Đề tài Chung cư SPC -Võ Anh Vũ X04– ĐH Kiến Trúc Tp.HCM

Để có được khả năng kháng chấn tốt, kiến trúc công trình cần có cấu hình đều đặn: - a Tỷ số chiều cao trên bề rộng nhỏ; - b Khả năng chịu lực đồng đều; - c Đối xứng; - d Tiết diện ng

Trang 1

THUYẾT MINH

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

KỸ SƯ XÂY DỰNG

HỆ ĐÀO TẠO: CHÍNH QUY

ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ SPC

SINH VIÊN : VÕ ANH VŨ

HOÀN THÀNH: THÁNG 03 NĂM 2009

Trang 2

GVHD KẾT CẤU: THS PHAN TÁ LỆ TRANG 1 GVHD THI CÔNG: THS PHẠM MINH VƯƠNG

SINH VIÊN: VÕ ANH VŨ - MSSV: X042256

Trang 3

Trang 4

MỤC LỤC

PHẦN 1 KIẾN TRÖC 11

I NHU CẦU XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH 11

II ĐỊA ĐIỂM XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH 11

III GIẢI PHÁP KIẾN TRÖC 12

1 MẶT BẰNG VÀ PHÂN KHU CHỨC NĂNG 12

2 MẶT ĐỨNG 13

3 HỆ THỐNG GIAO THÔNG 14

IV GIẢI PHÁP KỸ THUẬT 15

1 ĐIỆN 15

2 THÔNG TIN LIÊN LẠC 15

3 NƯỚC 15

4 THÔNG GIÓ 15

5 CHIẾU SÁNG 15

6 PHÕNG CHÁY – THOÁT HIỂM 16

7 CHỐNG SÉT 16

8 THOÁT RÁC 16

V ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG CỦA HÌNH KHỐI CÔNG TRÌNH ĐẾN KHẢ NĂNG KHÁNG CHẤN CỦA CÔNG TRÌNH 16

PHẦN 2 KẾT CẤU 19

CHƯƠNG 2.01 TỔNG QUAN VỀ KẾT CẤU CÔNG TRÌNH 19

I LỰA CHỌN GIẢI PHÁP KẾT CẤU BÊN TRÊN 19

1 HỆ KẾT CẤU CHỊU LỰC THẲNG ĐỨNG (CỘT – VÁCH) 19

2 HỆ KẾT CẤU CHỊU LỰC NẰM NGANG (DẦM – SÀN) 21

II LỰA CHỌN GIẢI PHÁP KẾT CẤU PHẦN NGẦM 22

III NHỮNG GIẢI PHÁP KẾT CẤU HẠN CHẾ SỰ KHÔNG ĐỀU ĐẶN CỦA CÔNG TRÌNH 22

IV LỰA CHỌN VẬT LIỆU 23

V LỰA CHỌN SƠ BỘ KÍCH THƯỚC CÁC CẤU KIỆN 24

1 VÁCH, LÕI 24

2 CỘT 25

3 SÀN, DẦM 28

4 CHIỀU DÀY BÊ TÔNG BẢO VỆ 28

VI LỰA CHỌN PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN 30

1 CÁC GIẢ THIẾT TÍNH TOÁN 30

Trang 5

VII QUY ĐỔI TƯƠNG ĐƯƠNG VẬT LIỆU VÀ TẢI TRỌNG TỪ TIÊU CHUẨN VIỆT

NAM SANG TIÊU CHUẨN HOA KỲ 35

1 QUY ĐỔI GẦN ĐÖNG CƯỜNG ĐỘ VÀ VẬT LIỆU GIỮA TIÊU CHUẨN VIỆT NAM VÀ TIÊU CHUẨN HOA KÌ 35

2 QUY ĐỔI GẦN ĐÖNG GIÁ TRỊ NỘI LỰC TÍNH TOÁN GIỮA TIÊU CHUẨN VIỆT NAM VÀ TIÊU CHUẨN HOA KÌ 35

CHƯƠNG 2.02 TẢI TRỌNG – TÁC ĐỘNG 37

I TỔNG QUAN 37

II TẢI TRỌNG TÁC DỤNG THẲNG ĐỨNG 37

1 TĨNH TẢI TÁC DỤNG LÊN SÀN 37

2 HOẠT TẢI TÁC DỤNG LÊN SÀN 38

III ĐẶC TRƯNG ĐỘNG HỌC CÔNG TRÌNH 40

1 SỰ KHÁC NHAU CƠ BẢN GIỮA BÀI TOÁN ĐỘNG VÀ BÀI TOÁN TĨNH 40

2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA BÀI TOÁN PHÂN TÍCH ĐẶC TRƯNG ĐỘNG HỌC 40

3 TÍNH TOÁN CÁC DẠNG DAO ĐỘNG RIÊNG 42

IV TÍNH TOÁN TẢI TRỌNG GIÓ 45

1 THÀNH PHẦN TĨNH CỦA TẢI TRỌNG GIÓ 45

2 THÀNH PHẦN ĐỘNG CỦA TẢI TRỌNG GIÓ 46

V TẢI TRỌNG ĐỘNG ĐẤT 52

1 QUAN ĐIỂM VÀ NGUYÊN TẮC THIẾT KẾ KHÁNG CHẤN 52

2 CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN KẾT CẤU CHỊU TÁC ĐỘNG CỦA ĐỘNG ĐẤT 52

3 XÂY DỰNG PHỔ PHẢN ỨNG THIẾT KẾ 57

4 SỐ DẠNG DAO ĐỘNG ĐƯỢC XÉT ĐẾN TRONG TÍNH TOÁN 60

5 TỔ HỢP TẢI TRỌNG ĐỘNG ĐẤT 61

6 KẾT QUẢ TÍNH TOÁN TẢI TRỌNG ĐỘNG ĐẤT THEO PHƯƠNG PHÁP PHỔ PHẢN ỨNG 62 7 TÍNH TOÁN VỚI SỰ TRỢ GIÖP CỦA CHƯƠNG TRÌNH MÁY TÍNH 64

8 SO SÁNH KẾT QUẢ TÍNH THEO CÔNG THỨC VÀ TÍNH TOÁN NHỜ SỰ TRỢ GIÖP CỦA CHƯƠNG TRÌNH MÁY TÍNH 67

VI CÁC TRƯỜNG HỢP TẢI TRỌNG VÀ CẤU TRÖC TỔ HỢP 68

1 CÁC TRƯỜNG HỢP TẢI TRỌNG 68

2 CẤU TRÖC TỔ HỢP TẢI TRỌNG 74

CHƯƠNG 2.03 TÍNH TOÁN KẾT CẤU CHỊU LỰC THEO PHƯƠNG NGANG 76

I THIẾT KẾ SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH 76

1 SỐ LIỆU TÍNH TOÁN 77

2 TÍNH TOÁN SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH 78

Trang 6

1 SƠ BỘ KÍCH THƯỚC CẤU KIỆN 99

2 TÍNH TOÁN DẦM TRỤC E – TẦNG 6 ĐẾN TẦNG MÁI 100

3 TÍNH TOÁN DẦM TRỤC E – TẦNG HẦM 1 ĐẾN TẦNG 4 (PHẦN CAO TẦNG) 107

4 TÍNH TOÁN DẦM TRỤC E – TẦNG HẦM 1 ĐẾN TẦNG 4 (PHẦN THẤP TẦNG) 112

III THIẾT KẾ DẦM TẦNG CHUYỂN 117

2 QUAN NIỆM TÍNH TOÁN DẦM CAO 120

3 TÍNH TOÁN KHẢ NĂNG CHỊU LỰC CỦA DẦM CAO THEO ACI 318 121

4 KẾT QUẢ TÍNH TOÁN 124

5 MÔ HÌNH DÀN ẢO 130

CHƯƠNG 2.04 TÍNH TOÁN KẾT CẤU CHỊU LỰC THEO PHƯƠNG ĐỨNG 133

I THIẾT KẾ CỘT 133

1 NỘI LỰC CỘT 133

2 TÍNH TOÁN CẤU KIỆN CHỊU NÉN UỐN HAI PHƯƠNG 133

3 THIẾT KẾ CỐT THÉP DỌC CHO CỘT 134

4 XÂY DỰNG CHƯƠNG TRÌNH KIỂM TRA KHẢ NĂNG CHỊU LỰC CỘT BTCT CHỊU NÉN UỐN HAI PHƯƠNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP BIỂU ĐỒ TƯƠNG TÁC 136

5 KẾT QUẢ TÍNH TOÁN 136

6 TÍNH TOÁN CỐT THÉP NGANG 139

7 CẤU TẠO CHO CỘT KHÁNG CHẤN 141

II THIẾT KẾ VÁCH 144

1 QUAN NIỆM THIẾT KẾ VÁCH CỨNG 144

2 TÍNH CỐT THÉP VÁCH BÊ TÔNG CỐT THÉP DỰA THEO ACI 318 144

3 CẤU TẠO VÁCH CỨNG KHÁNG CHẤN 149

4 KẾT QUẢ TÍNH TOÁN VÁCH 149

III THIẾT KẾ LANH TÔ TRÊN LỖ CỬA THANG MÁY 152

1 QUAN NIỆM TÍNH DẦM LANH TÔ 152

2 KẾT QUẢ TÍNH TOÁN DẦM LANH TÔ 153

IV CÁC QUY ĐỊNH VỀ NEO, NỐI CỐT THÉP CHO KẾT CẤU KHÁNG CHẤN 157

CHƯƠNG 2.05 CẦU THANG 158

I SỐ LIỆU TÍNH TOÁN 158

1 BỐ TRÍ KẾT CẤU 158

2 SƠ BỘ KÍCH THƯỚC CẤU KIỆN 159

3 VẬT LIỆU 159

4 TẢI TRỌNG TÁC DỤNG 160

Trang 7

I ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH 168

1 THÍ NGHIỆM XÁC ĐỊNH CHỈ TIÊU CƠ LÝ NỀN ĐẤT 168

2 ĐỊA TẦNG 169

3 ĐÁNH GIÁ ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT 177

4 ĐÁNH GIÁ ĐIỀU KIỆN THỦY VĂN 178

5 LỰA CHỌN GIẢI PHÁP MÓNG 178

II TẢI TRỌNG 178

III TÍNH TOÁN SỨC CHỊU TẢI CỌC KHOAN NHỒI ĐƯỜNG KÍNH 1000MM 179

1 CẤU TẠO CỌC 179

2 SỨC CHỊU TẢI THEO ĐIỀU KIỆN ĐẤT NỀN – THÍ NGHIỆM TRONG PHÕNG 179

3 SỨC CHỊU TẢI THEO ĐIỀU KIỆN ĐẤT NỀN – THÍ NGHIỆM HIỆN TRƯỜNG 182

4 SỨC CHỊU TẢI THEO VẬT LIỆU 183

IV TÍNH TOÁN SỨC CHỊU TẢI CÁC LỚP ĐẤT NỀN 184

1 CƯỜNG ĐỘ TIÊU CHUẨN 184

2 SỨC CHỊU TẢI CỰC HẠN (MEYERHOF) 184

V GIẢ THIẾT TÍNH TOÁN 186

1 TÁC ĐỘNG CỦA TẢI TRỌNG NGANG LÊN CỌC 186

2 HIỆU ỨNG NHÓM CỌC 186

3 ĐỘ CỨNG CỦA ĐÀI CỌC 186

4 GIẰNG MÓNG 187

VI BỐ TRÍ ĐÀI MÓNG 188

VII THIẾT KẾ ĐÀI MÓNG CHO ĐÀI PC17 DƯỚI CỘT CE1 (ĐÀI 4 CỌC) 194

1 TẢI TRỌNG TÍNH TOÁN 194

2 KIỂM TRA KHẢ NĂNG CHỊU LỰC CỦA CỌC 195

3 KIỂM TRA NỀN DƯỚI ĐÁY MÓNG KHỐI QUY ƯỚC 196

4 KIỂM TRA ĐỘ LÖN CỦA MÓNG KHỐI QUY ƯỚC 200

5 KIỂM TRA KHẢ NĂNG CHỊU LỰC CỦA ĐÀI MÓNG 205

VIII THIẾT KẾ MÓNG BÈ CHO ĐÀI PC19 DƯỚI LÕI F VÀ CÁC CỘT CD2, CD3, CD5, CE2, CE3, CE5’ (BÈ 28 CỌC) 209

2 KIỂM TRA KHẢ NĂNG CHỊU LỰC CỦA CỌC 212

3 KIỂM TRA NỀN DƯỚI ĐÁY KHỐI MÓNG QUY ƯỚC 214

Trang 8

2 TÍNH TOÁN ỨNG SUẤT NỀN, NỘI LỰC CỌC VỚI PHỤ LỤC G – TCXD 205:1998 224

3 TÍNH TOÁN ỨNG SUẤT NỀN, NỘI LỰC CỌC THEO MÔ HÌNH DẦM TRÊN NỀN ĐÀN

HỒI 230

4 KIỂM TRA KHẢ NĂNG CHỊU ÁP LỰC NGANG CỦA NỀN VÀ KHẢ NĂNG CHỊU LỰC CỦA CỌC 234

X THIẾT KẾ ĐÀI MÓNG CHO ĐÀI PC20 DƯỚI CỘT CE6 (ĐÀI 2 CỌC) 236

2 KIỂM TRA KHẢ NĂNG CHỊU LỰC DỌC CỦA CỌC 237

3 KIỂM TRA KHẢ NĂNG TIẾP NHẬN TẢI TRỌNG NGANG CỦA CỌC VÀ NỀN ĐẤT 238 4 KIỂM TRA NỀN DƯỚI ĐÁY MÓNG KHỐI QUY ƯỚC 246

CHƯƠNG 2.07 TÍNH TOÁN TƯỜNG CHẮN ĐẤT THEO CÁC GIAI ĐOẠN THI CÔNG 256

I TỔNG QUÁT 256

1 LỰA CHỌN GIẢI PHÁP CHẮN ĐẤT THI CÔNG TẦNG HẦM 256

2 LỰA CHỌN CHIỀU SÂU CẮM TƯỜNG VÂY 256

3 CÁC GIAI ĐOẠN ĐƯỢC KHẢO SÁT 258

4 LỰA CHỌN PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN 261

II TÍNH TOÁN ỔN ĐỊNH TƯỜNG HỐ ĐÀO BẰNG PHƯƠNG PHÁP SACHIPANA

263

1 GIAI ĐOẠN ĐÀO VÀ CHỐNG THỨ NHẤT 263

2 GIAI ĐOẠN ĐÀO VÀ CHỐNG THỨ HAI 266

3 GIAI ĐOẠN ĐÀO VÀ CHỐNG THỨ BA 268

III MÔ PHỎNG HỐ ĐÀO BẰNG CHƯƠNG TRÌNH MÁY TÍNH PLAXIS 272

1 THIẾT LẬP CHUNG 272

2 THÔNG SỐ ĐỊA CHẤT 272

3 THÔNG SỐ TƯỜNG CỪ 274

4 THÔNG SỐ HỆ CHỐNG: 275

5 CÁC BƯỚC TÍNH TOÁN 276

6 NHẬN XÉT KẾT QUẢ TÍNH 285

PHẦN 3 THI CÔNG 286

CHƯƠNG 3.01 KHÁI QUÁT – CÔNG TÁC CHUẨN BỊ 286

I KHÁI QUÁT 286

1 ĐẶC ĐIỂM VỀ KIẾN TRÖC, QUY MÔ CÔNG TRÌNH 286

Trang 9

5 TÌNH HÌNH CUNG ỨNG VẬT TƯ 287

6 NHÂN CÔNG XÂY DỰNG VÀ LÁN TRẠI CÔNG TRÌNH 287

7 ĐÁNH GIÁ CHUNG 288

II CÁC GIAI ĐOẠN THI CÔNG CÔNG TRÌNH 288

1 GIAI ĐOẠN CHUẨN BỊ 288

2 GIAI ĐOẠN THI CÔNG CHÍNH 288

3 GIAI ĐOẠN HOÀN THIỆN 289

III CÔNG TÁC CHUẨN BỊ 289

1 GIẢI PHÓNG MẶT BẰNG 289

2 ĐỊNH VỊ CÔNG TRÌNH 289

3 CHUẨN BỊ NHÂN LỰC, VẬT TƯ 289

4 CHUẨN BỊ KHO BÃI, LÁN TRẠI, VĂN PHÕNG 290

CHƯƠNG 3.02 THI CÔNG PHẦN NGẦM 292

I THI CÔNG CỌC KHOAN NHỒI 292

1 ĐỊNH VỊ ĐIỂM KHOAN 292

2 CHUẨN BỊ MÁY KHOAN 292

3 ỐNG VÁCH 293

4 CHUẨN BỊ DUNG DỊCH BENTONITE 293

5 KHOAN TẠO LỖ ĐẾN ĐỘ SÂU THIẾT KẾ 294

6 HẠ LỒNG THÉP 294

7 THỔI RỬA HỐ KHOAN 295

8 ĐỔ BÊ TÔNG 295

9 CHUYỂN ĐẤT THẢI RA KHỎI CÔNG TRÌNH – LẤP ĐẤT ĐẦU CỌC 296

10 HOÀN THÀNH CỌC 296

11 KIỂM TRA CHẤT LƯỢNG CỌC KHOAN NHỒI 297

12 SỰ CỐ VÀ XỬ LÝ SỰ CỐ TRONG THI CÔNG CỌC KHOAN NHỒI 304

13 CHỌN THIẾT BỊ CƠ GIỚI PHỤC VỤ CÔNG TÁC THI CÔNG CỌC 305

14 TÍNH TOÁN THỜI GIAN THI CÔNG CỌC KHOAN NHỒI 310

CHƯƠNG 3.03 THI CÔNG PHẦN THÂN CÔNG TRÌNH 312

I CÁC YÊU CẦU CHUNG CHO CÔNG TÁC ĐÖC BÊ TÔNG CỐT THÉP TOÀN KHỐI 312

1 CÔNG TÁC CỐP PHA 312

2 CÔNG TÁC BÊ TÔNG 313

3 CÔNG TÁC CỐT THÉP 313

II LỰA CHỌN GIẢI PHÁP THI CÔNG BÊ TÔNG CỐT THÉP TOÀN KHỐI 314

Trang 10

1 TRÌNH TỰ LẮP DỰNG CỐP PHA 315

2 TRÌNH TỰ ĐỔ BÊ TÔNG 316

3 TRÌNH TỰ GIA CÔNG CỐT THÉP 318

4 TRÌNH TỰ LẮP ĐẶT CỐT THÉP 319

IV THIẾT KẾ KẾT CẤU THI CÔNG BÊ TÔNG CỐT THÉP TOÀN KHỐI PHẦN THÂN CÔNG TRÌNH 321

1 ĐẶC TRƯNG HÌNH HỌC VÀ ĐẶC TRƯNG VẬT LIỆU CỦA KẾT CẤU THI CÔNG 321

2 THIẾT KẾ CỐP PHA CỘT GÓC 322

3 THIẾT KẾ CỐP PHA CỘT GIỮA 327

4 THIẾT KẾ CỐP PHA VÁCH 329

5 THIẾT KẾ CỐP PHA DẦM 334

6 THIẾT KẾ CỐP PHA SÀN 339

V PHÂN ĐOẠN, PHÂN ĐỢT ĐỔ BÊ TÔNG 342

1 PHÂN ĐOẠN, PHÂN ĐỢT ĐỔ BÊ TÔNG 342

2 TÍNH TOÁN KHỐI LƯỢNG BÊ TÔNG CÁC PHÂN ĐỢT 344

VI CHỌN THIẾT BỊ THI CÔNG PHẦN THÂN CÔNG TRÌNH 352

1 XE VẬN CHUYỂN BÊ TÔNG 352

2 MÁY BƠM BÊ TÔNG 354

3 MÁY ĐẦM BÊ TÔNG 355

4 CẦN TRỤC THÁP 356

5 VẬN THĂNG CHỞ NGƯỜI 358

6 VẬN THĂNG CHỞ VẬT LIỆU 359

VII CÁC BIỆN PHÁP PHÕNG NGỪA NỨT TRONG BÊ TÔNG KHỐI LỚN 360

1 NGUYÊN NHÂN NỨT 360

2 CÁC BIỆN PHÁP PHÕNG NGỪA NỨT ĐƯỢC QUY ĐỊNH TRONG TIÊU CHUẨN 360

3 CÁC BIỆN PHÁP ĐƯỢC ÁP DỤNG CHO CÔNG TRÌNH 364

CHƯƠNG 3.04 TỔNG BÌNH ĐỒ CÔNG TRƯỜNG 366

I LẬP TỔNG MẶT BẰNG THI CÔNG 366

II CƠ SỞ VÀ MỤC ĐÍCH TÍNH TOÁN 366

1 CƠ SỞ TÍNH TOÁN 366

2 MỤC ĐÍCH TÍNH TOÁN 366

III NỘI DUNG BỐ TRÍ 366

1 YÊU CẦU BỐ TRÍ MÁY MÓC THI CÔNG 367

2 YÊU CẦU THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐƯỜNG TẠM 367

3 YÊU CẦU THIẾT KẾ KHO BÃI 368

Trang 11

IV TÍNH TOÁN SƠ BỘ LẬP TỔNG MẶT BẰNG THI CÔNG 369

1 SỐ LƯỢNG CÁN BỘ CÔNG NHÂN VIÊN TRÊN CÔNG TRƯỜNG 369

2 DIỆN TÍCH KHO BÃI VÀ LÁN TRẠI 370

Trang 12

Ngày nay, trong tiến trình hội nhập của đất nước, kinh tế ngày càng phát triển kéo theo đời sống người dân ngày càng được nâng cao Một bộ phận lớn nhân dân có nhu cầu tìm kiếm một nơi an cư với môi trường trong lành, nhiều dịch vụ tiện ích hỗ trợ để lạc nghiệp đòi hỏi sự ra đời nhiều khu căn hộ cao cấp Trong xu hướng đó, nhiều công ty xây dựng những khu chung cư cao cấp đáp ứng nhu cầu sinh hoạt của nhân viên công ty mình, tạo điều kiện cho nhân viên yên tâm công tác Chung cư SPC là một công trình xây dựng thuộc dạng này

Với nhu cầu về nhà ở tăng cao trong khi quỹ đất tại trung tâm thành phố ngày càng ít

đi thì các dự án xây dựng chung cư cao tầng ở vùng ven là hợp lý và được khuyến khích đầu tư Các dự án như trên, đồng thời, còn góp phần tạo dựng bộ mặt đô thị nếu được tổ chức tốt và hài hòa với môi trường cảnh quan chung quanh

Như vậy việc đầu tư xây dựng khu căn hộ cao cấp SPC là phù hợp với chủ trương khuyến khích đầu tư của Thành phố, đáp ứng nhu cầu bức thiết về nhà ở của người dân và thúc đẩy phát triển kinh tế, hoàn chỉnh hệ thống hạ tầng đô thị

II ĐỊA ĐIỂM XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH

Khu căn hộ cao cấp SPC tọa lạc ngay khu đất số 3 đường Nguyễn Văn Quỳ, phường Tân Thuận Đông, quận 7, thành phố Hồ Chí Minh Công trình được quy hoạch thành một khu dân cư cao cấp hiện đại, tiếp cận khu đô thị mới Nam Sài Gòn,

có thể cung cấp cho khu vực quận 7 các cơ sở hạ tầng cần thiết, các tiện ích thương mại, giải trí, y tế, văn hóa giáo dục, … nhằm đáp ứng cho sinh hoạt đời sống ngày một nâng cao của người dân khu vực cũng như cho cả quận 7

Khu vực xây dựng nằm trong khu dân cư hiện hữu có địa hình bằng phẳng, nằm ở vùng trũng phía Đông Nam thành phố Hồ Chí Minh có độ cao trung bình vào khoảng 1,000m

Hệ thống kỹ thuật hạ tầng hiện hữu như sau:

- Giao thông tương đối hoàn chỉnh;

- Hệ thống cấp nước thành phố đi ngang mặt giáp đường Nguyễn Văn Quỳ;

- Hệ thống cáp điện trung thế 15kV (cáp trên không) của thành phố chạy dọc đường Nguyễn Văn Quỳ;

Tóm lại, địa điểm xây dựng có nhiều điều kiện thuận lợi, phía Đông nhìn ra dòng sông cầu dự kiến Phú Mỹ, phía Tây nhìn ra khu đô thị mới Nam Sài Gòn và có vị trí giao thông thuận lợi, hạ tầng kỹ thuật đang được đầu tư hoàn chỉnh, đảm bảo trong quá trình đi lại, phục vụ, hoạt động của trung tâm thương mại cũng như trong quá trình xây dựng

Trang 13

- Hai khối kể trên được ngăn cách bởi tầng kỹ thuật cao 2 mét (phần màu đỏ)

- Khối đế gồm tầng trệt và hai tầng hầm có kích thước 83,400 x 61,500m (phần màu nâu tím)

Phân khu chức năng:

- Hai tầng hầm : sử dụng cho việc bố trí các phòng kỹ thuật và đỗ xe;

- Tầng trệt đến tầng 4 : sử dụng làm khu thương mại – dịch vụ

- Tầng 5 đến tầng 18 : sử dụng làm khu căn hộ cao cấp

- Tầng mái : bố trí các khối kỹ thuật, phòng kỹ thuật thang máy và sân thượng

Cao độ hoàn thiện:

- Cao độ chuẩn 0,000m được chọn là cao độ mặt sàn tầng hầm;

- Cao độ mặt đất tự nhiên: -0,600m;

Trang 14

2 MẶT ĐỨNG

Khu nhà ở cao tầng là một trong những công trình ảnh hưởng lớn đến thẩm mỹ không gian đô thị Vì vậy ngoài mục đích tạo được hiệu quả cao về diện tích sử dụng thiết kế phải đảm bảo về tính thẩm mỹ:

- Lối tiếp cận từ hướng Đông với diện tích tiếp xúc lớn, tầm nhìn bao quát thuận lợi cho thương mại và dịch vụ Lối vào chính của khu căn hộ cao cấp tách biệt làm 2 lối với một lối từ đường nội bộ hướng Bắc giáp với đường dự kiến 16m và một từ đường nội bộ hướng Nam giáp với đường Nguyễn Văn Quỳ

- Mặt đứng công trình hài hòa với cảnh quan xung quanh

- Công trình được thiết kế theo dạng 2 khối, đường nét kiến trúc đơn giản, mạnh mẽ, tạo nên vẻ thanh thoát cho công trình, đồng thời tạo được những nét riêng biệt cho các căn hộ với các mảng cây xanh và thông thoáng cho tất

cả các phòng trong căn hộ Các mảng kính lớn và những lam ngang tạo nên điểm nhấn rất thanh thoát, tạo dáng vẻ năng động cho khối thương mại - dịch

vụ Giữa khối thương mại - dịch vụ và khối căn hộ theo chiều đứng là khu vực

kỹ thuật, giải quyết các vấn đề về điện, thông tin liên lạc, cấp thoát nước, … cho khu căn hộ

- Công trình sử dụng các vật liệu chính là đá Granite, sơn nước, lam nhôm, khung inox trang trí và kính an toàn cách âm cách nhiệt tạo màu sắc hài hòa, tao nhã

Trang 15

3 HỆ THỐNG GIAO THÔNG

Giao thông theo phương thẳng đứng:

- Khu thương mại được thiết kế với hệ thống 2 thang máy, 2 thang cuốn và 3 thang bộ theo tiêu chuẩn của phòng cháy chữa cháy

- Khu căn hộ được thiết kế mỗi khối với hệ thống 3 thang máy, 2 thang bộ thoát hiểm theo tiêu chuẩn của phòng cháy chữa cháy

Giao thông theo phương ngang:

- Khu căn hộ: hành lang dọc trục giữa công trình nối liền hai cầu thang bộ (thoát hiểm), nhận sảnh thang máy làm trung điểm tạo điều kiện thuận lợi cho việc tiếp cận tất cả các căn hộ đồng thời giữ được sự riêng tư cần thiết cho các căn hộ này Giao thông xuyên phòng được chọn dùng cho các phòng trong một hộ

- Khu thương mại: hành lang được bố trí theo hai phương vuông góc nhau rất mạch lạc cho phép tiếp cận các không gian công cộng Giao thông xuyên phòng có sử dụng trong nội bộ mỗi khu chức năng

- Khu hầm để xe: giao thông ở khu vực để xe dựa vào các hành lang vòng quanh các bãi đỗ và hướng đến khu vực sảnh thang máy

Trang 16

Nguồn điện cung cấp cho công trình được lấy từ đường dây trên không hiện hữu 22kV chạy dọc theo đường Nguyễn Văn Quỳ Từ trụ điện trung thế, nguồn điện được dẫn xuống và đi ngầm vào khu vực dự án bằng ống nhựa chịu lực đến trạm biến thế đặt ngoài trời qua thiết bị đóng cắt và đo đếm trung thế

2 THÔNG TIN LIÊN LẠC

Hệ thống thông tin liên lạc trong công trình bao gồm:

Ngoài ra, nước sinh hoạt và chữa cháy còn được dự trữ trong các bẻ ngầm và bồn chứa mái đề phòng trường hợp hệ thống nước máy của thành phố không đủ cung cấp hoặc những tình huống khẩn cấp

Nước bẩn của công trình được đưa ra hệ thống thoát nước bẩn chung của thành phố trên đường Nguyễn Văn Quỳ Nước bẩn trước khi đưa vào hệ thống thoát nước chung được xử lý cục bộ và và tập trung vào hệ thống thoát nước chung của toàn khu quy hoạch

Trang 17

6 PHÕNG CHÁY – THOÁT HIỂM

Các khu vực cầu thang thoát hiểm được trang bị các đèn thoát hiểm bộ nguồn pin nuôi để khi mất điện đèn vẫn sáng Quạt tăng áp cũng được bố trí trong các buồng thang nhằm tăng áp suất trong buồng thang, đề phòng khói tràn vào buồng thang gây ngạt trong tình huống có cháy

7 CHỐNG SÉT

Kim chống sét phóng tia tiên đạo (chống sét chủ động) với bán kính phục vị 220m được chọn dùng Cùng với kim chống sét, hệ thống cáp dẫn sét và các cọc tiếp đất cũng được bố trí hợp lý dựa trên tính toán cụ thể

8 THOÁT RÁC

Họng thoát rác được bố trí ở gần cầu thang bộ ở mỗi tầng Rác thải được thu gom

và đưa về bãi tập kết rác chung của khu vực

V ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG CỦA HÌNH KHỐI CÔNG TRÌNH ĐẾN KHẢ NĂNG KHÁNG CHẤN CỦA CÔNG TRÌNH

Kích thước, hình dạng và tỷ lệ hình khối công trình (gọi chung là cấu hình) có tác động rất lớn đến khả năng kháng chấn Để công trình có khả năng chống chịu sức phá hoại của động đất, cấu hình công trình phải đảm bảo những điều kiện nhất định Điều này thể hiện vai trò của kiến trúc hay kiến trúc sư đến khả năng kháng chấn của công trình

Để có được khả năng kháng chấn tốt, kiến trúc công trình cần có cấu hình đều đặn:

- (a) Tỷ số chiều cao trên bề rộng nhỏ;

- (b) Khả năng chịu lực đồng đều;

- (c) Đối xứng;

- (d) Tiết diện ngang trên chiều cao đồng đều;

- (e) Khả năng chịu xoắn lớn nhất;

- (f) Khoảng cách giữa các cấu kiện chịu lực thẳng đứng nhỏ;

- (g) Các đường truyền tải trực tiếp;

- (h) Chiều cao các tầng đồng đều

Sự “đều đặn” vừa nêu đối với kiến trúc đồng nghĩa với sự đơn điệu, nhàm chán Kiến trúc sư thường có khuynh hướng sáng tạo những công trình với hình khối phức tạp, đa dạng thể hiện tính thẩm mỹ cao

Dễ thấy, SPC là một công trình với hình khối phức tạp Đối chiếu công trình SPC với

8 tiêu chí đều đặn trên, ta thấy:

Trang 18

với bảng 2.1 TCXD 198:1997, giá trị giới hạn

max

H

5 B

  

 

  (kết cấu khung – vách với

cấp kháng chấn 7), tỷ số chiều cao trên bề rộng không vượt giới hạn cho phép

b Khả năng chịu lực đồng đều

Cấu tạo mặt bằng phức tạp gây khó khăn trong việc đảm bảo tính đồng đều về mặt chịu lực của công trình

c Tính đối xứng

Mặc dù công trình gồm hai tháp đối xứng trục tuyệt đối với nhau nhưng trong phạm

vi một tháp, lõi thang đặt lệch cùng với việc bố trí các phòng không đều nhau thể hiện tính bất đối xứng của công trình Tính bất đối xứng làm cho tâm khối lượng và tâm cứng của công trình không trùng nhau Do đó, công trình dễ xoắn dưới tác dụng của tải trọng ngang – động

Ngoài tính bất đối xứng, mặt bằng công trình SPC còn có nhiều chỗ lồi lõm, đặc biệt

là hai góc lõm 2,7m và 4,5m ở vị trí gần trục E Đây là đặc điểm gây bất lợi về mặt kết cấu Ứng suất tập trung sẽ phát sinh tại vị trí này Tuy nhiên, điều này thể hiện ý

đồ về mặt hình thức kiến trúc công trình của kiến trúc sư

d Tiết diện ngang trên chiều cao

Tiết diện ngang của các cấu kiện chịu lực thẳng đứng thay đổi đột ngột tại vị trí tầng chuyển Do đó, độ cứng công trình cũng dễ thay đổi đột ngột tại vị trí này Đây cũng

là một điểm bất lợi cho kết cấu, nhất là trong bài toán tải trọng ngang động

e Khả năng chịu xoắn

Trong khi tính bất đối xứng như phân tích trong mục c làm kết cấu dễ xoắn thì các mảng vách quanh chu vi nhà (nhất là ở khu vực căn hộ) là một điều kiện rất tốt để bố trí các vách chống xoắn cho nhà

f Khoảng cách giữa các cấu kiện chịu lực thẳng đứng

Với khu vực căn hộ: mật độ vách ngăn lớn tạo điều kiện thuận lợi để tăng mật độ các cấu kiện chịu lực đứng, tăng khả năng kháng chấn cho công trình Với khu thương mại - dịch vụ cần nhiều không gian thoáng, cột/vách không thể bố trí dày đặc như khu vực trên dầm chuyển

g Các đường truyền tải trực tiếp

Tầng chuyển là yếu tố thể hiện rõ nhất tính không trực tiếp của sơ đồ truyền tải

h Chiều cao tầng

SPC có chiều cao tầng khá đồng đều Ngoại trừ tầng hầm 2 có chiều cao 3,2m, các tầng trên tầng chuyển (khu căn hộ) có chiều cao 3,4m, các tầng dưới tầng chuyển

Trang 19

Nhìn chung, SPC là công trình có tính đều đặn kém Đặc điểm này đòi hỏi hàng những biện pháp xử lý thích đáng là trong thiết kế kháng chấn

Trang 20

I LỰA CHỌN GIẢI PHÁP KẾT CẤU BÊN TRÊN

1 HỆ KẾT CẤU CHỊU LỰC THẲNG ĐỨNG (CỘT – VÁCH)

Kết cấu chịu lực thẳng đứng có vai trò rất lớn trong kết cấu nhà cao tầng, có thể nói

là quyết định gần như toàn bộ giải pháp kết cấu Trong nhà cao tầng, kết cấu chịu lực thẳng đứng có vai trò:

- Cùng với dầm, sàn, tạo thành hệ khung cứng, nâng đỡ các phần không chịu lực của công trình, tạo nên không gian bên trong đáp ứng nhu cầu sử dụng

- Tiếp nhận tải trọng từ sàn – dầm để truyền xuống móng, xuống nền đất

- Tiếp nhận tải trọng ngang tác dụng lên công trình (phân phối giữa các cột, vách và truyền xuống móng)

- Kết cấu chịu lực theo phương thẳng đứng còn có vai trò rất quan trọng trong việc giữ ổn định tổng thể công trình, hạn chế dao động, hạn chế gia tốc đỉnh

và chuyển vị đỉnh

Trong thực tế, hệ kết cấu chịu lực theo phương đứng là một trong những loại sau:

- Khung chịu lực (cột làm việc cùng hệ dầm sàn);

Trang 21

- Các yêu cầu của kiến trúc công trình: công năng – thẩm mỹ - kinh tế

- Khả năng đảm bảo bền vững, khả năng ổn định của công trình;

- Tính khả thi

Trong điều kiện cụ thể của công trình SPC, hệ kết cấu chịu lực theo phương đứng được chọn là hệ vách đối với các tầng từ tầng 5 đến mái, hệ cột với các tầng từ tầng hầm 2 đến tầng 5

Việc lựa chọn phương án kết cấu như trên dựa trên cơ sở:

- Vách cứng bê tông cốt thép có ưu điểm nổi bật trong việc chịu tải trọng ngang – loại tải trọng đặc biệt quan trọng trong nhà cao tầng Vách cứng còn có vai trò giằng đối với kết cấu Kết cấu vách cứng được xem là đem lại hiệu quả cao trong việc xây dựng những công trình cao tầng, đặc biệt cho những chung cư cao cấp, các toà tháp thương mại – dịch vụ Vách cứng được chứng minh là kết cấu sử dụng hiệu quả cho các toà nhà cao từ 30 đến 35 tầng (Marsono và Subedi, 2000) Loại kết cấu này còn là giải pháp ưu việt cho

ổn định tổng thể theo phương ngang cho công trình Theo các ghi nhận trong

30 năm trở lại đây, chưa có công trình nào sử dụng loại kết cấu này sụp đổ do gió hay động đất

- Tuy nhiên, trong các toà nhà cao tầng, vách cứng gây trở ngại cho việc bố trí những không gian thoáng như khu thương mại – dịch vụ công cộng, khu hầm

đỗ xe,… Những không gian lớn như vậy có thể có được bằng việc sử dụng hệ cột và dầm tạo thành khung không gian

- Để phối hợp được ưu điểm của cả hai loại kết cấu trên, dầm chuyển được sử dụng nhằm nhận tải trọng từ các tường bên trên và truyền vào hệ cột bên dưới (Stafford Smith và Coull, 1991) Dầm chuyển được định nghĩa là kết cấu chịu lực theo phương ngang thường cao và rộng dùng để truyền tải trọng từ cột hay tường cứng ở phía trên vào phần phía dưới Sự bố trí kết cấu như trên chia toàn bộ công trình thành hai phần: một phần tường chịu lực nằm trên

và một phần khung cột bên dưới

Trong trường hợp riêng của chung cư SPC:

- Phần bên trên công trình được sử dụng làm chung cư, không gian ngăn rất nhỏ thành nhiều phòng nên thuận lợi cho việc bố trí các vách bê tông cốt thép Ngoài ưu điểm lớn trong việc chịu tải trọng đứng, chịu các tải trọng ngang đồng thời, vách cứng còn ít chiếm không gian, không tạo các góc cột nhô ra ở góc nhà ảnh hưởng mỹ quan bên trong công trình

- Phần bên dưới lại là khu công cộng (thương mại, thể thao,…) rất cần những không gian lớn, không cho phép bố trí vách bê tông cốt thép dày đặc như phần bên trên Do đó, hệ khung không gian là phù hợp

Bên cạnh khả năng đáp ứng yêu cầu công năng như trên đã trình bày, hệ dầm chuyển cũng bộc lộ nhiều nhược điểm:

Trang 22

suất trong dầm không còn phần bố như dầm thông thường, đòi hỏi những đánh giá, xử lý thích hợp

2 HỆ KẾT CẤU CHỊU LỰC NẰM NGANG (DẦM – SÀN)

Trong nhà cao tầng, hệ kết cấu nằm ngang (sàn, sàn dầm) có vai trò:

- Tiếp nhận các tải trọng thẳng đứng trực tiếp tác dụng lên sàn (tải trọng bản thân sàn, người đi lại, làm việc trên sàn, thiết bị đặt trên sàn,…) và truyền vào các hệ chịu lực thẳng đứng để truyền xuống móng, xuống nền đất

- Đóng vai trò như một màng cứng liên kết các cấu kiện chịu lực theo phương đứng để chúng làm việc đồng thời với nhau (Điều này thể hiện rõ khi công trình chịu các loại tải trọng ngang)

Lựa chọn phương án sàn dựa trên các tiêu chí:

- Đáp ứng công năng sử dụng;

- Tiết kiệm chi phí;

- Thi công đơn giản;

- Đảm bảo chất lượng kết cấu công trình;

- Độ võng thoả mãn yêu cầu cho phép

Với vai trò như trên, trong thực tế, hệ kết cấu chịu lực theo phương ngang của nhà cao tầng thường là một trong số những loại sau:

- Sàn sườn;

- Sàn và hệ dầm trực giao;

- Sàn không dầm;

- Sàn không dầm ứng lực trước

Xem xét hai phương án sàn: sàn có dầm và sàn không dầm:

- Đối với phương án sàn có dầm, thông thường hệ kết cấu sẽ cứng hơn, độ võng của hệ kết cấu có thể được khống chế dễ dàng và nguy cơ xảy ra hư hại công trình sau khi hoàn thiện do độ võng vượt quá mức cho phép là rất ít So sánh với sàn không dầm, sàn dầm thường đem lại hiệu quả kinh tế cao hơn Tuy nhiên, giải pháp sàn dầm cũng bộc lộ một số nhược điểm: việc sử dụng

hệ sàn dầm khi thi công có thể tốn nhiều cốp pha, bề rộng dầm có thể lớn hơn chiều dày tường nên ảnh hưởng đến yêu cầu thẩm mỹ của công trình, các đường ống kỹ thuật có thể phải xuyên qua dầm dẫn tới một số bất lợi về mặt kết cấu

- Để đảm bảo độ võng không vượt quá giới hạn cho phép, chiều dày sàn với phương án sàn phẳng cho công trình này phải là 220mm (gấp 1,5 lần so với phương án sàn dầm) Cốt thép sàn không dầm được bố trí hai lớp Ngoài ra còn cần bố trí cốt thép gia cường để chống chọc thủng sàn ở những vị trí cần thiết (các vị trí tập trung ứng suất) Hệ sàn không dầm đem lại hiệu quả thẩm

Trang 23

riêng công trình, phương án sàn dầm được chọn Chiều cao tầng được giảm thiểu, yếu tố thẩm mỹ được giải quyết qua việc hạn chế chiều cao dầm không quá 500mm Theo đó, một số vị trí dầm có nội lực lớn sẽ đòi hỏi mở rộng bề rộng dầm, có trường hợp vượt quá chiều cao dầm, dầm trở thành dầm bẹt

Trong tính toán cấu kiện, ta quan niệm sàn, dầm là những cấu kiện chịu uốn thuần túy Đồng thời, tính toán thường bỏ qua ảnh hưởng của tải ngang đến nội lực sàn

Để khảo sát tính hợp lý của việc đơn giản hóa vừa nêu trên, trong đồ án của mình, sinh viên có so sánh và đưa đến kết luận cho trường hợp riêng của công trình này

II LỰA CHỌN GIẢI PHÁP KẾT CẤU PHẦN NGẦM

Đất nền công trình rất yếu Bùn sét chảy dẻo phân bố từ mặt đất tự nhiên đến tận độ sâu -30,000m (với chỉ số SPT bằng 0) Với đặc trưng như trên, giải pháp móng nông trên nền thiên nhiên hoặc cọc đóng/ép với độ sâu không lớn là không khả thi Các giải pháp móng sau được xem xét:

- Móng cọc khoan nhồi đường kính lớn, chiều dài lớn;

Trong phạm vi đồ án của mình, sinh viên chọn tính toán:

- Giải pháp móng: móng cọc khoan nhồi;

- Giải pháp chắn giữ hố đào: tường barrette làm vách chắn đất đồng thời là tường tầng hầm

III NHỮNG GIẢI PHÁP KẾT CẤU HẠN CHẾ SỰ KHÔNG ĐỀU ĐẶN CỦA CÔNG TRÌNH

Như phân tích trong phần 1, công trình SPC có nhiều đặc điểm thể hiện sự không đều đặn Trước tác động của động đất, các đặc điểm không đều đặn này có hại cho công trình Để hạn chế sự bất lợi này, các giải pháp sau được thực hiện:

- Tải trọng động đất được xác định theo phương pháp phù hợp Phương pháp được chọn dùng là phương pháp phổ phản ứng – phương pháp động

- Tải trọng động đất được tổ hợp một cách phù hợp Phương pháp được dùng

là phương pháp tổ hợp căn bậc hai đầy đủ (CQC) Ngoài tổ hợp dạng, tải trọng động đất còn được tổ hợp hướng Tác động của động đất lên công trình theo phương vuông góc với phương tác dụng giả thiết của động đất được giả

Trang 24

đất)

- Khe kháng chấn được dùng để tách khối cao tầng và khối thấp tầng, làm mặt bằng công trình trở nên đơn giản hơn, đều đặn hơn Khe kháng chấn tách hoàn toàn phần công trình bên trên mặt đất – đây là phần có dao động lớn dưới tác động của động đất Bề rộng khe kháng chấn được chọn đủ rộng để các phần công trình không va đập vào nhau khi có động đất TCXD 198:1997

và TCXDVN 375:2006 có những quy định về bề rộng tối thiểu của khe kháng chấn Trong đồ án, bề rộng khe kháng chấn được chọn

- Để giảm sự thay đổi đột ngột độ cứng các cấu kiện chịu lực thẳng đứng, độ cứng các cột dưới dầm chuyển được chọn tương đối lớn

- Bề rộng dầm tầng chuyển và bề rộng cột được chọn bằng nhau để đảm bảo

sự truyền lực tốt nhất từ dầm sang cột

- Ngoài ra, trong tính toán và cấu tạo từng cấu kiện: dầm, sàn, cột, vách, lanh tô,… các chi tiết cấu tạo kháng chấn cũng được tuân thủ Ví dụ: bó lõi bê tông đầu vách cứng; bó lõi cột; đặt thép dày trong vùng giới hạn của dầm, cột; tăng chiều dài neo thép vào bê tông;…

IV LỰA CHỌN VẬT LIỆU

Hai loại vật liệu được sử dụng phổ biến cho xây dựng nhà cao tầng là bê tông cốt thép và thép Ngoài ra còn những loại vật liệu khác như: vật liệu liên hợp thép – bê tông (composite), hợp kim nhẹ… Việc xây dựng nhà cao tầng bằng kết cấu thép ở nước ta chưa phổ biến do những nguyên nhân khách quan liên quan đến nguồn vật liệu, trình độ thi công, kinh nghiệm thiết kế,… Trong khi đó, bê tông cốt thép được chọn dùng cho hầu hết các nhà cao tầng ở nước ta hiện nay Hiện tại, do những giới hạn về kiến thức, về nguồn tài liệu, sinh viên chọn vật liệu bê tông cốt thép cho công trình của mình, cả phần kết cấu bên trên và bên dưới mặt đất

Dung hòa xu hướng sử dụng vật liệu cường độ cao để giảm lượng dùng tài nguyên

và điều kiện thi công thực tế, sinh viên chọn dùng các loại vật liệu có cường độ như sau cho công trình của mình:

- Bê tông cho toàn bộ công trình:

 Cấp độ bền B30 (tương đương mác M400);

25kN / m

 

 Cường độ tiêu chuẩn khi nén dọc trục : Rbn  Rb,ser  22MPa

 Cường độ tiêu chuẩn khi kéo dọc trục : Rbtn  Rbt,ser  1,8MPa

Trang 25

 Mô đun đàn hồi ban đầu khi kéo và nén : Eb  32,5 10 MPa 

 Đổ bê tông theo phương đứng mỗi lớp dày trên 1,5m:  b3 0,85 (Rb)

 Đổ bê tông cột theo phương đứng, cạnh lớn của cột bé hơn 30cm:

  (Rb)

- Cốt thép gân đường kính lớn hơn 10mm:

 Cốt thép AIII;

 Cường độ chịu kéo tiêu chuẩn : Rsn  Rs,ser  390MPa

 Cường độ chịu kéo tính toán cốt thép dọc : Rs  365MPa

 Cường độ chịu nén tính toán cốt thép dọc : Rsc  365MPa

 Cường độ tính toán cốt ngang : Rsw  290(255)MPa

s

E  20 10 MPa 

- Cốt thép trơn đường kính bé hơn 10mm:

 Cốt thép AII;

 Cường độ chịu kéo tiêu chuẩn : Rsn  Rs,ser  295MPa

 Cường độ chịu kéo tính toán cốt thép dọc : Rs  280MPa

 Cường độ chịu nén tính toán cốt thép dọc : Rsc  280MPa

 Cường độ tính toán cốt ngang : Rsw  225MPa

s

E  21 10 MPa 

V LỰA CHỌN SƠ BỘ KÍCH THƯỚC CÁC CẤU KIỆN

1 VÁCH, LÕI

- Sơ bộ chọn chiều dày tất cả các vách là 200mm Việc chọn sơ bộ chiều dày

và bố trí vách được kiểm tra lại bằng cách tính khả năng tiếp nhận tải trọng đứng (có kể đến tải ngang qua hệ số nhân thêm 1,5) Sau khi tính toán nội lực

ở các bước sau, nhận thấy nội lực các vách ở tầng 5 (giáp với tầng chuyển) tăng đột ngột so với các tầng trên, sinh viên tăng chiều dày các vách tầng này lên 250mm Để tránh sự thay đổi độ cứng đột ngột, các tầng thuộc 4 tầng tiếp theo tăng lên 220mm

- Tiết diện lõi được chọn sơ bộ là 250 dựa vào điều kiện chịu lực cũng như điều kiện bố trí lanh tô trên lỗ cửa thang máy

Trang 26

vào dầm, cân nhắc các điều kiện liên kết, chọn các tiết diện cột có kích thước như sau cho công trình:

 1000 × 1000mm (toàn bộ cột khối cao tầng);

 1000 × 500mm (cột cấu tạo đỡ dầm chuyển tại vị trí lõi thang máy);

 500 × 800mm (toàn bộ cột khối thấp tầng);

 500 × 500mm (các cột chỉ đỡ sàn tầng hầm và trệt);

Cột trong nhà cao tầng vừa có vai trò chịu tải trọng đứng và đặc biệt giữ vai trò chịu lực ngang Do đó, việc sơ bộ kích thước cột theo cách chia diện truyền tải không có tính quyết định Thay vào đó, các điều kiện về độ cứng, về ổn định tổng thể và liên kết chi có ảnh hưởng lớn hơn đến kích thước các cấu kiện chịu lực theo phương đứng Trong đồ án, sinh viên vẫn thực hiện việc tính sơ bộ tiết diện cột theo cách chia diện truyền tải nhưng chỉ xem đó là một số liệu để tham khảo Kích thước được chọn và bố trí như trên là kết quả việc tính lặp nhiều lần để có được chu kỳ dao động riêng của công trình hợp lý và hàm lượng cốt thép tính toán cho cột hợp lý Các cột được giữ nguyên tiết diện từ móng đến đáy tầng chuyển

Trang 27

Tải trọng mỗi tầng (sơ bộ):

Tải trọng sơ bộ trên một đơn vị sàn truyền tải xuống cột: 244,20kN/m2

tải

Hệ số kể đến tải ngang

κ

Diện tích cột cần thiết

Tiết diện thực

Diện tích thực

Trang 28

Trang 29

để đảm bảo vai trò cứng tuyệt đối trong mặt phẳng của nó:

4 CHIỀU DÀY BÊ TÔNG BẢO VỆ

Chiều dày lớp bê tông bảo vệ cốt thép chịu lực chính được chọn căn cứ vào điều 8.3 của TCXDVN 356:2005 Chiều dày lớp bê tông bảo vệ cốt thép chịu lực được chọn lớn hơn mức tối thiểu cho trong quy phạm nhằm đảm bảo lớp bê tông bảo vệ các cốt thép cấu tạo (cùng được quy định trong phần 8.3 của tiêu chuẩn này) Lớp bê tông bảo vệ cụ thể cho từng cấu kiện được chọn giá trị lớn hơn giữa đường kính cốt thép

Trang 30

 Bê tông đặt trên đất thông qua lớp bê tông lót: 40 mm;

 Bê tông đặt trực tiếp lên đất: 60 mm

Trang 31

tính toán phức tạp hơn để phản ánh đúng hơn sự làm việc thực của kết cấu Ví dụ tiêu biểu, ta có thể giải các hệ khung không gian dễ dàng mà không cần đưa về các khung phẳng nữa Việc nhờ đến máy tính điện tử để xây dựng các mô hình phức tạp gần với thực tế là cần thiết, nhất là với hệ kết cấu phức tạp như công trình này Tuy nhiên, việc tính toán lại bằng tay với những phương pháp cơ học thuần túy là rất cần thiết để kiểm soát kết quả tính của máy tính điện tử Đồng thời, khảo sát các mô hình đơn giản để rút kinh nghiệm cũng là một phương pháp tốt để kiểm soát kết quả phân tích của máy tính

1 CÁC GIẢ THIẾT TÍNH TOÁN

- Sàn, dầm được xem là tuyệt đối cứng trong mặt phẳng của nó

- Liên kết giữa sàn, dầm và các cấu kiện chịu lực thẳng đứng được xem là liên kết cứng

- Biến dạng dọc trục của sàn, dầm được bỏ qua

- Trong tính toán lại bằng tay, bỏ qua sự ảnh hưởng độ cứng uốn của sàn tầng này đến các sàn tầng kế bên

- Mọi thành phần hệ chịu lực trên từng sàn đều có chuyển vị ngang như nhau

- Mặt ngàm của công trình được giả thiết là mặt trên đài móng

- Tải trọng ngang truyền vào công trình dưới dạng lực tập trung tác dụng vào tâm cứng của các sàn Sau đó, tải trọng này mới truyền vào các cấu kiện chịu lực thẳng đứng như cột, vách

2 PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH KẾT CẤU

Việc tính toán xác định nội lực, chuyển vị, các đặc trưng động học của kết cấu với khối lượng tính toán khổng lồ hầu như không thể thực hiện bằng tay Do đó, cần nhờ đến các phần mềm máy tính Phương pháp tính của máy tính điện tử dựa chủ yếu trên 3 mô hình sau:

- Mô hình liên tục: Giải trực tiếp phương trình vi phân bậc cao Chủ yếu dựa trên lý thuyết tấm vỏ Phương pháp này phản ánh tốt nhất sự làm việc của kết cấu nhưng khối lượng tính rất lớn, không thể giải quyết các bài toán lớn

- Mô hình rời rạc: Rời rạc hoá toàn bộ hệ chịu lực của nhà nhiều tầng thành những phần tử cơ bản (thanh, tấm, khối) Mỗi phần tử được giả thiết mang một phương trình nội suy nội lực, chuyển vị riêng Các chuyển vị nút được xác định trước tiên dựa vào việc giải các hệ phương trình cực lớn Sau đó, nội lực, chuyển vị được xác định thông qua các phương trình nội suy đặc trưng cho từng phần tử

- Mô hình rời rạc liên tục: Từng hệ chịu lực được xem là rời rạc, nhưng các hệ chịu lực này sẽ liên kết lại với nhau thông qua các liên kết trượt xem là phân

bố liên tục theo chiều cao Khi giải quyết bài toán này ta thường chuyển hệ phương trình vi phân thành hệ phương trình tuyến tính bằng phương pháp sai phân Từ đó giải các ma trận và tìm nội lực

Trang 32

hình dạng phức tạp chịu tải trọng bất kỳ bằng cách chia các hình dạng phức tạp đó thành hàng loạt những hình dạng đơn giản nhỏ hơn Hình dạng của mỗi phần tử hữu hạn được định nghĩa bởi các nút của nó Phản ứng của các phần tử được xác định dựa vào bậc tự do thể hiện ở các nút

- Chúng ta có khả năng thể hiện ứng xử của mỗi phần tử hữu hạn riêng biệt dưới tác động đã biết nên cũng có khả năng mô hình hóa toàn bộ kết cấu bằng cách ghép toàn bộ các phần tử nhỏ của kết cấu vào cùng một phương trình lớn với bậc tự do của mỗi điểm là chưa xác định Những phương trình này sau đó được giải bằng kỹ thuật ma trận (Finite Element Analysis Ltd, 2003)

- Cho những bài toán tuyến tính (linear problem), khi chịu tải trọng, năng lượng của tải trọng ngoài tích lũy trong kết cấu dưới dạng năng lượng (thế năng) biến dạng đàn hồi, năng lượng này sau đó được phục hồi nếu dỡ tải Năng lượng này có độ lớn bằng diện tích giới hạn bởi đường cong thể hiện quan hệ ứng suất – biến dạng trong hệ tọa độ   O Biểu thức xác định năng lượng biến dạng đàn hồi:

T V

U     dv Trong đó,  và  là tổng biến dạng và ứng suất

- Phương trình cân bằng cơ bản được thiết lập bởi nguyên lý công ảo Nguyên

lý phát biểu rằng với bất kỳ một biến dạng nhỏ nào của kết cấu, tổng công do nội lực gây ra phải cân bằng với tổng công do ngoại lực gây ra Phương trình cân bằng được thể hiện:

dụ với phần tử e ta có:

 e    e e

u  N a Trong đó:

Trang 33

 a là vec tơ chuyển vị nút

- Biến dạng trong phần tử được xác định thông qua chuyển vị nút:

 e    e e

B a

 

Trong đó B là ma trận biến dạng – chuyển vị

- Với các phần tử đàn hồi tuyến tính, ứng suất trong mỗi phần tử được xác định:

 là ma trận biến dạng ban đầu;

- Phương trình của nguyên lý công ảo:

- N se là hàm nội suy cho bề mặt phần tử và n là số phần tử trong nhóm

- Bằng cách sử dụng nguyên lý công ảo, phương trình cân bằng của nhóm phần tử được thiết lập:

Ka  R Trong đó:

 K là ma trận độ cứng kết cấu, được định nghĩa như sau:

     n

e T e b

Trang 34

 Rc là vec tơ lực do tải trọng tập trung

c

R  F Khi phương trình cân bằng của nhóm phần tử được giải (thông thường nhờ các phép tính ma trận), chuyển vị của từng nút được xác định Nhờ ma trận nội suy ứng suất, ma trận nội suy của từng phần tử hữu hạn, ta hoàn toàn xác định được ứng suất và biến dạng (xấp xỉ) của tất cả các phần tử

3 LỰA CHỌN CÔNG CỤ TÍNH TOÁN

- Phần mềm SAP v10.0.1 (của CSi): phần mềm phần tử hữu hạn phân tích các cấu kiện tổng quát

- Phần mềm ETABS v9.2.0 (của CSi): phầm mềm phần tử hữu hạn chuyên phân tích kết cấu nhà cao tầng

- Phần mềm SAFE v.8.1.0 (của CSi): phần mềm phần tử hữu hạn chuyên phân tích cấu kiện dạng tấm (bản sàn, móng bè,…)

Cả 3 phần mềm trên có khả năng phân tích kết cấu (ứng suất, nội lực, chuyển vị các cấu kiện, đặc trưng động học công trình) và cả khả năng thiết kế cấu kiện thép, bê tông cốt thép, thép Sinh viên chỉ khai thác tính năng phân tích của những chương trình trên

Trong đồ án của mình, sinh viên còn dùng phần mềm tự viết của mình để vẽ biểu đồ tương tác không gian kiểm tra khả năng cấu kiện chịu nén uốn hai phương theo TCXDVN 356:2005

4 NỘI DUNG TÍNH TOÁN

Cơ bản nhất, bất cứ một kết cấu xây dựng nào muốn tồn tại được đều phải đảm bảo bền, cứng, ổn định Với kết cấu nhà cao tầng, công trình cần được tính toán để đảm bảo không vượt quá các trạng thái giới hạn:

- Trạng thái giới hạn 1 (trạng thái cực hạn, trạng thái giới hạn về độ bền): trạng thái kết cấu không bị phá hoại, không bị mất ổn đinh, không hư hỏng vì mỏi

- Trạng thái giới hạn 2 (trạng thái giới hạn về khả năng phục vụ): đảm bảo kết cấu không xuất hiện khe nứt lớn, không xuất hiện biến dạng quá mức, không rung động quá mức,…

Kết cấu nhà cao tầng còn được quan tâm tính toán để đảm bảo ổn định tổng thể, đặc biệt dưới các tác dụng động

Trong đồ án này, sinh viên được phân công thực hiện các công việc:

- Thiết kế sàn tầng điển hình (sàn tầng 15)

- Thiết kế hệ khung trục E, bao gồm:

 Dầm các tầng từ tầng mái đến tầng hầm 2 – khối thấp tầng và cao tầng;

 Thiết kế dầm tầng chuyển;

Trang 35

- Phần nền móng:

 Tính toán sức chịu tải cọc khoan nhồi;

 Tính toán đài 4 cọc PC17, đài 2 cọc PC20 và đài 28 cọc PC18;

 Tính toán ổn định tường tầng hầm theo từng giai đoạn thi công

- Phần thi công:

 Thiết kế biện pháp thi công tường chắn đất;

 Thiết kế kết cấu thi công bê tông cốt thép toàn khối;

 Thiết kế tổng mặt bằng xây dựng

Trang 36

Phần tính toán vách và dầm cao trong bài có sử dụng các quy định trong tiêu chuẩn thiết kế kết cấu bê tông cốt thép Hoa Kì ACI 318 Do đó, việc cần làm là sử dụng các giá trị đầu vào đúng (vật liệu, tải trọng)

1 QUY ĐỔI GẦN ĐÖNG CƯỜNG ĐỘ VÀ VẬT LIỆU GIỮA TIÊU CHUẨN VIỆT NAM VÀ TIÊU CHUẨN HOA KÌ

- Quy đổi cường độ vật liệu

Cường độ đặc trưng f 'c được dùng trong ACI 318 - 02 được định nghĩa là cường độ thí nghiệm mẫu lăng trụ 6 12in  với xác suất đảm bảo 95%

Cường độ đặc trưng (cấp độ bền) được dùng trong TCXDVN 356:2005 được định nghĩa là cường độ thí nghiệm mẫu lập phương 15 15 15cm   cũng với xác suất đảm bảo 95%

Theo phần A3 của phụ lục A, TCXDVN 356:2005, cường độ mẫu lăng trụ có thể được quy đổi từ cường độ đặc trưng mẫu lập phương (cấp độ bền) qua công thức:

bn

R B 0,77 0,001B Cường độ thép fy trong ACI 318 – 02 là giới hạn chảy trong thí nghiệm kéo thép Trong tiêu chuẩn Việt Nam, giá trị tương ứng là Rs,ser

hoặc tải trọng động đất (E)

U = 0,75(1,4D + 1,7L) + (1,6W hoặc 1E)

U = 0,9D + (1,6W hoặc 1E) Khi có tải trọng do áp lực đất

Tải trọng do niết độ, lún, từ

biến, co ngót của bê tông (T)

U = 0,75(1,4D + 1,7L + 1,7H) nhưng không nhỏ hơn giá trị U = (1,4D + T)

Tải trọng do chất lỏng tác dụng

(F)

U = 1,4D + 1,7L + 1,7F

U = 0,9D + 1,7H

Trang 37

Cấu kiện phá hoại dẻo Cấu kiện lò xo phá hoại giòn Cấu kiện khác phá hoại giòn Cấu kiện chịu cắt, xoắn Cấu kiện chịu lực trừ neo Cấu kiện vùng neo

Cấu kiện bê tông không thép

0,90 0,70 0,65 0,75 0,70 0,85 0,55

Trang 38

I TỔNG QUAN

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

- Tải trọng thẳng đứng (thường xuyên và tạm thời tác dụng lên sàn)

HS độ tin cậy

Tĩnh tải tính toán

1 Trong mô hình máy tính, tải trọng này được chương trình tự tính

2 Để an toàn và đơn giản, tính cho ô sàn có nhiều tường xây nhất và phân bố đều trên toàn bộ sàn

Trang 39

HS độ tin cậy

Tĩnh tải tính toán

Hoạt tải tính toán

Trang 40

Định dạng
Số trang	732
Dung lượng	22,96 MB