(Đồ án hcmute) toà nhà happy tower quận 2 thành phố thủ đức

TỔNG QUAN VỀ KIẾN TRÚC CÔNG TRÌNH

Tổng quan về dự án

1.1.1 Nhu cầu xây dựng của công trình

Quận 2 có vị trí và nhiều điều kiện thuận lợi để hình thành một đô thị mới Là đầu mối giao thông về đường bộ, đường sắt nội đô, đường thủy nối liền Thành phố với các tỉnh Đồng Nai, Bình Dương, Bà Rịa – Vũng Tàu; có tiềm năng về quỹ đất xây dựng; mật độ dân số còn thưa thớt, được bao quanh bởi các sông rạch lớn, môi trường còn hoang sơ Trong những năm gần đây, Quận 2 Tp.Thủ Đức ngày càng phát triển với tốc độ cao cả về kinh tế lẫn xã hội Bộ mặt của tỉnh ngày càng thay đổi theo hướng tích cực, thu nhập đầu người cũng tăng theo Cùng với sự đi lên của nền kinh tế của tỉnh và việc thu hút đầu tư của nước ngoài và các tỉnh thành lân cận ngày càng rộng mở dẫn đến việc số người nhập cư vào tỉnh ngày càng tăng, theo qui hoạch của tỉnh, hiện đã có những nhu cầu ban đầu về các chung cư cao tầng chất lượng cao Bên cạnh đó, việc hình thành các cao ốc văn phòng, chung cư cao tầng không những đáp ứng được nhu cầu về cơ sở hạ tầng mà còn góp phần tích cực vào việc tạo nên một bộ mặt mới của tỉnh mà còn góp phần tích cực vào việc phát triển ngành xây dựng của tỉnh thông qua việc áp dung các kỹ thuật, công nghệ mới trong tính toán, thi công và xử lý thực tế Chính vì thế HAPPY TOWER được ra đời

1.1.2 Vị trí của dự án

- Tên dự án: HAPPY TOWER

- Chủ đầu tư: Công ty TNHH NAM LONG

- Nguồn vốn: Vốn doanh nghiệp

- Vị trí dự án: khu dân cư Cát Lái, phường Cát Lái, quận 2 , thành phố HCM

Hình 1 1: Vị trí dự án trên bản đồ

- Khí hậu mang đặc điểm nhiệt đới gió mùa, nóng ẩm với 2 mùa rõ rệt: mùa mưa, từ tháng

5 - 11, mùa khô từ khoảng tháng 12 năm trước đến tháng 4 năm sau

- Lượng mưa trung bình hàng năm từ 1.800 - 2.000mm, với số ngày có mưa là 120 ngày

- Nhiệt độ trung bình năm là 27,55°C (tháng nóng nhất là tháng 4, nhiệt độ khoảng 29,3°C

Khu vực này có bức xạ mặt trời mạnh với số giờ nắng trung bình hàng tháng dao động từ 150-300 giờ, duy trì liên tục suốt cả năm, ước tính đạt khoảng 6.300 MW.

Số tầng: 1 tầng hầm, 2 trung tâm thương mại, 16 tầng chung cư điển hình và một tầng mái Diện tích tổng thể :30mx60m

Phân khu chức năng: Công trình được phân khu chức năng từ dưới lên trên

Tầng hầm: nhà để xe+ kỹ thuật

Tầng 1,2 trung tâm thương mại

Tầng 3-16: chung cư cao cấp gồm 8 căn hộ mỗi tầng

Giải pháp kiến trúc công trình

Hình 1 2: Mặt bằng tầng điển hình

Hình 1 3: Mặt đứng công trình

Hình 1 4: Mặt cắt đứng công trình

1.2.1 Giải pháp giao thông công trình

Giao thông ngang trong công trình (mỗi tầng) là kết hợp giữa hệ thống các hành lang và sảnh trong công trình thông suốt từ trên xuống

Hệ thống giao thông trong tòa nhà bao gồm thang bộ và thang máy, với mặt bằng rộng rãi có hai thang bộ và hai thang máy phục vụ cho lối đi chính và thoát hiểm Hai thang máy được bố trí đối xứng ở hai bên, trong đó có một bên với hai thang máy nằm ở vị trí trung tâm, giúp rút ngắn khoảng cách di chuyển hàng ngày cho cư dân và đảm bảo an toàn trong trường hợp khẩn cấp Căn hộ được sắp xếp xung quanh lõi, phân cách bởi hành lang, mang lại khoảng cách đi lại ngắn nhất, tiện lợi, hợp lý và thông thoáng.

Hệ thống điện tòa nhà bao gồm: Hệ thống điện nhẹ và hệ thống điện nặng tòa nhà

Toàn bộ hệ thống điện được lắp đặt ngầm trong quá trình thi công, với hệ thống cấp điện chính được bảo vệ trong hộp kỹ thuật và đặt trong tường, sàn, tránh khu vực ẩm ướt để dễ dàng sửa chữa Mỗi tầng đều có hệ thống điện an toàn với thiết bị ngắt điện tự động từ 1A đến 80A, được bố trí hợp lý theo từng khu vực, nhằm đảm bảo an toàn và phòng chống cháy nổ hiệu quả.

Mạng điện trong công trình được thiết kế với những tiêu chí như sau:

➢ An toàn : không đi qua khu vực ẩm ướt như khu vệ sinh

➢ Dể dàng sửa chữa khi có hư hỏng cũng như dể kiểm soát và cắt điện khi có sự cố

Mỗi khu vực thuê đều được trang bị một bảng phân phối điện, và đèn thoát hiểm cùng hệ thống chiếu sáng khẩn cấp được lắp đặt theo quy định của cơ quan có thẩm quyền.

Công trình sử dụng nguồn nước từ hệ thống cấp nước Thành Phố Thủ Đức, chảy vào bể chứa ngầm và được bơm lên bể nước mái Từ bể mái, nước sẽ được phân phối xuống các tầng qua các đường ống chính Hệ thống bơm nước được thiết kế tự động hoàn toàn, đảm bảo cung cấp đủ nước cho sinh hoạt và phục vụ cứu hỏa.

Nước mưa được thu thập từ mái nhà qua rãnh nhỏ, chảy qua lưới chắn rác và sau đó được dẫn vào các ống đứng, đưa ra mương thoát nước bên ngoài cao ốc.

Thoát nước sinh hoạt: Nước thải từ khu vệ sinh được phân thành 2 loại:

- Nước thải từ các căn hộ gồm: nước thải tắm, rửa và phễu thu nước sàn được thu vào ống đứng thoát ra hệ thống thoát nước thành phố

- Nước thải từ các chậu tiểu và các chậu xí được thu vào ống thoát nước xí dẫn đến các ngăn chứa của bể tự hoại

- Để đảm bảo thoát nước tốt mỗi ống đứng thoát nước phải được nối với ống thông hơi

- Nước thải trước khi xả ra mạng lưới thoát nước thải bên ngoài được làm sạch bể tự hoại

Nước thải được thu gom từ hố ga và mương dẫn xuống bể tập trung, nơi lắp đặt bơm chìm tự động Bơm sẽ tự động hoạt động khi mực nước trong hố ga đạt mức đầy, từ đó bơm nước thải lên mương thoát nước của khu vực Thành phố bên ngoài cao ốc.

Thông hơi cho hệ thống thoát nước:

Hệ thống thông hơi trong công trình có nhiệm vụ ổn định và cân bằng áp suất trong mạng lưới thoát nước, giúp ngăn chặn mùi hôi thối và khí độc xâm nhập vào căn hộ.

Hệ thống thoát nước được thiết kế với đường ống thông hơi riêng biệt, bao gồm ống nhánh và ống đứng Ống đứng thông hơi kết nối với cả đỉnh và chân ống đứng thoát nước, trong khi ống nhánh thông hơi phục vụ cho các thiết bị vệ sinh.

1.2.5 Hệ thống thông gió, điều hòa không khí Ở các tầng có cửa sổ thông thoáng tự nhiên Bên cạnh đó, các công trình còn có các khoảng trống thông tầng nhằm tạo sự thông thoáng thêm cho tòa nhà Hệ thống máy điều hòa được cung cấp cho tất cả các tầng Họng thông gió dọc cầu thang bộ, sảnh thang máy Sử dụng quạt hút để thoát hơi cho tất cả các khu vệ sinh và ống gen được dẫn lên mái

Phương án điều hòa không khí cho công trình được chọn là điều hòa cục bộ, sử dụng máy lạnh loại 2 cục gắn ở các công trình công cộng trong căn hộ Máy lạnh có công suất vừa và trung bình, với cơ cấu giải nhiệt dàn nóng hoạt động qua quạt giải nhiệt Hệ thống này làm lạnh gió và dẫn gió ra từ máy, đảm bảo không gian sống thoải mái cho người sử dụng.

Tất cả các tầng của công trình được chiếu sáng tự nhiên nhờ vào cửa kính bên ngoài và giếng trời, kết hợp với hệ thống chiếu sáng nhân tạo được lắp đặt hợp lý để đảm bảo ánh sáng đủ cho những khu vực cần thiết.

Bao gồm hệ thống đèn chiếu sáng nhân tạo bên trong công trình

Hệ thống chiếu sáng được thiết kế bao gồm các chủng loại đèn khác nhau như:

Hệ thống chiếu sáng căn hộ: Đèn chiếu sáng, ổ cắm, công tắc được bố trí cho các phòng trong căn hộ đảm bảo nhu cầu sinh hoạt

Hệ thống chiếu sáng công cộng: Khu vực lối ra vào chung cư bố trí đèn huỳnh quang và đèn compact gắn trần

Tại cầu thang bộ, hành lang, nhà để xe bố trí các đèn huỳnh quang gắn trần

1.2.7 Hệ thống phòng cháy chữa cháy Để đảm bảo an toàn về phòng chống cháy nổ, các quy phạm về PCCC phải được thực hiện nghiêm chỉnh trong quá trình xây dựng và sử dụng công trình, từ chuẩn bị đầu tư thiết kế, thi công đến khi nghiệm thu đưa công trình vào sử dụng

Công trình xây dựng cần tuân thủ quy định về an toàn giao thông trong trường hợp xảy ra cháy nổ, đồng thời phải đảm bảo nguồn nước chữa cháy và trang bị đầy đủ các thiết bị phát hiện, báo cháy và chữa cháy hiệu quả.

Hệ thống báo cháy tự động được lắp đặt tại mỗi tầng của căn hộ, bao gồm dây tự động để xử lý tách kênh và kết nối với bộ phận trung tâm Các chuông báo động và đèn hiển thị sẽ hoạt động khi có sự cố Đầu báo khói và nhiệt được trang bị trên trần tại các căn hộ cũng như nhiều khu vực công cộng và khu sinh hoạt cộng đồng, đảm bảo an toàn cho cư dân.

Hệ thống kiểm tra khả năng gây cháy được thực hiện qua một hệ thống máy tính theo dõi từ trung tâm, giúp phát hiện kịp thời sự gia tăng nhiệt độ của bê tông và từng căn hộ thông qua các cảm biến phòng ngừa Hệ thống này không chỉ ngăn ngừa khả năng cháy mà còn kích hoạt báo động bằng chuông tới các căn hộ khi có hiện tượng khói quá nhiều, đảm bảo an toàn cho cư dân.

LỰA CHỌN GIẢI PHÁP VỀ KẾT CẤU CÔNG TRÌNH 11 2.1.Lựa chọn giải pháp kết cấu

Phương án sàn

Sử dụng phương án sàn dầm

Sàn có chiều dày 200 mm

Hệ dầm chính kích thước bxh00x600 mm

Hệ dầm phụ kích thước bxh00x450 mm

Sử dụng cốt thép chịu lực loại CB240-T, CB500-V

Phương án cầu thang

Sử dụng cầu thang dạng bản chịu lực có bề dày bằng 130mm

Sử dụng cốt thép chịu lực loại CB240-T, CB400-V

Phương án khung BTCT

Sàn có chiều dày 200 mm

Hệ dầm chính kích thước bxh00x600 mm

Hệ dầm phụ kích thước bxh00x450 mm

Cốt thép chịu lực là cốt thép CB240-T và CB500-V

Giải pháp kết cấu móng

Sử dụng phương án móng cọc khoan nhồi

Chiều dài cọc là lP.2 (m)

Giải pháp vật liệu

Bảng 2 1: Thông số liên quan đến bê tông

Cấp độ bền chịu nén

Cấp độ bền theo EC2 fck

Bê tông lót B10 6.0 0.57 18 10 3 Đài móng, sàn, dầm, cầu thang ,vách B30 17 1.2 32.5 10 3 C25/30 25

Bảng 2 2: Thông số liên quan đến cốt thép

Kéo nén Cắt Kéo, nén

Tên cấu kiện Mác thép

Cốt thép với đường kính D < 10 (mm) CB240-T Cốt thép với đường kính D  10 (mm) CB400-V

Lớp bê tông bảo vệ

Chiều dày lớp bê tông bảo vệ theo TCVN 5574-2018, Mục 10.3

Bảng 2 3: Lớp bê tông bảo vệ

Cấu kiện Lớp bê tông bảo vệ

Dựa vào Mục 8.4, Trang 134-135 TCVN 5574-2018 ta chọn khoảng cách cốt thép như sau:

+ Đối với 2 lớp thép phía dưới cùng: t  25 mm và phải  Dmax + 5 mm

+ Đối với lớp thứ 3 từ dưới lên: t  50 mm

+ Đối với lớp thép phía mặt trên: t  30 mm và phải  Dmax + 10 mm

+ Thép dọc trong cột: Quy định t  50 mm, đồng thời khoảng cách giữa 2 trục của cốt thép dọc phải  400 mm

• Thép chịu lực có khoảng cách 100 mm  s  200 mm

• Thép phân bố 200 mm  s  300 mm.

Phần mềm sử dụng trong phân tích tính toán

Mô hình hệ kết cấu công trình: ETABS16, SAFE16

Tính toán cốt thép và tính móng cho công trình: Sử dụng phần mềm EXCEL

Tiêu chuẩn áp dụng

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

TCX 229-1999 Chỉ dẫn tính toán thành phần động của tải trọng gió theo

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

TCVN 5574 : 2018 Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép – Tiêu chuẩn thiết kế

TCVN 5575:2012 Tiêu chuẩn thiết kế cho kết cấu thép công trình

TCVN 10304 : 2014 Móng cọc – tiêu chẩn thiết kế

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

TCVN 7888 : 2014 Cọc bê tâm ly tâm ứng lực trước

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

TCVN 1651:2008 Thép cốt bê tông

Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia – Số liệu điều kiện tự nhiên dùng trong xây dựng

Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nguyên tắc phân loại, phân cấp công trình dân dụng, công nghiệp và hạ tầng kỹ thuật đô thị QCVN

Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nhà ở và công trình công cộng

Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về An toàn cháy cho nhà và công trình

EN 1992:2004 Tiêu chuẩn thiết kế yêu cầu cho kết cấu bê tông cốt thép

Các tài liệu tiêu chuẩn ngành có liên quan

TẢI TRỌNG VÀ TÁC ĐỘNG

Tải gió

Tải trọng gió được tính theo TCVN 2737-1995

Chiều cao công trình tính từ mặt đất tự nhiên: 64.300(m)

Vùng gió TPHCM : IIA Áp lực gió tiêu chuẩn : 0.83 kN/m 2

Hệ số tin cậy (hệ số vượt tải) tải trọng gió ứng với niên hạn công trình 100 năm: 1.37 Giá trị giới hạn của tần số dao động riêng fL

Vùng áp lực gió  fL

Bảng 3 3: Gió tĩnh theo phương X

Chiều cao tầng Cao độ sàn Hệ số độ cao Giá trị tiêu chuẩn của tải trọng gió

Bề rộng đón gió Diện tích đón gió Lực gió tiêu chuẩn

Gió đẩy Gió hút Tổng Gió đẩy Gió hút Tổng h Z k W o,đẩy W o,hút W o L y S W đẩy W hút W tx

(m) (m) (KN/m 2 ) (KN/m 2 ) (KN/m 2 ) (m) (m 2 ) (KN) (KN) (KN)

Bảng 3 4: Gió tĩnh theo phương Y

Chiều cao tầng Cao độ sàn Hệ số độ cao

Giá trị tiêu chuẩn của tải trọng gió Bề rộng đón gió Diện tích đón gió

Gió đẩy Gió hút Tổng Gió đẩy Gió hút Tổng h Z k W o,đẩy W o,hút W o L x S W đẩy W hút W ty

(m) (m) (KN/m 2 ) (KN/m 2 ) (KN/m 2 ) (m) (m 2 ) (KN) (KN) (KN)

❖ Bước 1: Xác định tần số dao động riêng

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

Bảng 3 5: Kết quả 12 Mode dao động

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

Giá trị tiêu chuẩn của thành phần tĩnh của áp lực gió Wj ở độ cao Zj so với mốc tại mặt đất được xác định theo công thức:

- W0 : Giá trị áp lực gió tiêu chuẩn Công trình xây dựng tại TPHCM thuộc vùng gió IIA: 0.83 kN/m 2

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

- k: Hệ số xét đến sự thay đổi áp lực gió theo chiều cao (tra bảng 5 – 2737-1995)

❖ Bước 3: Xác định thành phần động của tải trọng gió tác dụng lên công trình

Giá trị tiêu chuẩn thành phần động của tải trọng gió tác dụng lên thành phần thứ j, ứng với dạng dao động thứ I được xác định theo công thức

- WPij : Lực, đơn vị tính toán kN

-  i : Hệ số động lực ứng với dạng dao động thứ i , không thứ nguyên

-  i : Hệ số được xác định bằng cách chia công trình thành n phần

• Xác định Mj : Khối lượng các điểm tập trung theo các tầng xuất từ ETABS (center mass rigidity)

• Hệ số động lực được xác định ứng với 3 dạng dao động đầu tiên, phụ thuộc vào thông số  i và độ giảm loga của dao động

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

- fi : Tần số dao động riêng thứ i

- W0 : Giá trị áp lực gió Lấy bằng 0.83 kN/m 2

- Công trình BTCT với  = 0.3 nên ta tra theo đường số 1 trên đồ thị (TCXD229 -

Hình 3 2: Đồ thị xác định hệ số động lực  i

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

Giá trị tiêu chuẩn của thành phần động do tải trọng gió tác động lên thành phần thứ j của công trình, tương ứng với các dạng dao động khác nhau, được xác định dựa trên ảnh hưởng của xung vận tốc gió thông qua một công thức cụ thể.

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

- : Hệ số áp lực động, tra bảng 3 TCXD 229 : 1999

- : Hệ số tương quan không gian áp lực động của tải trọng gió

Hệ số tương quan không gian áp lực động của công trình là một yếu tố quan trọng trong tính toán, không có đơn vị đo lường Khi thực hiện tính toán cho dạng dao động thứ nhất, hệ số này được lấy bằng một giá trị nhất định, trong khi đối với các dạng dao động khác, giá trị được sử dụng là 1.

Giá trị theo bảng 10, TCVN 2737-1995 phụ thuộc vào hai tham số a và b Để xác định hai tham số này, cần tham khảo bảng 11, TCVN 2737-1995, với mặt màu đen là mặt đón gió.

Hình 3 3: Hệ tọa độ khi xác định hệ số tương quan

Bảng 3 6: Gió động theo phương X (MODE 1)

Chuyển vị tỉ đối của tâm cứng theo phương X y 2 ij

Lực gió tiêu chuẩn thành phần tĩnh

Hệ số áp lực động

Hệ số tương quan không gian

Thành phần xung vận tốc gió

Lực gió tiêu chuẩn thành phần động h Z M y ij W tx ζ ν W pi ψ W px

Chuyển vị tỉ đối của tâm cứng theo phương X y 2 ij

Lực gió tiêu chuẩn thành phần tĩnh

Hệ số áp lực động

Hệ số tương quan không gian

Thành phần xung vận tốc gió

Lực gió tiêu chuẩn thành phần động h Z M y ij

Bảng 3 7: Gió động theo phương Y (MODE 3)

Chuyển vị tỉ đối của tâm cứng theo phương Y y2ij

Lực gió tiêu chuẩn thành phần tĩnh

Hệ số áp lực động

Hệ số tương quan không gian

Thành phần xung vận tốc gió

Lực gió tiêu chuẩn thành phần động h Z M yij Wty ζ ν Wpi ψ Wpy

Chuyển vị tỉ đối của tâm cứng theo phương Y y2ij

Lực gió tiêu chuẩn thành phần tĩnh

Hệ số áp lực động

Hệ số tương quan không gian

Thành phần xung vận tốc gió

Lực gió tiêu chuẩn thành phần động h Z M yij Wty ζ ν Wpi ψ Wpy

Tải trọng động đất bằng Etabs

Gia tốc nền thiết kế a g trên nền loại C tại quận 2, Tp HCM được xác định thông qua đỉnh gia tốc nền tham chiếu a gR, được nhân với hệ số tầm quan trọng  theo quy định trong phụ lục H và G của TCVN 9386:2012.

Vậy theo TCVN 9386 : 2012 thì a g 0.08 (m/s ) 2 nên phải tính toán động đất

Cơ sở tính toán: Phương pháp phân tích phổ phản ứng dao động

Bảng 3 8: Hệ số tải trọng động đất

Tính toán phổ phản động đất:

Phổ thiết kế Sd(T) chính là phổ phản ứng đàn hồi được thu nhỏ lại thông qua hệ số ứng xử q

S T d là tung độ của phổ thiết kế tại chu kỳ T i của dạng dao động i, được xác định như sau:

 Trong đó: a g là gia tốc nền thiết kế trên nền loại A ( a g = I a gR )

 I là hệ số tầm quan trọng, tra phụ lục E-TCVN 9386-2012, đối với nhà cao tầng từ

Tòa nhà có chiều cao từ 20 đến 60 tầng, sử dụng hệ số I = 1.25 Đỉnh gia tốc nền tham chiếu trên nền loại A, ký hiệu là a gR, được xác định bằng cách tra cứu gia tốc nền trong phụ lục H của TCVN 9386-2012 và nhân với giá trị g = 9.81 m/s².

T B là giới hạn dưới của chu kỳ, ứng với đoạn nằm ngang của phổ phản ứng gia tốc

T C là giới hạn trên của chu kỳ, ứng với đoạn nằm ngang của phổ phản ứng gia tốc

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

Các giá trị S ,T B ,T C ,T D , được tra trong bảng 3.2-TCVN 9386-2012

Bảng 3 9: Thông số đất nền tính động đất

Nhận dạng loại đất nền theo bảng 3.1-TCVN 9386-2012

Hệ số ứng với cận dưới của phổ thiết kết theo phương nằm ngang là  = 0.2 Hệ số ứng xử q được xác định bởi công thức q = q k 0 w  1.5, trong đó q 0 là giá trị cơ bản của hệ số ứng xử, phụ thuộc vào loại kết cấu và tính đều đặn theo mặt đứng, có thể xác định q 0 theo bảng 5.1-TCVN 9386-2012.

Bảng 3 10: Các địa lượng tính toán phổ động đất Đại lượng Giá trị Đỉnh gia tốc nền tham chiếu agR 0.0856

Hệ số tầm quan trọng  1 1.25

Hệ số ứng xử theo phương ngang q 3.9

Giới hạn dưới của chu kỳ TB 0.2

Giới hạn trên của chu kỳ TC 0.6

Giá trị xác định điểm bắt đầu của phản ứng dịch chuyển TD 2

Hệ số ứng với cận dưới của phổ thiết kế theo phương nằm ngang 0.2

3.5.1 Tính toán tải động dất bằng phần mềm ETABS

Hình 3 4: Khai báo khối lượng tham gia dao động

Hình 3 5: Tạo phổ thiết kế

Hình 3 6: Gán tải động đất theo phương X

Hình 3 7: Gán tải động đất theo phương Y

Bảng 3 11: Kết quả chu kì tần số của 20 mode

Tần số (1/s) UX UY Mode Chu kì

TÍNH TOÁN SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH

Sơ bộ chiều dày tiết diện dầm sàn

4.1.1 Chọn sơ bộ tiết diện

Chọn bộ xác định chiều dày sàn theo công thức sơ bộ sau :

Trong đó : m0→35đối với bản dầm; m@→45đối với bản kê bốn cạnh;

D=0.8→1.4phụ thuộc vào tải trọng;

Lưới cột lớn (12m x 10m) nên dùng hệ dầm giao nhau chia nhỏ các ô sàn

Dùng ô sàn lớn nhất: S4 kích thước 12m x 10m để tính

Khi đó xét tỉ lệ : 2

L =  nên làm việc như theo cả 2 phương, nên ô bản S4 làm việc như bản kê bốn cạnh nên :

Trong đó: L1= 10000mm là chiều dài cạnh ngắn của ô sàn

=> Chọn bề dày sàn: hs = 200 (mm) (thõa mãn h s  80( mm )đối với sàn dân dụng)

4.1.2 Chọn sơ bộ tiết diện dầm

Dùng hệ dầm giao nhau, với kích thước sơ bộ các tiết diện dầm như sau:

• Dầm chính: dc dc dc dc

Chọn phương án dầm :hdc = 800 (mm), bdc = 300 (mm)

Vậy chọn dầm chính có kích thước tiết diện: 300x800 (mm)

Dầm phụ: chia nhỏ ô sàn

Chọn: hdp = 600 (mm) ,bdp = 300 (mm) Vậy chọn dầm phụ có kích thước tiết diện là: 300x600 (mm)

Bảng 4 1: Thống kê kích thước sơ bộ dầm sàn tầng điển hình

Cấu kiện Ký hiệu Kích thước bxh (mm)

Tải trọng tác dụng lên sàn

“Được tính toán ở “CHƯƠNG 3: TẢI TRỌNG VÀ TÁC ĐỘNG”

Thiết kế sàn tầng điển hình

Kích thước sơ bộ dầm, sàn, cột

• Kích thước dầm chính 300x600 mm

• Kích thước dầm phụ 300x450 mm

• Kích thước vách dày 300mm, 400mm ;

Sử dụng chương trình phần tử hữu hạn (SAFE) để tính nội lực sàn

Khai báo tải trọng kiểm tra độ võng

Bảng 4 2: Các thành phần tải trọng

STT Tải trọng Ký hiệu Loại tải trọng Self Weight

1 Trọng lượng bản thân TTBT DEAD 1.00

2 Tải trọng lớp hoàn thiện TTHT SUPER DEAD 0.00

3 Tải trọng tường xây TT SUPER DEAD 0.00

5 Hoạt tải (lớn hơn 2kN/m 2 ) HT2 LIVE 0.00

Bảng 4 3: Các thành tổ hợp tải trọng

Tên Type Load Sacle Factor

Hình 4 2: Tĩnh tải hoàn thiện tác dụng lên sàn

Hình 4 6: Vẽ trip cho dãy sàn L/4

Hình 4 7: Biểu đồ mômen theo phương X

Hình 4 8: Biểu đồ mômen theo phương Y

4.3.2 Kiểm tra chuyển vị sàn

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

Theo TCVN 5574-2018, độ võng của cấu kiện dạng sàn phẳng kiểm tra theo điều kiện

Bảng 4 4: Các trường hợp tải trọng sàn chất tải theo giai đoạn

Tải trọng Ký hiệu Cấu trúc Load case type Analysis type

Ngắn hạn 2 NH2 1(TTHT)+1(TT)

Ngắn hạn 3 NH3 1(HT1)+1(HT2)

Ngắn hạn 4 NH4 0.3(HT1)+0.3(HT2)

Dài hạn 1 DH1 1(TLBT) Nonlinear

(Longterm crack) Dài hạn 2 DH2 1(TTHT)+1(TT)

Dài hạn 3 DH3 0.3(HT1)+0.3(HT2)

Bảng 4 5: Tổ hợp tải trọng

Tên Type Load Sacle Factor

Hình 4 9: Độ võng của sàn trong ETABS

Kiểm tra độ võng của sàn theo công thức f    f

Trong đó f: độ võng của ô sàn

TCVN 5574-2018 ( Bảng M1): Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép - Tiêu chuẩn thiết kế

216 216 f = L = = mm Độ võng của sàn f = 50.48 (mm) ( tại ô sàn S3 có độ võng lớn nhất lấy theo Etabs)

Ta có f = 50.48 (cm) <   f = 55.55 cm →thỏa mãn độ võng cho phép

4.3.3 Kiểm tra vết nứt sàn

Bảng 4 6: Tổ hợp tải trọng kiểm tra vết nứt

Tên tổ hợp kiểm tra Ký hiệu Cấu trúc

Vết nứt ngắn hạn ARC1 NH1 + NH2 + NH3

Vết nứt dài hạn ARC2 DH1 + DH2 + DH3

Hình 4 10: Độ nứt ngắn hạn

ACR =  →Thỏa điều kiện vết nứt ngắn hạn TCVN 5574-

Hình 4 11: Độ nứt dài hạn

ACR =  →Thỏa điều kiện vết nứt dài hạn

Tính toán cốt thép theo TCVN 5574:2018

Cốt thép sàn CB500-V => Rs = 435(MPa) Áp dụng công thức tính toán: m 2 b o

Hàm lượng cốt thép: cốt thép tính toán ra được và hàm lượng bố trí thì phải thỏa điều kiện sau min m ax

 àmin tỷ lệ cốt thộp tối thiểu, thường lấy àmin = 0.05% àmax tỷ lệ cốt thộp tối đa max b R s

Bảng 4 7: Thép sàn tầng điển hình Ô Sàn Kí hiệu

m  Att  tt Bố trí Asc  c  As

(kN/m 2 ) (mm) (mm) (mm) (mm) ( 1 mm 2 ) (%) ( 1 mm 2 ) (%) (%)

(kN/m 2 ) (mm) (mm) (mm) (mm) ( 1 mm 2 ) (%) ( 1 mm 2 ) (%) (%)

THIẾT KẾ CẦU THANG

Kích thước hình học cầu thang

Hình 5 1: Mặt bằng kiến trúc cầu thang tầng điển hình

Hình 5 2: Mặt bằng kết cấu cầu thang tầng điển hình

- Chiều cao tầng điển hình là 3.3 (m), cầu thang có 21 bậc, cầu thang dạng 2 vế, mỗi vế gồm 11 bậc,bản chiếu nghỉ 2 (m)

- Bề rộng bậc thang theo kiến trúc : b b = 300 (mm)

- Chiều cao mỗi bậc thang : h b h t 3300 150 (mm) n 22

- Chiều dày bản thang : h bt = 130 (mm)

- Góc nghiêng cầu thang : b 0 b h 150 tan 0.5 26.56 cos 0.894 l 300

Bảng 5 1: Bảng tổng hợp kích thước cầu thang

Kích thước Giá trị Đơn vị

Chiều cao bậc thang 150 (mm)

Bề rộng bậc thang 300 mm

Chiều dày bản thang 130 mm Độ dốc 26.56 0 ( 0 )

Tải trọng

Bảng 5 2: Bảng tải trọng tĩnh tải bảng ngang cầu thang

Vật liệu Trọng lượng riêng

Trọng lượng bản thân bản ngang 25 130 3.25 1.1 3.575

Tổng tĩnh tải hoàn thiện 4.100 4.636

Bảng 5 3: Bảng tải trọng tĩnh tải bảng nghiêng cầu thang

Vật liệu Trọng lượng riêng

Trọng lượng bản thân bản nghiêng 25 130 3.25 1.1 3.575

Tổng tĩnh tải hoàn thiện 5.27 6.179

- Lấy theo TCVN 2737-1995 cho cầu thang q tc =3kN/m 2 , hệ số vượt tải là 1.2

Sơ đồ tính và nội lực

- Quy đổi bảng thang về thành dạng phân bố đều Cắt 1 dãy có bề rộng b=1m

• Tĩnh tải bản nghiêng q bt tc =  b q tc  cos  =  1 5.27  0.894 = 5.89 (kN / m ) 2 q bt tt =  b q tt  cos  =  1 6.179 0.894  = 6.91 (kN / m ) 2

• Tĩnh tải bản ngang tc tc 2 q bn =  b q =  1 4.1 = 4.1 (kN / m ) tt tt 2 q bn =  b q =  1 4.636 = 4.636 (kN / m )

• Hoạt tải bản nghiêng tc tc 2 p bt =  b p  cos  =   1 3 0.894 = 2.68 (kN / m ) tt tt 2 p bt =  b p  cos  =   1 3 1.2 0.894  = 3.22(kN / m )

• Hoạt tải bản ngang tc tc 2 p bn =  b p =  = 1 3 3 (kN / m ) tt tt 2 p bn =  b p =   1 3 1.2 = 3.6 (kN / m )

- Mô hình cầu thang trên phần mềm ETABS

Hình 5 3: Hoạt tải cầu thang

Hình 5 4: Tĩnh tải cầu thang

Hình 5 5: Biểu đồ moment cầu thang

Hình 5 6: Biểu đồ lực cắt cầu thang

Tính toán cốt thép

Bản thang chịu lực dọc theo 1 phương, tính toán cốt thép cho dải bản 1m như cấu kiện chịu uốn đặt cốt đơn

Tính toán cốt thép theo TCVN 5574: 2018

Hệ số điều kiện làm việc của bê tông: b= 0.9 (bảng 15 TCVN 5574:2018)

Chọn lớp bê tông bảo vệ cầu thang a = 20 (mm) (Theo phụ lục F, QC06:2020/BXD) kích thước b = 1000 (mm), h = 130 (mm) → h 0 = − = h a 130 20 110 (mm) − =

 =    = - Sử dụng bê tông B30 Rb = 17 (MPa); Cốt thép CB400-V Rs = 350 (MPa)

Bảng 5 4: Bảng bố trí thép cầu thang

Kiểm tra khả năng chịu cắt cho bản thang

Kết quả nội lực cho thấy lực cắt lớn nhất trong bản thang đạt giá trị Q = 16.64 kN Lực cắt này được sử dụng để đánh giá khả năng chịu cắt của toàn bộ bản thang.

Bê tông không bị phá hoại do ứng suất nén chính:

Khả năng chịu cắt của bê tông:

Q = R   =b h     − = kN kN  bê tông bản thang đủ khả năng chịu cắt.

Thiết kế dầm cầu thang

Tải trọng tính toán dầm cầu thang bao gồm tải trọng do bản thang truyền vào và trọng lượng bản thân dầm thang

Tải trọng do bản thang truyền vào : R A = 44.77 (kN) => q 1 = 44.77 (kN/m)

Tải trọng do bản thân dầm thang : q 2 = 0.25 (0.3 0.13) 25 1.1 1.17 (kN/m)  −   =

Tải trọng tác dụng vào dầm thang : q = + q 1 q 2 = 44.77 1.17 + = 45.94 (kN/m)

Hình 5 7: Phản lực cầu thang

5.5.2 Sơ đồ tính và nội lực

- Giá trị moment được tính như sau M qL 2 45.94 3.1 2 55.2 (kN.m)

Hình 5 8: Moment dầm cầu thang

5.5.3 Tính toán cốt thép dầm cầu thang

❖ Tính toán cốt thép dọc

Thép CB400-V : R = R = 350 (MPa), E s sc s =  2 10 (MPa) 5

Thép đai CB240-T : R = R = 210 (MPa), E s sc s =  2 10 (MPa) 5

Với điều kiện đổ bê tông tại công trường, chọn hệ số làm việc của bê tông  b = 0.9, s = 1 Tính toán thép dầm như sau : h 0 = − h a ; m 2 b b 0

Theo mục 8.1.2.2.3 TCVN 5574-2018,  R được xác định theo công thức

 = E là biến dạng tương đối của cốt thép chịu ứng suất bằng Rs

•  b2 = 0.0042 Biến dạng tương đối của bê tông chịu nén khi ứng suất bằng R b lấy theo các chỉ dẫn trong mục 6.1.4.2 khi có tác dụng dài hạn của tải trọng

Hàm lượng cốt thép thỏa điều kiện sau:

Bảng 5 5: Kết quả tính toán cốt thép dầm cầu thang

Chọn A sc kN.m mm mm mm mm 2 % mm 2

❖ Tính toán cốt thép ngang

Lực cắt lớn nhất trong dầm là Q max ql 45.94 2 71.2 (kN)

Hình 5 9: Lực cắt dầm cầu thang

Theo mục 8.1.3.2 TCVN 5574-2018 tính toán cấu kiện bê tông cốt thép chịu uốn theo dải bê tông giữa các tiết diện nghiêng được tiến hành theo điều kiện max b1 b 0

• Q là lực cắt trong tiết diện thẳng góc của cấu kiện

•  b1 = 0.3 là hệ số kể đến ảnh hưởng của đặc điểm trạng thái ứng suất của bê tông trong dải nghiêng

78.1(kN)  0.3 17 250 415 10     − 3 = 529.1 (kN)=> bê tông không bị phá hoại bởi các vết xiên

- Q 1 là lực cắt do tiết diện thẳng góc do ngoại lực

+ Kiểm tra điều kiện chịu cắt của cấu kiện

Vậy không cần tính cốt thép đai, bố trí cấu tạo như sau: Đoạn gối L/4 bố trí d8a150 ; Đoạn nhịp L/2 bố trí d8a200

CHƯƠNG 6: THIẾT KẾ HỆ KHUNG 6.1 Mở đầu

Công trình gồm 16 tầng điển hình, 1 tầng mái,1 sân thượng, 2 tầng thương mại, 1 tầng hầm

Hệ kết cấu sử dụng là kết cấu khung – vách BTCT Do đó việc tính toán khung phải là kết cấu khung không gian

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

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

Bước 1: Chọn sơ bộ kích thước

Bước 2: Tính toán tải trọng

Bước 3: Tổ hợp tải trọng

Bước 4: Tính toán nội lực bằng phần mềm ETABS

Bước 5: Tính toán thép cho khung trục

Nhận xét tổng quan

Hình 6 1: Mặt bằng dầm sàn tầng điển hình

Sử dụng vách và lõi thang dày 300mm

Dầm với các tiết diện : 300x450 mm; 300x600 mm

Sàn dầm với chiều dày 200 mm

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

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

Tải trọng

“Được tính toán ở “CHƯƠNG 3: TẢI TRỌNG VÀ TÁC ĐỘNG”

Tổ hợp tải trọng

6.4.1 Tổ hợp tải trọng theo trạng thái giới hạn I

Bảng 6 1: Tổ hợp tải trọng theo TTGHI

TỔ HỢP TT HT GIOX GIOY DDX DDY

ENVE-TT Tổ hợp BAO của 15 tổ hợp trên

6.4.2 Tổ hợp tải trọng theo trạng thái giới hạn II

Bảng 6 2: Tổ hợp tải trọng theo TTGH II

TỔ HỢP TT HT GIOX GIOY DDX DDY

DDCHECK Envelope(Comb10-TC+Comb11-TC)

Kiểm tra trạng thái giới hạn II

Theo TCVN 9386-2012 mục 4.3.1 (7), các đặc trưng về độ cứng chống cắt và độ cứng chống uốn đàn hồi của cấu kiện bê tông và khối xây có thể được xác định bằng một nửa độ cứng của các cấu kiện không bị nứt, trừ khi có sự phân tích chính xác hơn cho các cấu kiện bị nứt.

6.5.1 Kiểm tra gia tốc đỉnh

Dưới tác động của gió, chuyển động của công trình được mô tả qua các đại lượng vật lý như vận tốc, gia tốc và tốc độ thay đổi của gia tốc Gió tạo ra chuyển động cho tòa nhà theo quy luật hình sin với tần số f gần như không đổi, và khi thay đổi pha, các đại lượng này liên quan đến hằng số.

Phản ứng tâm sinh lý của con người đối với tòa nhà là một quá trình phức tạp Mặc dù con người không cảm nhận được vận tốc của vật chuyển động, nhưng khi có gia tốc, họ bắt đầu cảm nhận được sự chuyển động Do đó, việc kiểm tra gia tốc đỉnh là cần thiết để đánh giá sự thoải mái của con người trong các tòa nhà cao tầng.

Tính gần đúng (bỏ qua cản), giá trị tính toán của gia tốc đỉnh cực đại sẽ được tính như sau

• , với T1 là chu kỳ dao động ở mode 1 , T1 =1.929s

• chuyển vị lớn nhất do mode 1 gây ra, Điểu kiện kiểm tra gia tốc đỉnh cực đại : a = 74.26 (mm/s ) [a] 150 (mm/s ) 2  = 2 => Thỏa

 Gia tốc đỉnh nằm trong giới hạn cho phép

6.5.2 Kiểm tra chuyển vị đỉnh

Theo TCVN 5574-2018, khi phân tích kết cấu khung – vách bê tông cốt thép (BTCT) của tòa nhà cao tầng, chuyển vị ngang tại đỉnh kết cấu phải đáp ứng điều kiện đàn hồi quy định.

Chỉ kiểm tra đối với những combo:

GIO-TC-CHECK=ENVELOP(GIOX + GIOY) → = 19.2 mm

Với chiều cao công trình: H = 64.3m tính từ tầng mái xuống, chuyển vị đỉnh cho phép của công trình theo 2 phương X,Y đối với nhà nhiều tầng:

  = =  Chuyển vị đỉnh công trình nằm trong giới hạn cho phép

6.5.3 Kiểm tra chuyển vị lệch tầng

Theo TCVN 9386-2012, mục 4.4.3.2, cần hạn chế chuyển vị ngang tương đối giữa các tầng của nhà có bộ phận bao che bằng vật liệu giòn có gắn kết cấu, với v = const và v  const.

Trong đó là hệ số chiết giảm phụ thuộc vào tầm quan trọng của công trình Đối với công trình cấp I nên

Có thể xuất dữ liệu từ ETABS về tải trọng động đất theo hai phương X và Y Để thực hiện điều này, cần lấy giá trị Drift X và Y lớn nhất cho từng tầng, với công thức Drift X = dx/h và Drift Y = dY/h.

Bảng 6 3: Kiểm tra chuyển vị lệch tầng

Tầng Dr-X Dr-Y h DrX/h Dry/h Kiểm tra

Tầng Dr-X Dr-Y h DrX/h Dry/h Kiểm tra

 Chuyển vị lệch tầng cho phép của công trình theo 2 phương X ;Y :