thiết kế khách sạn ibis saigon south

KIẾN TRÚC

TÍNH SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH

Khái niệm chung về sàn

Sàn là cấu trúc chịu lực chính, tiếp nhận tải trọng từ công trình và truyền tải trọng này lên dầm Từ dầm, tải trọng sẽ tiếp tục được truyền lên cột và cuối cùng xuống móng.

Bản loại dầm là loại bản sàn được kết nối ở một hoặc hai cạnh đối diện, chịu tải phân bố đều Khi bản chịu uốn theo phương có liên kết, nó được gọi là bản một phương hay bản loại dầm.

Bản kê bốn cạnh là loại bản có liên kết ở tất cả bốn cạnh, cho phép tải trọng tác dụng được truyền đến các liên kết theo cả hai phương Loại bản này, thường được gọi là bản hai phương, chịu uốn hai phương và có vai trò quan trọng trong thiết kế kết cấu.

Sàn có hệ dầm trực giao được thiết kế với các ô bản lớn nhằm giảm chiều dày và độ võng của sàn, đồng thời hạn chế hiện tượng rung lắc trong quá trình sử dụng Để đạt được điều này, các dầm phụ thường được bố trí theo hai phương thẳng góc tại các vị trí giao nhau mà không cần cột đỡ Loại sàn này rất phổ biến trong các công trình dân dụng và công nghiệp.

Sàn ô cờ là một loại sàn bản kê đặc biệt, được cấu trúc bởi hệ dầm trực giao, chia mặt sàn thành các ô giống như bàn cờ Khoảng cách giữa các dầm không vượt quá 2m và tỷ số L2/L1 của mặt sàn tối đa là 1,5 Hệ dầm này có thể được bố trí song song với cạnh sàn hoặc nghiêng 45 độ Sàn ô cờ thường được sử dụng trong các không gian như sảnh, thư viện và phòng họp.

Sàn gạch bọng là loại sàn được cấu tạo từ gạch bọng kết hợp với bê tông, đặc biệt phù hợp cho các công trình yêu cầu cách âm cao như bệnh viện, trường học và cơ quan.

Sàn panel lắp ghép là giải pháp xây dựng hiệu quả, sử dụng các tấm panel đặc hoặc rỗng được chế tạo sẵn và liên kết với nhau Loại sàn này thường được áp dụng trong các công trình lắp ghép, đặc biệt là những nơi có nhu cầu cách âm cao, giúp tối ưu hóa hiệu suất âm thanh trong không gian.

- Sàn nấm ( sàn không dầm ): sàn nấm gồm có các bản sàn liên kết với cột có chiều dày sàn lớn vì thế cách âm cao

Sàn bê tông cốt thép được sử dụng phổ biến trong xây dựng dân dụng và công nghiệp nhờ vào những ưu điểm nổi bật như độ bền cao, khả năng chống cháy và chống thấm tốt Tuy nhiên, sàn bê tông cốt thép thông thường có một số nhược điểm như khả năng cách âm hạn chế và kích thước dầm lớn, điều này có thể ảnh hưởng đến mỹ quan và chiếm nhiều diện tích.

Thiết kế sàn

Lựa chọn kích thước các bộ phận dầm sàn

2.1 Chọn chiều dày bản sàn

Với bản kê bốn cạnh:

Lấy 40 45 và l là cạnh ngắn l1

D = 0,8 1,4 phụ thuộc tải trọng b h = Dl m

SVTH: Phạm Văn Nhớ MSSV: 20761212 Trang| 7 Đồng thời phải đảm bảo điều kiện cấu tạo với sàn nhà dân dụng

Chọn tiết diện cho ô sàn lớn có kích thước 4000x6500mm b h = 1 4000 95.2 mm

 42  chọn hb = 100 mm hmin P mm

 Vậy, ta chọn chiều dày sàn là 100mm

Chọn tiết diện cho ô sàn lớn có kích thước 4000x5000mm; b h = 1 4000 95.2 mm

 42   chọn hb = 100 mm hmin P mm

 Vậy, ta chọn chiều dày sàn là 100mm

2.2Chọn kích thước tiết diện dầm

Kích thước tiết diện dầm:

Trong đó: ld là nhịp của dầm đang xét md = 12 20 đối với dầm phụ, md = 8 12 đối với dầm chính

Chiều cao tiết diện dầm phụ:

Chiều cao tiết diện dầm chính:

Nhịp dầm L=L1=8 (m) m = 8÷15 :Chọn m = 12 k= 1÷1,3 :Chọn k=1 b min h  h

SVTH: Phạm Văn Nhớ MSSV: 20761212 Trang| 8

Chọn tiết diện chiều cao dầm: hd = 0.7 (m),

Bề rộng dầm: bd = (0.3÷0.5).hd = 0.21÷0.35(m)

Với dầm mái vì tải trọng nhỏ hơn nên ta lựa chọn chiều cao dầm nhỏ hơn: hdm=0.5(m); bdm = 0.2(m)

Ta chọn kích thước tiết diện dầm: hd=0.30 (m),bd=0.2(m)

Hệ thống dầm trực giao ta chọn hd=0.40 (m), bd=0.2(m)

3 Xác định tải trọng tác dụng lên sàn

Với: di - chiều dày các lớp cấu tạo sàn gi - khối lượng riêng các lớp cấu tạo sàn ni - hệ số tin cậy n s i i i

Bảng 2.1 Giá trị tĩnh tải các lớp cấu tạo của ô sàn

STT Các lớp cấu tạo γi (kN/m 3 ) i (mm ) ni gc tc

Tải trọng tiêu chuẩn phân bố đều trên sàn được xác định theo TCVN 2737 – 1995, với công thức tt tc p = p × n p Trong đó, p tc là tải trọng tiêu chuẩn lấy từ bảng 3 TCVN 2737 – 1995, và phụ thuộc vào công năng cụ thể của từng phòng; n p là hệ số độ tin cậy.

Bảng 2.2 Giá trị hoạt tải của ô sàn

Hoạt tải tính toán (kN/m 2 )

Xác định tải trọng lên bản sàn

Bảng 2.3 Chiều dày sàn và phân loại ô sàn Ô sàn Lng (m) Ld (m) Tỷ số Diện tích

(m 2 ) Loại ô bản Chọn hs (mm)

Nội lực sàn được xác định theo ô bản dầm khi tỉ số ≥2 Khi sàn chịu tải trọng phân bố đều, phương l1 (phương ln) sẽ bị cong trong khi phương l2 (ld) vẫn giữ thẳng Chỉ có momen uốn xuất hiện trên phương l1.

Tải trọng chỉ truyền theo phương l1, nghĩa là bản chỉ chịu lực theo một phương Để tính toán, chúng ta cắt một dải bề rộng 1m theo phương l1 nhằm xác định nội lực theo sơ đồ dầm liên kết ở hai đầu Bản tựa lên dầm bê tông cốt thép có tỷ lệ hd/hs lớn hơn 3, do đó sơ đồ tính toán cho ô bản dầm là hai đầu ngàm.

Sơ đồ tính các ô bản dầm hai đầu ngàm

Nội lực Mnh, Mg của các ô bản được tính theo công thức sau:

Bảng 2.4 Bảng giá trị nội lực các ô bản dầm

4.2.Tính toán ô bản hai phương.(S1,S2,S3.S4,S5,S6)

- Bản được tính theo sơ đồ đàn hồi bằng cách tra bảng

Cạnh ngắn : l1 Để đảm bảo độ an toàn và chính xác

Ta tính ô bản như ô bản liên tục để xác định

(kN/m 2 ) Mnh Mg ln (m) ld (m)

- Moment ở nhịp : phương ngắn: M1 = mi1P phương dài: M2 = mi2P

- Moment ở gối : phương ngắn: MI = - ki1 P phương dài: MII = - ki2 P

Các hệ số mi1, mi2, ki1, ki2 được tra bảng theo sơ đồ tính và phụ thuộc vào tỉ số l2/l1

- Sàn S2,S3,S6 tính theo sơ đồ 7

- Sàn S1, S4,S5, tính theo sơ đồ 9

Bảng 2.5 Bảng giá trị tải trọng Ô bản

Tỷ số q (kN/m 2 ) ln (m) ld (m)

SVTH: Phạm Văn Nhớ MSSV: 20761212 Trang| 14 Ô ld/ ln q (kN/ m 2 )

Cốt thép được tính toán với dải bản có bề rộng b = 1 m theo cả 2 phương và được tính toán như cấu kiện chịu uốn

Giả thiết: a = 20 mm: khoảng cách từ mép bêtông chịu kéo đến trọng tâm cốt thép chịu kéo h o: chiều cao có ích của tiết diện

 ho = 100 – 20 = 80 mm b = 1m : bề rộng tính toán

Sau khi tính toán cốt thép phải kiểm tra hàm lượng cốt thép : min max

A-I Rs"5000 kN/𝑚 , Rsc"5000 kN/𝑚 , Es!x10 7 kN/𝑚 A-II Rs(0000 kN/𝑚 , Rsc(0000 kN/𝑚 , Es!x10 7 kN/𝑚

Bảng 2.8 Kết quả chọn thép cho ô bản làm việc một phương Ô sàn

Bảng 2.9 Kết quả chọn thép của ô bản làm việc hai phương Ô sàn Moment

6.Kiểm tra độ võng của sàn:

Ta xét ô bản dầm có kích thước lớn nhất, ô S6 (6.5 x 4)m

Tĩnh tải bản thân sàn và tường: G tc = 3 51 kN/m

Kiểm tra võng trên dải rộng 1m theo phương L1

Diện tích cốt thép As = 142 mm 2 ; 𝜇 = 0,0049

Bê tông B20: Rb,ser = 15 MPa; Rbt,ser = 1.4MPa; Eb = 27×10 3 Mpa

Cốt thép CII, AII: Es = 21×10 4 MPa

6.1 Tính f1 (độ võng do toàn bộ tải trọng tác dụng ngắn hạn):

Chiều cao tương đối của vùng bê tông chịu nén: x 1  ξ h 1 5 δ+λ β 10μα

Khoảng cách từ trọng tâm tiết diện cốt thép chịu kéo đến hợp lực của vùng bê tông chịu nén

Moment quán tính đối với trục trung hòa của vùng bê tông chịu nén

Moment quán tính đối với trục trung hòa của vùng cốt thép chịu kéo:

Moment kháng uốn của tiết diện quy đổi với thớ chịu kéo ngoài cùng:

Hệ số liên quan đến sự mở rộng khe nứt:

Hệ số xét đến ảnh hưởng tác dụng dài hạn của tải trọng: ls 1,1

  (tải tác dụng ngắn hạn cốt thép có gờ, bêb tông >B7,5)

Hệ số xét đến sự làm việc của vùng bê tông chịu kéo:

Hệ số xét đến sự phân bố không điều biến dạng của thớ bê tông chịu nén ngoài cùng trên chiều dài đoạn có vết nứt: b 0.9

  đối với bê tông nặng cấp cao hơn B7,5

Hệ số đặc trưng trạng thái đàn hồi dẻo của bê tông được xác định là v = 0.45, áp dụng cho tải trọng tác dụng ngắn hạn đối với bê tông nặng Độ cong của bê tông do tác dụng ngắn hạn của toàn bộ tải trọng cần được xem xét kỹ lưỡng để đảm bảo tính ổn định và độ bền của công trình.

6.2 Tính f2 (độ võng do tải trọng dài hạn tác dụng ngắn hạn)

Moment quán tính đối với trục trung hòa của vùng bê tông chịu nén

Moment tĩnh đối với trục trung hòa của diện tích bê tông vùng nén:

Hệ số xét đến ảnh hưởng tác dụng dài hạn của tải trọng: ls 1,1

  ( tải tác dụng ngắn hạn cốt thép có gờ, bêb tông >B7,5)

Hệ số đặc trưng trạng thái đàn hồi dẻo của bê tông được xác định là v = 0,45, áp dụng cho tải trọng tác dụng ngắn hạn đối với bê tông nặng Độ cong của bê tông do tác dụng ngắn hạn từ toàn bộ tải trọng cần được xem xét kỹ lưỡng để đảm bảo tính bền vững và hiệu suất của công trình.

Tính f3 (độ võng do tải trọng dài hạn tác dụng ngắn hạn)

Moment quán tính đối với trục trung hòa của vùng bê tông chịu nén:

Moment tĩnh đối với trục trung hòa của diện tích bê tông vùng nén

Hệ số xét đến ảnh hưởng tác dụng dài hạn của tải trọng: ls 0.8

  ( tải tác dụng ngắn hạn cốt thép có gờ, bêb tông >B7,5)

Hệ số đặc trưng trạng thái đàn hồi dẻo của bê tông là v = 0.45, áp dụng cho tải trọng tác dụng ngắn hạn đối với bê tông nặng Độ cong của bê tông do tác dụng ngắn hạn của toàn bộ tải trọng cần được xem xét để đảm bảo tính ổn định và độ bền của công trình.

SVTH: Phạm Văn Nhớ MSSV: 20761212 Trang| 25 Độ cong toàn phần:

1 1 1 1 r   r r r = 3.05x10 -6 (1/mm0 Độ võng của sàn ở tiết diện giữa nhịp: Độ võng cho phép:

Vậy sàn đáp ứng được yêu cầu về độ võng

TÍNH TOÁN CẦU THANG BỘ

Vật liệu

Bê tông: Sử dụng bê tông nặng có cấp độ bền B20, đông cứng tự nhiên

Cường độ tính toán của bê tông, Rb = 11.5 MPa

Mô đun đàn hồi ban đầu của bê tông khi nén và kéo, Eb = 27000 MPa

Cốt thép: Sử dụng thép CI

Cường độ tính toán, Rs = 225 MPa

Mô đun đàn hồi của vật liệu là Es = 210000 MPa, trong khi ứng suất giới hạn của cốt thép tại vùng chịu nén là ĩsc, u = 400 Điều này cho thấy rằng bê tông không được đảm bảo sẽ tiếp tục tăng cường độ theo thời gian.

Tính toán cầu thang

MẶT BẰNG CẦU THANG TẦNG ĐIỂN HÌNH

2.1 Chon sơ bộ kích thước tiết diện cầu thang

Cầu thang gốm hai vế thang:

Bậc Cấu tạo mỗi vế thang gồm có bậc thang, lớp vữa lót, bản thang, lớp vữa trát Bậc thang được xây bằng gạch, lát đá mài

Bề rộng bậc thang: 1800 mm

Bề rộng chiếu nghỉ: 1800 mm

Kính thước bậc thang: Rộng 250 mm

Góc nghiêng bản thang so vơi phương ngang: arctan 170 34.2

Chiều dài bản thang h = 302 mm

Sơ bộ chọn bề dày bản thang bê tông cốt thép chọn theo công thức sau

Chọn chiều dày bản thang là h = 120mm

Sơ bộ chọn kích thuớc dầm thang theo công thức :

Chọn chiều cao dàm thang là h @0mm

Trong đó nhịp tính toán L0:

 Chọn bề rộng dầm thang là b = 250mm

Cắt một dãy có bề rộng b = 1m để tính toán Chọn sơ đồ tính toán cho vế 1 và vế 2 là mô hình 1 khớp cố định và 1 khớp di động

Minh họa sơ đồ tính của cầu thang như sau:

Hình 3.1 Sơ đồ tính cầu thang q1 q 2

Tải trọng tác dụng lên bản thang bao gồm tải trọng của chiếu nghỉ q2 và tải trọng của bản thang q1

Bảng 3.1 Giả sử cầu thang có các lớp cấu tạo như sau

Stt Loại vật liệu Chiều dầy

Tải trọng q2 của chiếu nghỉ gồm có tĩnh tải g cn tt của các lớp cấu tạo và hoạt tải p cn tt Tỉnh tải tt gcn được tính như sau:

- Trọng lượng lớp vữa trát + lót:

0.65 1.36 5.94 7.95 / tt cn damai vua ban g g g g     kN m

Ngoài ra hoạt tải p cn tt của bản chiếu nghỉ:

1.2 3 3.6 tt tc cn cn p  n p    (kN/m 2 )

Trong đó tra bảng 3, TCVN 2737-1995, ta có p cn tc = 3 kN/m 2 n=1.2

Vậy tổng tải trọng tác dụng lên b= 1m bề rộng bản chiếu nghỉ:

2 ( cn tt cn tt ) (7.95 3.6) 1 11.25 q  p g  b    kN/m

Tải trọng bản thang (bản nghiêng):

- Trọng lượng lớp vữa trát + lót:

- Trọng lượng toàn bản nghiêng là:

1 damai bac vua ban 0.65 2.13 1.36 5.94 10.08 / g g g g g      kN m

Hoạt tải cầu thang lấy theo TCVN 2737-1995 : p tc = 300 daN/m 2

Tổng tải trọng tác dụng lên bản nghiêng theo phương thẳng đứng:

Tiết diện dầm gãy khúc b=1m, h= 0.1m Đơn vị lực : kN/m

Hình 3.2 Sơ đồ tính Vế 1:

Hình 3.3 Sơ đồ tính Vế 2:

Hình 3.4 Biểu đồ momen (kNm) vế 1

Hình 3.5 Biểu đồ momen (kNm) vế2

 TÍNH CỐT THÉP CHO BẢN THANG

Để tính toán cốt thép cho cầu thang, cần xem xét cầu thang như một cấu kiện chịu uốn với tiết diện b = 100 cm và h cm Giá trị moment của các vế thang sẽ được thay vào các công thức tính cốt thép đã trình bày trong Chương 2 (mục 2.2.5).

Bêtông B20 có:Rb11.5(Mpa), R bt  0.9(Mpa)

Qua kết quả nội lực ở trên ta lấy 70% mômen lớn nhất ở nhịp để tính thép cho nhịp, 40% mônmen lớn nhất ở nhịp để tính thép cho gối

Bảng 3.2 Kết quả tính và chọn cốt thép bản thang:

Kiểm tra Nhịp 28.29 10 0.273 0.326 12.05 ỉ12a80 14.14 1.14 thỏa Đọan góy 16.17 10 0.156 0.17 6.28 ỉ10a110 7.14 0.71 thỏa

Dầm thang DT kích thước tiết diện bxh = 250 x 400 mm

Vật liệu sử dụng: bêtông mác B20: Rb = 11.5Mpa; Rbt = 0.9 Mpa cốt thép dọc nhóm AII: Ra (0 Mpa cốt thép đai nhóm AI: Rđ 0 Mpa

-Trọng lượng bản thân dầm gd:

Kích thước tiết diện dầm chiếu nghỉ: bxh = 250 x 400 mm

  0.25 0.4 0.1 1.1 25 2.06 d dcn dcn bcn btct g b h h n kN

Chiều cao tầng nhà: ht = 3.4 m

Dung trọng khối xây tường: t 18 kN 3

Phản lực B1 là phản lực gối tựa của bản thang lấy từ sap:

M = 52.64 KNm , Qmax = 53.74 KN Hình 3.9 biểu đồ mômen và lực cắt trong dầm thang

Từ kết quả tính nội lực, thay giá trị moment M vào công thức sau ta sẽ tính được cốt thép

Theo TCVN  min  0.05%, thường lấy min = 0,1%. min  max với a o

Bảng 3.4 Kết quả tính và chọn cốt thép dầm thang

(kNm) a (cm) ho (cm) m  Fa

Tính toán để đảm bảo độ bền trên dải nghiêng giữa các vết nứt theo điều kiện: max 1 1 b o.

Bê tông đủ khả năng chịu cắt ( cốt đai đặt theo cấu tạo): max b 3.R b.hbt o

Chọn cốt đai hai nhánh : n= 2, thép d6

Tính toán cốt đai cho dầm :

Khoảng cách giữa các cốt đai là : s = min( sct, stt, smax)

Khi chiều cao dầm > 300mm trong đoạn 1

Khi chiều cao dầm 450mm trong đoạn 1

- 6 150a cho đoạn đầu dầm có chiều dài

- 6 200a cho đoạn giữa dầm có chiều dài

THIẾT KẾ BỂ NƯỚC MÁI

Số liệu tính toán

Bể nước mái có kích thước 6.8x8.0x2.0(m 3 ) Cao trình nắp bể +30.6m

Bể nước (gồm đáy bể, thành bể, nắp bể) được đúc bê tông cốt thép toàn khối

Sơ bộ chọn chiều dày nắp bể theo công thức sau: b 1 1 2 h (l l )

Chọn chiều dày bản nắp hb = 10 cm

Dầm nắp chon sơ bộ kích thước là: DN1 bxh = 300x400

Sơ bộ chọn chiều dày bản thành bể theo công thức sau: b 1 h H

Chọn chiều dày bản thành hbt = 10 cm

Bản đáy không chỉ chịu tải trọng bản thân mà còn phải chịu áp lực từ cột nước cao 2.0m, do đó yêu cầu về độ dày của bản đáy thường lớn hơn từ 1.2 đến 1.5 lần so với chiều dày của sàn, nhằm đảm bảo khả năng chống nứt và chống thấm.

Chọn chiều dày bản đáy hb = 15 cm

Chọn sơ bộ kích thước dầm đáy là: Dd1 = 400x700

Chọn lỗ thăm ở bản nắp là 600x600 (mm)

Bê tông cấp độ bền B20:

Rs = Rsc = 280 MPa ; Rs = Rsc = 225 MPa ;

Tính toán

Hình 0.1 Măt bang bản náp và đáy 4.2.1 Sơ đồ tính :

Bản nắp : Bản nắp có kích thước ô bản l l 1   2 3.25 4.0 

3.2 l l     thuộc loại bản kê bốn cạnh làm việc theo hai phương Và xét tỷ số 40

10 4 3 d b h h    , do đó bản liên kết với các dầm bao quanh xem là liên kết ngàm, bản thuộc loại ô số 9

Bản đáy : Bản nắp có kích thước ô bản l l 1   2 3.25 4.0 

3.2 l l     thuộc loại bản kê bốn cạnh làm việc theo hai phương Và xét tỷ số 40

10 4 3 d b h h    , do đó bản liên kết với các dầm bao quanh xem là liên két ngàm,

Hình 4.2 : Sơ đồ tính bản nắp và đáy

Bản thành : bản thành có kích thước l l 1    2 2 6.8 m

Theo phương cạnh bể (a 6.6m), ta có tỉ số 6.8

3.4 2 2 a h    , bản làm việc một phương theo chiều cao h, cắt một dãi có bề rộng b 1m để tính

Các bản thành có l 2 h thuộc loại bản dầm, với sơ đồ tính là thanh liên kết một đầu ngàm và một đầu khớp Chúng chịu tải phân bố theo hình tam giác pn và gió phân bố đều Wg.

Tĩnh tải của các cấu kiện dạng bản chủ yếu là do trọng lượng các lớp cấu tạo gây nên Xét cụ thể từng ô bản : bản nắp, bản đáy

Trọng lượng các lớp cấu tạo được mô tả trong bảng sau:

Bảng 4.1 Trọng lượng các lớp cấu tạo bản nắp:

STT Vật liệu hi(m) i(kN/m 3 ) n g tt i(kN/m 2 )

Vậy tĩnh tải bản nắp là g tt  3.5(kN/m 2 )

Trọng lượng các lớp cấu tạo được mô tả trong bảng sau:

Bảng 4.2 Trọng lượng các lớp cấu tạo bản đáy:

Vậy tĩnh tải bản đáy là g tt 4.29(kN /m2)

Tĩnh tải của các cấu kiện dạng dầm được xác định bởi trọng lượng bản thân của dầm và tải trọng do bản nắp truyền, thường ở dạng hình thang hoặc tam giác Phân tích cụ thể từng hệ dầm sẽ giúp hiểu rõ hơn về các yếu tố ảnh hưởng đến tĩnh tải.

Trọng lượng bản thân của hệ dầm nắp tính theo công thức sau

Bảng 4.3 Trọng lượng bản thân hệ dầm nắp:

Tải trọng do bản nắp truyền vào dầm nắp dạng hình thang, hình tam giác:

Bảng 4.4 Trọng lượng bản nắp truyền vào hệ dầm nắp

Trọng lượng bản thân của hệ dầm đáy bể được tính theo :

Bảng 4.5 Trọng lượng bản thân hệ dầm đáy

Tải trọng do bản đáy truyền vào dầm đáy dạng hình thang, hình tam giác:

Bảng 4.6 Trọng lượng bản đáy truyền vào hệ dầm đáy

Ngoài ra các dầm DĐ1 còn chịu tải trọng do các lớp cấu tạo thành bể tác dụng lên

Bảng 4.7 Trọng lượng các lớp cấu tạo bản thành

Vậy trọng lượng thành bể tác dụng lên DĐ1:

Tùy thuộc vào các ô bản, hoạt tải được tính toán khác nhau

Tra TCVN 2737-1995, ta có hoạt tải sửa chữa p tc  75 (daN/m2)

Hoạt tải tác dụng lên đáy bể chủ yếu là trọng lượng của khối nước đầy bể, không bao gồm hoạt tải sửa chữa, vì khối nước có thể bù đắp cho hoạt tải này.

Khi mực nước trong hồ đạt mức cao nhất, tải trọng ngang của nước sẽ ở trạng thái nguy hiểm nhất, với biểu đồ áp lực nước hình tam giác tăng dần theo độ sâu.

Tại đáy hồ: pn = n    n H = 1x1000x2.0x1 00 daN/m

Tải trọng gió : Tp.HCM thuộc vùng áp lực gió II-A, lấy giá trị áp lực gió là

Công trình thuộc địa hình A ( trang 27- TCXD2737-1995)

Cao trình nắp bể: z = 30.6m, ta tính được K = 1.36

Xem áp lực gió không đổi suốt chiều cao thành bể n = 1.2; C h = -0.6 ; C d = +0.8

Tải trọng gió hút : h 0 2 p n.W k.c 1.2 83 1.36 0.6 81daN / m    

Tải trọng gió đẩy : d 0 2 p n.W k.c 1.2 83 1.36 0.8 108daN / m    

Kết quả tính nội lực cho bảng sau

Bảng 4.8 Kết quả nội lực bản nắp: Ô sàn l1(m) l2(m) L2/l1 q

Kết quả tính nội lực cho bảng sau

Bảng 4.9 Kết quả nội lực bản đáy: Ô sàn l1(m) l2(m) L2/l1 q

Cắt 1 dải rộng 1m theo phương cạnh ngắn (cạnh h), tính như một dầm đơn giản 1đầu ngàm và 1 đầu gối tựa đơn (bản nắp đổ toàn khối)

Xét 2 trường hợp bất lợi nhất cho thành bể như sau:

Trường hợp 1: Bể không chứa nước + gió đẩy

Trường hợp 2: Bể chứa nước + gió hút Áp lực nước gió áp lực nước + gió

Trường hợp 1: Bể không chứa nước + gió đẩy

Trường hợp 2: Bể chứa nước + gió hút

Mô men do áp lực của nước gây ra:

Hinh2 4.3 Mô hình bể nước mái (Sap 2000v12)

Hình 4.4 Tải trọng bể nước mái (sap2000v12)

Hình 4.5 Biểu dồ mo6men hệ dầm nắp và đáy (KNm)

Hình 4.6 Biểu đồ lục cắt hệ dầm nắp và đáy (kn)

Giả thiết tính toán: a1 = 2 cm: Khoảng cách từ trọng tâm cốt thép lớp trong đến mép bê tông chịu kéo ho = 100 – 20 = 80 mm: Chiều cao có ích của tiết diện;

Công thức tính toán: (hệ số được tra theo TCXDVN 356-2005)

Để đảm bảo cấu kiện hoạt động bình thường và đúng với giả thiết tính toán, hàm lượng cốt thép cần được kiểm tra nằm trong khoảng giữa hàm lượng tối thiểu và tối đa.

Hàm lượng cốt thép: s min

  bh    Hàm lượng cốt thép hợp lý trong bản sàn:   %  0.3 0.9 %  

Bê tông B20 có : R b  11.5 Mpa, R bt  0.9(Mpa), cốt thép:

A-I Rs"5000 kN/𝑚 , Rsc"5000 kN/𝑚 , Es!x10 7 kN/𝑚

A-II Rs(0000 kN/𝑚 , Rsc(0000 kN/𝑚 , Es!x10 7 kN/𝑚

Bảng 4.10 Tính cốt thép bản nắp

Bảng 4.11 Tính cốt thép bản đáy

 Kiểm tra nứt của bản đáy :

Cấp chống nứt cấp 3 : agh = 0,3 mm

Kiểm tra nứt theo điều kiện : an  agh = 0,3mm

 20( 3,5 – 100 ) 3 d d : đường kính cốt thép chịu lực

: hệ số phụ thuộc loại cấu kiện ; Cấu kiện uốn  = 1

 l: hệ số kể đến tác dụng của tải trọng thường xuyên, tải trọng tạm thời dài hạn:

 : phụ thuộc tính chất bề mặt của cốt thép, thép thanh tròn trơn =1.3 ; thép có gân lấy  1

Với: P= 0 (bêtông không ứng lực trước)

SVTH: Phạm Văn Nhớ MSSV: 20761212 Trang| 52 vùng chịu nén của tiết diện bêtông phía trên vết nứt z 

 f f f h h h trong đó:  f = 0 (cấu kiện tiết diên chữ nhật)

 Bảng 4.12 – Kiểm tra nứt cho bản đáy

Vị trí M ho As ξ z(m) σs(KN/m 2 ) an(mm) Nhận KNm (m) (m 2 ) xét

P.ngắn Nhịp 6.75 0.13 0.000142 0.035 0.098 243,574 0.223 Thỏa P.dài Nhịp 4.52 0.13 0.000142 0.035 0.098 195,101 0.179 Thỏa P.ngắn Gối 15.42 0.13 0.000393 0.088 0.096 279,252 0.246 Thỏa P.dài Gối 10.35 0.13 0.000252 0.088 0.096 223,241 0.196 Thỏa

Để tính toán cốt thép cho bản nắp với tiết diện b = 100 cm và h_b = 10 cm, cần thay giá trị moment của các ô bản vào các công thức tính cốt thép đã được trình bày trong Chương 2 (mục 2.2.5) Chọn a = 1.5 cm, h_h = h_0 - b Sử dụng bê tông B20 với R_b = 11.5 Mpa và bt = 0.9.

A-I Rs"5000 kN/𝑚 , Rsc"5000 kN/𝑚 , Es!x10 7 kN/𝑚

A-II Rs(0000 kN/𝑚 , Rsc(0000 kN/𝑚 , Es!x10 7 kN/𝑚

Bảng 4.14 Tính cốt thép bản thành

 Kiểm tra nứt của bản thành :

- Cấp chống nứt cấp 3 : agh = 0,3 mm

- Kiểm tra nứt theo điều kiện : an  agh = 0,3mm

 20( 3,5 – 100 ) 3 d d : đường kính cốt thép chịu lực

: hệ số phụ thuộc loại cấu kiện ; Cấu kiện uốn  = 1

 l : hệ số kể đến tác dụng của tải trọng thường xuyên, tải trọng tạm thời dài hạn:

 : phụ thuộc tính chất bề mặt của cốt thép, thép thanh tròn trơn =1.3 ; thép có gân lấy  = 1

Với P=0, bêtông không ứng lực trước, z là khoảng cách từ trọng tâm diện tích tiết diện cốt thép S đến vị trí đặt hợp lực trong vùng chịu nén của tiết diện bêtông phía trên vết nứt.

SVTH: Phạm Văn Nhớ MSSV: 20761212 Trang| 54 z 

0  f  h f h trong đó:  f = 0 (cấu kiện tiết diên chữ nhật)

 Bảng 4.15 –Kiểm tra vết nứt của bản thành

M ho As ξ z(m) σs(KN/m 2 ) an(mm) Nhận KNm (m) (m 2 ) xét

P.ngắn Gối 5.35 0.085 0.000252 0.082 0.082 260.418 0.221 Thỏa P.ngắn Nhịp 3.05 0.085 0.000142 0.082 0.082 263.469 0.224 Thỏa

Tính toán cốt thép chịu lực cho các dầm:

- Monet lớn nhât ở giữa nhịp, lực cắt lớn nhât ở gối

- Sử dụng cốt thép AII, CII: Rs(0 Mpa Rsc(0 Mpa

- Bê tông B20: Rb.5 Mpa Rbt=0.9 Mpa

- Từ bê tông B20 và cốt thép AII, CII tra bảng được:  R = 0.429

    Bài toán đặt cốt đơn

Bảng 4.15 Bảng tính cốt thép chịu kéo

Tính toán cốt đai cho dầm nắp :

Tính toán để đảm bảo độ bền trên dải nghiêng giữa các vết nứt theo điều kiện :

Bê tông đủ khả năng chịu cắt (cốt đai đặt theo cấu tạo) :

Chọn cốt đai hai nhỏnh : n= 2, thộp ỉ6

Vậy chọn cốt đai theo cấu tạo:

Tại vị trí dầm Dn2 (200x350) kê lên dầm Dn1 (300x400) Lực tập trung do Dn2 truyền vào Pf.03kN

- Chọn cốt đai hai nhánh n=2, thép 6.

Tính toán cốt đai cho dầm đáy

Tính toán để đảm bảo độ bền trên dải nghiêng giữa các vết nứt theo điều kiện:

Bê tông đủ khả năng chịu cắt ( cốt đai đặt theo cấu tạo):

Chọn cốt đai hai nhỏnh : n= 2, thộp ỉ8

Tính toán cốt đai cho dầm Dd1

- Khoảng cách giữa các cốt đai là : s = min( sct, stt, smax)

Khi chiều cao dầm 450mm trong đoạn 1

Tính toán cốt thép

Khi chiều cao dầm 450mm trong đoạn

Tính toán cốt đai cho dầm Dd2 :

Vậy chọn cốt đai cho Dd1, Dd2

Tại vị trí dầm Dd2 (300x550) kê lên dầm Dd1 (400x700) Lực tập trung do Dn2 truyền vào P76.65kN

- Chọn cốt đai hai nhánh n=2, thép 8.

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ KHUNG TRUC C

Cơ sở tính toán

Bê tông sử dụng cho cột, vách cứng có cấp độ bền B20 (mác 250) có các đặc trưng như sau:

Cường độ tính toán chịu nén Rb.5 (MPa) = 11500 (kN/m 2 )

Cường độ tính toán chịu kéo Rbt=0.9 (MPa) = 900 (kN/m 2 )

Mô đun đàn hồi Eb= 27.10 3 (MPa) = 2.7.10 7 (kN/m 2 )

Hệ số làm việc của bê tông b= 0.9

Cốt thép sử dụng cho cột, dầm vách cứng gồm thép A-I và A-II

Cốt thép chịu lực A-II có:

Cường độ chịu kéo tính toán Rs= 280 (MPa)

Mô đun đàn hồi Es= 21.10 4 (MPa)

Cường độ chịu kéo tính toán Rs= 280 (MPa)

Mô đun đàn hồi Es= 21.10 4 (MPa)

5.1.2.Lựa chọn hệ kết cấu

Hệ kết cấu của công trình bao gồm khung kết hợp với lõi cứng, trong đó lõi cứng được thiết kế tại khu vực cầu thang máy Hệ thống khung được phân bố ở các khu vực khác của công trình Hai hệ thống khung và lõi được kết nối thông qua cấu trúc sàn.

Hệ kết cấu khung chủ yếu chịu tải trọng thẳng đứng, trong khi hệ kết cấu lõi thiết kế để chịu tải trọng ngang Sự phân chia chức năng này giúp tối ưu hóa các cấu kiện, giảm kích thước cột và dầm, đáp ứng nhu cầu kiến trúc.

5.1.3 Lựa chọn phương pháp tính toán:

Lựa chọn phương pháp tính toán kết cấu là yếu tố quan trọng trong việc đánh giá khả năng chịu lực của công trình Một giải pháp kết cấu hợp lý không chỉ phản ánh chính xác hiệu suất làm việc của công trình mà còn giúp tiết kiệm vật liệu, từ đó giảm chi phí và đảm bảo độ bền lâu dài cho công trình.

Dựa trên các sơ đồ tính toán, có nhiều phương pháp trong cơ học kết cấu và toán học để xác định nội lực và chuyển vị trong hệ thống cũng như từng cấu kiện chịu lực.

Phương pháp phần tử hữu hạn là một trong những phương pháp tính toán nhà cao tầng phổ biến nhất, nhờ vào việc hầu hết các phần mềm tính toán kết cấu hiện nay đều dựa trên phương pháp này.

SVTH: Phạm Văn Nhớ, MSSV: 20761212, đã được chọn để thực hiện tính toán nội lực và cốt thép cho hệ kết cấu Với sự hỗ trợ của máy tính và phần mềm ETABS chuyên dụng, quá trình tính toán diễn ra hiệu quả và chính xác.

Sơ đồ tính

Căn cứ vào giả thiết có thể thể phân chia thành các sơ đồ tính toán theo nhiều cách khác nhau:

- Sơ đồ phẳng tính toán theo hai chiều :

Công trình được mô hình hóa dưới dạng những kết cấu phẳng theo hai phương chịu tác động của tải trọng trong mặt phẳng của chúng

- Sơ đồ tính toán không gian:

Công trình được mô hình như một hệ khung không gian chịu tác động đồng thời của ngoại lực theo phương bất kỳ

Theo yêu cầu và nhiệm vụ được giao, đồ án này sẽ sử dụng sơ đồ tính toán không gian

5.3 Chọn sơ bộ kích thước tiết diện các cấu kiện Để thiết lập mô hình khung trong Etabs, ta tiến hành chọn sơ bộ kích thước tiết diện dầm cột, vách của công trình

5.3.1 Chọn sơ bộ tiết diện dầm :

Sàn có chiều dày là 10cm

Dầm chính có tiết diện là 700x300 (mm)

Dầm phụ có tiết diện là 300x200 (mm)

Dầm mái có tiết diện là 500x200 (mm)

5.3.2 Chọn sơ bộ kích thước tiết diện cột

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

DIỆN CHỊU TẢI CỦA CỘT C3

Diện truyền tải của cột C3: (SC3)

Lực do tải phân bố đều trên sàn:

Lực dọc do tải trọng tường ngăn: Tường 200

Lực do tải phân bố đều trên sàn mái:

Với nhà 8 tầng có 7 sàn học và 1 sàn mái ta có:

Kể dến ảnh hưởng của moment (k=1) tiết diện cột được chọn:

SVTH: Phạm Văn Nhớ MSSV: 20761212 Trang| 62 b 115

Vậy ta chọn kích thước cột bc x hc = 60x70(cm) có AB00 (cm 2 )

Cột C3 là cột có diện chịu tải lớn nhất, để thiêng về an toàn thì ta chọn các cột còn lại có tiết diện như sau:

Bảng 5.1 Kích thước cột các tầng

Tải trọng tác dụng lên sàn được lấy teo TCVN 2737-1995, như vậy tải trọng được chia làm 2 loại: tải trọng thường xuyên và tải trọng tạm thời

5.4.1.Tải trọng thường xuyên (tĩnh tải):

Tải trọng thường xuyên (tĩnh tải) là tải trọng không thay đổi trong quá trình xây dựng và sử dụng công trình Tĩnh tải này bao gồm trọng lượng bản thân của kết cấu chịu lực và kết cấu bao che, được xác định chi tiết ở chương 2 và tóm tắt trong bảng dưới đây.

STT Các lớp cấu tạo γi (kN/m 3 )  i (mm) ni gc tc

Tải trọng do tường xây gạch

5.4.2.Tải trọng tạm thời (hoạt tải):

Tải trọng tạm thời (hoạt tải) bao gồm hai loại chính: tải trọng tạm thời dài hạn, như khối lượng vách ngăn tạm thời và khối lượng của các thiết bị, và tải trọng tạm thời ngắn hạn, bao gồm khối lượng người, vật liệu sửa chữa, dụng cụ và các thiết bị sửa chữa, cũng như tải trọng gió.

Theo tiêu chuẩn TCVN 2737-1995, hoạt tải tác dụng lên công trình được chia thành hai loại: hoạt tải theo phương ngang và hoạt tải theo phương đứng.

- Hoạt tải tác dụng theo phương đứng xác định tùy vào công năng của từng ô sàn Kết quả được thể hiện ở bảng sau:

Công trình tọa lạc tại nội thành TP Hồ Chí Minh, thuộc vùng II-A theo tiêu chuẩn TCVN 2737-1995, với áp lực gió tiêu chuẩn q c = 0.83 kN/m² do ảnh hưởng của bão yếu Địa hình dạng C, tương đối trống trải, có một số vật cản thưa thớt, chiều cao không quá 10m.

Tải trọng gió tác động lên khung không gian cần được tính toán từ bốn hướng: gió trái, gió phải, gió trước và gió sau, trong đó mỗi hướng bao gồm cả gió đẩy và gió hút.

Giá trị tiêu chuẩn thành phần tĩnh của tải trọng gió w ở cao độ z so với mốc chuẩn được xác định theo công thức: W=W0×k×c

Trong đó: W0 – giá trị của áp lực gió lấy theo bản đồ phân vùng

K – hệ số tính đến sự thay đổi áp lực gió theo độ cao và dạng địa hình

C – hệ số khí động ( mặt đón gió C = 0.8, mặt hút gió c’=0.6)

Giá trị tính toán thành phần tĩnh tải trọng gió w ở độ cao z so với mốc chuẩn được xác định theo công thức: W t tt   W D h j j

Trong đó: W t tt – giá trị tính toán của tải trọng gió lấy theo bản đồ phân vùng

W – giá trị tiêu chuẩn của tại trọng gió hay áp lực gió

 – hệ số tin cậy của tải trọng gió lấy bặng 1.2

Dj, hj – bề rộng và chiều cao của mặt đón gió ứng với phần thứ j của công trình, (m)

Kết quả quả tính toán thành phần tĩnh của tải trọng gió tác dụng lên công trình được thê hiện trong bảng sau:

Bảng 5.3 Giá trị hệ số K

Bảng 5.4 Bảng giá trị gió phân bố đều lên từng tầng

Bảng 5.5 Bảng giá trị gió tập trung lên từng tầng theo từng phương

Tải trọng hồ nước truyền vào đỉnh mái

Tải trọng do hồ nước mái truyền lên cột là:

Dầm đáy: 0,4x0,7x8x2x25+ 0,4x0,7x6.5x2x25 +0,3x0,5x8x25+ 0,3x0,5x6.5x25 = 257.4kN Bản đáy: 0,15x6.5x8x25 = 195 kN

Tải trọng truyền xuống một cột là:

5.4.3.2.2.Trình tự mô hình trong Etabs khi phân tích dao động

 Khai báo đặc trưng vật liệu: Define/Material Properties

 Khai báo đặc trưng tiết diện cột, dầm: Define/Frame Sections

 Khai báo đặc trưng tiết diện sàn, vách: Define/Wall|Slab|Deck Sections

 Khai báo trường hợp tải: Define/Static Load Cases

 Khai báo số Model dao động cần phân tích: Analyze/Set Analysis Options/Set Dynamic Parameters

 Vẽ dầm, cột: Draw/Draw Line Objects/Draw Lines(Plan, Elev, 3D), Create Columns in Region or at Clicks (Plan)

 Vẽ sàn, vách: Draw/Draw Area Objects/Draw Areas(Plan, Elev, 3D), Draw Walls (Plan)

 Gán tải trọng tập trung tác dụng lên công trình: Assign/Joint\Point Loads/Force

Gàn tải trọng tập trung do hồ nước tác dụng

 Gán tải trọng phân bố tác dụng lên dầm: Assign/Frame\Line Loads/Distributed

Gán tải trọng tác dụng lên dầm biên

 Gán tải trọng phân bố tác dụng lên sàn: Assign/Shell\Area Loads/Uniform

 Khai báo điều kiện biên: Assign/ Joint\Point /Restraints(Supports)

Gán điều kiện biên cho công trình

 Khai báo sàn cứng: Assign/ Shell\Area /Diaphragms/OK

Gán sàn tuyệt đối cứng

 Chia lưới ảo cho phần tử thanh: Assign/ Frame\Line /Automatic Frame Subdivide

 Chia lưới ảo cho phần tử tấm: Assign/ Shell\Area /Area Object Mesh Options

Chia lưới ảo cho phần tử tấm

Các trường hợp tải trọng

TT Tải trọng Loại Ý nghĩa

1 TT Dead Tĩnh tải và tải trọng bản thân các cấu kiện

2 HTDAY Live Hoạt tải chất đầy

3 GIOTINHX Wind Gió tĩnh phương X

4 GIOTINHXX Wind Gió tĩnh phương -X

5 GIOTINHY Wind Gió tĩnh phương Y

6 GIOTINHYY Wind Gió tĩnh phương –Y

Bảng tổ hợp tải trọng

Khai báo các tổ hợp tải trong phần mềm

5.6 Kiểm tra chuyển vị đỉnh công trình

Kiểm tra độ cứng và chuyển vị đỉnh công trình được thực hiện theo tiêu chuẩn [5] Đối với nhà cao tầng, chuyển vị ngang tại đỉnh kết cấu cần được tính toán theo phương pháp đàn hồi và phải đáp ứng các điều kiện quy định.

Trong đó f và H chuyển vị theo phương ngang tải đỉnh kết cấu và chiều cao của công trình

Chuyển vị tại đỉnh công trình

Từ phầm mềm cho ta giá trị chuyển vị lớn nhát tại đỉnh công trình f = 0.019614m

Kiểm tra điều kiện về chuyển vị

Công trình thõa mản yêu cầu về độ cứng

Sau khi nhập tải trọng gió động và gió tĩnh vào công trình ta tiến hành cho phần mềm phân tích tim nội lực

Nội lực các phần tử được cho trong phần phụ lục

Sơ đồ tính toán khung trục C

Xuất kết quả nội lực trong ETABS

BIỂU ĐỒ BAO MOMENT.(kN.m)

BIỂU ĐỒ BAO LỰC CẮT.(kN)

BIỂU ĐỒ BAO LỰC DỌC.(kN)

5.8.1.1.Tổ hợp nội lực tính toán

Mỗi cột tính toán tại 2 tiết diện đầu cột và chân cột

Tại mỗi tiết diện có 3 nhóm nội lực

Sơ đồ nội lực cột

+N max ; Mx tu; My tu (TH1)

+My max; Mx tu; N tu (TH2)

+Mx max; My tu; N tu (TH3)

Ta chọn các cặp nội lực tính toán cốt thép cột từ các tổ hợp nội lực (trừ tổ hợp bao)

Chọn phương án bố trí thép theo chu vi (tính toán và bố trí cốt thép cột theo phương pháp tính toán cốt lệch tâm xiên)

Sau khi tính toán các giá trị nội lực tại các tiết diện cột, chúng ta sẽ nhóm các giá trị nội lực trong các tầng có sự thay đổi không đáng kể Việc này giúp chúng ta chọn ra giá trị nội lực lớn nhất để tính toán và bố trí cho toàn bộ nhóm, đảm bảo thuận lợi cho quá trình tính toán và thi công.

Hiện nay, có hai phương pháp tính toán và bố trí cốt thép cho cột: phương pháp đầu tiên dành cho cột chịu nén và uốn trong mặt phẳng đối xứng (nén lệch tâm phẳng), yêu cầu bố trí cốt thép tập trung tại cạnh b; phương pháp thứ hai áp dụng cho cột làm việc không gian (bị uốn theo hai phương – nén lệch tâm xiên), yêu cầu bố trí cốt thép theo chu vi.

Hệ khung không gian được áp dụng để tính toán, do đó cốt thép cột được bố trí theo chu vi và phân bổ đều Mật độ cốt thép trên cạnh b có thể được tăng cường để đảm bảo tính bền vững và an toàn cho công trình.

Sơ đồ cấu kiện khung trục 4 cho thấy phương pháp tính toán cốt thép cột, trong đó biến đổi trường hợp nén lệch tâm xiên thành lệch tâm phẳng tương đương để thực hiện tính toán cốt thép hiệu quả.

Xét tiết diện có cạnh Cx, Cy điều kiện để áp dụng phương pháp tính toán cột thép nêu trên là

Tiết diện chịu lực nén N và mômen uốn Mx, My, cùng với độ lệch tâm ngẫu nhiên eax, eay, được xem xét khi tính toán uốn dọc theo hai phương Sau khi phân tích, hệ số x và y được xác định, dẫn đến sự gia tăng của mômen Mx1 và My1.

Trong đó: +η là hệ số uốn dọc; 1

+Ncr là lực nén tới hạn, theo công thức thực nghiệm thì:

J bhTuỳ theo tương quan giữa giá trị Mx1, My1 với các kích thước các cạnh mà đưa về một trong hai mô hình tính toán (theo phương x hoặc y)

Bảng mô hình tính toán

Mô hình Theo phương X Theo phương Y Điều kiện x 1 y 1 x y

M1 = Mx1; M2 = My1 ea = eax + 0,2.eay h = Cy; b = Cx

M1 = My1; M2 = Mx1 ea = eay + 0,2 eax

Tiến hành tính toán theo trường hợp đặt cốt thép đối xứng: x1 b.

Xác định hệ số chuyển đổi m0

Tính mômen tương đương (đổi nén lệch tâm xiên ra nén lệch tâm phẳng)

  b Độ lệch tâm 1 M e  N Độ lệch tâm ea ≥ (H/600; h/30)

Với kết cấu siêu tĩnh e0 = max(e1; ea) e = e0 +

Tính toán độ mảnh theo hai phương x ox x l

SVTH: Phạm Văn Nhớ MSSV: 20761212 Trang| 85 max( ; ) x y

Dựa vào độ lệch tâm e0 và x1 để phân biệt các trường hợp tính toán

Nén lệch tâm rất bé khi 0

  h  tính toán gần như nén đúng tâm

Hệ số ảnh hưởng độ lệch tâm  e :

Hệ số uốn dọc phụ thêm khi xét nén đúng tâm:

Diện tích toàn bộ cốt thép Ast: st e. b e sc b

  h  và x1>R.h0 tính toán theo trường hợp nén lệch tâm bé

Xác định chiều cao vùng nén: 2 0

  h Diện tích toàn bộ cốt thép Ast:

Trong đó: k = 0,4 là hệ số xét đến trường hợp cốt thép đặt toàn bộ

  h  và x1 ≤ R.h0 tính toán theo trường hợp nén lệch tâm lớn

Diện tích toàn bộ cốt thép Ast:

Kiểm tra điều kiện:  min     max

Trong đó:  min lấy theo l 0

Giá trị hàm lượng cốt thép tối thiểu trong cột l0

 max: khi cần hạn chế việc sử dụng quá nhiều thép người ta lấy  max =3% Để đảm bảo sự làm việc chung giữa thép và bêtông thường lấy  max =6%

TH Ast (mm 2 ) Chọn Achọn

N (kN) Mx (kNm) My (kNm)

Hấm 1,2 -2879,13 -11,62 -11,71 py LTRB 1982,57 12Ф25 5890.5 3,4,5 -2045,11 0,42 -4,65 py LTRB 1073,14 8Ф25 3927.2 6,7,8 -73,45 14,83 -5,67 px LTL 487,97 4Ф25 1963.6

Hấm 1,2 -3758,59 -7,23 -36,74 py LTRB 948,93 12Ф25 5890.5 3,4,5 -2751,75 12,55 -29,74 py LTRB 1511,43 8Ф25 3927.2 6,7,8 -201,97 44,23 -27,37 px LTL 1056,77

Hấm 1,2 -5724,39 24,39 -80,31 py LTRB 6742,24 16Ф25 7854 3,4,5 -4418,16 52,20 -86,17 py LTRB 4434,05 12Ф25 12Ф25 6,7,8 -1955,06 103,51 -88,22 px LTRB 2564,83 8Ф25 8Ф25

Hấm 1,2 -5104,14 -5,05 107,06 py LTRB 4442,78 12Ф25 5890.5 3,4,5 -3983,69 24,33 105,50 py LTRB 2789,02 8Ф25 3927.2 6,7,8 -2378,44 35,29 81,64 py LTRB 1299,92 4Ф25 1963.6

Hấm 1,2 -2957,89 -11,08 18,29 py LTRB 2326,79 12Ф25 5890.5 3,4,5 -2104,91 2,61 14,69 py LTRB 1569,93 8Ф25 3927.2 6,7,8 -78,19 15,33 11,87 px LTL 713,19 4Ф25 1963.6

5.8.2.1 Tổ hợp nội lực tính toán

Mỗi dầm được tính toán tại ba tiết diện: giữa nhịp và hai gối Để thuận tiện cho việc tính toán, ta chọn nội lực lớn nhất tại hai gối để xác định lượng thép cần thiết cho gối.

Ta chọn cặp nội lực từ tổ hợp bao

- Sử dụng cốt thép AII, CII: Rs(0Mpa Rsc(0Mpa

- Bê tông B20: Rb,5Mpa Rbt=0,9Mpa

- Từ bê tông B20 và cốt thép AII, CII tra bảng được:  R = 0,429

- Giá trị R phụ thuộc vào mác bê tông và cường độ thép:

- Diện tích cốt thép là: b b 0 s s

SVTH: Phạm Văn Nhớ MSSV:20761212 Trang 104

Tầng Mặt cắt V2 M3 b(cm) h(cm) F tt (cm 2 ) chọn thép F chon (cm 2 ) μ%

SVTH:Phạm Văn Nhớ MSSV:20761212 Trang 105

Tính cốt đai cho dầm

Bê tông B20: Rb.5 MPa; Rbt=0.9 MPa

Cốt thép: thép AII Rs"5 MPa

Lực cắt lớn nhất tác dụng lên dầm là Qmax !1.67kN

Chọn cốt đai hai nhánh : n= 2, thép 8

Tải trọng tác dụng

Tải trọng tác dụng lên sàn được lấy teo TCVN 2737-1995, như vậy tải trọng được chia làm 2 loại: tải trọng thường xuyên và tải trọng tạm thời

5.4.1.Tải trọng thường xuyên (tĩnh tải):

Tải trọng thường xuyên (tĩnh tải) là loại tải trọng không thay đổi trong suốt quá trình xây dựng và sử dụng công trình Tĩnh tải tác động lên khung công trình bao gồm trọng lượng của kết cấu chịu lực và kết cấu bao che, được xác định chi tiết trong chương 2 và tóm tắt trong bảng dưới đây.

STT Các lớp cấu tạo γi (kN/m 3 )  i (mm) ni gc tc

Tải trọng do tường xây gạch

5.4.2.Tải trọng tạm thời (hoạt tải):

Tải trọng tạm thời (hoạt tải) được chia thành hai loại chính: tải trọng tạm thời dài hạn, bao gồm khối lượng vách ngăn tạm thời và khối lượng các thiết bị, và tải trọng tạm thời ngắn hạn, bao gồm khối lượng người, vật liệu sửa chữa, dụng cụ và thiết bị sửa chữa, cùng với tải trọng gió.

Theo tiêu chuẩn TCVN 2737-1995, hoạt tải tác dụng lên công trình bao gồm hai loại chính: hoạt tải tác dụng theo phương ngang và hoạt tải tác dụng theo phương đứng.

- Hoạt tải tác dụng theo phương đứng xác định tùy vào công năng của từng ô sàn Kết quả được thể hiện ở bảng sau:

Công trình tọa lạc tại nội thành TP Hồ Chí Minh, thuộc vùng II-A theo tiêu chuẩn TCVN 2737-1995, với giá trị áp lực gió tiêu chuẩn q c = 0.83 kN/m² do ảnh hưởng của bão yếu Địa hình xung quanh là dạng C, tương đối trống trải, có một số vật cản cao không quá 10m.

Tải trọng gió tác động lên khung không gian cần được tính toán từ bốn hướng: gió trái, gió phải, gió trước và gió sau Mỗi hướng này bao gồm cả gió đẩy và gió hút.

Giá trị tiêu chuẩn thành phần tĩnh của tải trọng gió w ở cao độ z so với mốc chuẩn được xác định theo công thức: W=W0×k×c

Trong đó: W0 – giá trị của áp lực gió lấy theo bản đồ phân vùng

K – hệ số tính đến sự thay đổi áp lực gió theo độ cao và dạng địa hình

C – hệ số khí động ( mặt đón gió C = 0.8, mặt hút gió c’=0.6)

Giá trị tính toán thành phần tĩnh tải trọng gió w ở độ cao z so với mốc chuẩn được xác định theo công thức: W t tt   W D h j j

Trong đó: W t tt – giá trị tính toán của tải trọng gió lấy theo bản đồ phân vùng

W – giá trị tiêu chuẩn của tại trọng gió hay áp lực gió

 – hệ số tin cậy của tải trọng gió lấy bặng 1.2

Dj, hj – bề rộng và chiều cao của mặt đón gió ứng với phần thứ j của công trình, (m)

Kết quả quả tính toán thành phần tĩnh của tải trọng gió tác dụng lên công trình được thê hiện trong bảng sau:

Bảng 5.3 Giá trị hệ số K

Bảng 5.4 Bảng giá trị gió phân bố đều lên từng tầng

Bảng 5.5 Bảng giá trị gió tập trung lên từng tầng theo từng phương

Tải trọng hồ nước truyền vào đỉnh mái

Tải trọng do hồ nước mái truyền lên cột là:

Dầm đáy: 0,4x0,7x8x2x25+ 0,4x0,7x6.5x2x25 +0,3x0,5x8x25+ 0,3x0,5x6.5x25 = 257.4kN Bản đáy: 0,15x6.5x8x25 = 195 kN

Tải trọng truyền xuống một cột là:

5.4.3.2.2.Trình tự mô hình trong Etabs khi phân tích dao động

 Khai báo đặc trưng vật liệu: Define/Material Properties

 Khai báo đặc trưng tiết diện cột, dầm: Define/Frame Sections

 Khai báo đặc trưng tiết diện sàn, vách: Define/Wall|Slab|Deck Sections

 Khai báo trường hợp tải: Define/Static Load Cases

 Khai báo số Model dao động cần phân tích: Analyze/Set Analysis Options/Set Dynamic Parameters

 Vẽ dầm, cột: Draw/Draw Line Objects/Draw Lines(Plan, Elev, 3D), Create Columns in Region or at Clicks (Plan)

 Vẽ sàn, vách: Draw/Draw Area Objects/Draw Areas(Plan, Elev, 3D), Draw Walls (Plan)

 Gán tải trọng tập trung tác dụng lên công trình: Assign/Joint\Point Loads/Force

Gàn tải trọng tập trung do hồ nước tác dụng

 Gán tải trọng phân bố tác dụng lên dầm: Assign/Frame\Line Loads/Distributed

Gán tải trọng tác dụng lên dầm biên

 Gán tải trọng phân bố tác dụng lên sàn: Assign/Shell\Area Loads/Uniform

 Khai báo điều kiện biên: Assign/ Joint\Point /Restraints(Supports)

Gán điều kiện biên cho công trình

 Khai báo sàn cứng: Assign/ Shell\Area /Diaphragms/OK

Gán sàn tuyệt đối cứng

 Chia lưới ảo cho phần tử thanh: Assign/ Frame\Line /Automatic Frame Subdivide

 Chia lưới ảo cho phần tử tấm: Assign/ Shell\Area /Area Object Mesh Options

Chia lưới ảo cho phần tử tấm

Tổ hợp tải trọng

Các trường hợp tải trọng

TT Tải trọng Loại Ý nghĩa

1 TT Dead Tĩnh tải và tải trọng bản thân các cấu kiện

2 HTDAY Live Hoạt tải chất đầy

3 GIOTINHX Wind Gió tĩnh phương X

4 GIOTINHXX Wind Gió tĩnh phương -X

5 GIOTINHY Wind Gió tĩnh phương Y

6 GIOTINHYY Wind Gió tĩnh phương –Y

Bảng tổ hợp tải trọng

Khai báo các tổ hợp tải trong phần mềm

Kiểm tra chuyển vị đỉnh công trình

Kiểm tra độ cứng và chuyển vị đỉnh công trình được thực hiện theo tiêu chuẩn [5] Chuyển vị ngang tại đỉnh của kết cấu nhà cao tầng phải đáp ứng các điều kiện tính toán theo phương pháp đàn hồi.

Trong đó f và H chuyển vị theo phương ngang tải đỉnh kết cấu và chiều cao của công trình

Chuyển vị tại đỉnh công trình

Từ phầm mềm cho ta giá trị chuyển vị lớn nhát tại đỉnh công trình f = 0.019614m

Kiểm tra điều kiện về chuyển vị

Công trình thõa mản yêu cầu về độ cứng

Xác định nội lực

Sau khi nhập tải trọng gió động và gió tĩnh vào công trình ta tiến hành cho phần mềm phân tích tim nội lực

Nội lực các phần tử được cho trong phần phụ lục

Tính toán khung trục C

Sơ đồ tính toán khung trục C

Xuất kết quả nội lực trong ETABS

BIỂU ĐỒ BAO MOMENT.(kN.m)

BIỂU ĐỒ BAO LỰC CẮT.(kN)

BIỂU ĐỒ BAO LỰC DỌC.(kN)

5.8.1.1.Tổ hợp nội lực tính toán

Mỗi cột tính toán tại 2 tiết diện đầu cột và chân cột

Tại mỗi tiết diện có 3 nhóm nội lực

Sơ đồ nội lực cột

+N max ; Mx tu; My tu (TH1)

+My max; Mx tu; N tu (TH2)

+Mx max; My tu; N tu (TH3)

Ta chọn các cặp nội lực tính toán cốt thép cột từ các tổ hợp nội lực (trừ tổ hợp bao)

Chọn phương án bố trí thép theo chu vi (tính toán và bố trí cốt thép cột theo phương pháp tính toán cốt lệch tâm xiên)

Sau khi tính toán các giá trị nội lực tại các tiết diện cột, chúng ta sẽ nhóm các giá trị nội lực trong các tầng có sự thay đổi không nhiều Giá trị nội lực lớn nhất trong từng nhóm sẽ được sử dụng để tính toán và bố trí, nhằm đảm bảo thuận lợi cho quá trình tính toán và thi công.

Hiện nay, có hai phương pháp chính để tính toán và bố trí cốt thép cho cột Đối với cột chịu nén lệch tâm phẳng, cốt thép được bố trí tập trung ở cạnh b Trong khi đó, đối với cột làm việc trong không gian, bị uốn theo hai phương, cốt thép sẽ được tính toán và bố trí theo chu vi.

Việc sử dụng hệ khung không gian trong tính toán cho phép cốt thép cột được bố trí theo chu vi, đồng thời có thể phân bố đều hoặc tăng mật độ cốt thép ở cạnh b.

Sơ đồ cấu kiện khung trục 4 cho thấy phương pháp tính toán cốt thép cột, dựa trên việc chuyển đổi trường hợp nén lệch tâm xiên thành lệch tâm phẳng tương đương để thực hiện tính toán cốt thép hiệu quả.

Xét tiết diện có cạnh Cx, Cy điều kiện để áp dụng phương pháp tính toán cột thép nêu trên là

Tiết diện chịu lực nén N và mômen uốn Mx, My, cùng với độ lệch tâm ngẫu nhiên eax, eay, cần được xem xét kỹ lưỡng Sau khi phân tích uốn theo hai phương, hệ số x và y sẽ được tính toán Kết quả cho thấy mômen đã gia tăng thành Mx1 và My1.

Trong đó: +η là hệ số uốn dọc; 1

+Ncr là lực nén tới hạn, theo công thức thực nghiệm thì:

J bhTuỳ theo tương quan giữa giá trị Mx1, My1 với các kích thước các cạnh mà đưa về một trong hai mô hình tính toán (theo phương x hoặc y)

Bảng mô hình tính toán

Mô hình Theo phương X Theo phương Y Điều kiện x 1 y 1 x y

M1 = Mx1; M2 = My1 ea = eax + 0,2.eay h = Cy; b = Cx

M1 = My1; M2 = Mx1 ea = eay + 0,2 eax

Tiến hành tính toán theo trường hợp đặt cốt thép đối xứng: x1 b.

Xác định hệ số chuyển đổi m0

Tính mômen tương đương (đổi nén lệch tâm xiên ra nén lệch tâm phẳng)

  b Độ lệch tâm 1 M e  N Độ lệch tâm ea ≥ (H/600; h/30)

Với kết cấu siêu tĩnh e0 = max(e1; ea) e = e0 +

Tính toán độ mảnh theo hai phương x ox x l

SVTH: Phạm Văn Nhớ MSSV: 20761212 Trang| 85 max( ; ) x y

Dựa vào độ lệch tâm e0 và x1 để phân biệt các trường hợp tính toán

Nén lệch tâm rất bé khi 0

  h  tính toán gần như nén đúng tâm

Hệ số ảnh hưởng độ lệch tâm  e :

Hệ số uốn dọc phụ thêm khi xét nén đúng tâm:

Diện tích toàn bộ cốt thép Ast: st e. b e sc b

  h  và x1>R.h0 tính toán theo trường hợp nén lệch tâm bé

Xác định chiều cao vùng nén: 2 0

  h Diện tích toàn bộ cốt thép Ast:

  h  và x1 ≤ R.h0 tính toán theo trường hợp nén lệch tâm lớn

Diện tích toàn bộ cốt thép Ast:

Kiểm tra điều kiện:  min     max

Trong đó:  min lấy theo l 0

Giá trị hàm lượng cốt thép tối thiểu trong cột l0

 max: khi cần hạn chế việc sử dụng quá nhiều thép người ta lấy  max =3% Để đảm bảo sự làm việc chung giữa thép và bêtông thường lấy  max =6%

TH Ast (mm 2 ) Chọn Achọn

N (kN) Mx (kNm) My (kNm)

Hấm 1,2 -2879,13 -11,62 -11,71 py LTRB 1982,57 12Ф25 5890.5 3,4,5 -2045,11 0,42 -4,65 py LTRB 1073,14 8Ф25 3927.2 6,7,8 -73,45 14,83 -5,67 px LTL 487,97 4Ф25 1963.6

Hấm 1,2 -3758,59 -7,23 -36,74 py LTRB 948,93 12Ф25 5890.5 3,4,5 -2751,75 12,55 -29,74 py LTRB 1511,43 8Ф25 3927.2 6,7,8 -201,97 44,23 -27,37 px LTL 1056,77

Hấm 1,2 -5724,39 24,39 -80,31 py LTRB 6742,24 16Ф25 7854 3,4,5 -4418,16 52,20 -86,17 py LTRB 4434,05 12Ф25 12Ф25 6,7,8 -1955,06 103,51 -88,22 px LTRB 2564,83 8Ф25 8Ф25

Hấm 1,2 -5104,14 -5,05 107,06 py LTRB 4442,78 12Ф25 5890.5 3,4,5 -3983,69 24,33 105,50 py LTRB 2789,02 8Ф25 3927.2 6,7,8 -2378,44 35,29 81,64 py LTRB 1299,92 4Ф25 1963.6

Hấm 1,2 -2957,89 -11,08 18,29 py LTRB 2326,79 12Ф25 5890.5 3,4,5 -2104,91 2,61 14,69 py LTRB 1569,93 8Ф25 3927.2 6,7,8 -78,19 15,33 11,87 px LTL 713,19 4Ф25 1963.6

5.8.2.1 Tổ hợp nội lực tính toán

Mỗi dầm được tính toán tại ba tiết diện, bao gồm giữa nhịp và hai gối Để đơn giản hóa quá trình tính toán, ta chọn nội lực lớn nhất từ hai gối để xác định lượng thép cần thiết tại gối.

Ta chọn cặp nội lực từ tổ hợp bao

- Sử dụng cốt thép AII, CII: Rs(0Mpa Rsc(0Mpa

- Bê tông B20: Rb,5Mpa Rbt=0,9Mpa

- Từ bê tông B20 và cốt thép AII, CII tra bảng được:  R = 0,429

- Giá trị R phụ thuộc vào mác bê tông và cường độ thép:

- Diện tích cốt thép là: b b 0 s s

Tính cốt đai cho dầm

Bê tông B20: Rb.5 MPa; Rbt=0.9 MPa

Cốt thép: thép AII Rs"5 MPa

Lực cắt lớn nhất tác dụng lên dầm là Qmax !1.67kN

Chọn cốt đai hai nhánh : n= 2, thép 8

THIẾT KẾ MÓNG CỌC

THIẾT KẾ MÓNG KHOAN NHỒI

Tiêu đề	Thiết Kế Khách Sạn Ibis Saigon South
Tác giả	Phạm Văn Nhớ
Người hướng dẫn	TS. Dương Hồng Thẩm
Trường học	Trường Đại Học Xây Dựng
Chuyên ngành	Kỹ Sư Xây Dựng
Thể loại	Đồ án tốt nghiệp
Thành phố	Hồ Chí Minh

Định dạng
Số trang	180
Dung lượng	8,02 MB