sàn, TCVN 5574 – 2018, có quy định:

+ Khi tính toán kết cấu xâu dựng thì độ võng hoặc chuyển vị cần phải thỏa mãn điều kiện: f fu

Theo bảng M.1, độ võng giới hạn theo phương đứng fu và tải trọng tương ứng được sử dụng để xác định độ võng theo phương hướng Cụ thể, độ võng giới hạn theo phương đứng của mái và sàn tầng với nhịp L = 10 (m) là fu = L/250.

- Theo kết quả phân tích của SAFE, độ võng sàn lớn nhất f = 7.88 (mm) u

 Vậy sàn thỏa điều kiện chuyển vị dài hạn

6.10 KIỂM TRA CHUYỂN VỊ TOÀN PHÂN CÓ KỂ ĐẾN HÌNH THÀNH VẾT NỨT

- Đối với các vật liệu có tính từ biến cần kể đến tự tăng độ võng theo thời gian

Bê tông dễ bị nứt ở vùng chịu kéo dưới tác động của tải trọng, vì vậy khi tính toán độ võng của sàn, cần phải xem xét ảnh hưởng của việc hình thành vết nứt.

6.10.1 Kiểm tra điều kiện hình thành vết nứt

- Tính toán về biến dạng (độ võng) được tính toán theo TTGH 2, tính toán với tải trọng tiêu chuẩn (không có hệ số vượt tải)

- Cần tính toán độ võng dưới tác dụng của:

+ Tải trọng thường xuyên, tạm thời dài hạn và tạm thời ngắn hạn khi biến dạng cần được hạn chế do các yêu cầu công nghệ hoặc cấu tạo

+ Tải trọng thường xuyên và tạm thời dài hạn khi biến dạng cần được hạn chế do các yêu cầu thẩm mỹ

Khi xem xét sự bền vững lâu dài của kết cấu bê tông cốt thép (BTCT), cần phải chú ý đến các yếu tố như biến dạng và co ngót, cũng như tác động lâu dài của các loại tải trọng lên kết cấu.

- Nếu độ võng chủ yếu phụ thuộc vào biến dạng uốn thì giá trị độ võng được xác định dựa trên độ cong

+ Tính toán độ võng của cấu kiện bê tông cốt thép được tiến hành theo điều kiện: f fu

- Trong tính toán thực hành, ta có thể sử dụng phần mềm SAFE và tiêu chuẩn

Eurocode 2 với các thông số vật liệu tương đương để phân tích và xác định độ võng sàn

- Độ võng toàn phần f lúc này được tính như sau: f = f1 – f2 + f3

• f1 – độ võng do tác dụng ngắn hạn của toàn bộ tải trọng

• f2 – độ võng do tác dụng ngắn hạn của tải trọng dài hạn

• f3 – độ võng do tác dụng dài hạn của tải trọng dài hạn

Hình 6.3 Kết quả phân tích chuyển vị toàn phần có kể đến hình thành vết nứt

Theo bảng M.1, độ võng giới hạn theo phương đứng fu và tải trọng tương ứng được xác định cho mái và sàn tầng với nhịp L = 10 (m) là fu = L/250.

- Theo kết quả phân tích của SAFE, độ võng sàn lớn nhất f = 33.87 (mm)

PHẠM TRIỆU MINH HIẾU - 49 - MSSV:18149089 u

 Vậy sàn thỏa điều kiện chuyển vị toàn phần có kể đến hình thành vết nứt

THIẾT KẾ DẦM TẦNG ĐIỂN HÌNH

7.1 MÔ HÌNH TÍNH TOÁN VÀ NỘI LỰC DẦM

Hình 7.1 Mặt bằng dầm tầng điển hình Etabs

Hình 7.2 Biểu đồ bao moment dầm tầng điển hình

Hình 7.3 Biểu đồ bao lực cắt dầm tầng điển hình

Chọn dầm B1 có kích thước tiết diện (D300×600) để tính toán chi tiết:

Hình 7.4 Biểu đồ nội lực dầm B1

Tính toán thép với nội lực tại 3 vị trí trên toàn bộ chiều dài dầm: 2 vị trí đầu gối và 1 vị trí giữa nhịp

7.2.1 Tính toán cốt thép chịu lực

- Tính toán cốt thép chịu lực tại vị trí giữa nhip:

Chiều cao làm việc của dầm: h0 = h – a = 600 – 50 = 550 (mm);

 Chọn 4ỉ20, Asc = 1256 (mm 2 ); tt sc

- Tính toán cốt thép chịu lực tại vị trí gối:

 Chọn 4ỉ20, Asc = 1256 (mm 2 ); tt sc

Kiểm tra điều kiện tính toán

- Theo mục 8.1.3.3.1 TCVN 5574 – 2018, tính toán cấu kiện bê tông cốt thép chịu uốn theo tiết diện nghiêng được tiến hành theo điều kiện: b sw

Lực cắt trên tiết diện nghiêng với chiều dài chiếu C lên trục dọc cấu kiện được xác định bởi tất cả ngoại lực tác động từ một phía của tiết diện nghiêng Điều này yêu cầu xem xét tác dụng nguy hiểm nhất của tải trọng trong phạm vi tiết diện nghiêng.

• Qb : lực cắt chịu bởi bê tông trong tiết diện nghiêng;

• Qsw : lực cắt chịu bởi cốt thép ngang trong tiết diện nghiêng

Lực cắt Qb được xác định theo công thức

Hệ số φb2 là yếu tố quan trọng trong việc đánh giá ảnh hưởng của cốt thép dọc, lực bám dính và trạng thái ứng suất của bê tông phía trên vết nứt xiên, với giá trị được xác định là 1.5.

• C : chiều dài hình chiếu tiết diện nghiêng lên trục dọc cấu kiện

Nhưng không lớn hơn 2.5Rbtbh0 và không nhỏ hơn 0.5Rbtbh0

Kiểm tra điều kiện tính toán đối với dầm B1: Qmax = 110.84 (kN)

Mà Qmax = 110.84 (kN) < Qb = 284.63 (kN)

Không cần tính toán cốt đai cho dầm, bố trí thép đai theo cấu tạo

Bố trớ cốt đai ỉ8a100 cho đoạn L/4 gần gối và ỉ8a200 cho đoạn L/2 cũn lại

7.3 KẾT QUẢ TÍNH TOÁN Được trình bày chi tiết trong Mục Phụ lục 7 Kết quả tính toán thép dầm, cuốn phụ lục

THIẾT KẾ LÕI CÔNG TRÌNH

8.1 TỔNG QUAN VỀ LÕI – VÁCH

Cấu kiện không gian là các vách nhiều cạnh hở hoặc khép kín, tạo thành các hộp bố trí bên trong nhà, được gọi là lõi cứng

Lõi công trình có dạng hộp rỗng, có thể là kín hoặc hở, chịu tải trọng đứng và ngang, truyền lực xuống đất nền Lõi được xem như sự kết hợp của nhiều tấm tường theo các phương khác nhau và có thể bố trí hệ thống kỹ thuật, thang bộ, thang máy bên trong.

Trong thiết kế nhà có nhiều lõi cứng, các lõi này cần được đặt cách xa nhau và sàn phải được hỗ trợ bởi hệ thống dầm lớn liên kết với các lõi Việc bố trí các lõi cứng trên mặt bằng sàn cần đảm bảo rằng tâm cứng của công trình trùng với trọng tâm, nhằm giảm thiểu hiện tượng xoắn khi xảy ra dao động.

Lõi cứng hoạt động như một console lớn gắn vào mặt móng công trình, với tiết diện có thể là kín, hở hoàn toàn hoặc nửa hở Tuy nhiên, trong thực tế, lõi cứng thường có tiết diện hở hoặc nửa hở.

Việc tính toán lõi cứng hiện chưa được đề cập cụ thể trong tiêu chuẩn thiết kế tại Việt Nam Trên thế giới, một số tiêu chuẩn như Eurocode và ACI đã áp dụng phương pháp thiết kế lõi vách.

Thông thường, các vách cứng dạng console phải chịu tổ hợp nội lực sau: (N, Mx, My,

Vách cứng chỉ chịu tải trọng ngang theo phương song song với mặt phẳng của nó, vì vậy có thể bỏ qua khả năng chịu moment ngoài mặt phẳng Mx và lực cắt theo phương vuông góc với mặt phẳng Qy Chỉ cần xem xét tổ hợp nội lực bao gồm (N, My, Qx).

Hình 8.1 Nội lực tác dụng lên vách

Việc tính toán đồng thời tác động của moment và lực cắt là một quá trình phức tạp và khó thực hiện Do đó, các tiêu chuẩn thiết kế hiện nay vẫn tách biệt việc tính toán cốt dọc và cốt đai.

- Việc tính toán cốt thép dọc cho vách phẳng có thể sử dụng các phương pháp sau:

+ Phương pháp phân bố ứng suất đàn hồi;

+ Phương pháp giả thiết vùng biên chịu moment;

+ Phương pháp xây dựng biểu đồ tương tác

8.2.1 Phương pháp ứng suất đàn hồi

Phương pháp này phân chia vách thành các phần tử nhỏ chịu lực kéo hoặc nén đúng tâm, với giả định ứng suất phân bố đều trong mỗi phần tử Việc tính toán cốt thép được thực hiện cho từng phần tử, thực chất coi vách như những cột nhỏ chịu lực kéo hoặc nén đúng tâm.

- Các giả thiết cơ bản:

+ Ứng lực kéo do cốt thép chịu, ứng lực nén do cả bê tông và cốt thép chịu

- Bước 1: Xác định trục chính và moment quán tính chính trung tâm

- Bước 2: Chia vách thành những phần tử nhỏ;

Hình 8.2 Chia vách thành những phần tử nhỏ

- Bước 3: Tính lực dọc tác dụng vào mỗi phần tử do lực dọc N và moment trong mặt phẳng

• tw : chiều dày của vách;

• lw : chiều dài của vách;

• A : diện tích mặt cắt ngang của vách;

• Ix : moment quán tính chính trung tâm

- Bước 4: Tính diện tích cốt thép theo TCVN 5574 – 2018:

+ Tính toán cốt thép theo điều kiện chịu kéo, nén đúng tâm

• Nếu Ni < 0 (Vùng chịu kéo), diện tích cốt thép chịu kéo: i s s

• Nếu Ni > 0 (Vùng chịu nén), diện tích cốt thép chịu nén: i b b b s sc

- Bước 5: Kiểm tra hàm lượng cốt thép hợp lý Nếu Asc < 0: đặt cốt thép chịu nén theo cấu tạo;

- Bước 6: Kiểm tra khả năng chống uốn của vách

- Phương pháp này đơn giản, có thể áp dụng để tính toán không chỉ đối với vách phẳng

Giả thiết rằng cốt thép trong vách chịu nén và kéo đều đạt đến giới hạn chảy trên toàn bộ tiết diện là không chính xác Thực tế, chỉ có các phần tử biên ở hai đầu vách mới có khả năng đạt đến giới hạn chảy, trong khi các phần tử ở giữa vách vẫn chưa đạt được điều này.

8.2.2 Phương pháp vùng biên chịu moment

Phương pháp này cho rằng cốt thép ở hai đầu tường được thiết kế để chịu toàn bộ moment, trong khi lực dọc trục được giả thiết phân bố đều trên toàn bộ chiều dài tường.

- Các giả thiết cơ bản:

+ Ứng lực kéo do cốt thép chịu;

+ Ứng lực nén do cả bê tông và cốt thép chịu

Giả thiết chiều dài B của vùng biên chịu moment, ta xem xét vách chịu lực dọc trục N và moment uốn trong mặt phẳng Mx Moment Mx được coi là một cặp ngẫu lực tác động tại hai vùng biên của tường.

Hình 8.3 Mặt cắt và mặt đứng vách

- Bước 2: Xác định lực kéo hoặc nén trong vùng biên:

• Ab : diện tích vùng biên;

• A : diện tích mặt cắt vách;

• Bl, Br : chiều dài vùng biên trái, phải

- Bước 3: Tính diện tích cốt thép theo TCVN 5574 – 2018:

+ Nếu Ni < 0 (Vùng chịu kéo), diện tích cốt thép chịu kéo: i s s

A = N R + Nếu Ni > 0 (Vùng chịu nén), diện tích cốt thép chịu nén i b b b s sc

Bước 4 là kiểm tra hàm lượng cốt thép; nếu không đạt yêu cầu, cần tăng kích thước B của vùng biên và tính lại theo Bước 1 Chiều dài tối đa của vùng biên B không được vượt quá L/2, nếu vượt quá, cần tăng bề dày vách.

Bước 5: Kiểm tra tường giữa hai vùng biên như với cấu kiện chịu nén đúng tâm Nếu bê tông đủ khả năng chịu lực, cốt thép chịu nén trong vùng này sẽ được bố trí theo cấu tạo.

- Bước 6: Kiểm tra khả năng chống uốn của vách

Phương pháp này tương tự với phương pháp phân bố ứng suất đàn hồi, nhưng điểm khác biệt là lực lượng cốt thép chịu toàn bộ moment được bố trí tập trung ở hai đầu vách.

- Phương pháp này khá thích hợp đối với trường hợp vách có tiết diện tăng cường ở hai đầu (Bố trí cột ở hai đầu vách)

- Phương pháp này thiên về an toàn vì chỉ kể đến khả năng chịu moment của cốt thép

8.2.3 Phương pháp xây dựng biểu đồ tương tác

Phương pháp này dựa trên các giả thiết về hoạt động của bê tông và cốt thép nhằm xác định trạng thái chịu lực giới hạn (Nu, Mu) của vách bê tông cốt thép Từ đó, các trạng thái này sẽ hình thành một đường cong thể hiện mối quan hệ giữa lực dọc N và moment M của trạng thái giới hạn.

Phương pháp này coi vách cứng như một cấu kiện chịu nén lệch tâm, với cốt thép được phân bố đều trên toàn bộ tiết diện vách, và khả năng chịu lực của vách được tính toán dựa trên yếu tố này.

- Việc thiết lập biểu đồ tương tác đòi hỏi khối lượng tính toán khá lớn, phức tạp

Mục 3.4.2 Cấu tạo vách và lõi cứng TCVN 198 – 1997 có quy định:

THIẾT KẾ VÁCH

9.1 CƠ SỞ LÍ THUYẾT Được trình bày chi tiết trong Chương 8 Thiết kế lõi công trình, mục 8.2 Cơ sở lí thuyết , cuốn thuyết minh

Hình 9.1 Hình vị trí các vách cần tính toán

- Sinh viên chọn vách theo 2 phương trục 6 và trục F, gồm các vách V8, V9, V11, V15, V17, V19

9.2.1 Tính toán và bố trí cốt thép dọc

Tính toán chi tiết vách V9 tầng Hầm 2

- Quy ước dấu: Ứng suất dương (+): nén, ứng suất âm (-): kéo

- Chọn COMB có lực P lớn nhất và M tương ứng để tính toán cốt thép

Tầng Pier Combo Location P (kN) M2 (kNm) M3(kNm)

Chọn bề rộng vùng biên Bl = Br = tP = 0.3m

 cả hai vùng biên vách V9 đều chịu nén

Diện tích cốt thé chịu nén i b b b s sc

Với φ là hệ số uốn dọc

 Không cần xét đến hệ số uốn dọc, φ = 1 i b b b 3

Kiểm tra hàm lượng cốt thép

Tính cốt thép cho vùng giữa

Kiểm tra hàm lượng cốt thép

Kết quả tính toán thép vách đơn được trình bày chi tiết trong Mục Phụ lục 8 Tính toán cốt thép cho vách đơn, cuốn phụ lục

9.2.2 Tính toán và bố trí cốt thép ngang

- Thép ngang được thiết kế bằng cách chọn và thực hiện bài toán kiểm tra

- Kiểm tra thép đai ứng với lực cắt lớn nhất theo mỗi phương

- Kiểm tra khả năng chịu cắt của thép đai: oi bi swi bt i oi sw sw i

• Q bi ,  Q swi : khả năng chịu cắt của bê tông và cốt thép ngang của vách thứ i;

• Rsw, Rbt : cường độ chịu kéo tính toán của bê tông và cường độ chịu cắt tính toán của cốt thép ngang (MPa);

• Asw : diện tích thép đai tương ứng với số nhánh đai (mm 2 );

• bi : bề dày vách thứ i (mm);

• hoi : chiều cao tính toán của tiết diện vách thứ i, hoi = 0.8Lw (mm);

• si : bước thép ngang (mm)

- Lực cắt lớn nhất ứng với mỗi phương xuất từ Etabs:

Bảng 9.1 Nội lực kiểm tra khả năng chịu cắt của thép đai b h h 0 Thép đai

Q b Q sw Q 0 Q max Kiểm ỉ s tra (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) (kN) (kN) (kN) (kN)

Bảng 9.2 Kiểm tra khả năng chịu cắt của vách

THIẾT KẾ CỘT KHUNG

10.1 TÍNH TOÁN CỐT THÉP DỌC CHO CỘT

Hình 10.1 Vị trí 2 khung trục vuông gốc tầng 22,23

Hiện tại, tiêu chuẩn Việt Nam chưa cung cấp hướng dẫn chi tiết về cách tính toán cột chịu nén lệch tâm xiên Trong quá trình thiết kế, thường áp dụng ba phương pháp chính để giải quyết vấn đề này.

+ Phương pháp thứ nhất: Tính toán riêng cho từng trường hợp lệch tâm phẳng và bố trí thép theo mỗi phương;

+ Phương pháp thứ hai: Quy đổi từ bài toán lệch tâm xiên thành bài toán lệch tâm phẳng tương đương và bố trí thép đều theo chu vi cột;

+ Phương pháp thứ ba: Phương pháp biểu đồ tương tác trong không gian

Trong ba phương pháp tính toán, phương pháp thứ nhất và thứ hai là các phương pháp gần đúng, trong khi phương pháp thứ ba phản ánh chính xác khả năng chịu lực của cấu kiện Tuy nhiên, trong thực tế, biểu đồ tương tác chỉ được áp dụng trong kiểm tra do khối lượng số liệu tính toán lớn và tốn nhiều thời gian Hiện nay, phương pháp thứ hai đang được sử dụng rộng rãi.

- Trong đồ án này, sinh viên chọn cách tính như sau:

Phương pháp thứ hai được áp dụng để tính toán cốt thép dọc trong cột, dựa trên lý thuyết từ quyển “Tính toán tiết diện cột bê tông cốt thép” của GS.TS Nguyễn Đình Cống.

+ Để tính cốt thép cho cột, cần kể đến bộ ba nội lực nguy hiểm như sau:

Nmaxvà Mx, My tương ứng Cặp 2: M x max và N, My tương ứng

+ Tùy vào trường hợp cụ thể, ta có thể chọn một trong các bộ ba nội lực nguy hiểm trên để tính cốt thép

Để đảm bảo tính chính xác và an toàn, sinh viên lựa chọn phương pháp tính toán cho tất cả các tổ hợp nội lực, sau đó xác định loại thép lớn nhất để sử dụng cho cấu kiện.

- Bản chất của bài toán là đưa bài toán lệch tâm xiên quy về thành bài toán lệch tâm phẳng tương đương

Hình 10.2 Hình sơ đồ nội lực nén lệch tâm xiên

Hình 10.3 Hình tiết diện chịu lực nén lệch tâm xiên

- Bước 1: Kiểm tra điều kiện tính toán của cột lệch tâm xiên: y x

• Cx, Cy : lần lượt là cạnh của tiết diện cột

- Bước 2: Tính toán đột ảnh hưởng uống dọc theo hai phương:

+ Chiều dài tính toán: ox x l   lvà l oy    y l

+ Độ lệch tâm ngẫu nhiên: ox x ax l C e max ;

+ Độ lệch tâm tĩnh học x 1x e M

 Độ lệch tâm tính toán:

  ox ax 1x e max e ; e và eoymax e ;e ay 1y 

 Độ mảnh theo hai phương: ox x x l 0.288C

 Tính hệ số ảnh hưởng của uốn dọc:

Nếu   x 28   x 1 (bỏ qua ảnh hưởng của uốn dọc);

 (kể đến ảnh hưởng của uốn dọc) Trong đó:

 Moment tăng lên do uốn dọc: M ' x N x ox e

 Theo phương Y: tương tự phương X

Bước 3: Chuyển đổi bài toán lệch tâm xiên thành bài toán lệch tâm phẳng tương đương bằng cách đưa nó về phương X hoặc phương Y.

 Bước 4: Tính toán tiết diện thép yêu cầu:

Tính toán tương tự bài toán lệch tâm phẳng đặt thép đối xứng

 γb = 0.85 : hệ số điều kiện làm việc của bê tông khi đổ theo phương thẳng đứng

   b Độ lệch tâm tính toán: o e e h a

    nén lệch tâm rất bé, tính toán gần như nén đúng tâm

 Hệ số độ lệch tâm γe:

 Hệ số uốn dọc phụ khi xét thêm nén đúng tâm:

 Diện tích toàn bộ cốt thép tính như sau: e b e st sc b b

   và x 1   R h o  tính theo trường hợp nén lệch tâm bé

 Xác định lại chiều cao vùng nén x:

 Diện tích toàn bộ cốt thép được tính như sau: b o st sc a

   và x 1   R h o  tính theo trường hợp nén lệch tâm lớn

 Diện tích toàn bộ cốt thép được tính như sau:

 Bước 5: Kiểm tra hàm lượng cốt thép:

Thỏa yêu cầu về kết cấu: tt s min tt max o

Diện tích cốt thép âm cho phép bê tông chịu lực mà không cần tính toán thép, tuy nhiên cần bố trí theo cấu tạo hợp lý, đặc biệt là đối với công trình có yêu cầu xét đến động đất (theo Mục 5.4.3.2.2 TCVN).

9386 – 2012) thiết kế công trình động đất, hàm lượng thép giới hạn như sau: max min

Sau khi tính toán cốt thép theo phương pháp gần đúng, cần đánh giá tính hợp lý của lượng thép đã tính bằng cách kiểm tra hàm lượng cốt thép trong cấu kiện cột Hàm lượng thép được coi là hợp lý khi nằm trong khoảng từ 1% đến 3%, đảm bảo thiết kế có khả năng kháng chấn.

 Bước 6: Bố trí cốt thép:

Cốt thép dọc trong cột chịu nén lệch tâm xiên được bố trí xung quanh chu vi, với mật độ cốt thép tại cạnh b lớn hơn hoặc bằng mật độ tại cạnh h.

 Quy định khoảng cách giữa hai cốt dọc kề nhai: 50 ≤ t ≤ 400

10.4 TÍNH TOÁN CỐT THÉP CỘT KHUNG TRỤC 6 TRỤC F

10.4.1 Tính toán thép dọc khung trục 6 trục F

- Để tiện cho việc sử dụng bảng Excel, sinh viên tính toán cụ thể cho một trường hợp nội lực cho cột C6-B’ tầng 22 (tính đại diện cho một cột)

Tầng Tên cột Tên cột trong etabs

 Tính toán với cặp nội lực: N max ; M ; M tu x tu y

 Bước 1: Kiểm tra điều kiện tính toán gần đúng cột lệch tâm xiên x y

 Bước 2: Tính toán độ ảnh hưởng của uốn dọc theo 2 phương:

 Chiều dài tính toán: ox oy x l  l   l  0.8 3300   2800 (m m )

 Độ lệch tâm ngẫu nhiên: ax ay

 Độ lệch tâm tĩnh học:

 Độ lệch tâm tính toán: ox ax 1x oy ay 1y e max(e , e ) 11.53 mm; e max(e , e ) 10 mm

 Tính hệ số ảnh hưởng của uốn dọc:

Theo phương X: x x 2 ox x 3 cr ox x x y ox x

Moment tăng lên do uốn dọc:

Theo phương Y: y y 2 oy y 3 cr oy y y x oy y

 Moment tăng lên do uốn dọc:

 Bước 3: Quy đổi bài toán lệch tâm xiên sang lệch tâm phẳng tương đương theo phương X hoặc phương Y:

C  C  0.3  → Đưa về bài toán lệch tâm phẳng tương đương theo phương X

 Bước 4: Tính toán diện tích thép:

 Độ lệch tâm tính toán:

     → Nén lệch tâm rất bé, tính toán gần như nén đúng tâm

 Hệ số độ lệch tâm: e

 Hệ số uốn dọc khi xét thêm nén đúng tâm:

 Diện tích toàn bộ cốt thép tính như sau: e 3 b b e st sc b b

 Bước 5: Kiểm tra hàm lượng thép:

Thỏa yêu cầu kết cấu:  min     tt max max 4% :

  có thiết kế chống động đất; min 1%:

  có thiết kế chống động đất;

Thỏa yêu cầu kinh tế : 1%   tt 3%

Với A st  391.38 mm 2  chọn As theo cấu tạo, chọn 6d16 (1206mm 2 ),

tt= 1.34%, thỏa điều kiện về hàm lượng cốt thép hợp lý trong cột

Các cột còn lại của các tầng sinh viên lập bảng để tính, được trình bày chi tiết trong

Mục Phụ lục 9 Tính toán cốt thép cho cột, cuốn phụ lục

10.4.2 Tính toán cốt đai trong cột có cấu tạo kháng chấn

Cấu tạo đảm bảo yêu cầu dẻo dục bộ

 Các vùng trong khoảng cách lcr kể từ cả 2 tiết diện ở 2 đầu mút của cột kháng chấn chính phải được xem là vùng tới hạn

 Theo Mục 5.4.3.2.2 TCVN 9386 – 2012 chiều dài của vùng tới hạn lcr được tính toán từ biểu thức sau:

  cr c cl l max h ;l / 6;0.45 Trong đó:

 hc : kích thước lớn nhất tiết diện ngang của cột (m);

 lcl : chiều dài thông thủy của cột (m)

Nếu cl c l 3 h  , toàn bộ chiều cao của cột kháng chấn chính phải được xem như là một vùng tới hạn và phải được đặt cốt thép theo quy định

Tầng L h d l cl l cl / 6 h c l cl /hc l cr m m m m m m m

Bảng 10.1 Chiều dài tới hạn cột khung trục 2 và trục F

 Cốt thép đai và bố trí đai của cột tại vùng tới hạn

 Theo Mục 3.3.1 TCVN 198 – 1997 Thiết kế công trình động đất:

 Đường kớnh cốt thộp đai khụng nhỏ hơn ẳ lần đường kớnh dọc chịu lực và phải > ỉ6

 Cốt đai cột phải bố trí liên tục qua nút khung Khoảng cách đai không quá

200mm Cách một thép dọc phải có đai

 Theo Mục 5.4.3.2.2 TCVN 9386 – 2012 Thiết kế công trình động đất:

Trong thiết kế cột kháng chấn, cần bố trí các cốt thép đai với khoảng cách hợp lý để đảm bảo độ dẻo tối thiểu cho kết cấu và ngăn ngừa hiện tượng mất ổn định cục bộ của các thanh thép dọc.

 Khoảng cách s (mm) giữa các vòng đai không vượt quá: s = min (bo/2, 175, 8dbl)

Trong các vùng tới hạn của cột kháng chấn, cốt đai kín và đai móc với đường kính tối thiểu 6 mm cần được bố trí với khoảng cách hợp lý để đảm bảo độ dẻo kết cấu tối thiểu và ngăn ngừa mất ổn định cục bộ của thanh thép dọc Hình dạng của đai phải được thiết kế nhằm tăng khả năng chịu lực của tiết diện ngang, nhờ vào ứng suất ba chiều mà các vòng đai này tạo ra.

 Những điểu kiện tối thiểu của mục trên được xem như thỏa mãn nếu đáp ứng những điều kiện sau đây

Khoảng cách s giữa các vòng đai (mm) không vượt quá: s = min {b0/2; 175; 8dbL} Trong đó:

 b0 : kích thước tối thiểu của lõi bê tông (Tính tới đường trục của thép đai) (mm);

 dbL : đường kính tối thiểu của các thanh cốt thép dọc (mm)

 Khoảng cách giữa các thanh cốt thép dọc cạnh nhau được cố định bằng cốt đai kín và đai móc không được quá 200 (mm), tuân theo EN 1992-1-1-2004

 Đối với cụng trỡnh thiết kế khỏng chấn nờn sinh viờn chọn đai cột là ỉ8 Đai 2 nhỏnh Chọn khoảng cách s tối thiểu 100 (mm)

 Cốt thép đai cột tại vùng nối cốt thép:

 Khoảng cách giữa các vùng đai (mm):

Với tiết diện cột nhỏ nhất là 300 × 300 (mm) s min 100,300 / 4 

 Nên tại vùng nối chồng thép của toàn bộ cột trong khung là s 0 (mm)

THIẾT KẾ MÓNG CÔNG TRÌNH

11.1 ĐÁNH GIÁ ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH

Theo khảo sát, đất nền bao gồm nhiều lớp khác nhau với độ dốc nhỏ và chiều dày đồng đều Do đó, có thể coi chiều dày và cấu trúc của nền đất tại mỗi điểm của công trình tương tự như mặt cắt địa chất điển hình.

Dựa trên kết quả khảo sát hiện trường và thí nghiệm trong phòng, địa tầng tại công trường được phân chia thành các lớp đất chính.

Lớp F: Đất, sạn sỏi…san lấp

Lớp đất phân bố từ độ sâu 0.0m đến 1.4m với bề dày 1.4m, chủ yếu bao gồm đất, sạn và sỏi dùng cho san lấp Do bề dày lớp quá mỏng, nên không tiến hành thí nghiệm SPT.

Lớp 1: Đất sét ít dẻo (CL), nâu đỏ, xám xanh, trạng thái dẻo mềm đến dẻo cứng

Lớp đất phân bố từ độ sâu 1.4m đến 3.6m với bề dày 2.2m, chủ yếu bao gồm sét và cát có màu nâu đỏ và xám xanh, có trạng thái từ dẻo mềm đến dẻo cứng Giá trị xuyên tiêu chuẩn N30 dao động từ 4 búa đến 12 búa, với giá trị trung bình N30 là 8 búa, cho thấy áp lực tính toán quy ước của đất.

Lớp 2: Đất sét ít dẻo lẫn sạn sỏi laterite (CL), nâu đỏ, trạng thái dẻo cứng

Lớp đất phân bố trong khoảng từ 3.6m đến 5.7m với bề dày 2.1m, chủ yếu bao gồm sét, cát và sỏi sạn laterite có màu nâu đỏ, với trạng thái dẻo cứng Giá trị xuyên tiêu chuẩn N30 của lớp đất này có sự biến đổi đáng kể.

11 búa đến 14 búa Giá trị trung bình N30 = 12 búa Áp lực tính toán quy ước của đất Ro 252 kPa

Lớp 3: Đất sét ít dẻo (CL), nâu đỏ, nâu vàng, trạng thái dẻo cứng Độ sâu phân bố từ 5.7m –11.0m Bề dày là 5.3m Thành phần chủ yếu của lớp là sét, cát, màu nâu đỏ, nâu vàng, trạng thái dẻo cứng.Giá trị xuyên tiêu chuẩn N30 thay đổi từ 11 búa đến 15 búa Giá trị trung bình N30 = 13 búa Áp lực tính toán quy ước của đất Ro 208 kPa

Lớp 4: Đất cát sét, cát lẫn bụi - sét, (SM)- (SM-SC), nâu vàng, xám trắng, nâu đỏ, kết cấu rời rạc đến chặt vừa

Lớp đất phân bố từ độ sâu 11.0m đến 11.8m với bề dày 0.8m, chủ yếu bao gồm cát, sét, bụi có màu nâu vàng, xám trắng và nâu đỏ, có kết cấu từ rời rạc đến chặt vừa Giá trị xuyên tiêu chuẩn N30 dao động từ 8 búa đến 12 búa, với giá trị trung bình là 10 búa Áp lực tính toán quy ước của đất là 275 kPa.

Lớp 5: Đất sét ít dẻo (CL), nâu đỏ, xám xanh, trạng thái dẻo cứng

Lớp đất phân bố trong khoảng từ 11.8m đến 16.8m với bề dày 5.0m, chủ yếu là cát và sét có màu nâu đỏ, xám xanh, ở trạng thái dẻo cứng Giá trị xuyên tiêu chuẩn N30 dao động từ 9 búa đến 15 búa, với giá trị trung bình N30 là 12 búa Áp lực tính toán quy ước của đất Ro đạt 203 kPa.

Lớp 6: Đất cát lẫn bụi (SM), đôi chỗ lẫn sạn sỏi, nâu vàng, nâu đỏ, kết cấu chặt vừa đến chặt

Lớp đất được phân bố từ độ sâu 16.8m, nhưng chưa xác định được đáy lớp do hố khoan kết thúc tại 25.0m, với bề dày chưa xác định lớn hơn 8.2m Thành phần chính của lớp đất là cát và bụi, có lẫn sạn sỏi ở một số chỗ, màu sắc chủ yếu là nâu vàng và nâu đỏ, với kết cấu từ chặt vừa đến chặt Giá trị xuyên tiêu chuẩn N30 dao động từ 11 búa đến 31 búa, với giá trị trung bình là 19 búa Áp lực tính toán quy ước của đất Ro được xác định là 335 kPa.

STT Các đặc trưng cơ lý thông thường

Giá trị cơ lý đại diện của các lớp đất

Sạn sỏi: > 2.0 (mm), % 7.3 26.4 - - - 6.2 Cát: 0.08 - 2.0 (mm), % 37.6 23.4 30.4 73 4.7 71 Bụi: 0.002 - 0.08 (mm), % 28.9 21.2 49.8 16.2 58.9 16.7

STT Các đặc trưng cơ lý thông thường

Giá trị cơ lý đại diện của các lớp đất

5 Dung trọng đẩy nổi, γsub

7 Hệ số rỗng ban đầu, eo 0.802 0.743 0.748 0.616 0.756 0.54

14 Góc ma sát trong, φ (Độ) 11°05' 15°21' 14°39' 26°07' 13°00' 31°19'

Lực dính kết c (kg/cm 2 ) 0.22 0.314 0.239 0.119 0.259 0.072

Hệ số nén lún av (cm 2 /kg) 0.036 0.024 0.025 0.019 0.03 0.013

Mô đun tổng biến dạng E0

16 Áp lực tính toán quy ước,

Bảng 11.1 Chỉ tiêu cơ lý của đất nền

11.1.2 Đánh giá tính chất của đất nền

Lớp F: Đất, sạn sỏi…san lấp

Trên mặt là đất san lấp gồm cát, sạn sỏi, có chiều dày 1.4m, lớp đất này được loại bỏ khi làm tầng hầm

Lớp 1: Đất sét ít dẻo (CL), nâu đỏ, xám xanh, trạng thái dẻo mềm đến dẻo cứng

Bề dày là 2.2m Lớp sét, cát, màu nâu đỏ, xám xanh, trạng thái dẻo mềm đến dẻo cứng có modun biến dạng 5000 < E0 = 5070 < 10000 kN/m 2 và góc ma sát trong 10 0 <

 0 05’ < 20 0 Dó đó lớp đất 1 thuộc lớp chịu tải trung bình

Lớp 2: Đất sét ít dẻo lẫn sạn sỏi laterite (CL), nâu đỏ, trạng thái dẻo cứng

Bề dày là 2.1m Lớp sét, cát, lẫn sỏi sạn laterite, màu nâu đỏ, trạng thái dẻo cứng có modun biến dạng 5000

Tiêu đề	Chung cư Minh Quốc Plaza Bình Dương
Tác giả	Phạm Triệu Minh Hiếu
Người hướng dẫn	ThS. Lê Phương Bình
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	2023
Thành phố	Tp. Hồ Chí Minh

Định dạng
Số trang	174
Dung lượng	8,25 MB