(Đồ án hcmute) thiết kế chung cư căn hộ lapaz tower

KIẾN TRÚC

Nhu cầu đầu tư công trình

Chung cư Lapaz Tower tọa lạc tại Quận Hải Châu, TP Đà Nẵng, được thiết kế nhằm đáp ứng nhu cầu về nhà ở cho cư dân trong khu vực.

Giới thiệu về công trình

Nằm tại số 38 Nguyễn Chí Thanh, phường Thạch Thang, quận Hải Châu, Đà Nẵng, địa điểm này có tầm nhìn chính ra sông Hàn và gần khu vực trung tâm hành chính của thành phố.

Hình 1.1: Vị trí công trình

- Phía Đông: Giáp đường Nguyễn Chí Thanh, một trong những trục đường chính của TP Đà Nẵng

- Phía Bắc, phía Nam, phía Tây: giáp khu dân cư

LaPaz Tower tọa lạc theo hướng Đông, hướng ra sông Hàn và cầu quay duy nhất tại Việt Nam, chỉ cách Trung tâm hành chính thành phố Đà Nẵng 300 mét.

- Liền kề các địa điểm nổi tiếng: cầu Sông Hàn, cầu Rồng, Trung tâm Hành chính, biển Phạm Văn Đồng

SVTH: TRỊNH HOÀNG LONG MSSV: 15149131 2

- Tiện ích thuận lợi: dễ dàng và nhanh chóng khi di chuyển đến chợ, siêu thị, bệnh viện, trường học, ngân hàng, khu vui chơi, cơ quan làm việc

1.2.2 Quy mô và đặc điểm công trình:

1.2.2.1 Giải pháp mặt bằng tổng thể:

Bố trí mặt bằng tổng thể cần cân nhắc đến quỹ đất, vị trí công trình và các tuyến giao thông chính Để đáp ứng nhu cầu của cư dân, bãi đậu xe được thiết kế ở tầng hầm, trong khi cổng chính được hướng ra đường lớn.

Tổng diện tích đất công trình là 811.4 m 2 diện tích đất xây dựng là 585 m 2 và với tổng chiều cao là 61.4m

- Công trình gồm: 1 tầng hầm, 2 tầng trệt, 14 tầng lầu, 1 tầng thượng với tổng chiều cao công trình là 61.4m

- Tầng hầm: Cao 3.2 m là nơi đặt các hệ thống điện kĩ thuật trạm bơm, máy phát điện và chỗ để xe nhà kho

- Tầng trệt: Cao 4.5m gồm các phòng như phòng dịch vụ thể thao, dịch vụ giải trí, cửa hàng tiện ích, và văn phòng

- Tầng điển hình (3-15): Cao 3.4m bao gồm các căn hộ gia đình

- Tầng thượng: 4.2m gồm có 2 căn hộ và phòng kỹ thuật thang máy

Tầng 1 và 2 của công trình được lắp kính, tăng tính thẩm mỹ và tận dụng ánh sáng tự nhiên Các tầng khác được ốp đá granit kết hợp với vách để tạo điểm nhấn cho kiến trúc Tường bên ngoài của các tầng chung cư kết hợp với mặt kính, tạo ra những ô cửa giúp đảm bảo ánh sáng tự nhiên cho không gian bên trong.

1.2.3 Các hệ thống chính trong công trình:

Công trình sử dụng điện từ hệ thống điện thành phố và có một máy phát điện lưu trữ để đảm bảo hoạt động liên tục cho các thiết bị trong nhà khi mất điện đột ngột Nguồn điện này cần duy trì cho hệ thống thang máy, thông gió và lạnh hoạt động một cách ổn định.

- Nước từ hệ thống cấp nước chính của thành phố được thu về bể ngầm tại hầm của tòa nhà để cung cấp nước cho công trình

- Nước được điều khiển bơm hoàn toàn tự động Nước từ bể mái, qua hệ thống ống dẫn đưa đến các vị trí của công trình

- Hệ thống nước sinh hoạt, nước chữa cháy cũng được thiết kế đảm bảo theo các tiêu chuẩn về PCCC hiện hành

Nước thải cần được xử lý cục bộ trước khi được đưa vào hệ thống thoát nước chung của thành phố, đảm bảo tuân thủ quy hoạch hệ thống thoát nước chung.

1.2.3.2 Hệ thống thông gió và chiếu sáng:

Hệ thống thông gió nhân tạo được ưu tiên áp dụng nhằm phù hợp với cấu trúc của tòa nhà và giải quyết vấn đề ô nhiễm không khí trong khu vực.

- Giải pháp chiếu sáng công trình được tính toán riêng cho từng khu vực tùy vào công năng sử dụng sẽ có độ sáng và màu sắc phù hợp

- Tận dụng tối đa ánh sáng tự nhiên để giảm lượng điện tiêu thụ

- Giao thông theo phương ngang chính của công trình là các hành lang và các sảnh

- Theo phương đứng sử dụng hệ thống thang máy và thang bộ

- Diện tích sàn lớn lượng người phục vụ đông nên sử dụng 2 thang máy và 2 thang bộ đặt tại vị trí trung tâm của mặt bằng

1.2.3.4 Hệ thống phòng cháy chữa cháy:

- Các đầu báo khói báo nhiệt được gắn trong các khu vực tầng hầm, kho khu vực sảnh, hành lang, các phòng kỹ thuật và các phòng căn hộ

Các thiết bị báo động như nút báo động khẩn cấp và chuông báo động được lắp đặt tại các vị trí dễ thấy trong các khu vực công cộng để truyền tín hiệu khẩn cấp và thông báo địa điểm hỏa hoạn Ngoài ra, cần trang bị hệ thống báo nhiệt, báo khói và hệ thống dập lửa cho toàn bộ công trình để đảm bảo an toàn.

1.2.3.5 Hệ thống thu gom rác thải:

Rác thải từ tòa nhà sẽ được dẫn qua ống dẫn rác về tầng hầm, nơi sẽ tiến hành phân loại và xử lý sơ bộ trước khi đưa ra xe chở rác.

Chống sét cho công trình sử dụng đầu kim thu sét công nghệ mới nhất, kết hợp với dây nối đất bằng cáp đồng trục Triax được bọc 3 lớp cách điện.

1.2.3.7 Hệ thống thông tin liên lạc và an ninh:

Hệ thống thông tin liên lạc gồm:

+ Hệ thống cáp điện thoại

+ Hệ thống mạng máy tính

+ Hệ thống truyền hình cáp

+ Hệ thống phát thanhg công cộng

+ Hệ thống camera an ninh

+ Hệ thống báo động chống trộm đột nhập

+ Hệ thống kiểm soát xe ra vào

Nhiệt độ: Thành phố Đà Nẵng nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa điển hình

Nhiệt độ trung bình hàng năm tại khu vực này đạt 26 °C, với lượng mưa trung bình khoảng 250mm Thời gian nắng trung bình hàng ngày dao động từ 5 đến 9 giờ, và độ ẩm trung bình trong năm là 83,5% Khu vực này có hai mùa rõ rệt: mùa mưa và mùa khô.

Mùa mưa tại khu vực này diễn ra chủ yếu từ tháng 9 đến tháng 12, với lượng mưa chiếm tới 70-75% tổng lượng mưa cả năm Trong giai đoạn này, lượng mưa trung bình hàng tháng đạt khoảng 400mm, trong đó tháng 10 ghi nhận lượng mưa cao nhất với 435mm.

Mùa khô diễn ra từ tháng 1 đến tháng 8, với lượng mưa chỉ chiếm 25-30% tổng lượng mưa cả năm Trong thời gian này, lượng mưa trung bình hàng tháng chỉ đạt 25mm, trong đó tháng 3 ghi nhận lượng mưa thấp nhất trong năm với chỉ 12mm.

+ Gió, thuộc khu vực gió IIIB

1.2.3.9 Vệ sinh môi trường: Để giữ vệ sinh môi trường, giải quyết tình trạng ứ đọng nước phải thiết kế hệ thống thoát nước quanh công trình Nước thải của công trình phải xử lý trước khi đưa ra ngoài môi trường Rác thải hằng ngày phải được công ty môi trường thu gom

TỔNG QUAN VỀ KẾT CẤU CÔNG TRÌNH

Cơ sở tính toán kết cấu

- Căn cứ Nghị Định số 12/2009/NĐ - CP, ngày 10/02/2009 của Chính Phủ về quản lý dự án đầu tư xây dựng

- Căn cứ Nghị Định số 15/2013/NĐ - CP, ngày 06/02/2013 về quản lý chất lượng công trình xây dựng

- Các tiêu chuẩn quy phạm hiện hành của Việt Nam

- Các tiêu chuẩn và quy chuẩn áp dụng

- Các tiêu chuẩn và quy chuẩn viện dẫn:

+ TCXD 229-1999 Chỉ dẫn tính toán thành phần động của tải gió

+ TCVN 9368-2012 Thiết kế công trình chịu tải trọng động đất

+ TCVN 5574-2018 Kết cấu Bê Tông và Bê Tông toàn khối

+ TCVN 9362-2012 Tiểu chuẩn thiết kế nền nhà và công trình

+ TCVN 7888-2014 Cọc bê tông ly tâm ứng lực trước

+ TCVN 10304- 2014 Móng cọc - Tiêu chuẩn thiết kế

+ QCVN 06-2020/BXD Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia an toàn cháy cho nhà và công trình + TCVN 2737-1995 Tải trọng và tác động – Tiêu chuẩn thiết kế

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

Khi thiết kế kết cấu bê tông cốt thép, cần đảm bảo tuân thủ các yêu cầu tính toán về độ bền (TTGH I) và đáp ứng các điều kiện sử dụng bình thường (TTGH II).

- Trạng thái giới hạn thứ nhất TTGH I (về cường độ) nhằm đảm bảo khả năng chịu lực của kết cấu, cụ thể bảo đảm cho kết cấu:

+ Không bị phá hoại do tác dụng của tải trọng và tác động

+ Không bị mất ổn định về hình dạng và vị trí

+ Không bị phá hoại khi kết cấu bị mỏi

+ Không bị phá hoại do tác động đồng thời của các nhân tố về lực và những ảnh hưởng bất lợi của môi trường

- Trạng thái giới hạn thứ nhất TTGH II (về điều kiện sử dụng) nhằm đảm bảo sự làm việc bình thường của kết cấu, cụ thể cần hạn chế:

+ Khe nứt không mở rộng quá giới hạn cho phép hoặc không xuất hiện khe nứt

+ Không có những biến dạng quá giới hạn cho phép như độ võng, góc xoay, góc trượt, dao động

2.1.4 Các phần mềm tính toán và thể hiện bản vẽ:

- Phần mềm phân tích kết cấu CSI ETABS 16.2.1

- Phần mềm phân tích kết cấu CSI SAFE v16.1.0

- Các phần mềm Microsoft Office 2019

- Phần mềm thể hiện bản vẽ AutoCAD 2016.

Lựa chọn giải pháp kết cấu

2.2.1 Giải pháp kết cấu phần thân:

2.2.1.1 Giải pháp kết cấu theo phương đứng:

Hệ kết cấu chịu lực thẳng đứng đóng vai trò quan trọng trong các công trình nhà nhiều tầng, vì nó chịu tải trọng từ dầm sàn, truyền lực xuống móng và nền đất.

+ Chịu tải trọng ngang của gió và áp lực đất lên công trình

+ Liên kết với dầm sàn tạo thành hệ khung cứng, giữ ổn định tổng thể cho công trình, hạn chế dao động và chuyển vị đỉnh của công trình

- Hệ kết cấu chịu lực theo phương đứng bao gồm các loại sau :

+ Hệ kết cấu cơ bản: Kết cấu khung, kết cấu tường chịu lực, kết cấu lõi cứng, kết cấu ống

+ Hệ kết cấu hỗn hợp: Kết cấu khung-giằng, kết cấu khung-vách, kết cấu ống lõi và kết cấu ống tổ hợp

Hệ kết cấu đặc biệt bao gồm các thành phần như tầng cứng, dầm chuyển, sàn chuyển, hệ giằng liên tầng và khung ghép, tạo nên sự vững chắc và linh hoạt cho công trình.

Lựa chọn giải pháp kết cấu hợp lý cho công trình không chỉ mang lại hiệu quả kinh tế lớn mà còn đảm bảo các tiêu chí kỹ thuật cần thiết Quyết định này phụ thuộc vào điều kiện cụ thể của công trình, công năng sử dụng, chiều cao và tải trọng ngang như động đất và gió.

Bảng 2.1: Bảng so sánh ưu nhược điểm của các hệ kết cấu khung

Phân loại Ưu điểm Nhược điểm

Giúp công trình có không gian lớn, thích hợp với các công trình công cộng kém hiệu quả khi chiều cao công trình lớn

+ Dưới 20 tầng với cấp phòng chống động đất 7

+ 15 tầng đối với nhà trong vùng có chấn động động đất cấp 8

Với khả năng chịu lực ngang tốt, vật liệu này thường được ứng dụng cho các công trình cao trên 20 tầng Tuy nhiên, khi chiều cao công trình tăng, kích thước của vách cứng cần phải đủ lớn, điều này gây khó khăn trong việc thực hiện.

Hệ kết cấu khung - giằng

- Hệ thống vách chủ yếu chịu tải trọng ngang còn hệ thống khung chịu tải trọng thẳng đứng

Kết cấu này thích hợp cho các ngôi nhà dưới 40 tầng tại khu vực có cấp phòng chống động đất 7, 30 tầng cho khu vực cấp 8 và 20 tầng cho khu vực cấp 9.

Tùy thuộc vào yêu cầu kiến trúc, quy mô công trình, tính khả thi và khả năng đảm bảo ổn định, việc lựa chọn hệ kết cấu chịu lực theo phương đứng sẽ được thực hiện phù hợp.

- Đối với công trình này có quy mô 15 tầng nổi và 1 tầng hầm với chiều cao của toàn bộ công trình là 61.4(m) và mặt bằng có tính cân đối

 Vì vậy chọn giải pháp kết cấu phương đứng chính là Hệ kết cấu khung-giằng

2.2.1.2 Giải pháp kết cấu theo phương ngang:

Lựa chọn giải pháp kết cấu sàn hợp lý là yếu tố quyết định tính kinh tế của công trình Đối với các công trình cao, tải trọng tích lũy xuống các cột và móng càng lớn, dẫn đến tăng chi phí cho móng và cột, cũng như tải trọng ngang do động đất Do đó, ưu tiên lựa chọn giải pháp sàn nhẹ là cần thiết để giảm tải trọng thẳng đứng.

- Các loại kết cấu sàn đang được sử dụng rông rãi hiện nay gồm:

+ Hệ sàn sườn: Cấu tạo hệ bao gồm hệ dầm và bản sàn

+ Hệ sàn nấm : Cấu tạo hệ bao gồm hệ dầm vuông góc với nhau theo 2 phương, chia bản sàn thành các ô bản có nhịp bé

+ Sàn không dầm: Cấu tạo hệ gồm các bản kê trực tiếp lên cột

+ Sàn không dầm ứng lực trước: Cấu tạo gồm các bản kê trực tiếp lên cột Cốt thép được ứng lực trước

Sàn bóng và sàn hộp là những loại sàn phẳng không có dầm, được liên kết trực tiếp với hệ thống cột và vách chịu lực Chúng sử dụng quả bóng nhựa tái chế và hộp tái chế để thay thế cho phần bê tông ít hoặc không tham gia chịu lực ở giữa bản sàn.

Bảng 2.2: Bảng so sánh ưu nhược điểm của các hệ kết cấu sàn

Phân loại Ưu điểm Nhược điểm

- Tính toán đơn giản được sử dụng phổ biến

- Công nghệ thi công phong phú vì đã xuất hiện lâu đời ở Việt Nam

- Chiều cao dầm và độ võng sàn lớn khi vượt khẩu độ lớn, dẫn đến chiều cao công trình lớn

- không tiết kiệm không gian sử dụng

- Tiết kiệm chi phí bê tong khi sàn nhịp từ 6m trở lên

- Khả năng vượt nhịp lớn, tiết kiệm không gian sử dụng và độ thẩm mỹ cao

Khó thi công hơn các sàn thông thường

- Dễ phân chia không gian

- Thi công nhanh hơn sàn dầm

- Giảm chiều cao công trình

- Hệ kết cấu cột, vách không được liền kết với nhau tạo thành hệ kết cấu cứng nên có độ cứng nhỏ so với các hệ khác

Hệ sàn ứng lực trước

- Giảm chiều dày, độ võng sàn

- Giảm chiều cao công trình, tiết kiệm không gian sử dụng

- Tính toán phức tạp do TCVN chưa có tiêu chuẩn về tính toán kết cấu dự ứng lực

- Thi công đòi hỏi thiết bị chuyên dụng

Hệ sàn bóng, hộp (sàn uboot)

- Tạo tính linh hoạt cao trong thiết kế, có khả năng thích nghi với nhiều loại mặt bằng

- Khả năng vượt nhịp cao, có thể vượt nhịp lên tới 15m mà không cần ứng suất trước

- Lý thuyết tính toán chưa phổ biến, do công nghệ mới du nhập vào Việt Nam

- Khả năng chịu cắt, uốn giảm so với sàn BTCT thông thường cùng chiều dày

2.2.2 Giải pháp kết cấu phần móng:

- Hệ móng công trình tiếp nhận toàn bộ tải trọng của công trình rồi truyền xuống móng

- Với quy mô công trình 1 tầng hầm, 15 tầng nổi và điều kiện địa chất khu vực xây dựng tương đối yếu nên đề xuất phương án móng cọc

2.2.3 Cơ sở chọn vật liệu:

- Vật liệu cần có cường độ cao, trọng lượng nhỏ, chống cháy tốt, có giá thành hợp lý

- Vật liệu có tính biến dạng cao: Khả năng biến dạng cao có thể bổ sung cho tính năng chịu lực thấp

- Vật liệu có tính thoái biến thấp: Có tác dụng tốt khi chịu tác động của tải trọng lặp (động đất, gió bão

- Vật liệu có tính liền khối cao: có tác dụng trong trường hợp có tính chất lặp lại, không bị tách rời các bộ phận công trình

Nhà cao tầng thường chịu tải trọng lớn, vì vậy việc sử dụng vật liệu nhẹ như bê tông cốt thép hoặc thép sẽ giúp giảm đáng kể tải trọng cho công trình, bao gồm cả tải trọng đứng và tải trọng ngang do lực quán tính Trong bối cảnh hiện nay, các nhà thiết kế thường ưa chuộng sử dụng bê tông cốt thép và thép cho các kết cấu nhà cao tầng.

→ Do đó sinh viên lựa chọn vật liệu xây dựng công trình là bê tông cốt thép

Bảng 2.3: Thông số vật liệu bê tông theo tiêu chuẩn 5574-2018

Cấp độ bền bê tông Kết cấu sử dụng

Cấp độ bền bê tông: B30

Cột, dầm, sàn,vách cầu thang, móng

Bảng 2.4 Bảng thông số vật liệu cốt thép theo TCVN5574-2018

STT Loại thép Đặc tính/ kết cấu sử dụng

Sử dụng làm cốt thép cấu tạo

Sử dụng làm cốt thép chịu lực cho sàn, cột, dầm, vách

- Chiều cao vùng nén giới hạn và hàm lượng cốt thép tối đa trong thiết kế:

Bảng 2.5: Chiều cao vùng nén giới hạn của từng loại bê tông ứng với từng cấp thép

Cấp độ bền bê tông Loại thép  R  R  max (%)

- Chiều cao vùng nén giới hạn được tính toán theo chỉ dẫn của mục 8.1.2.2.3 trong TCVN 5574-

- Hàm lượng cốt thép tối đa cho phép được tính như sau: max(%) R b 100 s

- Chiều dày của lớp bê tong bảo vệ được xác định trên các tiêu chí sau:

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

+ TCVN 5574-2018 – Tiêu chuẩn thiết kế kết cấu bê tông cốt thép

Theo bảng 4 – Bậc chịu lửa của nhà - QCVN 06-2020/BXD, công trình thuộc bậc chịu lửa cấp I sẽ có bậc chịu lửa của các cấu kiện được quy định cụ thể.

- Thông tin về chiều dày lớp bê tông bảo vệ cốt thép được tổng hợp theo QCVN 06-2020 cho các cấu kiện chịu lực như sau:

Bảng 2.6: Bảng quy định bê tông bảo vệ đối với cốt thép dọc chịu lực

STT Cấu kiện Độ dày lớp BTBV (mm)

Bề rộng nhỏ nhất của phần bê tông chịu lực

1 Vách+lõi BTCT 25 100 Mục 1 - Bảng F.1

4 Sàn, Cầu thang 20 Mục 1 - Bảng F.12

- Chiều dày lớp bê tông bảo vệ ở bảng trên được tính cho đến mép cốt thép chịu lực – tính kể cả cốt đai.

Chọn sơ bộ kích thước tiết diện

2.3.1 Chọn sơ bộ kích thước sàn:

- Chọn sơ bộ sàn theo công thức : h b D L n

- D  ( 0.8 1.4)  phụ thuộc tải trọng , lấy D =1

- m  ( 30  35) đối với sàn 1 phương , L 1 là cạnh của phương chịu lực

- m  ( 40  50) đối với sàn 2 phương , L 1 là cạnh ngắn

- Xét ô sàn có kích thước lớn nhất là 8m x 10.4m , ta có : 2

L    => Loại bản kê bốn cạnh

- Sàn tầng điển hình và mái : 1 1 1 1

 Chọn sơ bộ tiết diện sàn là h s  130 ( mm )

2.3.2 Chọn sơ bộ kích thước dầm: a Sơ bộ kích thước dầm phụ:

→ Chọn chiều cao dầm phụ h dp  500 ( mm )

→ Chọn chiều cao dầm phụ b dp  250 ( mm )

- Kích thước dầm phụ: 250 x 500 (mm)

SVTH: TRỊNH HOÀNG LONG MSSV: 15149131 13 b Sơ bộ kích thước dầm chính:

→ Chọn chiều cao dầm chính: h dc  700 ( mm )

→ Chọn chiều cao dầm chính: b dc  300 ( mm )

- Kích thước dầm chính: 300 x 700 (mm) c Sơ bộ kích thước tiết diện cột:

Hình dáng tiết diện cột thường là chữ nhật, vuông, tròn Cũng có thể gặp cột có tiết diện chữ T, chữ I hoặc vòng khuyên

Việc chọn hình dáng, kích thước tiết diện cột dựa vào các yêu cầu về kiến trúc, kết cấu và thi công

Kiến trúc yêu cầu sự kết hợp giữa thẩm mỹ và tối ưu hóa không gian Người thiết kế kiến trúc xác định hình dáng và kích thước tối đa, tối thiểu có thể chấp nhận, đồng thời thảo luận với người thiết kế kết cấu để đưa ra những lựa chọn sơ bộ phù hợp.

Về kết cấu, kích thước tiết diện cột cần đảm bảo độ bền và độ ổn định

Trong quá trình thi công, việc lựa chọn kích thước tiết diện cột rất quan trọng để thuận tiện cho việc thi công và lắp dựng ván khuôn, cũng như việc đặt cốt thép và đổ bê tông Kích thước tiết diện nên được chọn là bội số của 2, 5 hoặc 10 cm để đảm bảo hiệu quả công việc.

Việc chọn kích thước sơ bộ kích thước tiết diện cột theo độ bền theo kinh nghiệm thiết kế hoặc bằng công thức gần đúng

Diện tích tiết diện cột được xác định theo công thức: bt

- N : Lực nén , được tính bằng công thức N m qF  s s

- Fs : Diện tích mặt sàn truyền tải trọng lên cột đang xét

- ms: Số sàn phía trên tiết diện đang xét

Tải trọng tương đương (q) là tải trọng tính trên mỗi mét vuông mặt sàn, bao gồm cả tải trọng thường xuyên và tạm thời từ bản sàn, cùng với trọng lượng của tường, dầm và cột, được phân bố đều trên sàn Đối với nhà có bề dày sàn trung bình từ 15 đến 20 cm, giá trị q thường được xác định là 18 kN/m².

- k là hệ số xét đến ảnh hưởng khác như momen uốn, hàm lượng cốt thép, độ mảnh của cột

Theo TCXD 198-1997, khi chọn tiết diện cột, tỷ số giữa chiều cao thông thủy của tầng và chiều cao tiết diện cột không được lớn hơn 25, đồng thời chiều rộng tối thiểu của tiết diện phải đạt ít nhất 220mm.

Bảng 2.7: Lựa chọn sơ bộ kết cấu cột

STT Cột Tầng Struyền tải Q N k Ftt Tiết diện cột sơ bộ

2.3.3 Chọn sơ bộ kích thước vách:

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

- Xác định chiều dày vách phải thỏa:

- Trong đó: + t (mm): chiều dày vách

+ ht = 3400 (mm) – Chiều cao tầng

+  S vach : Tổng diện tích vách chịu lực trên mặt cắt ngang sàn

+  S san : Tổng diện tích 1 sàn

→ Chọn sơ bộ chiều dày vách cứng là 300mm , vách lõi thang dày 300mm , chiều dày sàn hầm

TẢI TRỌNG VÀ TÁC ĐỘNG

Tải trọng tác dụng lên sàn

Kết cấu nhà cao tầng được tính toán với các loại tải trọng chính sau đây:

- Tải trọng thẳng đứng (trọng lượng bản thân kết cấu, tải thường xuyên và tạm thời tác dụng lên sàn)

- Tải trọng gió (gồm thành phần tĩnh và thành phần động)

- Ngoài ra, kết cấu nhà cao tầng còn được kiểm tra với các tải trọng sau:

 Tác động của quá trình thi công

 Áp lực đất, nước ngầm

TCVN 2737-1995 cùng các chỉ dẫn kèm theo là cơ sở để xác định tải trọng và tác động lên công trình a Sàn các tầng điển hình phòng ở :

- Tĩnh tải hoàn thiện sàn :

Hình 3.1 : Các lớp cấu tạo sàn

Hình 3.2 : Hệ số tin cậy đối với các tải trọng do khối lượng kết cấu xây dựng

Bảng 3.1 : Bảng tĩnh tải hoàn thiện phòng ở tầng điển hình

STT Lớp cấu tạo Chiều dày TL riêng g tc Hệ số tin cậy g tt

Tổng trọng lượng các lớp hoàn thiện 1.62 - 2.07

+ Hoạt tải tiêu chuẩn : P tc = 1.5 (kN/m 2 )

+ Hoạt tải dài hạn : P dh = 0.3 (kN/m 2 )

+ Hệ số vượt tải : n= 1.2 b Sảnh hành lang và thang máy :

Bảng 3.2 : Bảng tĩnh tải hoàn thiện hành lang thang máy tầng điển hình

- Hoạt tải hành lang và thang máy :

+ Hoạt tải tiêu chuẩn : P tc = 4 (kN/m 2 )

+ Hệ số vượt tải : n= 1.2 c Văn phòng :

Bảng 3.3 : Bảng tĩnh tải hoàn thiện văn phòng

+ Hoạt tải dài hạn : P dh = 1 (kN/m 2 )

+ Hệ số vượt tải : n= 1.2 d Nhà vệ sinh :

Bảng 3.4 : Bảng tĩnh tải hoàn thiện nhà vệ sinh

- Hoạt tải nhà vệ sinh :

+ Hoạt tải dài hạn : P dh = 1 (kN/m 2 )

+ Hệ số vượt tải : n= 1.2 e Ban công , logia :

Bảng 3.5 : Bảng tĩnh tải hoàn thiện ban công logia

- Hoạt tải ban công logia :

+ Hệ số vượt tải : n= 1.2 f Sân thượng :

Bảng 3.5 : Bảng tĩnh tải hoàn thiện sân thượng

+ Hệ số vượt tải : n= 1.2 f Mái :

Bảng 3.6 : Bảng tĩnh tải hoàn thiện mái

+ Hoạt tải tiêu chuẩn : P tc = 0.75 (kN/m 2 )

Trọng lượng bản thân tường xây

Tường xây thông thường được cấu tạo từ gạch, vữa và các lớp bao phủ bên ngoài Trong phân tích, thường chỉ xem xét tĩnh tải của gạch xây mà không tính đến trọng lượng của lớp bao phủ.

Trong đó : n : hệ số vượt tải (n=1.1) b t : bề rộng tường h t : chiều cao tường xây

- Chiều dày sàn : hs0mm a Tường 200 - tường biên, tường ngăn căn hộ và phòng:

Bảng 3.7: Bảng tĩnh tải tường 200

Chiều dày lớp TL riêng g tc Hệ số vượt tải g tt

Tổng trọng lượng các lớp hoàn thiện 0.77 - 1

Tổng trọng lượng các lớp hoàn thiện 11.4 - 12.89 b Tường 100 - tường ngăn phòng:

Bảng 3.8: Bảng tĩnh tải tường 100

Chiều dày lớp TL riêng g tc Hệ số vượt tải g tt

Tải trọng gió

- Tải trọng gió tĩnh được tính toán theo TCVN 2737-1995

- Theo QCVN 02:2009/BXD, bảng 4.1 – “Phân vùng áp lực gió theo địa danh hành chính”- công trình thuộc vùng gió IIIB Có W0 = 125 (kN/m 2 )

- Giá trị tiêu chuẩn thành phần tĩnh tại cao độ zj tính theo công thức như sau:

- Trong đó: + W0: giá trị của áp lực gió tiêu chuẩn lấy theo bảng D1 TCVN 2737-1995

+ kzj : hệ số tính đến sự thay đổi của áp lực gió theo độ cao lấy theo Bảng 5 hoặc theo công thức:   j 1.844 t j 2 m t g k z z z

SVTH: TRỊNH HOÀNG LONG MSSV: 15149131 24 Độ cao Gradient và hệ số m được tra theo bảng A.1 , TCXD 229:1999

+ c: hệ số khí động lấy theo bảng 6 trong TCVN 2737-1995, đối với mặt đón gió c = + 0.8, mặt hút gió c = -0.6

 Hệ số độ tin cậy của tải trọng gió:  = 1.37 – Hệ số này được lấy theo bảng 4.3 –

QCVN 02:2009/BXD – Hệ số chuyển đổi áp lực gió từ chu kỳ lặp 20 năm sang các chu kỳ khác

- Trong đó: + Wj : Áp lực gió tĩnh (kN/m 2 )

  : Diện tích đón gió từng tầng

+ Hj; Hj-1 và Bj lần lượt là chiều cao tầng thứ j, j-1 và bề rộng đón gió

Bảng 3.9: Bảng tính gió tĩnh :

Thành phần động của tải trọng gió được hình thành từ lực xung do vận tốc gió và lực quán tính của công trình Giá trị lực này được xác định bằng cách nhân thành phần tĩnh của tải trọng gió với hệ số điều chỉnh cho ảnh hưởng của xung vận tốc gió và lực quán tính Quá trình tính toán thành phần động của tải trọng gió bao gồm việc xác định cả thành phần động và phản ứng của công trình đối với từng dạng dao động do tải trọng gió gây ra.

Theo TCVN 229:1999, việc tính toán thành phần động cần được thực hiện theo phương tương ứng, đồng thời xem xét thành phần tĩnh của tải trọng gió liên quan đến dạng dao động đầu tiên Giá trị s được xác định dựa trên các điều kiện cụ thể.

Với tần số giới hạn f L 1.60, vì   0.30 đối với công trình bê tông cốt thép

, 1 s s f f  : là tần số dao động riêng ứng với dạng dao động thứ s và thứ s+1 của phương dao động đang xét

Giá trị tiêu chuẩn của thành phần động tải trọng gió:

- M j - Khối lượng tập trung tại tầng thứ j của công trình

-  j - Hệ số động lực ứng với dao động thứ i, không thứ nguyên, phụ thuộc vào hệ số  và độ giảm lôga của dao động

- γ - hệ số độ tin cậy của tải trọng gió, lấy bằng 1.2

- W0 – giá trị của áp lực gió, đã xác định ở trênW0 1.25 kN / m 2 

- fi – tần số dao động riêng thứ i

- Tra Hình 2, TCVN: 229-1999 ta được hệ số  j

Hình 0.3: Đồ thị xác định hệ số động lực  I

Chú thích: Đường cong 1: Sử dụng cho công trình bê tông cốt thép và gạch đá kể cả các công trình bằng khung thép có kết cấu bao che    0,3 

- yji – Dịch chuyển ngang tỉ đối của trọng tâm phần công trình thứ j ứng với dạng dao động riêng thứ i, không thứ nguyên

-  j - Hệ số được xác định bằng cách chia công trình thành n phần, trong phạm vi mỗi phần tải trọng gió coi như là không đổi

WFj là giá trị tiêu chuẩn của thành phần động lực do tải trọng gió tác động lên phần thứ j của công trình, phản ánh các dao động khác nhau khi chỉ xem xét ảnh hưởng của xung vận tốc gió Giá trị này có thứ nguyên là lực và được xác định theo công thức cụ thể.

- W j W 0 k z( j )c : giá trị tiêu chuẩn thành phần tĩnh của áp lực gió tác dụng lên tầng thứ i

-  j : hệ số áp lực động của tải trọng gió, ở độ cao ứng với phần thứ j của công trình, không thứ nguyên, tra theo dạng địa hình B

- Sj : Diện tích đón gió tầng thứ j, tương tự như tính gió tĩnh

Hệ số tương quan áp lực động của tải trọng gió liên quan đến các dạng dao động khác nhau của công trình, không có thứ nguyên Đặc biệt, khi tính toán cho dạng dao động đầu tiên, cần chú ý đến các yếu tố ảnh hưởng để đảm bảo độ chính xác trong thiết kế và phân tích kết cấu.

   1, còn khi tính các dạng dao động còn lại   1 Giá trị

 1được tra theo bảng sau:

Bảng 0.10: Hệ số tương quan không gian  1 ρ(m) Hệ số ν1 khi χ bằng (m)

Trong đó, các tham số  ,  được tra theo bảng sau:

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

Đầu tiên, chúng ta tiến hành khảo sát sự dao động của công trình thông qua 12 mode dao động Sau khi phân tích bằng phần mềm ETABS, chúng tôi thu được các tần số dao động riêng fi theo các phương khác nhau.

Bảng 3.11: Tần số dao động cơ bản của công trình

Cần tính 3 dạng dao động ứng với Mode 1, Mode 2 và Mode 3 theo hai phương X và Y

Mỗi mode dao động bao gồm các thành phần dao động theo phương X (UX), Y (UY) và xoắn quanh trục Z (RZ) Tuy nhiên, các công thức tính gió hiện nay trong TCVN 2737-1995 và TCXD 229-1999 chủ yếu dựa trên bài toán phẳng, chỉ xem xét thành phần dao động chính có tỉ lệ phần trăm lớn và bỏ qua hai thành phần còn lại.

Tính thành phần động của tải gió theo phương X dựa vào mode 1 và thành phần động của tải gió theo phương Y dựa vào mode 2

3.1.1.1 Số liệu tính toán và kết quả tính:

Bảng 3.12: Chu kỳ dao động

UX UY UZ RZ sec

Bảng 3.13 : Bảng tính hệ số ψ 1 ( Phương X mode 1)

Cao độ tầng Tầng Khối lượng tầng

Biên độ dao động riêng

Hệ số áp lực động

Chiều cao đón gió Áp lực gió tĩnh Áp lực tiêu chuẩn thành phần động Z(m) …F M j (kg) y j1 X ζ Hj(m) W j (kN) W Fj1 (kN)

Bảng 3.14 : Bảng tính hệ số ψ 2 ( Phương Y mode 2)

Hệ số động lực ξi xác định phụ thuộc vào thông số εi và độ giảm loga δ của dao động :

Bảng 3.15 : Bảng tính hệ số ξ i

Cao độ tầng Tầng Khối lượng tầng

Biên độ dao động riêng

Hệ số áp lực động Chiều cao đón gió Áp lực gió tĩnh Áp lực tiêu chuẩn thành phần động Z(m) …F M j (kg) y j2Y ζ H j (m) W j (kN) W Fj2 (kN)

Bảng 3.16 : Giá trị tải trọng gió động

Trong thiết kế xây dựng nhà cao tầng, nhà thầu cần tính toán không chỉ tải trọng đứng của công trình mà còn phải xem xét hai loại tải trọng quan trọng khác là tải trọng gió bão và tải trọng động đất, được gọi là tải trọng ngang.

Khi thiết kế các công trình cao tầng, việc tính toán tải trọng gió và tải trọng động đất là yêu cầu bắt buộc và vô cùng quan trọng Bất kỳ công trình nào nằm trong vùng có tác động của gió hay động đất đều phải thực hiện các tính toán này để đảm bảo an toàn và ổn định.

- Sử dụng ETABS với phổ phản ứng theo TCVN 9386:2012để tính toán động đất

Cao độ sàn Ký hiệu sàn

Giá trị thành phần động tải gió theo phương X

Giá trị thành phần động tải gió theo phương Y

Theo mục 3.2.4.2(P) TCVN 9386:2012, các hiệu ứng quán tính do tác động của động đất trong thiết kế cần được xác định, xem xét đến các khối lượng liên quan đến tất cả các lực trọng trường Điều này được thực hiện trong tổ hợp tải trọng bao gồm tổng hợp các lực trọng G và các lực động E kết hợp với tải trọng Q.

+ ψE,i : là hệ số tổ hợp tải trọng đối với tác động thay đổi

Các hệ số tổ hợp E,i được sử dụng để xem xét khả năng tác động của sự thay đổi Qk,i không xảy ra đồng thời trên toàn bộ công trình trong thời gian xảy ra động đất.

+  E i ,  2, i ψ2,i : là hệ số phụ thuộc vào loại tải trọng đặt lên nhà theo bảng 3.4 TCVN 9386- 2012 φ: là hệ số phụ thuộc vào loại tác động thay đổi theo bảng 4.2 TCVN 9386-2012

Bảng 3.17: Bảng giá trị của  để tính toán Ei

Bảng 3.18: Các giá trị  2,i đối với các loại nhà

Tải trọng đặt lên nhà, loại

Loại A: Khu vực nhà ở, gia đình 0.3

Loại B: Khu vực văn phòng 0.3

Loại C: Khu vực hội họp 0.6

Loại D: Khu vực mua bán 0.6

Loại E: Khu vực kho lưu trữ 0.8

Loại F: Khu vực giao thông, trọng lượng xe ≤ 30 kN 0.6

Loại G: Khu vực giao thông, 30 kN ≤ trọng lượng xe ≤ 160 kN 0.3

- Trong đồ án này sinh viên lựa chọn 2,i = 0.3 (dành cho khu vực nhà ở) và  = 0.8 (cho trường hợp các tầng sử dụng đồng thời )

- Hệ số chiết giảm khối lượng khi tính động đất là: 0.3 × 0.8 = 0.24

- Áp dụng tính toán chu kỳ công trình chịu ảnh hưởng động đất bằng Etabs với:

3.4.3 Phương pháp tĩnh lực ngang tương đương:

Phương pháp phân tích này có thể được áp dụng cho các nhà mà phản ứng của chúng không bị ảnh hưởng nhiều bởi các dạng dao động bậc cao hơn so với dao động cơ bản trong mỗi phương chính.

- Yêu cầu của điều này được xem là thoả mãn nếu kết cấu nhà đáp ứng được cả hai điều kiện sau: 1 4

- Với chu kì T1= 2.1s, không thỏa mãn yêu cầu phương pháp lực ngang tương đương

- Nên trong đồ án này tải trọng động tính theo phương pháp phổ phản ứng

3.4.4 Phương pháp phổ phản ứng:

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

- Phải xét tới phản ứng của tất cả các dạng dao động góp phần đáng kể vào phản ứng tổng thể của nhà

- Tổng các khối lượng hữu hiệu của các dạng dao động được xét chiếm ít nhất 90 % tổng khối lượng của kết cấu

- Tất cả các dạng dao động có khối lượng hữu hiệu lớn hơn 5 % của tổng khối lượng đều được xét đến

 Xác định gia tốc nền tham chiếu:

- Gia tố nền quy đổi agRo tra theo phụ lục H TCVN 9386:2012, công trình tại quận Hải Châu, Đà nẵng

+ Gia tốc nền quy đổi a gR 0 0.1006

+ Gia tốc nền thiết kế a g 0.9869( / )m s 2

 Nhận dạng loại đất nền:

- Có 7 loại đất nền phân loại theo Mục 3.1.2 và Mục 3.2.2.2 TCVN 9386-2012

Công trình thuộc dạng đất nền D

 Xác định hệ số tầm quan trọng của công trình:

- Mức độ tầm quan trọng được đặc trưng bởi hệ số tầm quan trọng γ1

- Các định nghĩa về mức độ tầm quan trọng (γ1 = 1.25, 1.00, 0.75) (Phụ lục E – TCVN 9386-

2012) tương ứng với công trình loại I, II, III (Phụ lục F – TCVN 9386-2012)

Công trình nhà cao tầng này có 20 tầng và được phân loại là loại II, do đó hệ số tầm quan trọng được xác định là γ1 = 1.

 Xác định hệ số ứng sử q của kết cấu

Hệ khung hoặc hệ khung tương đương (hỗn hợp khung – vách) có thể được xác định gần đúng với cấp dẻo trung bình, với các giá trị tải trọng như sau: q = 3.3 đối với nhà một tầng, q = 3.6 cho nhà nhiều tầng với khung một nhịp, và q = 3.9 cho nhà nhiều tầng với khung nhiều nhịp hoặc kết cấu hỗn hợp tương đương khung.

- Xác định dựa theo mục 3.2.2.5 TCVN 9386:2012 phổ thiết kế dùng cho phân tích đàn hồi:

 Giá trị phổ phản ứng:

Dựa trên mặt cắt địa tầng và số liệu khảo sát địa chất tại khu vực xây dựng, cùng với điều kiện đất nền theo tác động động đất theo quy định tại điều 3.1.2 của TCVN 9386 – 2012, nền đất tại khu vực xây dựng công trình này đã được nhận dạng như sau:

Bảng 3.19: Giá trị tham khảo phổ phản ứng đàn hồi

Loại đất nền S TB (s) TC (s) TD (s)

 Xác định phổ gia tốc thiết kế:

- Xác định dựa theo mục 3.2.2.5 TCVN 9386:2012 phổ thiết kế dùng cho phân tích đàn hồi

SVTH: TRỊNH HOÀNG LONG MSSV: 15149131 35 g

+ S (T) d là phổ phản ứng thiết kế

+ T là chu kì dao động của hệ tuyến tính một bậc tự do

+ a g 0.9869 m / s 2  là gia tốc nền thiết kế

+ TB = 0.2 là giới hạn dưới của chu kì

+ T C  0.8 là giới hạn trên của chu kì

+ T D 2 là giá trị xác định điểm bắt đàu của phần phản ứng dịch chuyển không đổi trong phổ phản ứng

+ S =1.35 là hệ số nền đất

+ q 3.12 là hệ số ứng xử

+  0.2 là hệ số ứng với cận dưới của phổ thiết kế theo phương nằm ngang

 Khai báo gia tốc thiết kế cho kết cấu:

Hình 3.5 : Khai báo mass source cho tải động đất

- Gồm có tổ hợp chính và tổ hợp phụ (thuộc tổ hợp cơ bản)

+ Tổ hợp chính : Tĩnh tải + 1 tải trọng tạm thời (lấy toàn bộ)

+ Tổ hợp phụ : Tĩnh tải + 2 hoặc 3 tải trọng tạm thời (lấy 90%)

+ Ngoài ra còn có một tổ hợp BAO, kể đến trường hợp nguy hiểm nhất

Theo TCVN 9386 – 2012, điều 4.3.3.5.1, phương án tổ hợp cho phép sử dụng 100% nội lực động đất theo phương gây ra và 30% nội lực theo phương vuông góc.

Trong đó : + DDX là biểu thị các hệ quả tác động do đặt tác động động đất dọc theo trục nằm ngang X được chọn của kết cấu

+ DDY là biểu thị các hệ quả tác động do đặt tác động động đất dọc theo trục nằm ngang Y vuông góc của kết cấu

Với các trường hợp tải trên ta có các cấu trúc tổ hợp sau:

Bảng 3.20: Bảng tổ hợp nội lực theo tải gió

STT Tên tổ hợp Loại tổ hợp Các trường hợp tải Hệ số

06 Comb6 Add TT; HT; GX 1; 0.9; 0.9

07 Comb7 Add TT; HT; GX 1; 0.9; -0.9

08 Comb8 Add TT; HT; GY 1; 0.9; 0.9

09 Comb9 Add TT; HT; GY 1; 0.9; -0.9

14 Comb14 Add TT; HT; DDX 1; 0.3; 1

15 Comb15 Add TT; HT; DDX 1; 0.3; -1

16 Comb16 Add TT; HT; DDY 1; 0.3; 1

17 Comb17 Add TT; HT; DDY 1; 0.3; -1

18 Comb18 Add TT; HT; DDX; DDY 1; 0.3; 1; 0.3

19 Comb19 Add TT; HT; DDX; DDY 1; 0.3; 1; -0.3

20 Comb20 Add TT; HT; DDY; DDX 1; 0.3; 1; 0.3

21 Comb21 Add TT; HT; DDY; DDX 1; 0.3; 1; -0.3

Kiểm tra các điều kiện sử dụng công trình

3.6.1 Kiểm tra chuyển vị đỉnh:

Theo TCVN 5574-2018, chuyển vị ngang tại đỉnh kết cấu của nhà cao tầng đối với kết cấu khung -vách khi phân tích theo phươnng pháp đàn hồi: f < [f] = H

Bảng 3.21: Tổ hợp kiểm tra chuyển vị đỉnh

Bảng 3.22: Chuyển vị đỉnh công trình

Kết luận Story 17 D1 Comb2 97.86 6.23 59.4 118.8 Thoả Story 17 D1 Comb3 105.8 7.8 59.4 118.8 Thoả Story 17 D1 Comb4 3.05 52.12 59.4 118.8 Thoả Story 17 D1 Comb5 4.07 60.57 59.4 118.8 Thoả

3.6.2 Kiểm tra gia tốc đỉnh:

Chuyển động của công trình dưới tác động của gió được mô tả qua các đại lượng vật lý như vận tốc và gia tốc tối đa Gió tạo ra chuyển động có quy luật hình Sin với tần số f gần như không đổi Khi pha dao động thay đổi, các đại lượng này liên quan đến hằng số 2πf, với công thức v = π2fd và a = π(2f)².

Phản ứng của con người đối với tòa nhà mang tính tâm lý và phức tạp Khi một vật di chuyển với vận tốc không đổi, con người không cảm nhận được sự chuyển động Chỉ khi có sự thay đổi về vận tốc, tức là có gia tốc, con người mới bắt đầu nhận thức được sự chuyển động đó.

- Gần đúng, bỏ qua các lực cản Giá trị tính toán của gia tốc cực đại sẽ tính như sau:

   fdmax: Chuyển vị đỉnh lớn nhất do mode dao động đầu tiên gây ra (Mode 1) Gia tốc giới hạn được quy định trong mục 2.6.3, TCXD 198-1997: [a] = 150 (mm/s 2 )

3.6.3 Kiểm tra điều kiện chống lật:

- Theo TCVN 198-1997, nhà cao tầng bê tông cốt thép có tỷ lệ chiều cao chia chiều rộng lớn hơn

5 phải kiểm tra khả năng chóng lật

- Tỷ lệ momen gây lật do tải trọng ngang phải thoả điều kiện:

Trong đó: MCL, ML là momen chống lật và momen gây lật của công trình

- Công trình có: chiều cao H 59.4 m    , B 22.3 m   

B  22.3   nên không cần kiểm tra lật cho công trình

3.6.4 Kiểm tra chuyển vị lệch tầng:

- Theo TCVN 5574-2018, bảng M.4, phụ lục M quy định chuyển vị lệch tầng giới hạn có thể lấy bằng 1/500 chiều cao từng tầng

Theo TCVN 9386-2012, mục 4.4.3.2, cần hạn chế chuyển vị ngang tương đối giữa các tầng Đối với các công trình có bộ phận phi kết cấu bằng vật liệu giòn gắn vào kết cấu, yêu cầu chuyển vị phải đảm bảo rằng dr không vượt quá 0.005h.

+ dr là chuyển vị ngang thiết kế tương đối giữa các tầng, được tính như sau:

+ dr = dre×q (dre là chuyển vị lệch tầng được xác định bằng phương pháp tuyến tính (ETABS); q = 3.12 là hệ số ứng xử)

+ h là chiều cao công trình

+ n = 0.4 là 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

- Điều kiện hạn chế trong mọi trường hợp cụ thể thông thường như sau:

Bảng 3.23: Chuyển vị lệch tầng theo phương X

Case/Combo Direction Drift Z (m) [d] Kết luận Tầng Mái

Combo WIND DRIFT Max Load Case/Combo (Comb2+

Bảng 3.24: Chuyển vị lệch tầng theo phương Y

Case/Combo Direction Drift Z (m) [d] Kết luận Tầng Mái

Combo WIND DRIFT Max Load Case/Combo (Comb2+

3.6.5 Kiểm tra điều kiện P-Delta (phân tích hiệu ứng bậc 2):

- Độ nhạy của chuyển vị ngang tương đối giữa các tầng tính theo công thức 4.28 TCVN 9386-

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

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

 V tot là tổng lực cắt tầng do động đất gây ra

Dr là chuyển vị ngang thiết kế giữa các tầng, được xác định bằng hiệu của các chuyển vị ngang trung bình tại trần và sàn của tầng đang xét Công thức tính toán là: dr = r × q.

+q d : là hệ số ứng xử chuyển vị, giả thiết bằng q d 3.9

+ d c : là 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

+ Nếu 0.1  0.2 thì có thể lấy gần đúng các hiệu ứng bậc hai bằng cách nhân các hệ quả tác động động đất cần xét với một hệ số bằng 1/ 1  

+ Giá trị của hệ số  không được vượt quá 0.3

Bảng 3.25: Bảng kiểm tra P-delta theo phương X

Bảng 3.26: Bảng kiểm tra P-delta theo phương Y

TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH

Số liệu tính toán

Kích thước tiết diện sàn, dầm, cột đã được chọn sơ bộ trong Chương 2.

Mô hình và tính thép

4.2.1 Mặt bằng sàn điển hình:

Mô hình sàn tầng điển hình được xuất từ ETABS sang SAFE có kể đến lực ở trên sàn

Các đặc trưng vật liệu, tiết diện sàn, dầm, cột, vách đã được khai báo trong mô hình

ETABS, nên trong SAFE không cần khai báo nữa

Hình 4.1: Kết cấu dầm sàn tầng điển hình

4.2.2 Mô hình tính toán tầng điển hình:

Bảng 4.1: Các loại tải trọng

TT DEAD Trọng lượng bản thân sàn

TTHT DEAD Tĩnh tải lớp hoàn thiện

TTTX DEAD Tải trọng tường xây

HT1 LIVE Hoạt tải >=2 Kn/m2

HT2 LIVE Hoạt tải 150 mm

Bảng 4.5: Bảng tính thép sàn theo phương X

STT Strip Vị trí Momen

Bảng 4.6: Bảng tính thép sàn theo phương Y

STT Strip Vị trí Momen

4.2.3 Kiểm tra sự hình thành vết nứt:

Dựa vào kết quả độ võng của sàn từ phần mềm SAFE 2016, chúng ta xác định được độ võng lớn nhất Do đó, cần kiểm tra hiện tượng nứt tại ô sàn ở vị trí có độ võng lớn nhất theo tiêu chuẩn TCVN 5574:2018.

Kiểm tra nứt cho tiết diện giữa nhịp của strip MSB1

Kích thước tiết diện : 1000x130mm2

Khoảng cách từ mép bê tông đối với trọng tâm cốt thép kéo và nén lần lượt là: a=a’ mm

Diện tích cốt thép tại giữa nhịp : A s  392.5 mm d 2 ( 10 200), a A ' s  0

- Hệ số quy đổi thép về brr tông: E E s / b 6.15

Diện tích tiết diện ngang quy đổi của cấu kiện:

Chiều cao tương đối của vùng bê tông chịu nén:

 Moment tĩnh của diện tích tiết diện quy đổi của cấu kiện đối với thớ bê tông chịu kéo nhiều hơn:

Khoảng cách từ thớ bê tông chịu kéo nhiều nhất đến trọng tâm tiết diện quy đổi của cấu kiện:

Moment quán tính của tiết diện bê tông:

Moment quán tính của tiết diện cốt thép chịu kéo:

Moment quán tính của tiết diện qui đổi của cấu kiện đối với trọng tâm của nó

Moment kháng uốn đàn hồi của tiết diện quy đổi theo vùng chịu kéo của cấu kiện:

Moment kháng uốn dẻo của tiết diện quy đổi theo vùng chịu kéo của cấu kiện:

=> Cấu kiện bị nứt do nội lực , kiểm tra bề rộng vết nứt

Tác dụng ngắn hạn của toàn bộ tải trọng

Tác dụng ngắn hạn của tải trọng dài hạn

Tác dụng dài hạn của tải trọng dài hạn Đơn vị Ghi chú

M 13.5 12.82 12.23 kN.m Momen do ngoại lực tính với tải tiêu chuẩn

Rbt,ser 1.75 1.75 1.75 MPa Cường độ kéo tính toán của bê tông B30 tính theo trạng thái giới hạn II

Rb,ser 17 17 17 MPa Cường độ nén tính toán của bê tông B30 tính theo trạng thái giới hạn II

Es 200000 200000 200000 MPa Mô đun đàn hồi thép vùng chiu kéo CB400-

E ’ s 200000 200000 200000 MPa Mô đun đàn hồi thép vùng chiu nén CB400-

Mô đun đàn hồi của bê tông B30 là 32500 MPa, với bề rộng tiết diện tính toán là 1000 mm và chiều cao tiết diện tính toán là 130 mm Khoảng cách từ tâm thép vùng chịu kéo đến mép ngoài bê tông là 20 mm.

Diện tích thép bố trí trong vùng chịu kéo là 392.5 mm, với khoảng cách từ tâm thép chịu kéo đến mép ngoài của bê tông chịu nén được tính bằng công thức ho = h - a, trong đó ho là 110 mm.

 6.15 6.15 6.15 - Tỷ số mô đun đàn hồi thép/ mô đun đàn hồi bê tông, α = Es/Eb

Mô đun biến dạng quy đổi của bê tông chịu nén, kể đế biến dạng không đàn hồi của bê tông chịu nén:

Hệ số quy đổi cốt thép về bê tông đối với cốt thép chịu nén:

Hệ số quy đổi cốt thép về bê tông đối với cốt thép chịu kéo:

Chiều cao vùng chịu nén của tiết diện ngang quy đổi của cấu kiện:

Moment quán tính của diện tích tiết diện của vùng bê tông chịu nén:

Moment quán tính của diện tích tiết diện của cốt thép chịu kéo:

Moment quán tính của tiết diện qui đổi của cấu kiện đối với trọng tâm của nó

Diện tích tiết diện bê tông chịu kéo:

65000 bt c bt bt bt a h min h y h min h mm

Khoảng cách cơ sở giữa các vết nứt thẳng góc kề nhau:

 Chiều rộng vết nứt do tác dụng dài hạn của tải trọng thường xuyên và tạm thời dài hạn:

- Ứng suất trong cốt thép chịu kéo:

- Hệ số kể đến sự phân bố không đều biến dạng tương đối của cốt thép chịu kéo giữa các vết nứt:

- Hệ số kể đến thời hạn tác dụng của tải trọng:  1  1.4

- Hệ số kể đến loại hình dạng của bề mặt cốt thép dọc:  2  0.5

- Hệ số kể đến đặc điểm chịu lực:  3  1

- Chiều rộng vết nứt thẳng góc:

 Chiều rộng vết nứt do tác dụng ngắn hạn của tải trọng dài hạn:

- Hệ số kể đến thời hạn tác dụng của tải trọng:  1  1

 Chiều rộng vết nứt do tác dụng dài hạn của tải trọng dài hạn:

- Hệ số kể đến thời hạn tác dụng của tải trọng:  1  1

 Kiểm tra và kết luận:

- Chiều rộng vết nứt dài hạn: a crc ,n a crc ,10.19  mm a crc ,u 0.3  mm

- Chiều rộng vết nứt ngắn hạn: a crc ,d a crc ,10.163  mm a crc ,u 0.4  mm

THIẾT KẾ KẾT CẤU CẦU THANG BỘ

Số liệu tính toán

Trong công trình Lapaz tower có 2 cầu thang bộ Chọn cầu thang tầng điển của công trình là cầu thang 2 vế dạng bản, chiều cao tầng là 3.4m

Bậc thang xây bằng gạch thẻ, vế dưới 10 bậc, vế trên 11 bậc cao 162 (mm), rộng 270 (mm)

270 bâc o bâc h l     Chọn chiều dày bản thang theo công thức sơ bộ:

=> Chọn chiều dày bản thang là 130(mm)

Hình 5.1: Mặt bằng cầu thang

Tải trọng

5.2.1 Tải trọng tác dụng lên bản thang:

 Tĩnh tải được xác định theo công thức:

Trong đó:  i : Khối lượng lớp thứ i

 tdi : Chiều dày tương đương lớp thứ i theo bản nghiêng n i : Hệ số tin cậy lớp thứ i

+ Chiều dày tương đương của đá hoa cương và vữa lót:

+ Chiều dày tương đương của bậc xây gạch:

Bảng 5.1: Tĩnh tải tác dụng lên bản nghiêng

Chiều dày tương đương  tdi

Tải trọng tiêu chuẩn (kN/m)

Tải trọng tính toán (kN/m) Đá hoa cương 24 20 27.52 0.66 1.3 0.858

Tổng trọng lượng theo phương đứng có kể đến lan can, tay vin: 0.28 kN/m

5.2.2 Tải trọng tác dụng lên bản chiếu nghỉ:

Bảng 5.2: Tĩnh tải tác dụng lên chiếu nghỉ

Tải trọng tiêu chuẩn Hệ số vượt tải Tải trọng tính toán (kN/m)

Tổng trọng lượng theo phương đứng có kể đến lan can, tay vin: 0.28 kN/m 4.64 - 5.30

- Hoạt tải tiêu chuẩn: pc = 3 (kN/m2)

- Hoạt tải tính toán: p = n ×pc = 1.2 ×3 = 3.6 (kN/m2)

Sơ đồ tính

Để tính toán, cắt một dãy có bề rộng b = 1(m) Do thiết kế công trình có hai vế cầu thang giống nhau, chỉ cần tính toán cho một vế và áp dụng kết quả cho vế còn lại Trong công trình này, cầu thang bộ được bố trí hoàn toàn trong vách lõi cầu thang, với phương án sử dụng sàn bê tông cốt thép toàn khối nhằm thuận tiện cho quá trình thi công Phần lõi cầu thang và sàn tầng sẽ được thi công trước, sau đó tiến hành thi công cầu thang bộ.

Trong kết cấu bê tông cốt thép toàn khối, không tồn tại liên kết hoàn toàn ngàm tuyệt đối hay khớp tuyệt đối Sự phân loại giữa liên kết bản thang với dầm chiếu tới, dầm chiếu nghỉ và liên kết với vách cứng phụ thuộc vào độ cứng, tải trọng và quá trình thi công của các bộ phận kết cấu.

Để đảm bảo an toàn trong quá trình tính toán, chúng ta nên chọn sơ đồ tính toán đơn giản và an toàn nhất, đó là một đầu cố định và một đầu gối di động Đây là trường hợp cầu thang làm việc nguy hiểm nhất.

Tính toán cốt thép cho bản thang

- Giả thiết lớp bê tông bảo vệ a = 0.02 (m)

- Kiểm tra hàm lượng cốt thép: min 0.1% s 100% max R b 100% 2.6% o s

Bảng 5.3: Kết quả tính cốt thép cầu thang

Kiểm tra điều kiện chịu cắt

Dựa vào kết quả từ phần mềm Etabs, lực cắt lớn nhất được xác định cho bản thang là Q max = 26.5 kN, nhỏ hơn 0.5R bh bt 0 = 72.9 kN.

=> Bản thang chịu đủ khả năng chịu cắt.

Kiểm tra sự hình thành vết nứt và độ võng

- Hệ số quy đổi thép về bê tông: E E s / b 6.15

- Diện tích tiết diện ngang quy đổi của cấu kiện:

- Moment tĩnh của diện tích tiết diện quy đổi của cấu kiện đối với thớ bê tông chịu kéo nhiều hơn:

- Khoảng cách từ thớ bê tông chịu kéo nhiều nhất đến trọng tâm tiết diện quy đổi của cấu kiện:

- Moment quán tính của tiết diện bê tông:

- Moment quán tính của tiết diện cốt thép chịu kéo:

- Moment quán tính của tiết diện qui đổi của cấu kiện đối với trọng tâm của nó

- Moment kháng uốn đàn hồi của tiết diện quy đổi theo vùng chịu kéo của cấu kiện:

- Moment kháng uốn dẻo của tiết diện quy đổi theo vùng chịu kéo của cấu kiện:

 Cấu kiện bị nứt do nội lực, kiểm tra bề rộng vết nứt

- Sử dụng phần mềm Etabs kiểm tra chuyển vị bản thang:

Hình 5.2: Chuyển vị của bản thang

150 f   mm  f  L  mm  Thỏa độ võng

TÍNH TOÁN KHUNG

KẾ KẾT CẤU MÓNG

THIẾT KẾ PHẦN THI CÔNG

Tiêu đề	Thiết Kế Chung Cư Căn Hộ Lapaz Tower
Tác giả	Trịnh Hoàng Long
Người hướng dẫn	TS. Đào Duy Kiên
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	219
Dung lượng	11,15 MB