Nhu cầu đầu tư xây dựng công trình
Cao ốc văn phòng Sunshine nằm trên đường Nguyễn Văn Cừ, Phường Nguyễn Cư Trinh, Quận 1, TP Hồ Chí Minh Đây là một tòa nhà văn phòng hạng C với thiết kế hiện đại, không gian thông thoáng và trang thiết bị mới Sunshine Building được trang bị thang máy tốc độ cao, hệ thống phòng cháy chữa cháy tự động, và máy phát điện dự phòng để đảm bảo cung cấp điện liên tục Với quản lý chuyên nghiệp và an ninh tốt, Sunshine mang đến cho bạn một môi trường làm việc thoải mái và chuyên nghiệp.
Nét thiết kế đơn giản kết nối hai mặt của tòa nhà không chỉ tạo sự thân thiện với các công trình xung quanh mà còn mang đến ấn tượng mạnh mẽ cho bản thân tòa nhà Điều này khẳng định sự phát triển nhanh chóng của nó trong bối cảnh hội nhập vào nền kinh tế toàn cầu.
Các tài liệu và tiêu chuẩn dùng trong thiết kế
TCXDVN 276:2003 – Công trình công cộng – Nguyên tắc cơ bản để thiết kế
TCXDVN 323:2004 – Nhà ở cao tầng – Tiêu chuẩn để thiết kế.
Vị trí, đặc điểm và điều kiện tự nhiên khu đất xây dựng
Vị trí, đặc điểm
− Tên công trình: cao ốc văn phòng SUNSHINE
Văn phòng cho thuêSunshine tọa lạc tại số 74C đường Nguyễn Văn Cừ, Phường Nguyễn Cư Trinh, Quận 1, TP.HCM; cách ngã ba Nguyễn Văn Cừ – Trần Hưng Đạo 50m
Sunshine là một phần của chuỗi cao ốc văn phòng cho thuê trên đường Nguyễn Văn Cừ, một trong những tuyến đường quan trọng tại quận 1 Tuyến đường này kết nối quận 1 với quận 5 và cắt ngang các tuyến đường chính như An Dương Vương, Trần Hưng Đạo, Nguyễn Trãi và Hùng Vương Đường Nguyễn Văn Cừ có hai chiều với 4 làn xe, hiếm khi xảy ra tình trạng kẹt xe, tạo điều kiện lưu thông thuận lợi đến các quận 5, 8, 3, 4, 10 và các khu vực lân cận.
+ Cách trường Đại Học Sư Phạm 600m
+ Cách trung tâm thương mại Now Zone 850m
+ 1 phút lưu thông sang quận 5, 3 phút sang quận 3 và chỉ 5 phút để đến quận 10
Cao ốc văn phòng Sunshine Quận 1 TP Hồ Chí Minh
Xung quanh cao ốcSunshinelà hàng loạt các trụ sở giao dịch ngân hàng, nhà hàng, quán ăn phục vụ cho giới văn phòng trong khu vực
Tòa nhà được thiết kế theo đúng tiêu chuẩn xây dựng, an toàn và vệ sinh môi trường, đồng thời đảm bảo quy định về phòng cháy chữa cháy Giao thông trong khu vực được tổ chức thuận tiện và riêng biệt cho hai khối sử dụng khác nhau.
+ Mặt bằng các tầng được bố trí hợp lý, hiện đại, đảm bảo đáp ứng dây chuyền công năng sử dụng của một ngân hàng thương mại
Hệ thống kỹ thuật được thiết kế thông minh, tiết kiệm năng lượng và có độ dự phòng cần thiết, đảm bảo tính hiện đại và tương thích kỹ thuật Hệ thống hoạt động ổn định 24/24h, với tính an toàn và bảo mật cao.
Điều kiện tự nhiên
Thành phố Hồ Chí Minh nằm trong vùng nhiệt đới xavan, không có bốn mùa như nhiều nơi khác, mà chỉ có hai mùa chính: mùa mưa và mùa khô Mùa mưa kéo dài từ tháng 5 đến tháng 11 với khí hậu nóng ẩm và lượng mưa nhiều, trong khi mùa khô từ tháng 12 đến tháng 4 năm sau có khí hậu khô ráo, nhiệt độ cao và ít mưa.
Thành phố Hồ Chí Minh có từ 160 đến 270 giờ nắng mỗi tháng, với nhiệt độ trung bình khoảng 27 °C Nhiệt độ cao nhất có thể đạt 40 °C, trong khi mức thấp nhất là 13,8 °C Hàng năm, thành phố trải qua khoảng 330 ngày có nhiệt độ trung bình dao động từ 25 đến 28 °C.
Thành phố có lượng mưa trung bình hàng năm đạt 1.949 mm, với mức cao nhất ghi nhận vào năm 1908 là 2.718 mm và thấp nhất là 1.392 mm vào năm 1958 Trung bình mỗi năm, thành phố trải qua 159 ngày mưa, chủ yếu tập trung từ tháng 5 đến tháng 11, chiếm khoảng 90% tổng lượng mưa, đặc biệt là vào tháng 6 và tháng 9 Lượng mưa không phân bố đều trên toàn thành phố, có xu hướng tăng dần từ Tây Nam đến Đông Bắc, trong đó các quận nội thành và huyện phía Bắc có lượng mưa cao hơn so với các khu vực khác.
Thành phố Hồ Chí Minh chịu ảnh hưởng bởi hai hướng gió chính: gió mùa Tây – Tây Nam và Bắc – Đông Bắc Gió Tây – Tây Nam từ Ấn Độ Dương có tốc độ trung bình 3,6 m/s vào mùa mưa, trong khi gió Bắc – Đông Bắc từ biển Đông có tốc độ trung bình 2,4 m/s vào mùa khô Ngoài ra, từ tháng 3 đến tháng 5, gió mậu dịch theo hướng Nam – Đông Nam với tốc độ trung bình 3,7 m/s cũng xuất hiện Thành phố Hồ Chí Minh nằm trong vùng không có gió bão, với độ ẩm không khí cao vào mùa mưa (80%) và thấp vào mùa khô (74,5%).
Cao ốc văn phòng Sunshine Quận 1 TP Hồ Chí Minh b Vị trí, Địa hình
Thành phố Hồ Chí Minh nằm ở tọa độ 10°10' – 10°38' Bắc và 106°22' – 106°54' Đông, với các tỉnh lân cận bao gồm Bình Dương ở phía Bắc, Tây Ninh ở phía Tây Bắc, Đồng Nai ở phía Đông và Đông Bắc, Bà Rịa - Vũng Tàu ở phía Đông Nam, cùng Long An ở phía Tây và Tây Nam.
Thành phố Hồ Chí Minh, nằm ở miền Nam Việt Nam, cách Hà Nội 1.730 km theo đường bộ và chỉ 50 km theo đường chim bay từ bờ biển Đông Với vị trí trung tâm của khu vực Đông Nam Á, thành phố này đóng vai trò là một đầu mối giao thông quan trọng, kết nối các tỉnh trong vùng qua đường bộ, đường thủy và đường không, đồng thời là cửa ngõ quốc tế.
Thành phố nằm trong vùng chuyển tiếp giữa miền Đông Nam Bộ và đồng bằng sông Cửu Long, với địa hình thấp dần từ Bắc xuống Nam và từ Tây sang Đông Vùng cao chủ yếu ở phía Bắc - Đông Bắc và một phần Tây Bắc, có độ cao trung bình từ 10 đến 25 mét, trong đó đồi Long Bình ở quận 9 cao nhất lên tới 32 mét Ngược lại, vùng trũng ở phía Nam - Tây Nam và Đông Nam thành phố có độ cao trung bình khoảng 1 mét, với nơi thấp nhất chỉ 0,5 mét Các khu vực trung tâm và một phần quận Thủ Đức, quận 2, toàn bộ huyện Hóc Môn và quận 12 có độ cao trung bình từ 5 đến 10 mét.
Thành phố Hồ Chí Minh, nằm ở hạ lưu hệ thống sông Ðồng Nai - Sài Gòn, sở hữu mạng lưới sông ngòi và kênh rạch đa dạng Sông Ðồng Nai, bắt nguồn từ cao nguyên Lâm Viên và hợp lưu từ nhiều sông khác, có lưu vực rộng lớn khoảng 45.000 km² Với lưu lượng bình quân từ 20 đến 500 m³/s, sông Đồng Nai cung cấp khoảng 15 tỷ m³ nước mỗi năm, trở thành nguồn nước ngọt chủ yếu cho thành phố.
Sông Sài Gòn bắt nguồn từ vùng Hớn Quản, chảy qua Thủ Dầu Một đến Thành phố
Hồ Chí Minh có hệ thống sông ngòi phong phú, trong đó sông Sài Gòn dài 200 km, chảy qua thành phố 80 km, với lưu lượng trung bình khoảng 54 m³/s, bề rộng từ 225 m đến 370 m và độ sâu lên đến 20 m Hệ thống kênh Rạch Chiếc kết nối sông Đồng Nai và sông Sài Gòn tại khu vực nội thành Ngoài ra, sông Nhà Bè, hình thành từ nơi hợp lưu của hai sông Đồng Nai và Sài Gòn, chảy ra biển Đông qua hai ngả Soài Rạp và Gành Rái, trong đó ngả Gành Rái là tuyến đường thủy chính cho tàu vào bến cảng Sài Gòn.
Thành phố Hồ Chí Minh không chỉ nổi bật với các con sông chính mà còn sở hữu một mạng lưới kênh rạch phong phú như Láng The, Bàu Nông, rạch Tra, và Nhiêu Lộc-Thị Nghè Hệ thống này hỗ trợ tưới tiêu cho nông nghiệp, nhưng cũng chịu ảnh hưởng từ triều cường của biển Ðông, dẫn đến tình trạng thủy triều xâm nhập sâu, gây tác động tiêu cực đến sản xuất nông nghiệp và hạn chế khả năng thoát nước trong khu vực nội thành.
Cao ốc văn phòng Sunshine Quận 1 TP Hồ Chí Minh
Quy mô công trình
Hệ thống tầng hầm
Gồm 2 tầng hầm dùng làm nơi đỗ xe ô tô, xe máy và bố trí các phòng kỹ thuật, phục vụ hệ thống kỹ thuật của toà nhà với tổng diện tích sử dụng là 2907m 2
Tầng hầm 1 được thiết kế với gara cho xe máy, cùng với đường dốc lên xuống thuận tiện cho các phương tiện giao thông Ngoài ra, tầng hầm còn bao gồm 2 thang nâng ô tô, phòng máy bơm, bể nước và hệ thống điện, đảm bảo vận hành hiệu quả và an toàn.
Tầng hầm 2: Bố trí gara ô tô, thang nâng ô tô, hệ thống phòng kỹ thuật, bể phốt, bể nước, phòng máy bơm, xử lý nước thải và kho chứa
Với 2 tầng hầm trên đủ đảm bảo được nhu cầu hiện tại về diện tích đỗ xe của công trình “Cao Ốc văn phòng SUNSHINE”, cũng như nhu cầu phát triển trong tương lai phù hợp với nhu cầu phát triển giao thông đô thị hiện đại.
Hệ thống tầng nổi
Để đảm bảo hai chức năng chính của công trình, thiết kế mặt bằng công năng cần có sự bố trí hợp lý về không gian và thẩm mỹ Công trình có hệ thống tầng nổi gồm 15 tầng.
Không gian giao dịch và làm việc của cao ốc Không gian bố trí từ tầng 1 (cao độ ±0,00m) đến tầng2 (cao độ +3,60m) được phân bổ chi tiết như sau:
+ Phòng quản lý cao ốc 33m 2 ,
+ Phòng kỹ thuật điên, phòng bảo vệ, kho và các quầy nữ trang
+ Sảnh thang máy, thang bộ và WC chung
− Văn phòng cho thuê được bố trí từ tầng 2(cao độ +3,6m) đến tầng 15 (cao độ +54m) Mỗi tầng đều có:
+ Khu vực kho chứa, sảnh thang máy, thang bộ và WC chung
Cao ốc văn phòng Sunshine Quận 1 TP Hồ Chí Minh
− Tầng mái (cao độ +56.7) gồm:
+ Thang bộ và kho chứa bể nước.
Giải pháp kiến trúc
Công trình mang phong cách hiện đại với hình khối và sự phân chia bề mặt hài hòa, tạo sự kết nối uyển chuyển với các kiến trúc xung quanh Chất liệu bề mặt được lựa chọn đơn giản nhưng vẫn toát lên vẻ gần gũi, thân thiện và sang trọng.
Mặt bằng được chia thành các khối block độc lập, với không gian nội thất được tổ chức thành những phòng lớn kết nối chặt chẽ với hành lang, cầu thang bộ và thang máy, tạo ra các nút giao thông thuận tiện cho người sử dụng.
Công trình được thiết kế với hình khối đơn giản, tạo sự tương phản và hài hòa với môi trường xung quanh, đồng thời vẫn giữ được nét riêng qua chất liệu và chi tiết kiến trúc Hình ảnh các thanh đố kính theo phân vị đứng được làm nổi bật trên mặt đứng của tòa nhà, dưới ánh sáng tự nhiên hoặc ánh đèn ban đêm, nhờ kỹ thuật ánh sáng và hệ thống tấm chắn nắng, mang lại hiệu ứng đặc biệt và thể hiện triết lý phát triển bền vững.
Ngôn ngữ thiết kế hiện đại của công trình sử dụng các vật liệu xây dựng tiên tiến, kết hợp với hệ thống lam chớp ở mặt đứng và mặt bên, phù hợp với khí hậu nóng ẩm của thành phố.
Hồ Chí Minh có cường độ bức xạ mặt trời cao, vì vậy hệ thống lam chớp là giải pháp lý tưởng để tối ưu hóa khả năng chống nắng, giảm nhiệt và đồng thời mang lại vẻ sang trọng, hiện đại cho công trình.
Tỷ lệ đặc rỗng được phân chia hài hòa, kết hợp với chất liệu và dáng vẻ kiến trúc sang trọng, tạo nên sự vững chắc cho tòa nhà ngân hàng Điều này không chỉ đáp ứng yêu cầu cần thiết cho một công trình ngân hàng quy mô lớn mà còn góp phần làm đẹp cho cảnh quan thành phố, tạo nên một góc phố ấn tượng.
Giao thông trong công trình
Hệ thống giao thông đứng liên hệ giữa các tầng thông qua hệ thống thang bộ và thang máy gồm:
− 6 buồng thang máy, 2 thang bộ
Hệ thống thang máy và thang bộ kết hợp với các sảnh và hành lang, giúp việc di chuyển và giao dịch trở nên thuận tiện, đồng thời đáp ứng yêu cầu thoát hiểm trong các tình huống khẩn cấp.
Cao ốc văn phòng Sunshine Quận 1 TP Hồ Chí Minh
Các giải pháp kĩ thuật
Hệ thống điện
Công trình sử dụng nguồn điện cao thế từ Trạm biến áp địa phương, đảm bảo cung cấp điện năng liên tục cho hệ thống thang máy và hệ thống lạnh hoạt động hiệu quả.
Hệ thống điện được lắp đặt trần sau khi hoàn thành phần thô, với hệ thống cấp điện chính đi trong các hộp kỹ thuật, đảm bảo an toàn và không đi qua khu vực ẩm ướt để dễ dàng sửa chữa Ngoài ra, hệ thống ngắt điện tự động được bố trí theo tầng và khu vực, đảm bảo an toàn khi xảy ra sự cố.
Hệ thống cấp nước
Công trình sẽ được cung cấp nước từ mạng lưới phân phối hiện có dọc theo đường Nguyễn Văn Cừ Vị trí cụ thể, điểm cấp nguồn và phương án cấp nước sẽ được xác định trong thỏa thuận cấp nước sạch giữa Chủ đầu tư và Công ty cấp nước sạch TP Hồ Chí Minh.
Các đường ống đứng giữa các tầng được bảo vệ trong hộp gen và lắp đặt ngầm trong hộp kỹ thuật Hệ thống ống cứu hỏa chính được phân bố ở mỗi tầng để đảm bảo an toàn.
Hệ thống thoát nước thải và nước mưa
Nước mưa từ mái nhà sẽ được thu gom qua các lỗ trên tầng thượng và chảy vào hệ thống ống thoát nước mưa xuống dưới Hệ thống thoát nước thải sẽ được thiết kế riêng biệt, với nước thải từ các tầng được dẫn về khu xử lý và bể tự hoại nằm ở tầng hầm.
Hệ thống xử lý nước thải và nước mưa sẽ đảm bảo tiêu chuẩn vệ sinh môi trường đô thị trước khi được thoát vào cống trên phố Nguyễn Văn Cừ Chi tiết về điểm và hướng thoát nước sẽ được quy định trong thỏa thuận giữa Chủ đầu tư và Công ty thoát nước môi trường TP Hồ Chí Minh.
Hệ thống thông gió, chiếu sáng
Các phòng trên các tầng được chiếu sáng tự nhiên qua cửa sổ kính, kết hợp với hệ thống chiếu sáng nhân tạo tối ưu cho các khu vực cần ánh sáng như buồng thang bộ, thang máy và hành lang Hệ thống thông gió bằng điều hòa ở các tầng đảm bảo môi trường làm việc mát mẻ và hiện đại.
An toàn phòng cháy chữa cháy và thoát người
Các thiết bị cứu hỏa và đường ống nước được lắp đặt gần khu vực xảy ra sự cố, đặc biệt là hệ thống điện gần thang máy Hệ thống phòng cháy chữa cháy hiện đại và an toàn, kết nối với hệ thống phòng cháy chữa cháy trung tâm của thành phố Mỗi tầng đều được trang bị hệ thống chữa cháy và báo cháy tự động, với mạng lưới báo cháy có đồng hồ và đèn báo cháy gắn tại mỗi tầng.
Cao ốc văn phòng Sunshine Quận 1 TP Hồ Chí Minh
Thang bộ được thiết kế với cửa kín nhằm ngăn chặn khói xâm nhập, phục vụ như một cầu thang thoát hiểm, đảm bảo việc thoát hiểm nhanh chóng và an toàn trong các tình huống khẩn cấp.
Ngoài ra, còn có cầu thang thoát hiểm bằng thép bên ngoài nhà.
Hệ thống chống sét
Hệ thống thu sét chủ động Dynasphere được lắp đặt trên mái nhà, kết hợp với hệ thống dây nối đất bằng đồng, giúp giảm thiểu nguy cơ bị sét đánh.
Đánh giá các chỉ tiêu kinh tế - kĩ thuật
Mật độ xây dựng
K0 là tỷ lệ giữa diện tích xây dựng công trình và diện tích lô đất, được tính bằng phần trăm (%) Diện tích xây dựng được xác định theo hình chiếu mặt bằng của mái công trình.
Hệ số sử dụng
Hsd là tỷ số của tổng diện tích sàn toàn công trình trên diện tích lô đất san sd dat
GIẢI PHÁP KẾT CẤU CÔNG TRÌNH
Lựa chọn giải pháp kết cấu cho công trình
2.1.1 Phân loại kết cấu chịu lực a Kết cấu chịu lực đơn
Hệ khung chịu lực bao gồm các cấu kiện dạng thanh như cột đứng và dầm ngang, tạo nên liên kết cứng Các khung phẳng được kết nối với nhau bằng các thanh dọc, hình thành khối khung không gian với các mặt bằng đa dạng như hình vuông, chữ nhật và đa giác.
Kết cấu khung chịu tải trọng đứng và ngang chủ yếu qua cột và dầm, không có tường chịu lực, mang lại không gian mặt bằng lớn và linh hoạt cho các công trình Tuy nhiên, với độ cứng ngang thấp, khả năng chống lực ngang của kết cấu khung cũng hạn chế Để đảm bảo khả năng chống gió và động đất, mặt cắt của dầm và cột thường phải lớn và tiêu tốn nhiều thép, dẫn đến chi phí không kinh tế Do đó, kết cấu khung thường chỉ được áp dụng cho các công trình có chiều cao dưới 40m.
Các cấu kiện thẳng đứng chịu lực của nhà là các tấm tường phẳng, bao gồm tường dọc và tường ngang Những tường này chịu tải trọng ngang và đứng, với tải trọng ngang được truyền qua các bản sàn cứng Vách cứng hoạt động như một console có chiều cao lớn, và khả năng chịu tải của chúng phụ thuộc vào hình dáng tiết diện ngang, có thể là dạng chữ nhật, chữ I, L, hoặc C.
Hệ vách chịu lực thích hợp cho nhà cần chia không gian bên trong (nhà ở, làm việc, khách sạn,…) có thể cao đến 20 tầng
Lõi có hình dạng hộp rỗng, với tiết diện có thể kín hoặc hở, có chức năng tiếp nhận và truyền tải trọng xuống nền đất Không gian bên trong lõi thường được sử dụng để lắp đặt thang máy và các khu vực khác.
WC, đường ống kĩ thuật
Lõi tiếp nhận tải trọng ngang và đứng, với khả năng chịu tải trọng ngang lớn, thường được ứng dụng trong các tòa nhà nhiều tầng.
Hệ hộp chịu lực là một cấu trúc trong đó các bản sàn được đặt trực tiếp lên các hệ kết cấu chịu tải trọng nằm trong mặt phẳng tường ngoài, loại bỏ nhu cầu sử dụng các gối trung gian bên trong.
Có nhiều giải pháp khác nhau cho các bức tường ngoài chịu lực của hệ hộp
Hệ hộp với giải pháp lưới không gian có các thanh chéo thường dùng cho nhà có chiều cao cực lớn b Hệ kết cấu chịu lực hỗn hợp
Hệ kết cấu khung cứng - vách cứng
Hệ kết cấu khung - giằng (khung và vách cứng) được áp dụng tại các khu vực cầu thang bộ, cầu thang máy, khu vệ sinh chung và tường biên, nơi có tường liên tục nhiều tầng Hệ thống khung được bố trí ở các khu vực còn lại của ngôi nhà, liên kết với nhau qua hệ kết cấu sàn, trong đó hệ sàn đóng vai trò quan trọng Trong hệ thống này, vách chịu tải trọng ngang còn khung chủ yếu chịu tải trọng thẳng đứng, giúp tối ưu hóa các cấu kiện và giảm kích thước cột, dầm, đáp ứng yêu cầu kiến trúc Hệ kết cấu khung - giằng là lựa chọn tối ưu cho nhiều công trình tại vùng động đất cấp 8 với chiều cao tối đa 30 tầng và vùng động đất cấp 9 với 20 tầng, đồng thời có thể sử dụng hiệu quả cho các ngôi nhà lên đến 40 tầng.
Hệ kết cấu khung cứng - lõi cứng
Hệ kết cấu kết hợp giữa lõi và khung mang lại nhiều ưu điểm, bao gồm khả năng chịu tải trọng ngang tốt của lõi và khả năng chịu tải theo phương đứng của khung Hệ khung tạo ra không gian thoáng đãng, trong khi lõi giúp tối ưu hóa việc bố trí đường ống kỹ thuật và thang máy, do đó trở thành lựa chọn phổ biến cho các công trình nhà nhiều tầng.
Hệ kết cấu vách cứng- lõi cứng
Hệ kết cấu vách cứng có thể được bố trí theo một hoặc hai phương, hoặc liên kết thành các hệ không gian gọi là lõi cứng Đặc điểm nổi bật của kết cấu này là khả năng chịu lực ngang tốt, thường được áp dụng cho các công trình cao trên 20 tầng Tuy nhiên, hiệu quả của độ cứng theo phương ngang của vách cứng chỉ đạt được ở những độ cao nhất định; khi chiều cao công trình lớn, kích thước của vách cứng cần phải đủ lớn, điều này thường khó thực hiện.
Hệ thống vách cứng trong công trình có thể cản trở việc tạo ra các không gian rộng Tuy nhiên, nó thường được áp dụng hiệu quả cho các công trình nhà ở và khách sạn có chiều cao không quá 40 tầng, đặc biệt là với cấp phòng chống động đất ≤ 7 Độ cao tối đa của công trình sẽ bị giảm nếu cấp phòng chống động đất cao hơn, và điều này cũng phụ thuộc vào loại vật liệu được sử dụng.
Kết cấu bê tông truyền thống
− Ưu điểm: dễ tạo hình, có thể sản xuất tại công trường, chịu nhiệt tốt, chống phá hoại, ăn mòn tốt
Nhược điểm của vật liệu này bao gồm tỷ số trọng lượng riêng và cường độ cao với giá trị c = 2,4.10 -3 (1/m), thời gian thi công và lắp dựng coppha kéo dài, cũng như cần chờ bê tông đạt cường độ chịu lực Ngoài ra, vật liệu này có khả năng chịu kéo kém và cần có sự hỗ trợ từ cốt thép.
Vật liệu này có nhiều ưu điểm nổi bật như khả năng chịu lực tốt và trọng lượng nhẹ, với tỷ số trọng lượng riêng và cường độ thấp c = 3,7.10 -4 (1/m) Quá trình thi công diễn ra nhanh chóng và đặc biệt chú trọng đến độ chính xác cao, làm cho nó trở thành lựa chọn lý tưởng trong các điều kiện công nghiệp hóa.
− Nhược điểm: chống ăn mòn và chịu nhiệt kém
Hệ sàn đóng vai trò quan trọng trong việc ảnh hưởng đến sự làm việc của kết cấu và giá thành công trình Nó giống như một hệ giằng ngang, liên kết giữa lõi, vách và cột, đảm bảo sự làm việc đồng thời của các thành phần này Hệ sàn cũng là bộ phận chịu lực trực tiếp, có nhiệm vụ truyền tải trọng và phân phối tải trọng vào khung, vách và lõi.
Việc lựa chọn phương án sàn hợp lý là rất quan trọng và cần có sự phân tích so sánh để tìm ra phương án phù hợp với hệ kết cấu và đặc điểm công trình Đối với công trình này, dựa trên yêu cầu kiến trúc và công năng, chúng ta sẽ xem xét các phương án sàn, trong đó có hệ sàn có dầm.
Sàn sườn toàn khối có bản loại dầm hoặc bản kê 4 cạnh
+ Được sử dụng phổ biến, thuận tiện cho việc lựa chọn công nghệ thi công
Chiều cao dầm và độ võng của bản sàn tăng lên đáng kể khi vượt khẩu độ lớn, dẫn đến chiều cao tầng của công trình cũng lớn theo Điều này không chỉ gây bất lợi cho kết cấu công trình khi chịu tải trọng ngang mà còn làm tăng chi phí vật liệu, không đạt hiệu quả kinh tế.
+ Chiều cao nhà lớn, nhưng không gian sử dụng bị thu hẹp
TÍNH TOÁN SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH
Sơ đồ phân chia ô sàn
Trong tính toán kết cấu, sự liên kết ở các cạnh của ô sàn quyết định cách phân loại liên kết Nếu sàn liên kết với dầm giữa, nó được xem là liên kết ngàm; ngược lại, nếu không có dầm dưới sàn, thì coi như sàn tự do Khi sàn liên kết với dầm biên, nó được xem là liên kết khớp, nhưng nếu dầm biên lớn, có thể coi là liên kết ngàm.
Có quan niệm nếu dầm biên mà là dầm khung thì xem là ngàm, nếu là dầm phụ (dầm dọc) thì xem là khớp
Lại có quan niệm dầm biên xem là khớp hay ngàm phụ thuộc vào tỉ số độ cứng của sàn và dầm biên
Liên kết giữa sàn và dầm thực tế có độ cứng hữu hạn, trái ngược với khớp có độ cứng bằng 0 và ngàm có độ cứng vô hạn.
Khi thiết kế sàn liên kết vào dầm biên, cần ưu tiên tính an toàn bằng cách sử dụng liên kết khớp để xác định nội lực trong sàn Để đảm bảo an toàn, nên bố trí thép tại biên ngàm đối diện cho biên khớp.
L : Bản chủ yếu làm việc theo phương cạnh bé: Bản loại dầm
L : Bản làm việc theo cả hai phương: Bản kê bốn cạnh
Trong đó: L1 - kích thước theo phương cạnh ngắn
L2 - kích thước theo phương cạnh dài
Căn cứ vào kích thước, cấu tạo, liên kết, tải trọng tác dụng, ta chia như sau:
Các số liệu tính toán của vật liệu
Bê tông B30 có: Rb = 14,5 (MPa) = 145 (daN/cm 2 )
Cốt thộp ỉ < 10 dựng thộp CI cú Rs = Rsc = 225 MPa = 225 (N/mm 2 )
Cốt thộp 10 ≤ ỉ ≤ 18 dựng thộp CII cú Rs = Rsc = 280 MPa = 2800 (daN/cm 2 ) Cốt thộp ỉ > 18 dựng thộp CIII cú Rs = Rsc = 360 MPa = 3600 (daN/cm 2 ).
Chọn chiều dày sàn
Chọn chiều dày bản sàn theo công thức: b D. h l
Trong đó: l: là cạnh ngắn của ô bản
D = 0,8 ÷ 1,4 phụ thuộc vào tải trọng Chọn D = 1 m = 30 ÷ 35 với bản loại dầm
= 40 ÷ 45 với bản kê bốn cạnh
Để thuận tiện cho thi công và tính toán, chúng ta nên chọn chiều cao (hb) của ô lớn nhất cho các ô còn lại, do kích thước nhịp các bản không chênh lệch nhau lớn Đồng thời, cần đảm bảo rằng chiều cao hb lớn hơn 6cm đối với các công trình dân dụng.
Vì đa số các ô sàn đều là bản loại kê 4 cạnh nên ta có:
Vậy chọn thống nhất chiều dày các ô sàn là 90mm.
Xác định tải trọng
Trọng lượng các lớp sàn được xác định dựa vào cấu tạo kiến trúc của lớp sàn, với công thức tĩnh tải tiêu chuẩn là gtc = . (daN/cm²) Tĩnh tải tính toán được tính bằng công thức gtt = gtc.n (daN/cm²).
Trong đó: (daN/cm 3 ): trọng lượng riêng của vật liệu n: hệ số vượt tải lấy theo TCVN 2737-1995
Hình 1 Các lớp cấu tạo sàn tầng điển hình Hình 2 Các lớp cấu tạo sàn vệ sinh tầng điển hình
Ta có bảng tính tải trọng tiêu chuẩn và tải trọng tính toán sau:
3.4.2 Trọng lượng tường ngăn, tường bao che và lan can trong phạm vi ô sàn
Tường ngăn giữa các khu vực trên mặt bằng có độ dày 100mm, với tải trọng phân bố đều trên sàn đối với các ô sàn có tường đặt trực tiếp không có dầm đỡ Đối với tường ngăn trên dầm, trọng lượng sẽ được quy đổi thành tải trọng phân bố truyền vào dầm.
Chiều cao tường được xác định: ht = H - hds = 3,6– 0,10 = 3,5m
Trong đó: ht: chiều cao tường
H: chiều cao tầng nhà hds: chiều cao dầm hoặc sàn trên tường tương ứng
Công thức quy đổi tải trọng tường trên ô sàn về tải trọng phân bố trên ô sàn:
Trong đó: St (m 2 ): diện tích bao quanh tường
Llc (m): chiều dài lan can nt, nc, nv, nlc: hệ số độ tin cậy đối với tường, cửa và vữa
t = 0,1(m): chiều dày của mảng tường 10
t = 0,2 (m): chiều dày của mảng tường 20
v = 0,015 (m): chiều dày của lớp vữa trát tường
t = 1500 (daN/m 3 ): trọng lượng riêng của tường (khối xây gạch có lỗ)
v = 1600 (daN/m 3 ): trọng lượng riêng của vữa trát tường
c = 40 (daN/m 2 ): trọng lượng của 1m 2 cửa kính khung thép
lc = 36 (daN/m): trọng lượng của 1m lan can
- Lát đá Ceramic, dày 10mm
- Vữa xi măng lót B5, dày 30mm
- Sàn Bê tông cốt thép, dày 90mm
- Lớp chống thấm Sikaproof Membrane
- Lát đá Ceramic, dày 10mm
- Vữa xi măng lót B5, dày 30mm
- Sàn Bê tông cốt thép, dày 90mm
Si (m 2 ): diện tích ô sàn đang tính toán
Tổng tĩnh tải từng ô sàn tầng điển hình: g tt = g tt t-s + g tt s (daN/m 2 )
Hoạt tải tiêu chuẩn p tc (daN/m²) được xác định theo bảng 3, trang 6 của TCVN 2737-1995 Các công trình được phân chia thành nhiều loại phòng với chức năng khác nhau Dựa vào từng loại phòng, ta tra bảng để xác định hoạt tải tiêu chuẩn và nhân với hệ số vượt tải n, từ đó tính toán được hoạt tải p tt (daN/m²).
Theo tiêu chuẩn TCVN 2737-1995, trang 9, mục 4.3.3, hệ số độ tin cậy đối với tải trọng phân bố đều trên sàn và cầu thang lấy bằng:
Tại các ô sàn có nhiều loại hoạt tải tác dụng, ta chọn giá trị lớn nhất trong các hoạt tải để tính toán
Theo TCVN 2737-1995, trang 9, mục 4.3.4, khi tính toán các kết cấu như dầm chính, dầm phụ, bản sàn, cột và móng, tải trọng toàn phần trong bảng 3 có thể được giảm theo quy định.
+ Đối với các phòng nêu ở mục 1, 2, 3, 4, 5 nhân với hệ số ψA1 (khi A > A1 = 9m 2 )
A – Diện tích chịu tải tính bằng m 2
+ Đối với các phòng nêu ở mục 6, 7, 8, 10, 12, 14 nhân với hệ số ψA2
3.4.4 Tổng tải trọng tính toán q tt = (g tt + p tt )
Xác định nội lực cho các ô sàn
Nội lực trong sàn được tính theo sơ đồ đàn hồi
Khi tải trọng được đặt lên một ô sàn, các ô còn lại cũng sẽ chịu ảnh hưởng và phát sinh nội lực Để đơn giản hóa quá trình tính toán, chúng ta thường tách các ô sàn thành các ô bản độc lập nhằm xác định nội lực một cách chính xác.
3.5.1 Nội lực trong ô sàn bản dầm
Cắt dải bản rộng 1m theo phương cạnh ngắn và xem như một dầm
Tải trọng phân bố đều tác dụng lên dầm: q tt = (g tt + p tt ).1m (daN/m)
Tuỳ thuộc vào liên kết cạnh bản mà các sơ đồ tính đối với dầm trên
2 q.l24 Hình 3 Sơ đồ tính ô sàn bản dầm
3.5.2 Nội lực trong bản kê 4 cạnh
Sơ đồ nội lực tổng quát: l 2
Hình 4 Sơ đồ tính ô sàn bản kê 4 cạnh
+ Moment dương lớn nhất giữa nhịp theo phương cạnh ngắn:
+ Moment dương lớn nhất giữa nhịp theo phương cạnh dài:
+ Moment âm lớn nhất ở trên gối theo phương cạnh ngắn:
+ Moment âm lớn nhất ở trên gối theo phương cạnh dài:
Trong đó: α1, α2, β1, β2: hệ số tra bảng, phụ thuộc vào sơ đồ liên kết 4 biên và tỉ số l1/l2
(Phụ lục 6 Sách kết cấu BTCT phần cấu kiện cơ bản, trang 160 của Gs.Ts Nguyễn Đình Cống).
Tính toán cốt thép cho các ô sàn
Tính thép bản như cấu kiện chịu uốn có bề rộng b = 1m; chiều cao h = hb
Trong đó: 0 ( ) bv 2 h = −h a +d hoặc 0 ( 1 2 ) bv 2 h = −h a +d +d abv:chiều dày lớp bê tông bảo vệ, d1, d2: lần lượt là đường kính thép chịu moment dương lớp trên và dưới của bản
M - moment tại vị trí tính thép
+ Nếu m R : tăng bề dày sàn hoặc tăng cấp độ bền bê tông để đảm bảo điều kiện hạn chế m R
− Diện tích cốt thép yêu cầu trong phạm vi bề rộng bản b = 1m:
− Khoảng cách cốt thép tính toán:
= − Kiểm tra hàm lượng cốt thép:
+ nằm trong khoảng 0,3% ÷ 0,9% là hợp lý
+ Nếu ≤ min = 0,1% thì lấy ASmin = min.b.h0 (mm 2 )
− Việc bố trí cốt thép cần phải phối hợp cốt thép giữa các ô sàn với nhau, với khoảng cách cốt thép bố trí s BT s TT
Tính lại diện tích cốt thép bố trí A S BT theo khoảng cách s BT : 1000 2
Bố trí cốt thép
3.7.1 Đường kính, khoảng cách Đường kính cốt thép chịu lực trong ô bản: d ≤ h/10
Khoảng cách thép chịu lực: 70mm < s < 200mm
3.7.2 Thép mũ chịu moment âm
Tại vùng giao nhau để tiết kiệm có thể đặt 50% As của mỗi phương nhưng không ít hơn 3 thanh/1m dài (để an toàn thì không áp dụng)
Hình 5 Bố trí cốt thép mũ cho ô bản
− Diện tích cốt thép phân bố phải ≥ 10% diện tích cốt chịu lực nếu L / 2 L 1 3 và ≥ 20% diện tích cốt chịu lực nếu L / 2 L 1 3
− Khoảng cách các thanh s ≤ 350mm
− (Đường kính cốt thép phân bố) ≤ (đường kính thép chịu lực)
− Trong đồ án ta thấy tỉ số L2/L1 đa số < 3 nên diện tích cốt thép phân bố tính ≥ 20% diện tích cốt chịu lực => Chọn thép phân bố đường kính Φ6a250
− Cốt thép phân bố có tác dụng:
+ Chống nứt do bê tông co ngót
+ Cố định cốt chịu lực
+ Phân phối tải trọng sang các vùng xung quanh, tránh hiện tượng tập trung ứng suất + Chịu ứng suất nhiệt
+ Hạn chế việc mở rộng khe nứt
Do các ô sàn được tính toán độc lập nên thường xảy ra hiện tượng: tại 2 bên của 1 dầm, các ô sàn có nội lực khác nhau
Hiện tượng: MII (1) MII (2) Điều này không đúng với thực tế vì các moment đó thường bằng nhau (nếu bỏ qua moment xoắn trong dầm)
Kết quả của hai moment không bằng nhau do quan niệm tính toán chưa chính xác, vì các ô sàn không độc lập; tải trọng tác dụng lên một ô có thể gây ra nội lực trong các ô khác.
Hình 6 Biểu đồ momen tính toán Hình 7 Biểu đồ momen thực tế
Do sự phân phối lại moment, moment tại gối của hai ô sàn liền kề sẽ bằng nhau Để đảm bảo tính an toàn và đơn giản, ta chọn moment lớn nhất để bố trí cốt thép cho cả hai bên gối.
Cốt thép chịu moment dương không cần kéo dài sang các ô sàn liên tiếp, nhưng để thuận tiện cho thi công, người ta thường thực hiện điều này khi diện tích cốt thép tính toán giữa các ô sàn không chênh lệch nhiều.
Tính ô sàn bản kê 4 cạnh: (S1)
3.8.1 Tải trọng: (như đã tính ở phần tải trọng)
3.8.2 Nội lực Ô sàn S1 có kích thước (4,25 x 4,25) m 2 là loại hành lang Tỷ số 2
L = Tra phụ lục và nội suy ta có các hệ số:
Từ đó, ta có các moment như sau:
Cắt ra 1 dải b = 1m theo mỗi phương để tính toán
Chọn abv = 20 mm, đối với bản có chiều dày h > 100mm
=> ho = hb – abv = 90 – 20 = 70mm a Tính thép chịu moment dương
= = Chọn 6a160, suy ra diện tích thép bố trí là:
= = b Tính thép chịu moment âm
= = Chọn 8ê120, suy ra diện tớch thộp bố trớ là:
= = Để tiện tính toán ta lập bảng tính cho các ô còn lại.
TÍNH TOÁN CẦU THANG
Cấu tạo cầu thang điển hình
Hình 8 Sơ đồ kết cấu cầu thang tầng điển hình
Hình 9 Cấu tạo cầu thang
− Tính toán cầu thang bộ tầng 2 bao gồm:
+ Tính bản thang Ô1, bản chiếu nghỉ Ô2,
+ Tính dầm chiếu nghỉ DCN1, DCN2; dầm chiếu tới DCT
Vật liệu bê tông chọn B25: Rb = 14,5 MPa = 14,5 N/mm 2 , Rbt = 1,05 MPa = 1,05 N/mm 2
Thép chịu lực CII: Rs = Rs' = 280 MPa = 280 N/mm 2
Thép bản, thép cấu tạo CI: Rs = Rs' = 225 MPa = 225 N/mm 2
Sơ bộ tiết diện các cấu kiện
− Chọn sơ bộ chiều dày bản thang:
25 30 25 30 h s = L = = mm (L0: nhịp tính toán của bản thang)
− Chọn sơ bộ kích thước các dầm cầu thang:
=> Chọn kích thước dầm chiếu nghỉ và dầm chiếu tới: b x h = 200 x 400 (mm x mm)
− Chọn sơ bộ kích thước tiết diện cốn thang:
Do cốn thang chịu tải trọng nhỏ nên kích thước tiết diện ngang lấy: bc = (100 ÷ 150)mm; hc = (250 ÷ 300)mm
=> Ta chọn kích thước cốn thang như sau: bc x hc = 100 x 350 (mm x mm)
− Phân tích sự làm việc của kết cấu cầu thang:
+ Ô1: 4 cạnh bản thang liên kết với: tường, cốn C, dầm chiếu nghỉ DCN1, dầm chiếu tới
+ Ô2: 4 cạnh bản chiếu tới liên kết với: 2 tường, dầm chiếu nghỉ DCN1, dầm chiếu nghỉ
+ Dầm chiếu nghỉ DCN1, DCN2: 2 đầu gối lên 2 dầm khung
+ Dầm chiếu tới DCT: 2 đầu gối lên dầm khung
+ Cốn C: 1 đầu gối lên dầm chiếu nghỉ DCN1, 1 đầu gối lên dầm chiếu tới DCT.
Tính bản thang Ô 1
− Cắt 1 dải bản có bề rộng 1m theo phương cạnh ngắn
Do đó, ta quan niệm niệm liên kết giữa bản thang với dầm chiếu nghỉ và dầm chiếu tới là liên kết ngàm
− Cấu tạo bậc thang: b x h = 300 x 150 (mm x mm)
4.3.1 Tải trọng tác dụng a Tĩnh tải
Trong đó: (daN/m 3 ): trọng lượng riêng của lớp vật liệu thứ i
i (m): chiều dày của lớp thứ i ni: hệ số tin cậy của lớp thứ i
− Lớp vữa liên kết: g 4 = n = 1, 3.1600.0, 02 = 41, 6 ( daN m / 2 )
=> Tổng tĩnh tải tác dụng lên bản thang: g = g1 + g2 + g3 + g4 + g5 + g6 = 48,3 + 55,8 + 132,8 + 41,6 + 275 + 31,2 = 584,7 (daN/m 2 ) b Hoạt tải p = n.p tc = 1,2.300 = 360 (daN/m 2 )
Suy ra, tải trọng phân bố đều tác dụng lên bản thang (theo phương vuông góc với bản thang): q 1 tt = + g p = 584, 7 360.0,894 + = 906, 5 ( daN m / 2 )
− Sơ đồ tính dải bản như một dầm đơn giản 2 đầu khớp
Hình 10 Sơ đồ nội lực bản thang
− Moment âm lớn nhất: min 0
− Chọn chiều dày lớp bê tông bảo vệ a = 20mm
= = Chọn 6a150, suy ra diện tích thép bố trí là:
= s = Kiểm tra hàm lượng cốt thép:
Phương vuông góc còn lại bố trí thép cấu tạo 6a200
Chọn thép cấu tạo 6a200, tính diện tích cốt thép bố trí:
= = = = Kiểm tra hàm lượng cốt thép:
Tính bản chiếu nghỉ Ô 2
4.4.1 Tải trọng tác dụng a Tĩnh tải
+ Lớp đá mài Granito: g1 = n.γ.δ = 1,2.2000.0,015 = 36 (daN/m 2 )
+ Lớp vữa trát mặt dưới: g4 = n.γ.δ = 1,3.1600.0,015 = 31,2 (daN/m 2 )
=> Tổng tĩnh tải: g = 36 + 41,6 + 275 + 31,2 = 383,8 (daN/m 2 ) b Hoạt tải p = n.p tc = 1,2.300 = 360 (daN/m 2 )
=> Tổng tải trọng theo phương thẳng đứng phân bố trên 1m 2 bản chiếu nghỉ: q = g + p = 383,8 + 360 = 743,8 (daN/m 2 )
Cắt dải bản rộng 1m theo phương cạnh ngắn và xem như một dầm đơn giản 2 đầu khớp Chiều cao dầm h = hb = 0,1m
Hình 11 Sơ đồ tính nội lực bản chiếu tới
− Moment dương lớn nhất ở giữa nhịp:
− Chọn chiều dày lớp bê tông bảo vệ a = 20mm
= A = Chọn thép 6a200, tính lại diện tích cốt thép bố trí:
= = = = Kiểm tra hàm lượng cốt thép:
Phương vuông góc còn lại bố trí thép cấu tạo 6a200
Chọn thép cấu tạo 6a200, tính diện tích cốt thép bố trí:
= = = = Kiểm tra hàm lượng cốt thép:
Tính toán cốn thang C 1 , C 2
− Trọng lượng phần bê tông:
− Trọng lượng phần vữa trát:
− Trọng lượng lan can: g 3 = 1, 2.200 = 240 ( daN m / )
− Do ô bản thang Ô1 truyền vào:
Vậy, tổng tải trọng phân bố đều lên cốn thang theo phương thẳng đứng: qc = 68,8+18,7+1496,1= 1823,6 (daN/m)
Hình 12 Sơ đồ tính nội lực cốn thang Nhịp tính toán: Lc = 3,3 / 0,894 = 3,69m
4.5.3 Tính toán cốt thép dọc a Với moment dương giữa nhịp
− Chọn chiều dày lớp bê tông bảo vệ a = 30mm
=> Chọn 122, có diện tích A s ch 80,1(mm 2 )
Kiểm tra hàm lượng cốt thép:
=> Chọn thép cấu tạo 112, có diện tích A s ch 3,1 (mm 2 )
Kiểm tra hàm lượng cốt thép:
Sơ bộ chọn cốt đai theo điều kiện cấu tạo:
=> Giả thuyết hàm lượng cốt đai tối thiểu: 6, n = 1 nhánh
− Kiểm tra khả năng chịu ứng suất nén chính của bê tông: Qmax < k0.φw1.φb1.Rb.b.h0
Với: k0 = 0,3 α = Es / Eb = 210000 / 30000 = 7 μw = Asw / (b.s) = (1.28,3) / (100.150) = 0,00188 φw1 = 1 + 5.α.μw = 1 + 5.7.0,00188 = 1,07 < 1,3 φb1 = 1 – β.Rb = 1 – 0,01.14,5 = 0,855
Vậy, bê tông không bị phá hoại trên tiết diện nghiêng do ứng suất nén chính
Trong bài viết này, chúng ta đề cập đến các yếu tố quan trọng trong thiết kế cấu kiện, bao gồm diện tích tiết diện ngang của các nhánh đai (Asw) đặt trong mặt phẳng vuông góc với trục cấu kiện và cắt qua tiết diện nghiêng Chiều rộng của tiết diện chữ nhật được ký hiệu là b, trong khi khoảng cách giữa các cốt đai theo chiều dọc của cấu kiện được ký hiệu là s Hệ số φb1 phản ánh khả năng phân phối lại nội lực của các loại bê tông, với giá trị β = 0,01 áp dụng cho bê tông nặng Cuối cùng, hệ số φw1 xem xét ảnh hưởng của cốt đai đặt vuông góc với trục cấu kiện.
− Kiểm tra điều kiện tính toán cốt đai: Qmax < φb3.(1 + φn + φf).Rbt.b.h0
Với: φb3 = 0,6, đối với bê tông nặng
n: hệ số xét đến ảnh hưởng của lực nén dọc trục, ở đây không có lực dọc n = 0
Hệ số f được xác định dựa trên tiết diện chữ T và chữ I khi cánh nằm trong vùng nén Tuy nhiên, khi tính lực cắt, chỉ cần xem xét lực cắt tại gối, do đó cánh nằm trong vùng kéo dẫn đến f = 0.
=> φb3.(1 + φn + φf).Rbt.b.h0 = 0,6.1,05.100.320 = 20160 (N) < Qmax = 30079 (N) Vậy, bê tông không đủ khả năng chịu cắt, cần tính toán cốt đai:
Chọn 6 có as = 28,3mm 2 , đai 2 nhánh
+ Xác định khoảng cách tính toán:
= = + Xác định khoảng cách cấu tạo (với chiều cao dầm h = 400mm):
(tại tiết diện giữa nhịp L/4 3L/4)
=> Vậy chọn khoảng cách cốt đai:
+ Tại tiết diện gối: stk = sct = 150mm
+ Tại tiết diện giữa nhịp: stk = sct = 150mm.
Tính toán dầm chiếu nghỉ D CN1
− Tiết diện dầm DCN1 là: 200 x 400 (mm x mm)
− Trọng lượng phần bê tông:
− Trọng lượng phần vữa trát:
− Do bản thang Ô1 truyền vào:
− Do bản chiếu nghỉ Ô2 truyền vào:
− Tải trọng tập trung do cốn C truyền vào:
4.6.2 Sơ đồ tính và nội lực
Dầm chiếu nghỉ được tính như dầm đơn giản 2 đầu ngàm vào 2 vách
− Tải trọng tác dụng lên đoạn dầm AB & CD:
− Tải trọng tác dụng lên đoạn dầm BC:
− Tải trọng tập trung tại B & C:
Hình 13 Sơ đồ tính dầm chiếu nghỉ DCN1
Hình 14 Biểu đồ moment dầm chiếu nghỉ DCN1
Hình 15 Biểu đồ lực cắt dầm chiếu nghỉ DCN1
4.6.3 Tính toán cốt thép dọc a Với moment dương ở giữa nhịp
− Chọn chiều dày lớp bê tông bảo vệ a = 30mm
=> Chọn 225, có diện tích A s ch 1,3(mm 2 )
Kiểm tra hàm lượng cốt thép:
= A = = => Thỏa mãn b Với moment âm ở gối
=> Chọn (212), có diện tích A s ch "6, 08 (mm 2 )
Kiểm tra hàm lượng cốt thép:
Sơ bộ chọn cốt đai theo điều kiện cấu tạo:
=> Giả thuyết hàm lượng cốt đai tối thiểu: 6, n = 2 nhánh
− Kiểm tra khả năng chịu ứng suất nén chính của bê tông: Qmax < k0.φw1.φb1.Rb.b.h0
Với: k0 = 0,3 α = Es / Eb = 210000 / 30000 = 7 μw = Asw / (b.s) = (2.28,3) / (200.150) = 0,00188 φw1 = 1 + 5.α.μw = 1 + 5.7.0,00188 = 1,07 < 1,3 φb1 = 1 – β.Rb = 1 – 0,01.14,5 = 0,855
Vậy, bê tông không bị phá hoại trên tiết diện nghiêng do ứng suất nén chính
− Kiểm tra điều kiện tính toán cốt đai: Qmax < φb3.(1 + φn + φf).Rbt.b.h0
Vậy, bê tông không đủ khả năng chịu cắt, cần tính toán cốt đai:
Chọn 6 có as = 28,3mm 2 , đai 2 nhánh
+ Xác định khoảng cách tính toán:
= = + Xác định khoảng cách cấu tạo (với chiều cao dầm h = 350mm):
(tại tiết diện giữa nhịp L/4 3L/4)
=> Vậy chọn khoảng cách cốt đai:
+ Tại tiết diện gối: stk = sct = 150mm
+ Tại tiết diện giữa nhịp: stk = sct = 150mm
4.6.5 Tính cốt treo tại vị trí 2 cốn thang gác vào
Tại vị trí cốn C1, C2 kê lên dầm chiếu nghỉ DCN1 cần phải bố trí cốt treo để gia cố Cốt treo được đặt dưới dạng cốt đai
Diện tích cốt treo cần thiết:
=> Số cốt treo cần thiết: 159
= n a = Vậy thêm vào mỗi bên mép cốn 2 đai 6a50.
Tính toán dầm chiếu tới D CT
Dầm chiếu tới DCT có sơ đồ tính, kích thước và tải trọng tương tự như dầm chiếu nghỉ DCN1, vì vậy, chúng ta sẽ bố trí thép giống như dầm chiếu nghỉ DCN1.
Tính toán dầm chiếu nghỉ D CN2
Tiết diện dầm DCN2 là: 200 x 400 (mm x mm)
Dầm chiếu nghỉ DCN2 được tính toán tương tự như dầm chiếu nghỉ DCN1, tuy nhiên không có tải trọng từ cốn và bản thang Ô1 Thay vào đó, dầm này chịu tải trọng từ tường và cửa phía trên Để đơn giản, ta giả định toàn bộ mảng tường là đặc với chiều cao h = ht – hd = 3,6 – 0,4 = 3,2m.
− Trọng lượng phần bê tông:
− Trọng lượng phần vữa trát:
− Do bản chiếu nghỉ Ô2 truyền vào:
− Trọng lượng tường, cửa phía trên đè lên dầm:
Trong đó: nt = 1,1: hệ số độ tin cậy gt tc: trọng lượng tiêu chuẩn của 1m 2 tường, lấy theo sổ tay kết cấu công trình
Tường 20 xây gạch ống: gt tc = 330 (daN/m 2 )
St: diện tích của mảng tường trên dầm đang xét
Ld: chiều dài của dầm đang xét
Vậy, tổng tải trọng phân bố đều lên dầm D3 là:
4.8.2 Sơ đồ tính và nội lực
Dầm chiếu nghỉ DCN2 được tính như dầm đơn giản 2 đầu tựa vào tường
Hình 16 Sơ đồ tính dầm chiếu nghỉ D3
4.8.3 Tính toán cốt thép dọc a Với moment dương giữa nhịp
− Chọn chiều dày lớp bê tông bảo vệ a = 30mm
=> Chọn 220, có diện tích A s ch = 628, 3 ( mm 2 )
Kiểm tra hàm lượng cốt thép:
=> Thỏa mãn b Với moment âm ở gối
=> Chọn (212), có diện tích A s ch "6, 08 (mm 2 )
Kiểm tra hàm lượng cốt thép:
Giả thuyết hàm lượng cốt đai tối thiểu: 6, n = 2 nhánh
− Kiểm tra khả năng chịu ứng suất nén chính của bê tông: Qmax < k0.φw1.φb1.Rb.b.h0
Với: k0 = 0,3 α = Es / Eb = 210000 / 30000 = 7 μw = Asw / (b.s) = (2.28,3) / (200.150) = 0,00188 φw1 = 1 + 5.α.μw = 1 + 5.7.0,00188 = 1,07 < 1,3 φb1 = 1 – β.Rb = 1 – 0,01.14,5 = 0,855
Vậy, bê tông không bị phá hoại trên tiết diện nghiêng do ứng suất nén chính
− Kiểm tra điều kiện tính toán cốt đai: Qmax < φb3.(1 + φn + φf).Rbt.b.h0
=> φb3.(1 + φn + φf).Rbt.b.h0 = 0,6.1,05.200.320 = 40320 (N) < Qmax = 56598 (N) Vậy bê tông không đủ khả năng chịu cắt, chọn khoảng cách cốt đai:
Vậy, bê tông không đủ khả năng chịu cắt, cần tính toán cốt đai:
Chọn 6 có as = 28,3mm 2 , đai 2 nhánh
+ Xác định khoảng cách tính toán:
= = + Xác định khoảng cách cấu tạo (với chiều cao dầm h = 400mm):
(tại tiết diện giữa nhịp L/4 3L/4)
=> Vậy chọn khoảng cách cốt đai:
+ Tại tiết diện gối: stk = sct = 150mm
+ Tại tiết diện giữa nhịp: stk = sct = 150mm.
TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN CÔNG TRÌNH
Sơ bộ kích thước tiết diện cột, dầm, vách
Hình dáng tiết diện cột có thể là chữ nhật, vuông, tròn hoặc các hình dạng khác như chữ T, I, vòng khuyên Sự lựa chọn này được quyết định bởi sự phối hợp giữa bên thiết kế kiến trúc và chủ đầu tư Việc chọn hình dáng, kích thước và tiết diện cột phụ thuộc vào các yêu cầu về kiến trúc, kết cấu và thi công.
− Về kiến trúc: các yêu cầu về thẩm mỹ, sử dụng không gian
− Về kết cấu: kích thước tiết diện cột phải đảm bảo độ bền và độ ổn định
− Về thi công: việc chọn kích thước tiết diện cột thuận tiện cho việc chế tạo và lắp dựng ván khuôn, đặt cốt thép và đổ bê tông
=> Trong đó, vấn đề về kết cấu là cần được quan tâm hơn cả
− Về độ ổn định: độ mảnh phải đảm bảo: 0 gh
+ i là bán kính quán tính của tiết diện Với cột có tiết diện hình vuông hoặc chữ nhật thì i = 0,288.b (b là cạnh ngắn của tiết diện cột)
Độ mảnh giới hạn của cột nhà được xác định bởi λ gh = 120 theo điều 8.2.2 TCVN 5574-2012 Chiều dài tính toán của cột, ký hiệu là L 0, được tính bằng công thức L 0 = ψ.L, trong đó ψ là hệ số phụ thuộc vào sơ đồ biến dạng và liên kết ở hai đầu cấu kiện Đối với công trình nhà cao tầng có từ 3 nhịp trở lên và được thi công toàn khối, giá trị ψ được xác định là 0,7.
Chọn cột có chiều dài lớn nhất để tính toán, đó là cột tầng 1 với L = 3,6m
Diện tích sơ bộ của cột xác định theo công thức:
Rb: cường độ tính toán chịu nén của bê tông Với bê tông B25 có Rb ,5 MPa
N: lực nén, được tính gần đúng như sau N = ms.q.Fxq
Fxq: diện tích mặt sàn truyền tải trọng lên cột đang xét ms: số sàn phía trên tiết diện đang xét
Tải trọng q là tải trọng tương đương tính trên mỗi mét vuông mặt sàn, bao gồm tải trọng thường xuyên và tạm thời, cũng như trọng lượng của tường, dầm và cột phân bố đều trên sàn Giá trị q được xác định dựa trên kinh nghiệm thiết kế.
+ Với nhà có bề dày sàn bé, từ (100 ÷ 140)mm kể cả các lớp cấu tạo mặt sàn, có ít tường, kích thước của dầm và cột thuộc loại bé q = (1,0 ÷ 1,4) T/m 2
+ Với nhà có bề dày sàn trung bình, từ (150 ÷ 200)mm, kích thước tường, dầm, cột thuộc loại trung bình hoặc lớn q = (1,5 ÷ 1,8) T/m 2
+ Với nhà có bề dày sàn khá lớn, trên 250mm, kích thước cột và dầm khá lớn thì q có thể đến 2 T/m 2 hoặc lớn hơn nữa
Hệ số k được sử dụng để xem xét ảnh hưởng của các yếu tố như momen uốn, hàm lượng cốt thép và độ mảnh của cột, dựa trên phân tích và kinh nghiệm của người thiết kế.
+ k = (1,2 ÷ 1,5): hệ số kể đến moment uốn trong cột, lấy tùy theo vị trí cột
=> chọn k = 1,2 đối với cột giữa, k = 1,3 đối với cột biên và k = 1,5 đối với cột góc
Lập bảng chọn sơ bộ tiết diện cho cột:
Kích thước tiết diện cột được đánh giá hợp lý về mặt chịu lực chỉ sau khi đã tính toán bố trí cốt thép và tỷ lệ phần trăm cốt thép.
Nếu kích thước quá bất hợp lý: quá lớn hoặc quá bé thì nên chọn lại và tính lại
Theo bản vẽ kiến trúc, các cột trong công trình có tiết diện không đổi từ móng đến mái, lựa chọn này được đưa ra dựa trên nhiều lý do quan trọng.
Việc giảm kích thước tiết diện cột có thể hợp lý về mặt chịu lực nhưng lại gây phức tạp trong thi công và ảnh hưởng tiêu cực đến sự ổn định của công trình khi tính toán dao động do tải trọng ngang Để tối ưu hóa việc sử dụng vật liệu, nên cân nhắc thay đổi mác bê tông và cốt thép thay vì điều chỉnh tiết diện cột.
Trong bài toán kinh tế, việc giảm chiều cao cột không nhất thiết là giải pháp tối ưu do cần thay đổi ván khuôn, hệ số luôn chuyển thấp và gây khó khăn trong thi công.
Chiều cao dầm thường được lựa chọn theo nhịp: hd = (1/8 – 1/12).Ld với dầm chính và hd = (1/12 – 1/20).Ld với dầm phụ
Chiều rộng dầm thường được lấy bd = (0,3 – 0,5).hd
Sơ bộ chọn tiết diện dầm với chiều dài nhịp lớn nhất là Ld = 8,5m
Bảng 2 Sơ bộ tiết diện Dầm
Tên dầm Nhịp lớn nhất Tiết diện chọn Mômen kháng uốn
5.1.3 Chọn sơ bộ kích thước vách, lõi thang máy
Theo TCVN 1998 (TCVN 198-1997) quy định độ dày của vách không nhỏ hơn một trong hai giá trị sau:
Công trình có 15 tầng, mặt bằng vuông nên chọn chiều dày chung của lõi cứng thang máy là 300mm.
Tải trọng tác dụng vào công trình
Việc xác định tải trọng tác dụng lên công trình căn cứ Tiêu chuẩn về tải trọng và tác động 2737 - 1995:
− Tĩnh tải: Giải pháp kiến trúc đã lập, cấu tạo các lớp vật liệu
− Hoạt tải sử dụng: dựa vào tiêu chuẩn với từng loại công năng
− Hoạt tải gió: tải trọng gió tĩnh và gió động
5.2.2 Tải trọng thẳng đứng a Tĩnh tải sàn
Tĩnh tải của bản thân được xác định bởi cấu trúc các lớp sàn và tường ngăn trực tiếp trên sàn Trọng lượng được phân bố đều giữa các lớp sàn như thể hiện trong bảng dưới đây.
Bảng 3 Tĩnh tải sàn văn phòng
Vật liệu cấu tạo sàn d g g tc n g tt
Bảng 4 Tĩnh tải sàn vệ sinh
Vật liệu cấu tạo sàn g tc n g tt
Tổng cộng 302,1 343,4 b Tải trọng tường xây, lan can
Tường xây ngăn giữa các phòng dày 100mm, tường bao chu vi quanh nhà và tường nhà vệ sinh dày 200mm, gạch xây có trọng lượng riêng = 1600 daN/m 3
Trọng lượng của tường ngăn được tính toán trên dầm, xác định tải trọng tác động trên mỗi mét dài của dầm Tổng trọng lượng của các tường ngăn trong từng ô sàn sẽ được tính toán và sau đó phân bổ đều cho diện tích toàn bộ sàn của công trình.
Chiều cao tường: ht = H - hds
Trong đó: ht: chiều cao tường
H: chiều cao tầng nhà hds: chiều cao dầm hoặc sàn trên tường tương ứng
Công thức qui đổi tải trọng tường, cửa, kính trên ô sàn về tải trọng phân bố trên dầm:
( / ) t t c g g vt vt vt vt c c c tt d n S S n S n S g daN m l
Svt (m 2 ): diện tích vữa trát Svt = 2.(St – Sc) nt, nc, nvt: hệ số độ tin cậy đối với tường, cửa và vữa trát
t : chiều dày của mảng tường, bề dày tường = 200mm hoặc = 100mm
vt : bề dày lớp vữa trát vt mm
= : trọng lượng riêng của tường
= : trọng lượng của 1m dài lan can c Hoạt tải sàn
Hoạt tải tiêu chuẩn p tc (daN/m 2 ) lấy theo TCVN 2737-1995
Công trình được phân chia thành nhiều loại phòng với các chức năng khác nhau Dựa vào từng loại phòng, ta xác định hoạt tải tiêu chuẩn và nhân với hệ số vượt tải n để tính toán hoạt tải p tt (daN/m²).
Tại các ô sàn có nhiều loại hoạt tải tác dụng, ta chọn giá trị lớn nhất trong các hoạt tải để tính toán
Theo tiêu chuẩn TCVN 2737-1995 Mục 4.3.4 có nêu khi tính dầm chính, dầm phụ, bản sàn, cột và móng, tải trọng toàn phần được phép giảm như sau:
+ Đối với các phòng nêu ở mục 1, 2, 3, 4, 5 nhân với hệ số ψA1 (khi A > A1 = 9m 2 )
Với A – Diện tích chịu tải tính bằng m 2
+ Đối với các phòng nêu ở mục 6, 7, 8, 10, 12, 14 nhân với hệ số ψA2
Tải trọng gió
5.3.1 Thành phần tĩnh của tải trọng gió
− Giá trị tiêu chuẩn thành phần tĩnh của tải trọng gió xác định theo công thức:
+ Wo: giá trị áp lực gió lấy theo bản đồ phân vùng Công trình xây dựng tại thành phố
Hồ Chí Minh, thuộc vùng II.A có Wo = 83 (daN/m 2 )
+ k: hệ số tính đến sự thay đổi của áp lực gió theo độ cao tra ở bảng 5 TCVN 2737-
+ c: hệ số khí động, lấy trong TCVN 2737-1995
− Tải trọng gió tĩnh tác dụng vào 1 phương của công trình gồm thành phần đón gió và hút gió:
− Quy tải trọng gió về lực tập trung ngang mức sàn (đặt ở tâm hình học của sàn):
Wj tt = γ.(Wh + Wđ).S (daN)
+ S = B.L (m 2 ): diện tích mặt đón gió theo phương đang xét
+ B (m): bề rộng mặt đón gió (bề rộng công trình) theo phương đang xét
+ L = 0,5.(ht + hd) (m): chiều cao đón gió của tầng đang xét
+ ht: chiều cao tầng trên; hd chiều cao tầng dưới
+ γ: hệ số độ tin cậy của tải trọng gió lấy bằng 1,2
− Bề rộng mặt đón gió theo phương Y là B(X) = 51m
− Bề rộng mặt đón gió theo phương X là B(Y) = 28,5m
5.3.2 Thành phần động của tải trọng gió
Theo TCVN 2737-1995, công trình có chiều cao 54,0m > 40m, và có tỉ số H / Bmin = 1,89 > 1,5 nên ta phải tính đến thành phần động của tải trọng gió
Thành phần động của tải trọng gió là yếu tố quan trọng, nó làm tăng tác động lên công trình đang dao động Yếu tố này cần xem xét đến lực quán tính phát sinh từ khối lượng của công trình khi bị ảnh hưởng bởi các xung lực của luồng gió.
− Thiết lập sơ đồ tính toán động lực:
Sơ đồ tính toán là một thanh console với 15 điểm tập trung khối lượng, được bố trí tương ứng với cao trình trọng tâm của các kết cấu truyền tải trọng ngang của công trình, cụ thể là sàn các tầng.
+ Chia công trình thành n phần sao cho mỗi phần có độ cứng và áp lực gió lên bề mặt công trình là không đổi y y m j n m
Để tính toán gió động của công trình, cần xác định giá trị tiêu chuẩn của thành phần tĩnh của tải trọng gió tác động lên các phần của công trình, điều này đã được đề cập trong phần gió tĩnh.
+ Xác định giá trị tiêu chuẩn và giá trị tính toán của thành phần động của tải trọng gió lên các phần tính toán của công trình
+ Xác định tần số dao động riêng fi và dạng dao động mode
Việc xác định tần số và dạng dao động được thực hiện nhờ phần mềm Etabs 9.7
Tùy thuộc vào độ nhạy cảm của công trình với tác động của tải trọng gió, thành phần động của tải trọng gió có thể chỉ bao gồm tác động từ thành phần xung của vận tốc gió hoặc cũng có thể tính đến cả lực quán tính của công trình.
− Nếu công trình có tần số dao động riêng cơ bản thứ s thỏa mãn bất đẳng thức: fs< fL < fs+1
Thì cần tính toán thành phần động của tải trọng gió với s dạng dao động đầu tiên
Công trình xây dựng dân dụng sử dụng vật liệu bê tông cốt thép, tọa lạc tại vùng áp lực gió IIA (Hồ Chí Minh), có tần số giới hạn dao động riêng theo bảng 2 TCVN 229:1999 là fL = 1,3 Hz.
Giá trị tiêu chuẩn của thành phần động do tải trọng gió tác động lên phần thứ j của công trình, với độ cao zj, tương ứng với dạng dao động riêng thứ i, được xác định bằng công thức cụ thể.
Wp(ij): Lực, đơn vị tính toán thường lấy là daN hoặc KN tùy theo đơn vị tính toán WFi trong công thức tính hệ số Ψi
Mj: Khối lượng tập trung của phần công trình thứ j, (Tấn)
: Hệ số động lực ứng với dạng dao động thứ i, không thứ nguyên phụ thuộc vào thông số εi và độ giảm lôga δ của dao động: W 0 i 940. f i
: hệ số độ tin cậy của tải trọng gió, = 1,2 fi: tần số dao động riêng thứ i (Hz)
Giá trị áp lực gió được xác định là W0 = 83 (daN.m²) Dịch chuyển ngang tỉ đối của trọng tâm phần thứ j ứng với dao động riêng thứ i được ký hiệu là yji Hệ số ψi được tính bằng cách chia công trình thành n phần, trong đó tải trọng gió trong mỗi phần có thể coi là không thay đổi.
WFi là giá trị tiêu chuẩn của thành phần động do tải trọng gió tác động lên phần thứ j của công trình, phản ánh các dạng dao động khác nhau Giá trị này chỉ xem xét ảnh hưởng của xung vận tốc gió, có đơn vị là lực và được xác định theo công thức cụ thể.
Wj: Giá trị tiêu chuẩn của thành phần tĩnh của áp lực gió tác động lên phần thứ j của công trình (đã xác định ở trên)
j: Hệ số áp lực động của tải trọng gió, ở độ cao ứng với phần thứ j của công trình so với mặt đất không thứ nguyên
Sj: diện tích đón gió ở phần thứ j của công trình (m 2 )
Hệ số tương quan không gian áp lực động của tải trọng gió phụ thuộc vào các tham số ρ và χ, không có thứ nguyên Đối với dạng dao động thứ nhất, sử dụng = ν1, trong khi các dạng dao động khác áp dụng = 1.
Xác định các đặc trưng động học
Lập mô hình kết cấu trong ETABS, sơ đồ tính toán được chọn là hệ thanh công xôn có hữu hạn điểm tập trung khối lượng
1 Chọn hệ đơn vị tính cho bài toán: KN-m
2 Khai báo mô hình khung không gian kết hợp với lõi – vách cứng của công trình trên chương trình Etabs V9.7.3
− Tạo ra các đường lưới (Grid) với các khoảng cách (Spacing) mô đun công trình theo hai phương X, Y Hiệu chỉnh đường lưới
Khi thiết lập thiết kế, bạn cần khai báo số tầng và chiều cao của từng tầng, sau đó tiến hành hiệu chỉnh chiều cao cho phù hợp Đặt tên cho từng tầng và chọn chế độ Similar Stories (tầng chủ) để dễ dàng vẽ nhanh các tầng giống nhau.
3 Khai báo các đặc trưng hình học của mô hình:
Sử dụng bê tông B30 cho toàn bộ kết cấu phần trên của công trình, bao gồm cột, dầm, sàn, và lõi – vách cứng, đảm bảo độ bền và ổn định Các dữ liệu về đặc trưng vật liệu bê tông B30 được khai báo vào chương trình thiết kế để tối ưu hóa hiệu suất kết cấu.
+ Vào Menu Define / Materials / chọn Conc / Modify:
4 Khai báo tiết diện hình học:
− Khai báo các phần tử dầm: Define / Frame sections / Add rectangular:
− Khai báo phần tử vách: Define / Wall-Slab-Deck Section:
5 Khai báo trường hợp tải trọng:
Theo trạng thái giới hạn thứ II, dao động của công trình được xem là một dạng biến dạng, do đó trọng lượng công trình được xác định là trọng lượng tiêu chuẩn, bao gồm tĩnh tải và phần trăm hoạt tải Hệ số chiết giảm áp dụng cho công trình dân dụng theo TCVN 229:1999 là 0,5.
− Khai báo hai trường hợp tải trọng để xác định tần số dao động: Define / Static Load Cases:
Load Name Type Self Weight Multiplier
6 Khai báo tải trọng tham gia dao động: Define / Mass Source
7 Vẽ mô hình sơ đồ tính:
Khi vẽ, cần tuân thủ nguyên tắc phần tử Frame (vẽ từ trái qua phải, từ dưới lên trên) và phần tử Shell (dựa vào các trục hệ tọa độ của tấm) Điều này giúp quản lý dữ liệu hiệu quả hơn khi xuất kết quả nội lực.
Khi thiết kế sàn và vách, cần chú ý chia nhỏ các phần tử Shell sao cho các điểm nút giữa chúng trùng nhau Việc này giúp hai tấm Shell liên kết chặt chẽ với nhau, đảm bảo tính đồng nhất và ổn định cho cấu trúc.
Section Name Material Membrane Bending Type
Mass Definition Load Name Multiplier
HT 0,5 / 1,2 được với nhau (Theo nguyên tắc PTHH các phần tử chỉ làm việc với nhau thông qua các điểm nút)
− Gán tĩnh tải của tường, sàn tác dụng lên dầm: Assign / Frame / Line Load / Distributed / Nhập giá trị tải của dầm tương ứng vào
9 Gán điều kiện biên cho kết cấu:
− Gán liên kết ngàm ở các vị trí móng: Assign / Joint / Point / Restraints/…chọn liên kết ngàm
10 Khai báo sàn tuyệt đối cứng:
− Chọn lần lượt các tầng, vào Assign / Joint / Point / Diaphragms / D1…
11 Khai báo bậc tự do cho phép:
− Khai báo số Mode tham gia dao động: 12 mode
12 Thực hiện tính toán: chạy chương trình: Analyze / Run Analysic
Trong ETABS, khối lượng tại mỗi tầng có thể được tính toán dựa trên tải trọng tác động lên công trình hoặc từ khối lượng cụ thể của từng cấu kiện và khối lượng được chỉ định Phương pháp tính khối lượng dựa vào tải trọng là một trong những lựa chọn hiệu quả.
TT: là tĩnh tải của bản thân công trình
HT: trường hợp hoạt tải chất toàn bộ trên tất cả các cấu kiện của công trình
1,1; 1,2: lần lượt là hệ số độ tin cậy của tĩnh tải và hoạt tải
0,5 là hệ số chiết giảm khối lượng của trường hợp hoạt tải chất toàn bộ lên công trình thuộc dạng dân dụng
Tính toán gió động theo phương X
Dựa vào kết quả tính toán từ chương trình ETABS, chúng tôi xác định được các tần số dao động riêng và các mode dao động riêng của công trình trong mặt phẳng XZ.
Bảng 5 Giá trị tần số dao động của công trình theo phương X
=> Vì f1 < fL = 1,3 (Hz) nên ta tính toán gió động tương ứng với 1 mode dao động đầu tiên của công trình theo phương X
Xác định thành phần động của tải trọng gió tác dụng lên công trình:
− Giá trị tiêu chuẩn của thành phần động của tải trọng gió tác dụng lên phần thứ j ứng với dạng dao động riêng thứ i:
− Giá trị tính toán thành phần động của tải trọng gió được xác định theo công thức:
: hệ số độ tin cậy, = 1,2 β: hệ số điều chỉnh tải trọng gió theo thời gian, lấy bằng 1 với thời gian sử dụng giả định là 50 năm
− Xác định hệ số tương quan áp lực động ν1 Với mặt phẳng toạ độ cơ bản song song với bề mặt tính toán ZOY, ta có: ρ = 0,4.L = 0,4.51 = 20,4 (m) χ = H = 54,00 (m)
Nội suy từ bảng 4 (TCVN 229:1999) ta tính được ν1 = 0,638
− Tính toán WFj theo công thức:W Fj =W j j B j h j
− Xác định Ψj theo công thức: 2
− Xác định hệ số động lực ε1 theo công thức: 1 0
− Từ ε ta tra đồ thị và nội suy ứng với đường cong 1 (Hình 2 TCVN 229:1999) tìm được hệ số động lực ξ
Hình 19 Đồ thị xác định hệ số động lực Bảng 6 Giá trị I theo các mode dao động
− Xác định giá trị gió động tính toán:W P ji ( ) tt = M j j i y ji
5.4.1 Dạng dao động thứ nhất (mode 1)
Tính toán gió động theo phương Y
Dựa vào kết quả từ chương trình ETABS, chúng tôi đã xác định được các tần số dao động riêng và các mode dao động riêng của công trình theo mặt phẳng YZ.
Bảng 7 Giá trị tần số dao động của công trình theo phương Y
=> Vì f1 < fL =1,3 (Hz) nên ta tính toán với 1 mode dao động đầu tiên của công trình theo phương Y
Xác định thành phần động của tải trọng gió tác dụng lên công trình:
− Giá trị tiêu chuẩn của thành phần động của tải trọng gió tác dụng lên phần thứ j ứng với dạng dao động riêng thứ i:
− Giá trị tính toán thành phần động của tải trọng gió được xác định theo công thức:
: hệ số độ tin cậy, = 1,2 β: hệ số điều chỉnh tải trọng gió theo thời gian, lấy bằng 1 với thời gian sử dụng giả định là 50 năm
− Xác định hệ số tương quan áp lực động ν1 Với mặt phẳng toạ độ cơ bản song song với bề mặt tính toán ZOX, ta có: ρ = D = 28,5 (m) χ = H = 54,00 (m)
Nội suy từ bảng 4 (TCVN 229:1999) ta tính được ν1 = 0,631
− Tính toán WFj theo công thức:W Fj =W j j B j h j
− Xác định Ψj theo công thức: 2
− Xác định hệ số động lực ε1 theo công thức: 1 0
− Từ ε ta tra đồ thị và nội suy ứng với đường cong 1 (Hình 2 TCVN 229:1999) tìm được hệ số động lực ξ
Bảng 8 Giá trị I theo các mode dao động
− Xác định giá trị gió động tính toán:W P ji ( ) tt = M j j i y ji
Tổ hợp tải trọng
− Sử dụng phần mềm Etabs v9.7.3
− Mô hình công trình với sơ đồ không gian
− Khai báo đầy đủ đặc trưng vật liệu, tiết diện
− Khai báo các trường hợp tải trọng tác dụng lên công trình
5.6.2 Các trường hợp tải trọng
Căn cứ vào kết quả xác định tải trọng từ, ta khai báo các trường hợp tải trọng trong Etabs như sau:
− GTX (gió tĩnh theo chiều dương trục X)
− GTXX (gió tĩnh theo hướng ngược chiều phương trục X)
− GTY (gió tĩnh theo chiều dương trục Y)
− GTYY (gió tĩnh theo hướng ngược chiều phương trục Y)
− GDX1 (gió động theo chiều dương trục X mode 1)
− GDXX1 (gió động theo hướng ngược chiều phương trục X mode 1)
− GDY1 (gió động theo chiều dương trục Y mode 1)
− GDYY1 (gió động theo hướng ngược chiều phương trục Y mode 1)
Các trường hợp tổ hợp:
− TH6 = ADD (1*TT; 0,9*HT; 0,9*GX)
− TH7 = ADD (1*TT; 0,9*HT; 0,9*GXX)
− TH8 = ADD (1*TT; 0,9*HT; 0,9*GY)
− TH9 = ADD (1*TT; 0,9*HT; 0,9*GYY)
− THBAO = ENVELOP (TH1; TH2; TH3; TH4; TH5; TH6; TH7; TH8; TH9;)