Tính Toán Thiết kế công trình kiến trúc D37A Khu dân cư Phú Lâm, Phường 13, Quận 6

1.1. GIỚI THIỆU CÔNG TRÌNH Địa điểm xây dựng: D37A Khu dân cư Phú Lâm, Phường 13, Quận 6, Hồ Chí Minh Chủ đầu tư : Công ty CP Đầu tư Tân Thịnh Lợi Quy mô công trình: Chung cư: gồm 17 tầng nổi + 1 tầng hầm Diện tích xây dựng: Tổng diện tích 3450 m2 . Dự án được chia làm 2 giai đoạn, giai đoạn 1 sẽ thi công trước 01 tòa nhà trên diện tích 1.193 m2 với tổng diện tích sàn xây dựng 8.002m gồm 86 căn hộ với các loại diện tích đa dạng 58 m2, 64 m2, 73 m2 và 217 m2. Chiều cao tầng điển hình: 3.3m 1.2. ĐẶC ĐIỂM KIẾN TRÚC Tòa nhà được thiết kế với một tầng hầm để làm chỗ để xe; các tầng trên đều là chung cư, căn hộ cho thuê. 1.1. GIỚI THIỆU CÔNG TRÌNH Địa điểm xây dựng: D37A Khu dân cư Phú Lâm, Phường 13, Quận 6, Hồ Chí Minh Chủ đầu tư : Công ty CP Đầu tư Tân Thịnh Lợi Quy mô công trình: Chung cư: gồm 17 tầng nổi + 1 tầng hầm Diện tích xây dựng: Tổng diện tích 3450 m2 . Dự án được chia làm 2 giai đoạn, giai đoạn 1 sẽ thi công trước 01 tòa nhà trên diện tích 1.193 m2 với tổng diện tích sàn xây dựng 8.002m gồm 86 căn hộ với các loại diện tích đa dạng 58 m2, 64 m2, 73 m2 và 217 m2. Chiều cao tầng điển hình: 3.3m 1.2. ĐẶC ĐIỂM KIẾN TRÚC Tòa nhà được thiết kế với một tầng hầm để làm chỗ để xe; các tầng trên đều là chung cư, căn hộ cho thuê. 1.1. GIỚI THIỆU CÔNG TRÌNH Địa điểm xây dựng: D37A Khu dân cư Phú Lâm, Phường 13, Quận 6, Hồ Chí Minh Chủ đầu tư : Công ty CP Đầu tư Tân Thịnh Lợi Quy mô công trình: Chung cư: gồm 17 tầng nổi + 1 tầng hầm Diện tích xây dựng: Tổng diện tích 3450 m2 . Dự án được chia làm 2 giai đoạn, giai đoạn 1 sẽ thi công trước 01 tòa nhà trên diện tích 1.193 m2 với tổng diện tích sàn xây dựng 8.002m gồm 86 căn hộ với các loại diện tích đa dạng 58 m2, 64 m2, 73 m2 và 217 m2. Chiều cao tầng điển hình: 3.3m 1.2. ĐẶC ĐIỂM KIẾN TRÚC Tòa nhà được thiết kế với một tầng hầm để làm chỗ để xe; các tầng trên đều là chung cư, căn hộ cho thuê.

Trang 1

Luận văn tốt nghiệp có thể xem là bài tổng kết quan trọng nhất trong quãng đờisinh viên, nhằm đánh giá lại những kiến thức đã thu nhặt được và cũng là thành quảcuối cùng thể hiện những nổ lực và cố gắng của sinh viên đại học trong suốt quá trình

4 năm học tập Để có được ngày hôm nay, em xin bày tỏ lòng cám ơn chân thành đếntoàn thể Thầy Cô Khoa Kỹ thuật Xây dựng đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ, truyền đạtcho em những kiến thức quý báu, giúp em mở rộng thêm tầm hiểu biết, nhằm bắt kịp

xu thế phát triển chung của đất nước và thế giới

Em xin gửi lời cám ơn đến Thầy Th.s ĐẶNG KỲ MINH và Thầy TS CAO VĂNVUI đã tận tình chỉ bảo, hướng dẫn em trong quá trình làm luận văn, để em có thểhoàn thành luận văn đúng thời gian quy định Những lời khuyên, những hướng dẫncủa các Thầy là rất quan trọng để hoàn thành luận văn tốt nghiệp này

Em gửi lời cảm ơn đến các anh chị khoa trước đã gửi tài liệu tham khảo, và giảiđáp nhiều thắc mắc cho em trong quá trình học tập cũng như làm luận văn Cảm ơntoàn thể các bạn lớp XD15CTXD03 đã đồng hành cùng mình trong suốt thời gian qua.Xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến ba mẹ, những người thân trong gia đình, sự giúp đỡđộng viên của những người bạn thân đã giúp bản thân vượt qua những khó khăn trongsuốt quá trình học tập và hoàn thành luận văn

Em xin chân thành cám ơn!

Người thực hiện

NGUYỄN THÀNH TRUNG

SVTH: NGUYỄN THÀNH TRUNG 1513735Trang1

Trang 3

Bảng 11 14 Cường độ sức kháng trên thân cọc theo từng lớp cho móng M2Bảng 11 15 Trọng lượng riêng của từng lớp đất

Trang 4

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ KIẾN TRÚC CÔNG TRÌNH

1.1 GIỚI THIỆU CÔNG TRÌNH

Địa điểm xây dựng: D37A Khu dân cư Phú Lâm, Phường 13, Quận 6, Hồ Chí MinhChủ đầu tư : Công ty CP Đầu tư Tân Thịnh Lợi

Quy mô công trình:

Chung cư: gồm 17 tầng nổi + 1 tầng hầm

Diện tích xây dựng: Tổng diện tích 3450 m2 Dự án được chia làm 2 giai đoạn, giaiđoạn 1 sẽ thi công trước 01 tòa nhà trên diện tích 1.193 m2 với tổng diện tích sàn xâydựng 8.002m gồm 86 căn hộ với các loại diện tích đa dạng 58 m2, 64 m2, 73 m2 và 217

Trang 5

chiếu sáng.

Mặt đứng công trình được tạo nên từ các mảng kinh tạo độ chiếu sáng cho các phòng.Mặt bằng có dạng hình chữ thập với diện tích khu đất 1193m2

Tầng hầm nằm ở cốt -3.000m được bố trí 2 ram dốc tách biệt lối lên và xuống

Hệ thống thang máy và thang bộ thoát hiểm được bố trí ở khu vực giữa tầng hầm vừa đảmbảo về kết cấu vừa dễ nhìn thấy khi vào tầng hầm Hệ thống phòng cháy chữa cháy cũngđược kết hợp bố trí trong khu vực thang bộ và dễ dàng tiếp cận khi có sự cố xảy ra

Vị trí xa nhất của chung cư đến lối thang bộ thoát hiểm nhỏ hơn 25m

1.3 CÁC HỆ THỐNG KỸ THUẬT

1.3.1 Hệ thống điện

Công trình sử dụng điện được cung cấp nguồn: lưới điện Tp Hồ Chí Minh

Toàn bộ đường dây điện đi ngầm (được tiến hành lắp đặt động thời với lúc thi công)

Hệ thống cấp điện chính được đi trong hộp kỹ thuật luồn trong gen điện và đặt ngầmtrong tường và sàn, đảm bảo không đi qua khu vực ẩm ướt và tạo điều kiện dễ dàngkhi cần sửa chữa

Ở mỗi tầng đều lắp đặt hệ thống điện an toàn: hệ thống ngắt điện tự động từ 1A 80Ađược bố trí theo tầng và theo khu vực (đảm bảo an toàn phòng chống cháy nổ)

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

Dễ thi công

Mỗi khu vực thuê được cung cấp 1 bảng phân phối điện Đèn thoát hiểm và chiếusáng trong trường hợp khẩn cấp được lắp đặt theo yêu cầu của cơ quan có thẩm quyền

1.3.2 Hệ thống cấp - thoát nước và phòng cháy chữa cháy (PCCC)

Công trình sử dụng nguồn nước được lấy từ hệ thống cấp nước Tp.Hồ Chí Minh chữavào bể chứa ngầm Hệ thống bơm nước cho công trình được thiết kế tự động hoàntoàn để đảm bảo nước trong bể mái luôn đủ để cung cấp cho sinh hoạt và cứu hỏa Cácđường ống qua các tầng luôn được bọc trong các ren nước Hệ thống cấp nước đingầm trong các hộp kỹ thuật Các đường ống cứu hỏa chính luôn được bố trí ở mỗitầng dọc theo khu vực giao thông và trên trần nhà

Hệ thống báo cháy được lắp đặt mỗi khu vực cho thuê Các bình cứu hỏa được trang

bị đầy đủ và được bố trí ở hành lang, cầu thang….theo sự hướng dẫn của ban phòngcháy chữa cháy của thành phố Hồ Chí Minh

Bố trí hệ thống cứu hỏa gồm các họng cứu hỏa tại các lối đi, các sảnh… với khoảngcách tối đa theo đúng tiêu chuẩn TCVN 2622:1995

Trang 6

1.3.3 Thông gió và chiếu sáng

Ở các tầng có cửa sổ thông thoáng tự nhiên Hệ thống máy điều hòa được cung cấpcho tất cả các tầng Sử dụng quạt hút để thoát hơi cho tất cả các khu vệ sinh và ốnggen được dẫn lên mái Các tầng đều được chiếu sáng tự nhiên thông qua các mảng cửakính Ngoài ra, hệ thống chiếu sáng nhân tạo cũng được bố trí sao cho có thể cung cấpánh sáng đến những nơi cần thiết

1.3.4 Hệ thống thoát rác

Rác thải được tập trung ở các tầng thông qua kho thoát rác bố trí ở các tầng, chứa gianrác được bố trí ở tầng hầm và sẽ có bộ phận để đưa rác thải ra ngoài Gian rác đượcthiết kế kín đáo và xử lý kỹ lưỡng để tránh tình trạng bốc mùi gây ô nhiễm môitrường

Hình 1 2 Phối cảnh chung cư tân thịnh lợi

Trang 7

2.1 GIỚI THIỆU CHUNG.

Trong giai đoạn hiện nay, nhờ sự phát triển mạnh mẽ của máy tính điện tử, đã cónhững thay đổi quan trọng trong cách nhìn nhận phương pháp tính toán công trình.Khuynh hướng đặc thù hóa và đơn giản hóa các trường hợp riêng lẻ được thay thếbằng khuynh hướng tổng quát hóa Đồng thời khối lượng tính toán số học không còn

là một trở ngại nữa Các phương pháp mới có thể dùng các sơ đồ tính sát với thực tếhơn, có thể xét tới sự làm việc phức tạp của kết cấu với các mối quan hệ phụ thuộckhác nhau trong không gian Việc tính toán kết cấu nhà cao tầng nên áp dụng nhữngcông nghệ mới để có thể sử dụng mô hình không gian nhằm tăng mức độ chính xác vàphản ánh sự làm việc của công trình sát với thực tế hơn

Trong công trình này ta sử dụng phương pháp phần tử hữu hạn để giải quyết vấn đề

Mô hình rời rạc (phương pháp phần tử hữu hạn): Rời rạc hóa toàn bộ hệ chịu lực của

nhà nhiều tầng, tại những liên kết xác lập những điều kiện tương thích về lực vàchuyển vị Khi sử dụng ô hình này cùng với sự trợ giúp của máy tính có thể giải quyếtđược tất cả các bài toán Hiện nay, ta có các phần mềm trợ giúp cho việc giải quyếtcác bài toán kết cấu như ETABS, SAP, SAFE,…

Trong luận văn này dùng các công cụ phần mềm hỗ trợ

Quan niệm bản, vách (shell): khi kích thước 2 phương lớn hơn rất nhiều so vớiphương còn lại

Quan niệm thanh (frame): khi kích thước 2 phương nhỏ hơn rất nhiều so với phươngcòn lại

Quan niệm điểm (point): khi 3 phương có kích thước gần như nhau, và có kích thướcrất bé

Khi ta chia càng mịn các cấu thì kết quả sẽ càng chính xác Do phần tử hữu hạn truyềnlực qua các nút liên kết giữa các phần tử với nhau Nếu ta chia các cấu kiện ra nhưngSVTH: NGUYỄN THÀNH TRUNG 1513735Trang7

Trang 8

không đúng với quan niệm của phần mềm thì các cấu kiện đó sẽ có đó độ cứng tăngđột ngột và làm việc sai với chức năng của chúng trong quan niệm tính, từ đó dẫn đếncác kết quả tính của hệ kết cấu sẽ thay đổi.

2.3 NỘI DUNG TÍNH TOÁN

Hệ kết cấu nhà cao tầng cần được tính toán cả về tĩnh lực, ổn định và động lực

Các bộ phận kết cấu được tính toán theo trạng thái giới hạn thứ nhất (TTGH I)

Tính toán theo trạng thái giới hạn thứ hai (TTGH II)

Khác với nhà thấp tầng, trong thiết kế nhà cao tầng thì tính chất ổn định tổng thể côngtrình đóng vai trò hết sức quan trọng và cần phải kiểm tra

2.4 SỐ LIỆU TÍNH TOÁN

2.4.1 Bê tông

Bê tông có cấp độ bền chịu nén B30 : , ,

Bê tông có cấp độ bền chịu nén B35 : , ,

2.5.1 Sơ bộ tiết diện sàn

Ta dựa vào các yêu cầu kiến trúc và khả năng chịu lực của sàn

Chiều dày sàn được chọn sơ bộ theo công thức:

Trong đó:

Chiều dày bản sàn;

Hệ số phụ thuộc vào loại bản dầm , bản kê , bản công xôn ;

Hệ số phụ thuộc vào tải trọng, ;

Chiều dài cạnh ngắn của ô bản;

Chiều dày tối thiểu của bản sàn, theo Mục 8.2.2 TCVN 5574:2012

Đối với sàn giữa các tầng của nhà sản xuất;

Đối với sàn nhà ở và công trình công cộng;

Đối với sàn mái

Trang 9

hạn mà tiêu chuẩn cho phép của công trình

2.5.2 Sơ bộ tiết diện dầm

Dựa trên kinh nghiệm, phụ thuộc vào chiều dài nhịp và tải trọng tác dụng:

l1 l2 : kích thước truyền tải lên cột theo mỗi phương

q : giá trị thiết bị tải trọng đứng, tác dụng lên 1 m2 sàn (cả dầm) mỗi tầng, kể cả trọnglượng tầng, nếu có

- Đối với cao ốc văn phòng, tầng là vách nhẹ q= ( 0.8 ÷ 1) T/ m2

- Đối với chung cư, tầng là vách gạch q= ( 1.1 ÷ 1.3 ) T/ m2

Giá trị q càng lớn khi số lượng vách gạch càng nhiều, càng dày

n : số tầng truyền tải

α : hệ số xét đến ảnh hưởng của M khi có tải ngang ( thực tế do tải đứng, M thườngkhông lớn, không đáng kể ) α = 1.1 ÷ 1.25

Giá trị α càng lớn khi khẩu độ cột càng lớn

Kích thước tiết diện cột :

- CỘT VUÔNG : l1= 8 m , l2= 6 m

N= 1.1 x 18 x 12 x 8 x 6 = 15206.4 kN

Tiết diện cột với bê tông B35 (M450) : F= 15206.4 / 19500 = 7798 (cm2)

Chọn cột giữa C 700x700 , cột biên C 600x600

2.4.4 Sơ bộ tiết diện vách cứng.

- Nếu an tâm, chịu lãng phí, chiều dày tối thiểu của vách ( lõi ) cứng sẽ là (1/22 ÷ 1/25

) chiều cao tầng, khi vách không tham gia chịu lực

- Nếu vách (lõi ) tham gia chịu lực, chọn là ( 1/15 ÷ 1/20 ) chiều cao tầng

Đối với công trình này, vách ( lõi ) tham gia chịu lực, ta chọn tiết diện vách :

Trang 10

Ta chọn chiều dày vách là : 200mm

Trang 11

3.1 TĨNH TẢI

3.1.1 Trọng lượng bản thân kết cấu

Trọng lượng riêng tiêu chuẩn của bê tông cốt thép

Hệ số vượt tải

3.1.2 Trọng lượng bản thân lớp hoàn thiện

- Tĩnh tải do trọng lượng bản thân khu vực sàn thường

Bảng 3 1 Tải trọng bản thân khu vực sàn thường

Tên lớp Chiều dày

Trọnglượng tiêuchuẩn

Tải trọngtiêu chuẩn

Hệ sốvượt tải

Tải trọngtính toán

- Tĩnh tải do trọng lượng bản thân khu vực sàn âm (khu vệ sinh)

Bảng 3 2 Tải trọng bản thân khu vực sàn vệ sinh

Tên lớp Chiều dày

Trọnglượng tiêuchuẩn

Tải trọngtiêu chuẩn

Hệ sốvượt tải

Tải trọngtính toán

Trang 12

Hệ sốvượttải

Tảitrọngtínhtoán

Chiềucaotường

Tảitrọngtiêuchuẩn

Tảitrọngtínhtoán

3.2 HOẠT TẢI

3.2.1 Hoạt tải do người và các trang thiết bị

Bảng 3 4 Hoạt tải tác động lên công trình

Hoạt tải Hoạt tải

dài hạn

Hoạt tảingắn hạn

Tổng hoạt tải

Hệ số vượt tải

Tổng tảitrọngtính toán

3.3 ĐẶC TRƯNG ĐỘNG HỌC CỦA CÔNG TRÌNH.

Việc phân tích thành phần động của tải trọng gió và tác động đất dựa trên phân tíchdao động tự do của công trình Các dạng dao động tự do của công trình được xác địnhtrên sơ đồ đơn giản hóa kết cấu về hữu hạn điểm tập trung khối lượng Mỗi dạng daođộng được đặc trưng bằng biên độ dao động của các điểm tập trung khối lượng Mỗidạng dao động được đặc trưng bằng biên độ dao động của các điểm tập trung khốilượng và tần số dao động riêng

Sơ đồ đơn giản hóa được thiết lập như sau:

Công trình được xem như một thanh console ngàm tại móng

Các điểm tập trung khối lượng đặt tương ứng với cao trình sàn

Trang 13

cấu và các lớp cấu tạo sàn, khối lượng tường và vách ngăn cố định trên sàn, khốilượng người và thiết bị tính toán trong hoạt tải nhân với hệ số chiết giảm khối lượngđối với hoạt tải là 0.5 (theo bảng 1, TCXD 229:1999).

Đối với sơ đồ có nhiều hơn 3 điểm tập trung khối lượng, việc xác định dạng daođộng riêng của công trình cần một số lượng thép tính lớn Vì vậy, sinh viên sử dụng sựtrợ giúp của phần mềm

Hình 3 1 Sơ đồ tính toán thành phần động của tải trọng gió

Hình 3 2 Mô hình trong etabs

Trang 14

Bảng 3 6 Chu kì và tần số của dao động.

Case Mode Period Frequency

3.4.1 Thành phần tĩnh của tải trọng gió

Thành phần tĩnh của tải trọng gió được tính toán theo TCVN 2737-1995SVTH: NGUYỄN THÀNH TRUNG 1513735Trang14

Trang 15

Công trình ở TP Hồ Chí Minh, vùng áp lực gió II-A

Do đó:

k Hệ số tính đến sự thay đổi của áp lực gió theo độ cao lấy theo bảng 5, TCVN2737:1995

c Hệ số khí động Đối với mặt đón gió , khuất gió Lấy chung

Tải trọng gió tĩnh được qui về thành lực tập trung tại các cao trình sàn, lực tập trungnày được đặt tại trọng tâm mặt đón gió từ chiều cao tầng phía trên xuống chiều caotầng phía dưới; trong khoảng này, áp lực gió có thể coi như không đổi

Giá trị của tải trọng gió tĩnh tập trung tại trọng tâm mặt đón gió tầng thứ j:

Trong đó:

B Bề rộng mặt đón gió

: chiều cao tầng thứ j và thứ

Hệ số độ tin cậy về tải trọng gió

Giá trị tải trọng tính toán:

3.4.2 Thành phần động của tải trọng gió

Thành phần động của tải trọng gió là do lực xung của vận tốc gió và lực quán tính củacông trình gây ra Giá trị của lực này được xác định dựa trên cơ sở thành phần tĩnh củatải trọng gió nhân với hệ số kể đến ảnh hưởng của xung vận tốc gió và lực quán tínhcủa công trình

Việc tính toán thành phần động của tải trọng gió bao gồm: Xác định thành phần độngcủa tải trọng gió và phản ứng của công trình do thành phần động của tải trọng gió gây

ra ứng với từng dạng dao động

Tùy vào mức độ nhạy cảm của công trình đối với tác dụng động lực của tải trọng gió

mà thành phần động của tải trọng gió chỉ cần kể tác động do thành phần xung của vậntốc gió hoặc cả với lực quán tính của công trình

Mức độ nhạy cảm được đánh giá qua tương quan giữa giá trị các tần số dao động riêng

cơ bản của công trình, đặc biệt là tầng số dao động riêng thứ nhất, với tầng số cho ởbảng 2/TCXD 229:1999

Ở đây, công trình nhà cao tầng ở vùng áp lực gió II có Hz

Theo TCXD 229:1999, các công trình hoặc bộ phận kết cấu có tầng số dao động riêng

cơ bản thứ s, thỏa mãn bất đẳng thức:

thì cần tính toán thành phần động của tải trọng gió với s dạng dao động đầu tiên làtần số dao động riêng ứng với dạng dao động thứ nhất và thứ hai của phương daođộng đang xét

Giá trị tiêu chuẩn thành phần động của tải trọng gió khi chỉ kể đến ảnh hưởng của xung vận tốc gió, có thứ nguyên là lực, xác định theo công thức:

Trang 16

là diện tích đón gió của phần j của công trình (m2), được tính như sau:

là hệ số tương quan không gian áp lực động của tải trọng gió ứng với các dạng daođộng khác nhau của công trình, không thứ nguyên Khi tính toán với dạng dao độngthứ nhất, lấy bằng ; còn đối với các dạng dao động còn lại, lấy bằng 1

Giá trị được lấy theo bảng 4/TCXD 229:1999, khi xét tương quan xung vận tốc giótheo chiều cao và bề rộng đón gió, phụ thuộc vào và Các giá trị được cho trong cácbảng sau:

Bảng 3 7 Hệ số tương quan không gian

Giá trị tiêu chuẩn thành phần động của tải trọng gió tác dụng lên phần thứ j ứng với

dạng dao động thứ i được xác định theo công thức:

Trong đó:

- khối lượng tập trung của phần công trình thứ j, đơn vị T

- hệ số động lực ứng với dạng dao động thứ i, không thứ nguyên, phụ thuộc vàothông số và độ giảm loga của dao động:

Trang 17

Hệ số độ tin cậy về tải trọng gió

Hệ số điều chỉnh tải trọng gió theo thời gian sử dụng giả định của công trình xác địnhtheo bảng 6/TCXD 229:1999

Ở đây, công trình có niên hạn trên 100 năm nên

3.4.3 Bảng tóm tắt tải trọng gió.

Bảng 3 9 Các thông số tính toán tải trọng gió

Dạng địa hình A Dạng dao động thứ 1 Dạng dao động thứ 1

Áp lực

gió tiêu

chuẩn W0 95 Tần số dao động 0.73 Tần số dao động 0.587

Hệ số khí động 1.4 Hệ số khí động 1.4SVTH: NGUYỄN THÀNH TRUNG 1513735Trang17

Trang 18

Bề rộng mặt đón gió 35 Bề rộng mặt đón gió 27Chiều cao mặt đón gió 52 Chiều cao mặt đón

Tóm tắt tính toán tải trọng gió lên công trình.

Trang 19

Wpx (kN)

Wtx (kN)

Wx (kN)

Sy

m 2 y WFy

(kN)

Wpy (kN)

Wty (kN)

Wy (kN)

Trang 21

Bảng 3 11 Giá trị tính toán gió theo 2 phương.

trọng tạm thời hoặc nội lực tương ứng của chúng được nhân với hệ số tổ hợp là 0.9.Đối với tổ hợp đặc biệt, gồm có tải trọng do động đất gây ra, thì việc tổ hợp nội lựccần tuân theo TCVN 9386:2012

Trang 23

4.1 MỞ ĐẦU

Các bước tính toán cốt thép và kiểm tra khả năng chịu lực cho cấu kiện có tiết diệnchữ nhật chịu uốn bao gồm tính toán theo trạng thái giới hạn về độ bền (TTGHI) vàtrạng thái giới hạn về điều kiện sử dụng (TTGHII) Các bước trên được áp dụng chohầu hết các cấu kiện làm từ bê tông nặng chịu uốn phẳng (bản, dầm) trong đồ án này

 Tính toán theo TTGHI nhằm đảm bảo cho kết cấu:

o Không bị phá hoại giòn, dẻo, hoặc theo các dạng phá hoại khác (trong trường hợp cần thiết, tính toán theo độ bền có kể đến độ võng của kết cấu tại thời điểm trước khi bị phá hoại);

o Không bị mất ổn định về hình dạng (tính toán ổn định cho các kết cấu thành mỏng) hoặc về vị trí (tính toán chống lật và trượt cho tường chắn đất, tính toán chống đẩy nổi cho các bể chứa chìm hoặc ngầm dưới đất, trạm bơm,…);

o Không bị phá hoại về mỏi (tính toán chịu mỏi đối với các cấu kiện hoặc kết cấu chịu tác dụng của tải trọng lặp thuộc loại di động hoặc xung: ví dụ như dầm cầu trục, móng khung, sàn có đặt một số máy móc không cân bằng);

o Không bị phá hoại do tác dụng đồng thời của các yếu tố về lực và những ảnh hưởng bất lợi của môi trường (tác dụng định kì hoặc thường xuyên của môi trường xâm thực hoặc hỏa hoạn)

 Tính toán theo TTGHII nhằm đảm bảo cấu kiện làm việc bình thường của kết cấu

4.2 LÝ THUYẾT TÍNH TOÁN CẤU KIỆN CHỊU UỐN THEO TTGH I

Dữ liệu dùng để tính theo TTGHI bao gồm:

o Các thông số vật liệu của bê tông , cốt thép dọc chịu lực và cốt ngang ;

o Kích thước tiết diện: chiều rộng b và chiều cao h;

o Chiều dày lớp bê tông bảo vệ cốt thép xác định theo yêu cầu của TCVN

5574:2012;

o Các thành phần nội lực tính toán

Trang 24

4.2.1 Tính toán cốt dọc cho cấu kiện tiết diện chữ nhật chịu uốn đặt cốt

đơn ( tính cốt thép cho dầm ).

+ Từ kết quả tính toán nội lực của mô hình bằng phần mềm Etabs, ta xuất kết quảbiểu đồ bao nội lực gồm Moment M và lực cắt Q ứng với 3 vị trí mặt cắt gồm 2 ở đầudầm và 1 ở giữa dầm để có được moment và lực cắt cực đại, với tiết diện đã chọn, tatính thép cho nội lực cực đại đó Sau đó kiểm tra hàm lượng cốt thép trong dầm có

thỏa điều kiện và có hợp lý hay không để bố trí trongdầm Nếu hàm lượng cốt thép không thích hợp thì ta chọn lại tiết diện và tính toán lạicốt thép Đây là một quá trình giải lặp để có được một lượng cốt thép thích hợp ứngvới tiết diện dầm hợp lý nhất Nội lực trong dầm tham khảo phụ lục Tính cốt théptrong dầm tại 3 vị trí là giữa nhịp và hai vị trí gối

 Các giả thiết khi tính toán

Bỏ qua khả năng chịu kéo cuả bêtông

Khả năng chịu nén của tông là ứng suất lấy bằng Rb được phân bố đều trên vùng chịunén Biểu đồ ứng suất cuả bêtông vùng nén có dạng hình chữ nhật

Ứng suất kéo trong cốt thép đạt đến cường độ chịu kéo tính toán Rs

Ứng suất nén trong cốt thép đạt đến cường độ chịu nén tính toán Rsc

 Các công thức cơ bản tính toán dầm

Hình 4 1 Sơ đồ tính toán cốt thép cho cấu kiện hình chữ nhật

Khai triển phương trình (4.1) theo biến x ta được phương trình bậc hai như sau

Trang 25

Giải phương trình bậc hai trên ta được nghiệm

Kiểm tra điều kiện để đảm bảo bêtông bị phá hoại dẻo :

Trong đó

Nếu điều kiện trên được thoả ta tiến hành tính thép cho bài toán cốt đơn

+ Nếu điều kiện trên không thỏa ta tiến hành tính bài toán cốt kép hoặc tăng chiều caotiết diện hoặc tăng cấp độ bền cuả bêtông Các công thức tính toán cốt kép cho dầmtham khảo lý thuyết chương tính toán sàn

Ta sử dụng phần mềm Excel để thiết lập các công thức tính toán và chỉ cần nhập sốliệu ban đầu Kết quả tính toán thép xem trong phụ lục

Kiểm tra hàm lượng cốt thép

Ta xuất nội lực trong Etabs với nội lực dầm tương ứng tại 3 vị trí đầu, giữa và cuốicủa dầm bằng cách sử dụng tổ hợp bao (max và min), ta tính thép tại 3 vị trí đó và bốtrí thép cho dầm

4.3 LÝ THUYẾT TÍNH TOÁN CẤU KIỆN CHỊU UỐN THEO TTGH II 4.3.1 Tính toán và kiểm tra độ võng của cấu kiện chịu uốn

Cấu kiện có độ võng quá lớn sẽ làm mất mỹ quan hoặc gây tâm lý sợ hãi nơi người

sử dụng Theo TCVN 5574:2012, độ võng và chuyển vị của các cấu kiện do tải trọngtiêu chuẩn gây ra (hệ số độ tin cậy bằng 1) không được quá giới hạn cho phép Cầntính võng với tải trọng tiêu chuẩn để phù hợp với điều kiện làm việc của kết cấu.Các trường hợp vượt tải chỉ là nhất thời, không làm tăng độ võng

Trang 26

Ngoài ra, độ võng có thể tăng dần theo thời gian sử dụng do hiện tượng từ biến (khitải trọng không thay đổi giá trị), co ngót của bê tông hoặc các hiện tượng khác, nênkhi tính độ võng, còn phải phân biệt tác dụng dài hạn và tác dụng ngắn hạn của tải Độvõng giới hạn của các cấu kiện thông dụng cho ở bảng 4 TCVN 5574:2012.

Bảng 4 1 Độ võng giới hạn của các cấu kiện thông dụng

(Bảng 4 TCVN 5574:2012)

1 Dầm cầu trục với:

a) Cầu trục quay tay

b) Cầu trục chạy điện

1/500L1/600L

2 Sàn có trần phẳng, cấu kiện của mái và tấm

tường treo (khi tính tấm tường ngoài mặt phẳng)

3 Sàn với trần có sườn và cầu thang

a) khi L < 5 m

b) khi 5 m ≤ L ≤ 10 m

c) khi L > 10 m

(1/200)L2.5 cm(1/400)LCHÚ THÍCH: L là nhịp của dầm hoặc bản kê lên 2 gối; đối với công xôn với L1 là

chiều dài vươn của công xôn

CHÚ THÍCH 1: Khi thiết kế kết cấu có độ vồng trước thì lúc tính toán kiểm tra độ võngcho phép trừ đi độ vồng đó nếu không có những hạn chế gì đặc biệt

CHÚ THÍCH 2: khi chịu tác dụng của tải trọng thường xuyên, tải trọng tạm thời dài hạn

và tạm thời ngắn hạn, độ võng của dầm hay bản trong mọi trường hợp không được vượt quá 1/150 nhịp hoặc 1/75 chiều dài vươn của công xôn

CHÚ THÍCH 3: Khi độ võng giới hạn không bị ràng buộc bởi yêu cầu về công nghệ sảnxuất và cấu tạo mà chỉ bởi yêu cầu về thẩm mỹ, thì để tính toán độ võng chỉ lấy các tải trọng tác dụng dài hạn Trong trường hợp này lấy

Trang 27

CHƯƠNG 5: TÍNH TOÁN CẤU KIỆN CHỊU NÉN LỆCH TÂM XIÊN

5.1 LÝ THUYẾT TÍNH TOÁN

Nén lệch tâm xiên khi mặt phẳng uốn không chứa trục đối xứng của tiết diện Khitính khung không gian cột sẽ chịu momen uốn theo hai phương Mx và My Vì vậy cộtđược tính như cấu kiện chịu nén lệch tâm xiên, khi tính thép xét đồng thời ảnh hưởngcủa lực dọc N, mômen uốn Mx và My

Phương pháp gần đúng dựa trên việc quy đổi nén lệch tâm xiên thành nén lệch tâmphẳng tương đương, nguyên tắc này đã được trình bày trong tiêu chuẩn của nước AnhBS8110 và của Mỹ ACI318 và được sử dụng phù hợp với tiêu chuẩn Việt Nam TCVN5574-2012

Xét tiết diện có cạnh Cx,Cy. Điều kiện áp dụng phương pháp tính gần đúng này là

Bảng 5 1 Phân loại các trường hợp tính

Trang 28

Kí hiệu

5.2 TRÌNH TỰ TÍNH TOÁN

Xác định vật liệu và các thông số liên quan (Bêtông, Cốt thép…)

Xác định nội lực cần để tính toán tính để tính thép rồi sau đó kiểm tra cho các bộnội lực còn lại, gồm 3 bộ nội lực cơ bản như sau:

Xác định độ lệch tâm ban đầu e0

- Đối với kết cấu tĩnh định: e0 = e1 + ea

- Đối với kết cấu siêu tĩnh: e0 = max (e1,ea)

Xét ảnh hưởng của uốn dọc :

- Xét hệ số uốn dọc như sau:

 Chiều dài tính toán của cấu kiện BTCT nén lệch tâm xiên lo, đối với nhà nhiều tầng nhiều nhịp, liên kết giữa dầm và nhịp là liên kết cứng, đổ toàn khối lo= 0.7H , với H chiều cao tầng

 Khi lấy η = 1 (bỏ qua ảnh hưởng uốn dọc)

 Khi xét đến ảnh hưởng của uốn dọc

 Lực nén tới hạn được xác định gần đúng như sau:

Trang 29

Giả thiết sơ bộ chiều dày a, ta tính được

Tính toán theo trường hợp đặt cốt thép đối xứng

Hệ số chuyển đổi được xác định như sau :

Khi thì

Tính moment tương đương (đổi nén lệch tâm xiên ra nén lệch tâm thẳng)

Độ lệch tâm với độ lệch tâm tĩnh học

Tính độ mãnh theo 2 phương :

Tính hệ số dựa vào để phân chia bài toán thành các trường hợp tính toán

 Trường hợp 1 : nén lệch tâm rất bé khi tính toán gần như tiết diện nén đúng tâm

Trang 30

Khi lấy ; khi lấy theo công thức sau :

Diện tích toàn bộ cốt thép dọc :

Cốt thép đặt đều theo chu vi

 Trường hợp 2 : nén lệch tâm bé khi và đồng thời x1 tính toán theo trường hợp lệch tâm bé

Lấy , Theo TCXDVN 356-2005 giá trị lấy theo độ mãnh

Trang 31

<17 <83

Khi cần hạn chế sử dụng quá nhiều cốt thép người ta lấy Để đảm bảo

sự làm việc chung giữa thép và bêtông người ta thường lấy

CHƯƠNG 6: TÍNH TOÁN SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH

6.1 TÍNH TOÁN NỘI LỰC SÀN

Mô hình 2D

Trang 32

Hình 6 1 Mô hình mặt bằng sàn 2D trong safe

Mô hình 3D

Trang 33

Hình 6 2 Mô hình mặt bằng sàn 3D trong safe

6.2 MOMEN SÀN CHIA THEO STRIP.

Phương X : strip A

Hình 6 3 Momen sàn theo phương X

Trang 34

Diện tích cốt thép yêu cầu:

Tóm tắt tính toán thép cho sàn tầng điển hình:

Trang 35

Thép phân

As chọn (mm² )

%

MX+ Nhịp A-B 13.56 1000 150 25 125 0.051 Cốt đơn 0.052 303 10 150 524 0.4192

Nhịp B-D 23.56 1000 150 25 125 0.089 Cốt đơn 0.093 541 12 120 942 0.7536 Nhịp D-E 17.32 1000 150 25 125 0.065 Cốt đơn 0.067 390 10 150 524 0.4192 Nhịp E-F 12.4 1000 150 25 125 0.047 Cốt đơn 0.048 279 10 150 524 0.4192 Mx- Gối trục 2 -24.61 1000 150 25 125 0.093 Cốt đơn 0.098 571 12 150 754 0.6032

Gối trục 3 -10.81 1000 150 25 125 0.041 Cốt đơn 0.042 245 12 150 754 0.6032 Gối trục 4 -13.85 1000 150 25 125 0.052 Cốt đơn 0.053 309 12 150 754 0.6032 Gối trục 5 -23.5 1000 150 25 125 0.088 Cốt đơn 0.092 536 12 150 754 0.6032 My+ Nhịp 1-2 17.1 1000 150 25 125 0.064 Cốt đơn 0.066 384 12 120 942 0.7536

Nhịp 2-3 25.94 1000 150 25 125 0.098 Cốt đơn 0.103 600 12 120 942 0.7536 Nhịp 4-5 24.3 1000 150 25 125 0.091 Cốt đơn 0.096 559 12 120 942 0.7536 Nhịp 5-6 17.1 1000 150 25 125 0.064 Cốt đơn 0.066 384 12 120 942 0.7536 My- Gối trục B -19.87 1000 150 25 125 0.075 Cốt đơn 0.078 454 12 150 754 0.6032

Gối trục D -29.01 1000 150 25 125 0.109 Cốt đơn 0.116 675 12 150 754 0.6032 Gối trục E -8.69 1000 150 25 125 0.033 Cốt đơn 0.034 198 12 150 754 0.6032 Gối trục F,A -9.12 1000 150 25 125 0.034 Cốt đơn 0.035 204 12 200 565 0.452

Trang 36

6.4 KIỂM TRA NỨT

Theo TCVN 5574-2012 thì cấp chống nứt phụ thuộc vào điều kiện làm việc và loạithanh thép Tra bảng 2, trang 18, TCVN 5574-2012, đối với kết cấu được che phủ vàthép nhóm AI, AII, AIII thì cấp chống nứt là cấp 3 với và

- diện tích cốt thép chịu kéo

- diện tích quy đổi

- moment tĩnh của tiết diện lấy đối với mép chịu nén

- là khoảng cách từ trọng tâm tiết diện quy đổi đến điểm lõi xa vùngchịu kéo hơn cả đang được kiểm tra sự hình thành vết nứt

moment chống uốn của tiết diện lấy đối với mép chịu kéo

- lần lượt là moment quán tính đối với trục trung hòa của diện tích vùng bêtông chịu kéo, của diện tích vùng bêtông chịu nén và của diện tích cốt thép chịu kéo

Trang 37

- Moment tĩnh đối với trục trung hòa của diện tích vùng bêtông chịu nén.

Tính toán bề rộng vết nứt

Trong đó : đối với cấu kiện chịu uốn và nén lệch tâm

đối với tải trọng tác dụng ngắn hạn

đối với tải trọng tác dụng dài hạn với bêtông nặng, trong điềukiện độ ẩm tự nhiên

đối với cốt thép tròn trơn

hàm lượng cốt thép chịu kéo

đường kính cốt thép tính bằng mm

Trang 38

modun đàn hồi của thép

ứng suất trong thanh cốt thép lớp ngoài cùng đối với cấu kiệnchịu uốn

Trang 39

(mm)

h(mm)

a(mm)

Xác định vị trí trọng tâm tiết diện so với mép trên của tiết diện

Tính toán momen quán tính của toàn bộ tiết diện

Momen kháng uốn của tiết diện

Trang 40

(mm) (mm4) (mm4) (mm4) (mm3) (mm3) (KNm/

m) (kNm/m) luận91.91 25880165

Ta có

Bề rộng vết nứt nhỏ hơn giới hạn cho phép

Bề rộng vết nứt dài hạn do tác dụng đồng thời của tải trọng thường xuyên ( tĩnhtải ),tải trọng tạm thời dài hạn ( hoạt tải dài hạn ) với

Định dạng
Số trang	188
Dung lượng	4,45 MB