Thuyết minh đồ án tốt nghiệp xây dựng trường HV KTQS

Đồ án tốt nghiệp ngành xây dựng dân dụng và công nghiệp trường Học viện kỹ thuật quân sự là tài liệu để các sinh viên tham khảo trong quá trình làm đồ án. Nội dung đồ án là tính toán kết cấu công trình 15 tầng, có kể đến tải trọng gió động và động đất. Đồ án tính toán tương đối chi tiết, được hội đồng đánh giá là có tính khả thi khi áp dụng vào thực tế..

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 6

1 TÊN CÔNG TRÌNH THIẾT KẾ, ĐỊA ĐIỂM XÂY DỰNG 6

2 SỰ CẦN THIẾT PHẢI ĐẦU TƯ XÂY DỰNG 6

3 GIỚI HẠN CỦA ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 7

4 CẤU TRÚC CỦA ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 8

Chương 1.CƠ SỞ THIẾT KẾ 9

1.1.ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN 9

1.1.1.Địa hình khu vực 9

1.1.2.Khí hậu 9

1.1.3.Địa chất thủy văn 10

1.1.4.Môi trường sinh thái 10

1.2.ĐIỀU KIỆN XÃ HỘI, KỸ THUẬT 10

1.2.1 Điều kiện xã hội 10

1.2.2 Điều kiện kỹ thuật 10

Chương 2.KIẾN TRÚC 12

2.1.QUY HOẠCH TỔNG MẶT BẰNG 12

2.2.GIẢI PHÁP THIẾT KẾ KIẾN TRÚC CÔNG TRÌNH 12

2.2.1 Dây chuyền công năng, cấp công trình 12

2.2.2 Xác định diện tích công trình 14

2.2.3 Phương án thiết kế công trình 15

2.2.4 Các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật 18

2.2.5 Các bản vẽ kiến trúc 19

Chương 3.KẾT CẤU 20

3.1 LỰA CHỌN GIẢI PHÁP KẾT CẤU 20

3.1.1.Cơ sở lựa chọn giải pháp kết cấu 20

3.1.2.Lựa chọn sơ đồ kết cấu 25

3.1.3.Chọn sơ bộ kích thước tiết diện 28

3.1.3.1.Xác định kích thước sàn 28

3.1.3.2.Xác định kích thước dầm 28

3.1.3.3 Xác định kích thước cột khung 29

3.1.3.4.Xác định chiều dầy tường 31

3.2 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ KHUNG TRỤC 3 31

3.2.1.Tải trọng và tác dụng 31

3.2.1.1 Xác định tải trọng thẳng đứng 31

3.2.1.2 Xác định tải trọng ngang 32

3.2.2.Tác động của tải trọng lên mô hình 47

3.2.3.Xác định nội lực 48

3.2.4.Tổ hợp nội lực cho cấu kiện 48

3.2.5.Tính toán cốt thép và kiểm tra tiết diện 49

3.2.5.1.Tính toán cột khung trục 3 50

3.2.5.2 Tính toán cốt thép dầm khung trục 3 57

3.3 THIẾT KẾ SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH 70

3.3.1.Vật liệu sử dụng 70

3.3.2.Lựa chọn sơ đồ tính 70

3.3.3.Phân loại các ô sàn 70

3.3.4.Xác định nội lực trong các ô sàn 72

3.3.5 Tính toán cốt thép cho các ô sàn 74

3.3.6 Chọn và bố trí cốt thép sàn tầng điển hình 78

3.4 THIẾT KẾ CẦU THANG BỘ 79

3.4.1 Mặt bằng kết cấu cầu thang 79

3.4.2.Số liệu thiết kế 79

3.4.3.Tính toán cầu thang 79

3.5 THIẾT KẾ KẾT CẤU MÓNG KHUNG TRỤC 3 91

3.5.1 Địa chất công trình và địa chất thủy văn 91

3.5.2 Lựa chọn phương án móng 94

3.5.3.Các giả thiết tính toán 96

3.5.4.Tính toán móng khung trục 3 96

3.5.4.1 Vật liệu sử dụng 96

3.5.4.2.Chọn tiết diện cọc và kích thước đài cọc 96

3.5.4.3 Xác định sức chịu tải của cọc 98

3.5.4.4.Thiết kế móng dưới cột trục E-3 100

3.5.4.5 Thiết kế móng hợp khối dưới cột trục (C-3) và (D-3) 109

CHƯƠNG 4 THI CÔNG 121

4.1.ĐẶC ĐIỂM THI CÔNG CÔNG TRÌNH VÀ NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN 121

4.1.1.Đặc điểm thi công công trình 121

4.1.2 Nhiệm vụ phần Thi công 121

4.2 TÍNH TOÁN KHỐI LƯỢNG XÂY LẮP 121

4.2.1 Cơ sở tính toán 121

4.2.2 Các nội dung tính toán 121

4.2.3.Tính toán khối lượng các công tác 122

4.2.3.1.Khối lượng thi công cọc khoan nhồi 122

4.2.3.2 Khối lượng thi công đào đất 122

4.2.3.3 Khối lượng thi công bê tông móng 122

4.3 KỸ THUẬT THI CÔNG PHẦN NGẦM 123

4.3.1.Công tác chuẩn bị trước khi thi công 123

4.3.2.Thi công cọc khoan nhồi 124

4.3.2.1.Tính toán máy thi công phục vụ thi công 1 cọc 124

4.3.2.2.Kiểm tra sức chịu tải của cọc bằng phương pháp nẽn tĩnh tại hiện trường 126

4.3.2.3.Biện pháp kỹ thuật thi công cọc nhồi đại trà 127

4.3.2.4.Một số sự cố trong thi công và biện pháp sử lý 134

4.3.3.Thi công công tác đất 138

4.3.3.1.Lựa chọn phương án thi công đất 138

4.3.3.2.Kỹ thuật thi công đào đất 139

4.3.4 Thi công bê tông móng 140

4.3.4.1.Công tác đập đầu cọc 140

4.3.4.2.Công tác bê tông lót 141

4.3.4.3.Công tác cốt thép móng, giằng móng 141

4.3.4.4.Công tác ván khuôn đài móng, giằng móng 141

4.3.4.5.Công tác bê tông móng 151

4.4.TỔ CHỨC THI CÔNG PHẦN NGẦM 153

4.4.1 Lập tiến độ thi công 153

4.4.1.1.Ý nghĩa của tiến độ thi công 153

4.4.1.2.Yêu cầu và nội dung của tiến độ thi công 153

4.4.1.3.Lập tiến độ thi công công trình 154

4.4.2 Thiết kế tổng mặt bằng thi công 157

4.4.2.1 Tính toán nhà tạm trên công trường 157

4.4.2.2 Thiết kế đường trong công trường 160

4.4.2.3 Biện pháp an ninh 160

4.5 AN TOÀN LAO ĐỘNG VÀ VỆ SINH MÔI TRƯỜNG 161

4.5.1 An toàn lao động 161

4.5.1.1 An toàn lao động trong thi công cọc 161

4.5.1.2 An toàn lao động trong thi công đào đất 161

4.5.1.3 An toàn lao động trong công tác bê tong và cốt thép 162

4.5.1.4 Biện pháp an toàn khi tiếp xúc với máy móc 165

4.5.1.5 An toàn trong thiết kế tổ chức thi công 165

4.5.2 Vệ sinh môi trường 166

KẾT LUẬN 167

TÀI LIỆU THAM KHẢO 168

PHỤ LỤC TÍNH TOÁN 169

MỞ ĐẦU

1 TÊN CÔNG TRÌNH THIẾT KẾ, ĐỊA ĐIỂM XÂY DỰNG

a Tên công trình

- Trung tâm điều hành và nghiên cứu phát triển – Đại học Sao Đỏ

b Địa điểm xây dựng

- Địa danh hành chính : Công trình được xây dựng tại ô đất đã quy hoạch tạiphường Thái Học - thị xã Chí Linh – tỉnh Hải Dương

- Vị trí địa lý : Khu đất xây dựng nằm tại lô đất số N4, phố Thái Học II, thuộckhu dân cư số 4, phường Thái Học Vị trí khu đất : phía Nam tiếp giáp vớiđường Thái Học II, phía Bắc tiếp giáp với đường Nguyễn Văn Cừ, phía Đôngtiếp giáp với đường Lê Hồng Phong, phía tây tiếp giáp với đường Trần HưngĐạo

2 SỰ CẦN THIẾT PHẢI ĐẦU TƯ XÂY DỰNG

a Nhiệm vụ, chức năng của công trình

Công trình được xây dựng với chức năng là nơi làm việc của các Khoa và bộmôn của nhà trường, đồng thời là nơi làm việc và nghiên cứu khoa học - côngnghệ của các viện chuyên ngành

b Hiện trạng khu vực xây dựng

Công trình nằm trong khuôn viên của khu đất đã được quy hoạch thuộc dự ánxây dựng cơ sở vật chất của Đại học Sao Đỏ - cơ sở 2 Đây là khu đất khá rộng,bằng phẳng, địa chất ổn định, thuận lợi về giao thông đi lại và điều kiện địa lý,khí hậu Việc đảm bảo an ninh khu vực cũng như vấn đề an toàn giao thông và

vệ sinh môi trường được chính quyền cơ sở đặc biệt quan tâm Yêu cầu về cungcấp điện, nước phục vụ sinh hoạt và thi công luôn đảm bảo

c Nhu cầu phải đầu tư xây dựng

Trường Đại học Sao Đỏ được hình thành theo quyết định số TTg ngày 24/3/2101 của Thủ tướng Chính phủ Tiền thân là Trường Công nhân

376/2010/QĐ-Cơ điện Mỏ, thành lập này 15/5/1969, và Trường Công nhân 376/2010/QĐ-Cơ khí Chí Linhthành lập ngày 8/4/1975

Với truyền thống 47 năm xây dựng và phát triển, nhà trường đã đào tạo vàcung cấp cho xã hội trên 100 ngàn kỹ sư, cử nhân, thợ cả, giáo viên dạy nghề, kỹthuật viên có phẩm chất đạo đức, có tri thức và kỹ năng nghề nghiệp vững vànggóp phần vào sự nghiệp công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước.

Trong giai đoạn hiện nay, để đáp ứng nhu cầu đào tạo và nghiên cứu khoa họcngày càng phát triển, việc mở rộng và hiện đại hóa cơ sở vật chất là nhu cầu bứcthiết Vì vậy ban lãnh đạo nhà trường đã nghiên cứu và đề xuất quy hoạch xâydựng cơ sở 2 tại lô đất số N4, phố Thái Học II, thuộc khu dân cư số 4, phườngThái Học

Việc xây dựng công trình Trung tâm điều hành và nghiên cứu phát triển

thuộc cơ sở 2 với cơ sở vật chất khang trang, trang thiết bị hiện đại nhằm đápứng nhu cầu về không gian làm việc của các phòng ban, bộ môn, viện chuyênngành, là nơi nghiên cứu khoa học của cán bộ công nhân viên nhà trường

3 GIỚI HẠN CỦA ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

a Mục tiêu, nhiệm vụ của ĐATN

- Mục tiêu của đồ án :

Đồ án tốt nghiệp nhằm củng cố hóa, mở rộng và hiểu sâu nội dung và nhữngvấn đề đã được học tập và nghiên cứu của sinh viên, từ đó vận dụng một cáchtổng hợp kiến thức đã học vào giải quyết một vấn đề cụ thể thuộc phạm vichuyên môn theo chuyên ngành đã học

- Nhiệm vụ của Đồ án :

+ Tìm hiểu kiến trúc công trình

+ Thiết kế kết cấu công trình

+ Lập biện pháp kỹ thuật và biện pháp tổ chức thi công công trình

b Phạm vi giải quyết vấn đề của ĐATN

- Phần kiến trúc : Khối lượng 10%

- Phần kết cấu : Khối lượng 60 %

- Phần thi công : Khối lượng 30 %

4 CẤU TRÚC CỦA ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Chương 1.CƠ SỞ THIẾT KẾ 1.1.ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN

1.1.1.Địa hình khu vực

Địa hình khu vực khảo sát xây dựng là bãi đất rộng, tương đối bằng phẳng.Hiện trạng khu vực đã được san lấp Hạ tầng kỹ thuật khu vực xunh quanh đãđược xây dựng tương đối đồng bộ, hoàn chỉnh

Công trình nằm hoàn toàn trong khu đất của dự án nên việc bố trí mặt bằngthi công thuận lợi, không gây ảnh hưởng tới các công trình lân cận Khu đất có 4mặt giáp đường giao thông nên rất thuận lợi cho việc vận chuyển thiết bị và máymóc phục vụ thi công

1.1.2.Khí hậu

a.Nhiệt độ

Công trình nằm ở thị xã Chí Linh – tỉnh Hải Dương Có khí hậu tiêu biểu chovùng Bắc Bộ với đặc điểm của khí hậu cận nhiệt đới ẩm, mùa hè nóng, mưanhiều và mùa đông lạnh, ít mưa về đầu mùa và có mưa phùn về nửa cuối mùa.Nằm về phía bắc của vành đai nhiệt đới, thành phố quanh năm tiếp nhận lượngbức xạ mặt trời và có nhiệt độ cao Do tác động của biển, Hải Dương có độ

ẩm và lượng mưa khá lớn, trung bình 114 ngày mưa một năm Một đặc điểm rõnét của khí hậu Hải Dương là sự thay đổi và khác biệt của hai mùa nóng, lạnh.Mùa nóng kéo dài từ tháng 5 tới tháng 9, kèm theo mưa nhiều, nhiệt độ trungbình 28,1 0C Từ tháng 11 tới tháng 3 năm sau là mùa đông với nhiệt độ trungbình 18,6 0C Trong khoảng thời gian này số ngày nắng của khu vực xuống rấtthấp, bầu trời thường xuyên bị che phủ bởi mây và sương, tháng 2 trung bìnhmỗi ngày chỉ có 1,8 giờ mặt trời chiếu sáng Cùng với hai thời kỳ chuyển tiếpvào tháng 4 (mùa xuân) và tháng 10(mùa thu), khu vực xây dựng có đủ bốn mùaXuân, Hạ, Thu và Đông

b.Độ ẩm không khí

Do chịu ảnh hưởng của biển, Hải Dương có độ ẩm và lượng mưa khá lớn độ

ẩm tương đối trung bình hàng năm là 83%

c Gió

- Hướng gió mát chủ đạo về mùa Hè : Gió Đông Nam mát kèm theo mưa

- Hướng gió lạnh về mùa Đông : Gió Đông Bắc khô lạnh

- Theo tiêu chuẩn TCVN 2737 – 1995: Tải trọng và tác động, phụ lục E, bảngE1, thị xã Chí Linh thuộc vùng gió II.B

1.1.3.Địa chất thủy văn

Khu vực xây dựng có lớp đất mặt là đất mới san lấp Theo số liệu khảo sát địachất cho thấy khu vực xây dựng có nền đất ổn định, có thể xây dựng nhà caotầng sau khi được xử lý nền móng bằng cọc khoan nhồi

Nước mặt tồn tại trong hệ thống thoát nước của khu vực Nước dưới đất xuấthiện và tàng trữ cách mặt đất hiện trạng là -5,0m và nước ngầm cách mặt đấthiện trạng là -20m

1.1.4.Môi trường sinh thái

Khu vực xây dựng có điều kiện sinh thái ổn định, không khí và nước mặt tựnhiên ít bị ô nhiễm

1.2.ĐIỀU KIỆN XÃ HỘI, KỸ THUẬT

1.2.1 Điều kiện xã hội

Khu vực xây dựng có tình hình an ninh, chính trị khá ổn định

1.2.2 Điều kiện kỹ thuật

a Đường giao thông

Khu đất có 4 mặt giáp đường giao thông đã được quy hoạch và xây dựngtương đối hoàn chỉnh nên giao thông đi lại rất thuận tiện

b Thông tin liên lạc

Hệ thống thông tin liên lạc qua Tổng đài

xung quanh rất tốt và có đường điện cấp của khu vực, hệ thống đèn chiếu sángđường phố , hệ thống thông tin liên lạc trong dự án và khu vực lân cận.

Nguồn điện sử dụng cho thi công là nguồn điện 3 pha, 4 dây ( 380V/220V)được đấu nối trực tiếp vào hệ thống điện chung của khu vực

f Nguồn cung cấp vật liệu

Vị trí khu đất nằm gần trung tâm thị xã Chí Linh, gần các địa điểm cung cấpnên nguồn cấp vật liệu luôn được bảo đảm đầy đủ và kịp thời

g Tình hình nhân lực xây dựng

Sử dụng nguồn nhân lực chuyên nghiệp từ các đơn vị nhà thầu tham gia thicông xây dựng công trình

02 nhà học lý thuyết bố trí đối xứng ở 2 bên nhà Trung tâm điều hành, liên hệvới nhà Trung tâm điều hành bằng nhà cầu ở tầng 3.

Hội trường bố trí phía sau nhà Trung tâm điều hành

Hệ thống đường nội bộ được bố trí bao quanh khu nhà điều hành và giảngđường, đảm bảo giao thông đi lại thuận tiện

Phương án thiết kế tổng mặt bằng đảm bảo sự thống nhất về tổng thể giữa 2phân khu, tạo được sự liên hệ tốt giữa các hạng mục trong khu đất xây dựng vàcông trình

Giải pháp sắp xếp các hạng mục nêu trên đã đảm bảo giao thông thuận lợi,đảm bảo về khoảng lùi, về tầm nhìn, đảm bảo yêu cầu sử dụng cho xe cứu hỏakhi gặp sự cố cháy nổ

2.2.GIẢI PHÁP THIẾT KẾ KIẾN TRÚC CÔNG TRÌNH

2.2.1 Dây chuyền công năng, cấp công trình

a Cấp công trình

Công trình có tổng chiều cao 54,9m nên thuộc công trình cấp II

b Bố trí mặt bằng và công năng

- Tầng 1 : Bố trí làm chỗ đỗ xe ô tô, một phần dành cho khu vực kỹ thuật ,01

phòng bảo vệ

- Tầng 2 : Bố trí sảnh khánh tiết chính của toàn nhà Từ hành lang phân chia

vào các phòng : Tài chính kế toán, Y tế, Lưu trữ, Bộ phận văn phòng, Tiếpkhách Quốc tế, Quản lý dự án, Công tác học sinh-sinh viên, Phó Hiệu trưởng 1

- Tầng 3 : Bố trí các phòng : Tổ chức - hành chính, Nghiên cứu khoa học, Họp

giao ban, Đào tạo, Hiệu trưởng, Phó hiệu trưởng 2

- Tầng 4 : Bố trí các phòng : Quản trị đời sống, Hợp tác quốc tế, Khảo thí và

đảm bảo chất lượng, Kế hoạch kỹ thuật, Phó hiệu trưởng 3

- Tầng 5 : Bố trí các phòng : Viện cơ khí chế tạo máy, In ấn-photo, Thi đua

tuyên truyền, Truyền thống, Quản trị hệ thống máy tính, Viện cơ khí động lực,Phó hiệu trưởng 4

- Tầng 6 : Bố trí các phòng : Viện tự động hóa, Trung tâm nghiên cứu khoa học,

Trung tâm đào tạo hợp tác Quốc tế, Trung tâm công nghệ thông tin, Viện kinhtế

- Tầng 7 : Bố trí các phòng : Khoa ngoại ngữ, Khoa khoa học cơ bản.

- Tầng 8 : Bố trí các phòng : Khoa điện tử, Khoa điện.

- Tầng 9 : Bố trí các phòng : Khoa quản trị kinh doanh, Khoa công nghệ thông

tin

- Tầng 10 : Bố trí các phòng : Khoa tài chính ngân hàng, Khoa kế toán.

- Tầng 11 : Bố trí các phòng : Khoa nhiệt lạnh, Khoa cơ khí, Khoa kết cấu kim

loại

- Tầng 12 : Bố trí các phòng : Khoa xây dựng, Khoa công nghệ đóng tàu,

Khoa kiến trúc

- Tầng 13 : Bố trí các phòng : Khoa công nghệ thực phẩm, Khoa công nghệ ô

tô, Khoa kỹ thuật công trình

- Tầng 14 : Bố trí các phòng : Khoa giáo dục thể chất, Khoa du lịch, Khoa công

nghệ hóa học

- Tầng 15 : Bố trí các phòng : Tạp chí Sao Đỏ, Nhà xuất bản Sao Đỏ, Phòng hội

nghị - hội thảo, Khối đoàn thể.

2.2.2 Xác định diện tích công trình

- Diện tích các phòng được thống kê trong bảng sau :

Mặt bằng công trình dạng hình chữ nhật khuyết 4 góc và ở giữa để tạo kiếntrúc mặt đứng công trình Kích thước mặt bằng 50,3 x 21,6 (m), gồm 8 trục định

vị theo phương ngang đánh số từ 1 đến 8 và 6 trục định vị theo phương dọc làA*, A, B, C, D, E*, E

Khối làm việc được bố trí chủ yếu ở hai mặt phía Bắc và Nam, tận dụng tối đađược nguồn năng lượng tự nhiên ( gió theo mùa, ánh sáng tự nhiên ) và tạo ranhiều điểm nhìn bao quát toàn bộ khung cảnh xung quanh

Mặt bằng điển hình đáp ứng đa dạng theo yêu cầu ngăn chia các khối phòngban chức năng của nhà trường : Cho khối không gian lớn làm việc tập trung,không gian trung bình và không gian nhỏ là các phòng làm việc riêng

d Giải pháp giao thông

Giao thông theo phương ngang : Hệ thống hành lang bố trí ở giữa đảm bảogiao thông theo phương ngang thuận lợi và đảm bảo yêu cầu thoát người khi có

sự cố theo tiêu chuẩn Việt Nam

Giao thông theo phương đứng : Hệ thống thang bộ, thang máy được bố trí tạigiữa công trình, hai thang bộ thoát hiểm được bố trí tại hai góc công trình đạt

tiêu chuẩn khoảng cách phòng hỏa theo quy định tại Bảng G2a – QCVN

06:2010/BXD – Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về an toàn cháy cho nhà và công trình.

e Giải pháp hoàn thiện

- Các mảng tường bao che, tường khu vệ sinh, bậc sảnh, bậc cầu thang, cống

rãnh xây gạch đặc M75#, vữa xi măng mác 50#.

- Toàn bộ tường ngăn xây gạch rỗng tuynel loại 1, vữa xi măng mác 50#

- Tường ngoài nhà ốp đá, sơn liên doanh mà theo chỉ dẫn trên mặt đứng

- Tường trong nhà bả matit sơn liên doanh màu trắng

- Trát tường vữa xi măng mác 50#, trát trần, mái sảnh, ô văng vữa xi măng mác75# dày 15mm

- Trần, đáy dầm, lanh tô, ô văng sơn liên doanh màu trắng ( trần khu vực làmtrần thạch cao không trát )

- Trần tầng 2 đến tầng 15 làm trần giả thạch cao khung xương Vĩnh Tường

- Nền lát gạch Ceramic 600x600 giả đá màu kem trắng lót vữa xi măng mác50#

- Cửa sử dụng cửa nhựa lõi thép, kính dán an toàn 2 lớp

- Nền, sàn khu vệ sinh lát gạch Ceramic chống trơn 250x250 (mm) màu ghiđậm, tường ốp gạch men kính 250x400 (mm) cao 2100mm

- Sàn mái, sàn khu vệ sinh được xử lý chống thấm bằng sika

f Giải pháp cung cấp điện, nước

- Hệ thống cấp nước

Nước cấp được lấy từ mạng cấp nước bên ngoài khu vực qua đồng hồ đo lưulượng nước vào bể nước đặt bên ngoài của công trình Từ bể nước sẽ được phânphối qua ống chính, ống nhánh đến tất cả các thiết bị dùng nước trong công trìnhbằng hệ thống bơm áp tự động Đường ống cấp nước dùng ống thép tráng kẽm

có đường kính từ 15 đến 65 Đường ống trong nhà đi ngầm sàn, ngầm tường

và đi trong hộp kỹ thuật Đường ống sau khi lắp đặt xong đều phải được thử áplực và khử trùng trước khi sử dụng, điều này đảm bảo yêu cầu lắp đặt và yêu cầu

vệ sinh

- Hệ thống thoát nước, và thông hơi

Hệ thống thoát nước thải sinh hoạt được thiết kế cho tất cả các khu

vệ sinh trong khu nhà Có hai hệ thống thoát nước bẩn và hệ thống thoát phân.Nước thải sinh hoạt từ các xí tiểu vệ sinh được thu vào hệ thống ống dẫn, qua xử

lý cục bộ bằng bể tự hoại, sau đó được đưa vào hệ thống cống thoát nước bênngoài của khu vực Hệ thống ống đứng thông hơi 60 được bố trí đưa lên mái vàcao vượt khỏi mái một khoảng 700mm Toàn bộ ống thông hơi và ống thoátnước dùng ống nhựa PVC của Việt Nam Các đường ống đi ngầm trong tường,hộp kỹ thuật, trong trần hoặc ngầm sàn.

hồ đo điện năng riêng đặt tại hộp công tơ tập trung ở phòng kỹ thuật của từngtầng

Thang máy có nguồn điện dự phòng nằm trong một phòng có cửa chịu lửađảm bảo an toàn khi có sự cố hoả hoạn xảy ra

g Giải pháp phòng hỏa

Bố trí hộp vòi chữa cháy ở mỗi sảnh thang máy của từng tầng Vị trí của hộpvòi chữa cháy được bố trí sao cho người đứng thao tác được dễ dàng Các hộpvòi chữa cháy đảm bảo cung cấp nước chữa cháy cho toàn công trình khi cócháy xảy ra Mỗi hộp vòi chữa cháy được trang bị 1 cuộn vòi chữa cháy đườngkính 50mm, dài 30m, vòi phun đường kính 13mm có van góc Bố trí một bơmchữa cháy đặt trong phòng bơm (được tăng cường thêm bởi bơm nước sinh hoạt)bơm nước qua ống chính, ống nhánh đến tất cả các họng chữa cháy ở các tầngtrong toàn công trình Bố trí một máy bơm chạy động cơ điezel để cấp nướcchữa cháy khi mất điện Bơm cấp nước chữa cháy và bơm cấp nước sinh hoạtđược đấu nối kết hợp để có thể hỗ trợ lẫn nhau khi cần thiết Bể chứa nước chữa

cháy được dùng kết hợp với bể chứa nước sinh hoạt được bố trí bên ngoài nhà,luôn đảm bảo dự trữ đủ lượng nước cứu hoả yêu cầu, trong bể có lắp bộ điềukhiển khống chế mức hút của bơm sinh hoạt Bố trí hai họng chờ bên ngoài côngtrình Họng chờ này được lắp đặt để nối hệ thống đường ống chữa cháy bêntrong với nguồn cấp nước chữa cháy từ bên ngoài Trong trường hợp nguồnnước chữa cháy ban đầu không đủ khả năng cung cấp, xe chữa cháy sẽ bơmnước qua họng chờ này để tăng cường thêm nguồn nước chữa cháy, cũng nhưtrường hợp bơm cứu hoả bị sự cố hoặc nguồn nước chữa cháy ban đầu đã cạnkiệt.

h Giải pháp kỹ thuật khác

Công trình có hệ thống chống sét đảm bảo cho các thiết bị điện không bị ảnhhưởng : Kim thu sét, lưới dây thu sét chạy xung quanh mái, hệ thống dây dẫn vàcọc nối đất theo quy phạm chống sét hiện hành

2.2.4 Các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật

lv x

F K F

* Hệ số lợi dụng khối tích K 2 : K2 =

d 51004,2 4,8210589,22

x lv

3.1 LỰA CHỌN GIẢI PHÁP KẾT CẤU

3.1.1.Cơ sở lựa chọn giải pháp kết cấu

Lựa chọn hệ kết cấu chịu lực cho công trình có vai trò quan trọng tạo tiền đề

cơ bản để người thiết kế có được định hướng thiết lập mô hình, hệ kết cấu chịulực cho công trình, đảm bảo yêu cầu về độ bền, ổn định, phù hợp với yêu cầukiến trúc, thuận tiện cho sử dụng và đem lại hiệu quả kinh tế

Trong thiết kế kết cấu nhà cao tầng, việc chọn giải pháp kết cấu có liên quanđến vấn đề bố trí mặt bằng, hình thể khối đứng, độ cao tầng, thiết bị điện,đường ống, yêu cầu thiết bị thi công, tiến độ thi công, đặc biệt là giá thành côngtrình và sự làm việc hiệu quả của kết cấu đã chọn

3.1.1.1 Đặc điểm chủ yếu của nhà cao tầng

Xét về mặt kết cấu, một ngôi nhà được xem là cao tầng khi mà độ bền vững

và chuyển vị của nó do tải trọng ngang quyết định Từ nhà thấp tầng đến nhàcao tầng có một sự chuyển tiếp quan trọng từ phân tích tĩnh học sang phân tíchđộng học Thiết kế nhà cao tầng so với nhà thấp tầng đặt ra một nhiệm vụ quantrọng cho kỹ sư kết cấu trong việc lựa chọn giải pháp kết cấu chịu lực cho côngtrình Việc chọn các hệ kết cấu chịu lực khác nhau có liên quan chặt chẽ đến cácvấn đề bố trí mặt bằng, hình khối, độ cao tầng, các yêu cầu kỹ thuật thi công,

tiến độ và giá thành xây dựng Trong nhà cao tầng phải chú ý giải quyết tốt cácyêu tố sau :

- Ảnh hưởng của tải trọng ngang do gió và động đất

- Chuyển vị ngang tại tầng nhà và chuyển vị lệch giữa các mức tầng nhà

Trong kết cấu nhà cao tầng, nội lực, chuyển vị do tải trọng ngang sinh ra tănglên đáng kể theo độ cao Áp lực gió, động đất là các nhân tố chủ yếu của thiết

kế kết cấu Nếu xem công trình như một thanh Công xôn ngàm tại mặt đất thìlực dọc tỉ lệ với chiều cao, mô men do tải trọng ngang tỉ lệ với bình phươngchiều cao

- M = P H ( Tải trọng tập trung )

- M = q H2/2 ( Tải trọng phân bố đều )

Chuyển vị ngang do tải trọng tỉ ệ thuận với lũy thừa bậc 4 của chiều cao :

-   P H3/ 3EJ ( Tải trọng tập trung )

-   q H4 / 8EJ ( Tải trọng phân bố đều )

Trong đó :

P – Tải trọng tập trung; q – Tải trọng phân bố; H – Chiều cao công trình

Do vậy tải trọng ngang của nhà cao tầng trở thành nhân tố chủ yếu của thiết kếkết cấu

b.Hạn chế chuyển vị

Theo sự tăng lên của chiều cao nhà, chuyển vị ngang tăng lên rất nhanh.Trong thiết kế kết cấu không chỉ yêu cầu thiết kế có đủ khả năng chịu lực màcòn yêu cầu kết cấu có đủ độ cứng Khi chuyển vị ngang lớn thì thường gây ra

các hậu quả :

- Làm kết cấu tăng thêm nội lực phụ, đặc biệt là kết cấu đứng : khi chuyển vịtăng lên đẫn đến độ lệch tâm tăng lên theo, do vậy nội lực tăng, nếu vượt quákhả năng chịu lực của kết cấu sẽ làm công trình sụp đổ

- Làm cho người sống và làm việc trong công trình cảm thấy khó chịu và hoảng

sợ, ảnh hưởng đến công tác và sinh hoạt

- Làm tường và một số trang trí xây dựng bị nứt và phá hỏng, làm cho ray thangmáy bị biến dạng, hệ thống điện và đường ống kỹ thuật bị phá hoại

Do vậy thiết kế kết cấu nhà cao tầng cần chú ý giải quyết hạn chế chuyển vịngang của công trình

c.Giảm trọng lượng bản thân

- Xét về sức chịu tải của nền đất, nếu cùng một cường độ thì khi giảm trọnglượng bản thân kết cấu có thể nâng thêm số tầng

- Xét về mặt dao động, giảm trọng lượng bản thân tức là giảm khối lượng thamgia dao động, như vậy giảm được giá trị thành phần động của tải trọng gió vàđộng đất

- Xét về mặt kinh tế, giảm trọng lượng bản thân kết cấu sẽ tiết kiệm được vậtliệu, giảm giá thành công trình, bên cạnh đó còn tằng được không gian sử dụng.Như vậy, trong thiết kết kết cấu nhà cao tầng cần quan tâm đến việc giảmtrọng lượng bản thân kết cấu

3.1.1.2.Các hệ kết cấu cơ bản của nhà cao tầng

Các hệ kết cấu BTCT toàn khối được sử dụng phổ biến trong các nhà cao tầngbao gồm : hệ kết cấu khung, hệ kết cấu tường chịu lực, hệ khung – vách hỗnhợp, hệ kết cấu hình ống, hệ kết cấu hình hộp Việc lựa chọn hệ kết cấu dạngnày hay dạng khác phụ thuộc vào điều kiện cụ thể của công trình, công năng sửdụng, chiều cao nhà và độ lớn của tải trọng ngang ( động đất, gió )

a Hệ kết cấu khung

Hệ kết cấu khung chịu lực được tạo thành từ các thanh đứng ( cột ) và cácthanh ngang ( dầm ), liên kết cứng tại các chỗ giao nhau giữa chúng là nút Cáckhung phẳng liên kết với nhau bằng các thanh ngang tạo thành khung khônggian Hệ kết cấu khung có khả năng tạo ra các không gian lớn, linh hoạt thíchhợp với các công trình công cộng Hệ kết cấu khung có sơ đồ làm việc rõ ràng ,nhưng lại có nhược điểm là kém hiệu quả khi chiều cao công trình lớn Trongthực tế kết cấu khung BTCT được sử dụng cho các công trình có chiều cao đến

20 tầng đối với cấp phòng chống động đất  7; 15 tầng đối với nhà trong vùng

độ cao không quá 40 tầng đối với cấp phòng chống động đất  7 Độ cao giớihạn bị giảm đi nếu cấp phòng chống của nhà cao hơn.

c Hệ kết cấu khung – giằng

Hệ kết cấu khung – giằng được tạo ra bằng sự kết hợp hệ thống khung và hệthống vách cứng Hệ thống vách cứng thường được tạo ra tại khu vực cầu thang

bộ, cầu thang máy, khu vệ sinh chung hoặc ở các tường biên, là các khu vực cótường liên tục nhiều tầng Hệ thống khung được bố trí tại các khu vực còn lạicủa ngôi nhà Hệ thống khung và vách được liên kết với nhau qua hệ kết cấusàn Trong trường hợp này hệ sàn liền khối có ý nghĩa rất lớn Thường trong hệthống kết cấu này hệ thống vách đóng vai trò chủ yếu chịu tải trọng ngang, hệkhung chủ yếu được thiết kế để chịu tải trọng thẳng đứng Sự phân rõ chức năngnày tạo điều kiện để tối ưu hóa các cấu kiện, giảm bớt kích thước cột và dầm,đáp ứng được yêu cầu của kiến trúc

Hệ kết cấu khung – giằng tỏ ra là hệ kết cấu tối ưu cho nhiều loại công trìnhcao tầng Loại kết cấu này sử dụng hiệu quả cho các ngôi nhà đến 40 tầng Nếucông trình được thiết kế cho vùng có động đất cấp 8 thì chiều cao tối đa là 30tầng, 20 tầng cho vùng động đất cấp 9

d Hệ thống kết cấu đặc biệt ( bao gồm hệ khung không gian ở các tầng dưới,còn phía trên là hệ khung giằng )

Đây là loại kết cấu đặc biệt được ứng dụng cho các công trình mà ở các tầngdưới đòi hỏi không gian lớn Hệ kết cấu này có phạm vi ứng dụng giống hệ kếtcấu khung giằng, nhưng khi thiết kế cần đặc biệt quan tâm đến hệ thống khungkhông gian ở các tầng phía dưới và kết cấu của tầng chuyển tiếp từ hệ thốngkhung không gian sang hệ thống khung – giằng Phương pháp thiết kế cho hệkết cấu này nhìn chung là phức tạp, đặc biệt là vấn đề thiết kế kháng chấn

e Hệ kết cấu hình ống

Hệ kết cấu hình ống có thể được cấu tạo bằng một sống bao xung quanh nhàgồm hệ thống cột, dầm, giằng và cũng có thể được cấu tạo thành hệ thống ốngtrong ống Trong nhiều trường hợp người ta cấu tạo ống ở phía ngoài, còn phía

trong nhà là hệ thống khung hoặc vách cứng hoặc kết hợp khung và vách cứng.

Hệ thống kết cấu hình ống có độ cứng theo phương ngang lớn, thích hợp choloại công trình có chiều cao trên 25 tầng, các công trình có chiều cao dưới 25tầng thì loại kết cấu này ít được sử dụng Hệ kết cấu hình ống có thể sử dụngcho loại công trình có chiều cao tới 70 tầng

f Hệ kết cấu hình hộp

Đối với công trình có độ cao lớn và kích thước mặt bằng lớn, ngoài việc tạo ra

hệ thống khung bao quanh làm thành ống người ta còn tạo ra các vách phíatrong bằng hệ thống khung với mạng cột xếp thành hàng Hệ kết cấu đặc biệtnày có khả năng chịu lực ngang lớn, thíc hợp cho các công trình rất cao, có thểlên tới 100 tầng

3.1.2.Lựa chọn sơ đồ kết cấu

* Lựa chọn giải pháp kết cấu chính

Qua phân tích sơ bộ như trên ta thấy mỗi hệ kết cấu cơ bản của nhà cao tầng

đều có ưu, nhược điểm riêng Đối với công trình Trung tâm điều hành và nghiên

cứu phát triển có chiều cao tầng không quá lớn ( 15 tầng ), có yêu cầu phân chia

không gian linh hoạt, các phòng làm việc, hội trường, phòng họp có không gianlớn Vậy để thỏa mãn các yêu cầu của kiến trúc và kết cấu đặt ra cho một nhà caotầng ta chọn biện pháp sử dụng hệ hỗn hợp là hệ được tạo thành sự kết hợp giữa

hai hoặc nhiều hệ cơ bản Trong các hệ kết cấu trên thì hệ kết cấu khung – giằng

tỏ ra là hệ kết cấu tối ưu phù hợp với công trình Trong hệ kết cấu này, việc sửdụng kết cấu lõi (lõi thang máy) chịu tải trọng ngang và thẳng đứng với khung

sẽ làm tăng hiệu quả chịu lực của toàn hệ kết cấu lên rất nhiều đồng thời nângcao hiệu quả không gian sử dụng Đặc biệt có sự hỗ trợ của lõi làm giảm tải

trọng ngang tác dụng vào từng khung Sự làm việc đồng thời của khung và lõi

là ưu điểm nối bật của hệ kết cấu này Việc thiết kế và thi công hệ kết cấu nàykhông quá phức tạp, đảm bảo kết cấu làm việc hiệu quả và giảm giá thành côngtrình

* Lựa chọn giải pháp kết cấu sàn

Kết cấu sàn được gặp chủ yếu trong các nhà nhiều tầng Đặc điểm chủ yếucủa kết cấu sàn là nó nằm ở vị trí nằm ngang, chịu tải trọng thẳng đứng (theophương vuông góc với mặt sàn)

Kết cấu sàn được tựa lên các kết cấu đỡ ( gối tựa ) theo phương đứng làtường, cột, khung Dưới tác dụng của tải trọng đứng kết cấu sàn làm việc chịuuốn

Trong nhà nhiều tầng, kết cấu sàn còn làm nhiệm vụ vách cứng nằm ngang đểphân chia không gian theo phương đứng, đồng thời truyền tải trọng gió lên cáckết cấu chịu lực chính là hệ khung, vách cứng đứng và lõi cứng

Trong công trình, hệ kết cấu sàn có ảnh hưởng rất lớn đến sự làm việc khônggian của kết cấu Việc lựa chọn phương án sàn hợp lý là rất quan trọng Do vậycần phải có sự phân tích đúng để lựa chọn ra phương án phù hợp với kết cấucông trình

Căn cứ đặc điểm mặt bằng kiến trúc và hệ kết cấu chịu lực chính là hệ khung

– giằng, lựa chọn phương án sàn sườn bê tông cốt thép toàn khối Cấu tạo gồm

hệ dầm và bản sàn.Hệ kết cấu sàn liên kết các khung ngang lại với nhau tạothành kết cấu không gian có độ cứng lớn

Việc sử dụng phương án sàn sườn toàn khối có ưu điểm : Tính toán đơn giản,chiều dày sàn nhỏ nên tiết kiệm vật liệu ( bê tông và thép ), do vậy giảm đáng kểtải trọng bản thân kết cấu Hiện nay đây là hệ kết cấu đang được sử dụng phổbiến trong các công trình xây dựng ở nước ta với công nghệ thi công phong phú,công nhân lành nghề, chuyên nghiệp nên thuận tiện cho việc lựa chọn côngnghệ, tổ chức thi công

* Kết luận :

- Lựa chọn giải pháp kết cấu chính là hệ khung – giằng

- Lựa chọn giải pháp sàn là hệ sàn sườn bê tông cốt thép toàn khối

Cường độ: Rb = 14,5 Mpa

Mô đun đàn hồi: Eb = 30*103 MpaPoat-xông:  = 0.2

Hệ số biến dạng nhiệt: 1*10-5 (1/độ)Đài cọc, giằng

móng, cọc

khoan nhồi

B22,5(mác 300)

Cường độ: Rb = 13 Mpa

Mô đun đàn hồi: Eb = 28,5*103 MpaPoat-xông:  = 0.2

Hệ số biến dạng nhiệt: 1*10-5 (1/độ)Các kết cấu phụ:

Lanh tô, ô văng,

cầu thang

B20(mác 250)

- Thép dọc: CIII, D10: Rs=365 Mpa,Es=200000 Mpa

- Thép dọc: CII, D < 10: Rs=225 Mpa,Es=210000 Mpa

- Thép đai: CII, D < 10: Rsw=225 Mpa,Es=210000 MpaKết cấu chịu lực

phụ: lanh tô, ô

văng,…:

- Thép dọc: CII có: Rs=280 Mpa,Es=210000 Mpa

- Thép đai: CI có 10: Rsw=175 MpaEs=210000 MpaHoặc tương đương

3.1.3.Chọn sơ bộ kích thước tiết diện

3.1.3.1.Xác định kích thước sàn

Lựa chọn sơ bộ chiều dầy sàn được tính toán theo hướng dẫn của tài liệu “Sànsườn bê tông toàn khối ” – Nhà xuất bản Xây dựng của Gs.Ts Nguyễn Đình Cống :

+ m- hệ số phụ thuộc loại bản, với bản kê 4 cạnh m=4045

+ l – nhịp tính toán theo phương cạnh ngắn của ô sàn

Do có nhiều loại ô sàn với kích thước và tải trọng khác nhau nên dẫn đếnchiều dày sàn khác nhau.Để thuận tiện cho tính toán và thi công, ta chọn ô sànđiển hình để tính toán sơ bộ chiều dày sàn cho công trình đó là ô sàn S2- kíchthước :4750x4800mm để tính toán cho toàn bộ các ô sàn

+ L: nhịp dầm - là khoảng cách tim cột mà dầm vượt qua

Việc lựa chọn kích thước dầm ngoài đảm bảo được khả năng chịu lực cònphải đáp ứng được các yêu cầu của kiến trúc như : Bố cục mặt bằng, chiều caothông thủy, chiều cao tầng Chọn sử dụng kết cấu dầm khung ngang chịu lực có

kích thước thống nhất như sau : bdxhd = 400x700 mm cho các dầm từ trục 2 đếntrục 7 ; bdxhd = 220x600 mm dầm dọc trục B-(2-7); Các dầm khác kích thướcchọn theo công thức tính toán sơ bộ và yêu cầu kiến trúc, kích thước cụ thể theo

Phụ lục chương 3 và thể hiện chi tiết trong bản vẽ KC-01.



+ k = (1,2 - 1,5)- hệ số kể đến ảnh hưởng của lệch tâm, độ mảnh ,lấy hệ số 1,2

+ F- diện tích tiết diện ngang của cột; F = bc x hc

+ Rb - cường độ chịu nén tính toán của bê tông Bê tông B25 Có Rb = 14,5 103

kN/m2

+ N- lực nén lớn nhấtcó thể xuất hiện trong cột, được tính theo công thức gầnđúng sau: N= ms.q.Fs , trong đó :

- ms : số sàn phía trên tiết diện cột đang xét ( ms = 15 )

- q : tải trọng tính trên mỗi mét vuông mặt sàn (kN/m2) Với nhà có bề dày sàn

từ 1014 cm,chọn sơ bộ q = 1014 kN/m2.Chọn q = 10kN/m 2 để tính toán.

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

Diện tích truyền tải

cột C1, C2 - trục 3

6

Ta chọn tiết diện cột với trường hợp nguy hiểm nhất là cột tầng dưới cùng và

có diện tích truyền tải lớn nhất Xét cột trục 3-C và 3-A có diện tích truyền tảinhư hình vẽ :

+ Diện tích sơ bộ cột C1 : F1 = 3

15 10 6 7,21,2

14,5 10

  



 = 0,54m2.+ Diện tích sơ bộ cột C2 : F1 = 3

15 10 4,8 7,21,2

14,5 10



 = 0,43m2.Trong nhà cao tầng, theo chiều cao từ móng đến mái lực nén trong cột giảmdần Để đảm bảo sự hợp lý về mặt sử dụng vật liệu thì càng lên cao ta nên giảmkhả năng chịu lực của cột Việc giảm này có thể thực hiện bằng cách : Giảmkích thước tiết diện cột hoặc giảm cốt thép trong cột Trong cách cách này thìviệc giảm lượng cốt thép trong cột là đơn giản hơn nhưng phạm vi điều chỉnhkhông lớn Cách giảm kích thước tiết diện là hợp lý hơn về mặt chịu lực nhưnglàm phức tạp hơn cho quá trình thi công Thông thường nên chọn kết hợp cả 2cách trên

Tóm lại ta chọn sơ bộ tiết diện các cột cho toàn bộ công trình như sau :

* Kiểm tra điều kiện ổn định của cột :

Xét cột có độ mảnh nhỏ nhất ( 400x700 mm ), độ mảnh  với kết cấu chịunén lệch tâm được hạn chế như sau :

+ Hồ sơ kiến trúc công trình.

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

+ TCXD 229 : 1999 – Tính toán thành phần động tải trọng gió

+ TCVN 9386 : 2012 – Thiết kế công trình chịu động đất

- Tải trọng tác dụng lên khung gồm tải trọng thẳng đứng và tải trọng ngang; cáctải trọng này lại phân ra hai loại: Tĩnh tải và Hoạt tải

3.2.1.1 Xác định tải trọng thẳng đứng

a Tĩnh tải

Tĩnh tải bao gồm tải trọng bản thân các kết cấu như cột, dầm, sàn và các váchngăn, lớp lót, lớp cách âm, cách nhiệt, tải trọng thang máy Ta chỉ cần xác định

tải trọng do các lớp sàn và tải trọng các vách tường truyền vào khung tải trọngbản thân của các phần tử cột, dầm, sàn, vách cứng do chương trình tự tính toán

và công vào khi ta khai báo hệ số trọng lượng bản thân vào chương trình

ETABS 9.7.4 Giá trị tĩnh tải được tính toán trong Phụ lục chương 3

Bảng trọng lượng riêng của vật liệu

Loại vật liệu Đơn vị Trọng lượng riêng - 

- Bê tông hoặc Bê tông cốt thép kN/m3 2,50

Khi tính toán dầm chính, dầm phụ, bản sàn, cột và móng tải trọng toàn phầncủa hoạt tải được phép giảm như sau :

+ Đối với các phòng nêu ở mục 1, 2, 3, 4, 5- Bảng 3: TCVN 2737:1995 nhân với

hệ số A1 ( khi A > A1 = 9m2 ) :

0,60,4 +

A / A+ Đối với các phòng nêu ở mục 6, 7, 8, 10, 12, 14- Bảng 3: TCVN 2737:1995nhân với hệ số A2 ( khi A > A2 = 36m2 ) :

0,50,5 +

cao H = 54,9m > 40m nên ta phải kể đến thành phần động của tải trọng gió trongtính toán.

Tải trọng gió là tải trọng tác dụng theo bề mặt công trình, tùy theo từngtrường hợp mà được quy đổi và gán lên mô hình kết cấu dưới các dạng sau :

- Tác dụng lên cột biên dưới dạng lực phân bố

- Tác dụng lên dầm biên của các tầng dưới dạng lực phân bố

- Tác dụng lên một điểm trên sàn của các tầng dưới dạng lực tập trung

a1.Xác định thành phần tĩnh của gió theo phương X, Y

Giá trị tính toán thành phần tĩnh của tải trọng gió tác dụng lên tầng thứ j củacông trình được xác định theo công thức (theo mục 6.3- TCVN 2737:1995) :

W Tj = .W 0 k j c.B j h j (1)

Trong đó :

-  : Hệ số độ tin cậy của tải trọng gió,  = 1,2

- W 0 : Giá trị áp lực gió, phụ thuộc vào vùng gió tại địa điểm xây dựng côngtrình ( tra bảng 4 – TCVN 2737:1995) Công trình xây dựng tại thị xã Chí Linh,

thuộc vùng gió II.B, dạng địa hình B có áp lực gió tiêu chuẩn W 0 = 0,95 kN/m 2

- kj : Hệ số kể đến sự thay đổi của áp lực gió theo độ cao ( bảng 5-TCVN2737:1995)

- c : Hệ số khí động

- Bj và hj : Bề rộng đón gió và chiều cao của tầng thứ j

Trong công thức (1), tải trọng gió WTj là tổng tải trọng tác dụng lên 1 tầng,được tính toán dưới dạng lực tập trung Khi quy đổi tải trọng gió thành lực tậptrung để gán vào các mức sàn cần lưu ý :

- Hệ số khí động c bao gồm cả gió đẩy ( cđẩy) và gió hút (chút) Đối với mặt bằnghình chữ nhật c = 1,4 ( bao gồm cđẩy = 0,8 và chút = 0,6 )

a2 Xác định thành phần động của gió theo phương X, Y

Bản chất của thành phần động là phần tăng thêm tác dụng của tải trọng giólên công trình có dao động, xét đến ảnh hưởng của lực quán tính sinh ra do khốilượng bản thân công trình khi dao động bởi các xung của luồng gió

Để tính được thành phần động của tải trọng gió, ta cần xác định được số dạngdao động cần tính tải gió động, hình dạng, giá trị, biên độ dao động theo cácphương X, Y và khối lượng các tầng.

Bài toán dao động riêng được thực hiện nhờ phần mềm tính toán kết cấuETABS 9.7.4 Kết quả các dạng dao động riêng tìm được cùng chu kỳ, tần sốcủa chúng được sử dụng để tính toán thành phần động của tải trọng gió và tảitrọng động đất Để xác định dao động riêng của công trình, ta sử dụng mô hìnhtính toán không gian Khai báo các đặc trưng của công trình trong chương trìnhEtabs như sau :

- Khối lượng các tầng dùng để tính toán dao động được tổ hợp từ các trường hợptải trọng đặt vào trọng tâm mỗi tầng

- Tổ hợp khối lượng dùng để tính toán dao động : Mass = TT+0,5 HT

Bảng chu kì và tần số dao động ( Kết quả từ phân tích mô hình Etabs )

SumUY1

2 2,451 8,7487 7,5115 0 72,657 8,6731

84 6 06 76 043

2,02065

0,000336

62,467

53 0

72,6581

71,140644

0,88231

6,129941

0,4814

57 0

78,78804

71,622095

0,73757

6,639997

0,6450

34 0

85,42803

72,267136

0,54082

0,005247

13,714

74 0

85,43328

85,981867

0,49290

1,431144

0,5730

73 0

86,86443

86,554948

0,35524

2,904094

0,1935

11 0

89,76852

86,748459

0,33439

1,590069

0,0041

07 0

91,35859

86,7525610

0,25172

0,087606

3,2504

71 0

91,44619

90,0030311

0,24857

0,023789

1,8903

87 0

91,46999

91,8934212

0,20931

2,402809

0,0536

21 0

93,8728

91,94704

Trong mỗi dạng dao động đều có thành phần dao động theo phương X, Y vàxoắn quanh trục Z (UX,UY,UZ) Tuy nhiên các công thức tính gió hiện naytrong tiêu chuẩn 2737:1995 đều dựa trên bài toán phẳng(bài toán thanh công xon

có hữu hạn khối lượng tập trung) Để phù hợp với lí thuyết tính toán, trong mỗidạng dao động riêng, ta chỉ xét thành phần dao động chủ yếu của dạng đó ( thểhiện qua phần trăm khối lượng tham gia dao động) và bỏ qua các thành phầncòn lại

Theo TCVN 2737-1995 đối với các công trình bê tông cốt thép , xây dựngtrong vùng gió II.B có:=0,3 do đó fL=1,3 Với các công trình có tần số daođộng riêng cơ bản thứ s, thỏa mãn bất đẳng thức: fs<fL<fs+1 thì cần tính toánthành phần động của tải trọng gió với s dạng dao động đầu tiên

Giá trị tiêu chuẩn thành phần động của tải trọng gió tác dụng lên phần thứ j(có độ cao là zj của công trình) ứng với dạng dao động riêng thứ i được xác địnhtheo công thức sau:

Wp(ji) = M j  i i.Yji

trong đó:

hoặc kN)

- MJ : Khối lượng tập trung của phần công trình thứ j (kN)

Story Diaphragm MassX MassY

i

γ.w

ε =940.f

trong đó :

-  : hệ số tin cậy của tải trọng gió ,lấy  = 1,2;

- Wo: giá trị của áp lực gió(kN/m2) ; Wo=0,95 (kN/m2);

- fi : tần số dao động riêng thứ i (Hz);

- yji: dịch chuyển ngang tỉ đối của trọng tâm phần công trình thứ j ứng với dạng

dao động thứ i, không thứ nguyên

Ux

ji

y H



;Trong đó:

- Ux: chuyển vị được ETABS đưa ra ;

- H: chiều cao dịch chuyển tại tầng tương ứng được tính từ mặt ngàm công trình(từ mặt trên móng);

+ i: hệ số được xác định bằng cách chia công trình thành n phần, trong phạm vimỗi phần có thể coi phần tải trọng gió coi như không đổi:

1 2 1

.W

n ji

i n

ji j j

WFj W j i

với Wjlà giá trị tiêu chuẩn thành phần tĩnh của áp lực gió, tác dụng lên phần thứ

j ứng với độ cao zi so với mốc chuẩn, (kG/m2)

Wj W 0k c zj

- W0: giá trị của áp lực gió tiêu chuẩn lấy theo vùng áp lực gió trong TCVN2737-1995.Ứng với vùng IIB thì W0=95 kG/m2;

- c: hệ số khí động lấy theo bảng 6 trong TCVN 2737-1995, không thứ nguyên;

- kzi: hệ số, không thứ nguyên, tính đến sự thay đổi của áp lực gió: kzi phụ thuộcvào độ cao zi, mốc chuẩn để tính cao độ và dạng địa hình tính toán Các giá trị

của kzi được lấy theo bảng 5 - TCVN 2737-1995.

- k: hệ số áp lực động của tải trọng gió ở độ cao z theo từng dạng địa hình tratheo bảng 8-TCVN 2737-1995; dạng địa hình B

- : hệ số tương quan không gian áp lực động của tải trọng gió ứng với các dạngdao động khác nhau của công trình, không thứ nguyên Khi tính toán với dạngdao động thứ nhất,  lấy bằng 1 được xác định theo bảng 10 – TCVN 2737-1995,phụ thuộc vào các tham số  và , các tham số này được xác định theobảng 11- TCVN 2737-1995;

- Các dạng dao động của công trình theo 2 phương X và Y :

 tra bảng 2 TCVN 229 :1999 ta đựơc tần số giới hạn fL=1.3

Vậy tính toán thành phần động của tải trọng gió theo phương OX với 2 dạngdao động đầu tiên là Mode 1, Mode 2 Thành phần động của tải trọng gió theophương OY với 1 dạng dao động là Mode 1

*Tính toán thành phần động của tải trọng gió theo phương OX :

+ Mj, yji- có ý nghĩa như trên.

+ Thành phần WFi được xác định theo công thức:

WFi=WJ.i.Si.ni.+ I: Hệ số áp lực động của tải trọng gió, ở độ cao ứng với phần thứ j của côngtrình ,không thứ nguyên Các giá trị của i lấy theo TCVN 2737:1995 và đượccho theo bảng 3 (Chỉ dẫn tính toán thành phần động của tải trọng gió theoTCVN 229: 1999)

+ WJ : Giá trị tiêu chuẩn của thành phần tĩnh của áp lực gió tác động lên phầnthứ j của công trình

+ Si = hj Lj : Diện tích đón gió của phần thứ j của công trình (m2)

+ ni : Hệ số tương quan không gian áp lực động của tải trọng gió ứng với dạngdao động khác nhau của công trình, không thứ nguyên ,phụ thuộc vào các tham

số  Bề mặt đón gió của công trình có dạng chữ nhật song song với mặtphẳng OYZ

Hệ tọa độ khi xác định hệ sốtương quan không gian

+ Hệ số động lực i xác định phụ thuộc vào thông số i và độ giảm loga của daođộng () :

- Thông số i được xác định theo công thức :

γ.w 1,2.950

940.f2 940.0,49+ Độ giảm loga của dao động  = 0,3 ;đối với công trình bằng BTCT.Vậy theo

đồ thị hình 2 TCXD :229-1999 (đường cong 1) ta xác định được hệ số động lực

i  1= 1,917, 2= 1,758

- Xác định thành phần động của tải trọng gió :

+ Giá trị tiêu chuẩn thành phần động của tải trọng gió tác dụng lên phần thứ jứng với dạng dao động riêng thứ i được xác định theo công thức sau:

Wp( ji) M j  i i.Yji

+ Giá trị tính toán thành phần động của tải trọng gió được xác định theo công

thức sau : Wp( ji)tt Wp( ji) .

Trong đó :

+  - hệ số tin cậy của tải trọng gió ,lấy bằng 1,2;

+  - hệ số điều chỉnh tải trọng theo thời gian; lấy  = 1,0;

- Giá trị tính toán TT gió theo phương OX trình bày trong Phụ lục chương 3

*Tính toán thành phần động của tải trọng gió theo phương OY :

+ Mj, yji- có ý nghĩa như trên

+ Thành phần WFi được xác định theo công thức:

+ WJ : Giá trị tiêu chuẩn của thành phần tĩnh của áp lực gió tác động lên phầnthứ j của công trình.

+ Si = hj Lj : Diện tích đón gió của phần thứ j của công trình (m2)

+ ni : Hệ số tương quan không gian áp lực động của tải trọng gió ứng với dạngdao động khác nhau của công trình, không thứ nguyên ,phụ thuộc vào các tham

số  Bề mặt đón gió của công trình có dạng chữ nhật song song với mặtphẳng OXZ

Hệ tọa độ khi xác định hệ sốtương quan không gian