Luận văn thạc sĩ chung cư lapaz tower tp đà nẵng

Giới thiệu về công trình

Tên công trình

Công trình mang tên: Chung cư Lapaz Tower – TP.Đà Nẵng

Giới thiệu chung

Đà Nẵng, với vị trí trọng điểm, là trung tâm kinh tế, văn hóa và chính trị của miền Trung và cả nước, đồng thời là nơi tập trung các đầu mối giao thông quan trọng Sự phát triển mạnh mẽ của các khu công nghiệp và khu kinh tế, cùng với điều kiện sống ngày càng cải thiện, đã tạo ra nhu cầu cao về nhà ở Trong bối cảnh quỹ đất hạn hẹp, việc xây dựng các khu chung cư được xem là giải pháp tối ưu, đáp ứng nhu cầu đa dạng của cư dân, tiết kiệm đất và đảm bảo tính thẩm mỹ, phù hợp với sự phát triển của thành phố.

Việc tiết kiệm đất xây dựng là động lực chính cho sự phát triển kiến trúc cao tầng trong thành phố Bên cạnh việc mở rộng ranh giới đô thị, xây dựng nhà cao tầng là giải pháp hiệu quả để tối ưu hóa diện tích hạn chế, cho phép xây dựng nhiều nhà ở hơn và nâng cao chất lượng cuộc sống.

Chung cư cao tầng mang lại lợi ích cho sản xuất và sinh hoạt của con người bằng cách tối ưu hóa không gian Nó kết hợp sự liên hệ theo chiều ngang và chiều đứng, giúp rút ngắn diện tích tương hỗ, tiết kiệm thời gian và nâng cao hiệu suất sử dụng.

Để phát triển kiến trúc đa chức năng, cần giải quyết mâu thuẫn giữa công việc và sinh hoạt trong đô thị, từ đó đáp ứng nhu cầu sử dụng đa dạng trong một công trình kiến trúc độc đáo.

Bố trí các kiến trúc cao tầng với hình thức và số tầng đa dạng không chỉ làm phong phú thêm bộ mặt đô thị mà còn tạo ra những hình dáng đẹp cho thành phố Những tòa nhà cao tầng giúp tối ưu hóa không gian mặt đất, cho phép tạo ra các sân bãi nghỉ ngơi công cộng và khu vực trồng cây xanh, từ đó nâng cao cảnh quan đô thị.

Từ đó việc dự án xây dựng căn hộ chung cư Lapaz Tower được ra đời.

Vị trí xây dựng

Thành phố Đà Nẵng nằm ở 15 0 55' đến 16 o 14' vĩ Bắc, 107 o 18' đến 108 o 20' kinh Đông, Bắc giáp tỉnh Thừa Thiên - Huế, Tây và Nam giáp tỉnh Quảng Nam, Đông giáp Biển Đông

Đà Nẵng, nằm ở trung độ Việt Nam, là điểm giao thoa quan trọng giữa các trục giao thông Bắc - Nam, bao gồm đường bộ, đường sắt, đường biển và đường hàng không Thành phố cách Thủ đô Hà Nội 764 km về phía Bắc và cách thành phố Hồ Chí Minh 964 km về phía Nam Đặc biệt, Đà Nẵng còn là trung điểm của bốn di sản văn hóa thế giới nổi tiếng: cố đô Huế và Phố cổ Hội An.

Thánh địa Mỹ Sơn và Rừng quốc gia Phong Nha - Kẻ Bàng.

Thành phố Đà Nẵng là cửa ngõ quan trọng ra biển của Tây Nguyên và các nước Lào, Campuchia, Thái Lan, Myanmar, kết nối với Đông Bắc Á qua Hành lang kinh tế Đông Tây, với điểm cuối là Cảng biển Tiên Sa Vị trí địa lý đặc biệt của Đà Nẵng, nằm trên các tuyến đường biển và hàng không quốc tế, tạo điều kiện thuận lợi cho sự phát triển nhanh chóng và bền vững.

Công trình xây dựng nằm tại: 38Nguyễn Chí Thanh, Q.Hải Châu, Tp.Đà Nẵng

Hình 1.1 Mặt bằng tổng thể công trình

Tòa nhà cao 12 tầng nổi và 1 tầng hầm, có mặt bằng hình chữ nhật với kích thước 22,4x31,25 m² và chiều cao 47,8 m Nhà xe được thiết kế nằm trong tầng hầm của công trình.

• Các thông số về khu đất gồm:

+ Tổng diện tích khu đất nghiên cứu: 850 m2

+ Diện tích đất xây dựng: 596 m2

Điều kiện khí hậu, địa chất, thủy văn

Vị trí xây dựng công trình nằm ở Thành phố Đà nẵng nên mang đầy đủ tính chất chung của vùng:

Thành phố Đà Nẵng nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa điển hình, nhiệt độ cao và ít biến động:

• Nhiệt độ trung bình hàng năm : 25.9 o C;

• Tháng có nhiệt độ cao nhất : trung bình 28 - 30 o C (tháng 6, 7, 8) i = 1 % i = 1 % i =

• Tháng có nhiệt độ thấp nhất : tháng 12 1 2 18 - 23

+Mùa mưa: từ tháng 4 đến tháng 11:

• Lượng mưa trung bình hàng năm : 2504.57 mm;

• Lượng mưa cao nhất trong năm : 550 - 1000 mm; 10 11

• Lượng mưa thấp nhất trong năm : 23 40 mm; 1 2 3 4

+Gió: có hai mùa gió chính:

• Gió tây nam chiếm ưu thế vào mùa hè; gió đông bắc chiếm ưu thế trong mùa đông

• Thuộc khu vực gió IIB

+Độ ẩm: độ ẩm trung bình hàng năm: 80-85%

Nắng: tổng số giờ nắng trong năm: 2156.2 giờ

➢ Địa hình: Địa hình khu đất bằng phẳng, tương đối rộng rãi thuận lợi cho việc xây dựng công trình

Theo báo cáo kết quả địa chất công trình, khu đất xây dựng có bề mặt tương đối bằng phẳng và đã được khảo sát bằng phương pháp khoan với độ sâu 50 m Mực nước ngầm được ghi nhận ở độ sâu 4,2 m so với mặt đất tự nhiên Kết quả khảo sát cho thấy có nhiều lớp đất phân bố từ trên xuống dưới.

+ Phần đất lấp: chiều dày không đáng kể

+ Sét pha, trạng thái dẻo cứng, dày 5,0m

+ Cát pha, trạng thái dẻo, dày 6,0m

+ Cát bụi trạng thái chặt vừa, dày 7,5m

+ Cát hạt nhỏ và hạt trung, trạng thái chặt vừa, dày 8,0m

+ Cát hạt thô lẫn cuội sỏi, trạng thái chặt, chiều dày lớn hơn 60m.

Các giải pháp kiến trúc công trình

Giải pháp mặt bằng tổng thể

Công trình này có thiết kế đơn giản và độc lập, với tổng mặt bằng được bố trí dựa trên vị trí địa lý, các tuyến giao thông chính và diện tích khu đất Hệ thống bãi đậu xe được đặt dưới tầng ngầm, đáp ứng nhu cầu đậu xe cho cư dân, với cổng chính hướng thẳng ra mặt đường lớn.

Hệ thống kỹ thuật điện, nước được nghiên cứu kĩ, bố trí hợp lý, tiết kiệm dễ dàng sử dụng và bảo quản

Bố trí mặt bằng khu đất xây dựng sao cho tiết kiệm và sử dụng có hiệu quả nhất, đạt yêu cầu về thẩm mỹ và kiến trúc.

Giải pháp mặt bằng

Công trình mới được xây dựng hoàn toàn trên khu đất diện tích 850m², bao gồm 12 tầng và 1 tầng hầm, với diện tích xây dựng 596m² Tổng chiều cao của công trình đạt 47,8m và khu vực xây dựng nằm sát với các công trình lân cận.

Trong khối nhà có các phòng sau:

Bảng 1.1 Các tầng và chức năng của từng tầng

Tầng Công năng Diện tích

Tầng hầm Bãi đỗ xe, phòng tủ điện, phòng kĩ thuật nước, nhà kho 581 2,0

Tầng 1- Tầng 2 Văn phòng và phục vụ sinh hoạt 594 4,5

Tầng 3- Tầng 10 Tầng điển hình gồm các căn hộ gia đình 641 3,4

Tầng thượng Phòng kĩ thuật thang máy và căn hộ cao cấp 641 4,2

Giải pháp mặt đứng

Mặt đứng của công trình ảnh hưởng lớn đến tính nghệ thuật và kiến trúc cảnh quan của khu phố, cho phép người nhìn cảm nhận hình khối kiến trúc từ xa Mặt trước và mặt sau được thiết kế với tường ngoài ốp đá và kính, trong đó kính được sử dụng với các ô cửa rộng để tối ưu hóa ánh sáng tự nhiên Hai mặt chính có hệ lam bằng bê tông và kim loại, không chỉ che nắng mà còn tăng tính thẩm mỹ, tạo sự nhịp nhàng và mềm mại cho công trình Các mặt bên được hoàn thiện bằng đá Granit, mang lại vẻ đẹp sang trọng Chiều cao các tầng nhà được lựa chọn dựa trên đặc điểm sử dụng, điều kiện chiếu sáng, thông thủy và thoáng gió cho các phòng chức năng.

Giải pháp thiết kế kết cấu

Hiện nay, việc sử dụng kết cấu bêtông cốt thép trong xây dựng đang trở nên phổ biến cả ở Việt Nam và trên thế giới Đặc biệt, trong lĩnh vực xây dựng nhà cao tầng, bêtông cốt thép được ưa chuộng nhờ vào những ưu điểm vượt trội của nó.

+ Giá thành của kết cấu BTCT thường rẻ hơn kết cấu thép đối với những công trình có nhịp vừa và nhỏ chịu tải như nhau

+ Bên lâu, ít tốn tiền bảo dưỡng, cường độ ít nhiều tăng theo thời gian.Có khả năng chịu lửa tốt

+ Dễ dàng tạo được hình dáng theo yêu cầu kiến trúc

Kết cấu bê tông cốt thép (BTCT) gặp phải nhiều khuyết điểm như trọng lượng lớn, khó khăn trong việc vượt nhịp lớn, cũng như khó khăn trong việc kiểm tra chất lượng và phát hiện vết nứt.

Xem xét nhưng ưu điểm, nhược điểm của kết cấu BTCT và đặc điểm của công trình thì việc chọn kết cấu BTCT là hợp lí

Tòa nhà được thiết kế với kết cấu kết hợp giữa hệ khung và lõi vách cứng, đặc biệt là ở khu vực thang máy, cùng với sàn bê tông cốt thép (BTCT), nhằm đảm bảo tính ổn định và bền vững cho các khu vực chịu tải trọng động lớn.

Phương án nền móng sẽ được thực hiện bằng phương pháp cọc khoan nhồi, đảm bảo an toàn và ổn định cho toàn bộ hệ kết cấu, đồng thời tuân thủ các tiêu chuẩn xây dựng hiện hành.

Tường bao xung quanh được xây gạch đặc kết hợp hệ khung nhôm kính bao che cho toàn bộ tòa nhà

Các vật liệu hoàn thiện sẽ được thiết kế theo tiêu chuẩn cao, nhằm đáp ứng nhu cầu hiện đại hóa và yêu cầu về thẩm mỹ, nội thất cho các tòa nhà văn phòng.

Các giải pháp kỹ thuật công trình

Hệ thống điện

Công trình sử dụng điện từ hệ thống điện thành phố và có máy phát điện dự trữ để đảm bảo hoạt động liên tục cho tất cả trang thiết bị trong tòa nhà Điều này đặc biệt quan trọng trong trường hợp mạng lưới điện bị cắt đột ngột, giúp hệ thống thang máy và hệ thống lạnh luôn hoạt động bình thường.

Toàn bộ hệ thống điện được lắp đặt ngầm trong quá trình thi công, với hệ thống cấp điện chính nằm trong các hộp kỹ thuật trong tường, đảm bảo an toàn và không đi qua khu vực ẩm ướt Điều này tạo điều kiện thuận lợi cho việc sửa chữa khi cần thiết Hệ thống ngắt điện tự động từ 1A đến 50A được bố trí theo từng tầng và khu vực, nhằm đảm bảo an toàn khi có sự cố xảy ra.

Hệ thống nước

Nguồn nước được cung cấp từ hệ thống cấp nước thành phố và được lưu trữ trong bể chứa ở tầng hầm Từ đó, nước được bơm tự động đến từng phòng thông qua hệ thống bơm ở tầng hầm.

Nước thải từ công trình được dẫn về hệ thống thoát nước chung của thành phố Hệ thống ống thoát đứng dẫn nước mưa từ mái xuống, sau đó nước được chuyển qua mương thoát quanh nhà và ra hệ thống thoát nước chính Nước thải từ phòng vệ sinh được đưa xuống bể tự hoại và qua xử lý trước khi được đưa vào hệ thống thoát nước chính.

Hệ thống giao thông nội bộ

Giữa các phòng và các tầng được liên hệ với nhau bằng phương tiện giao thông theo phương ngang và phương thẳng đứng:

- Phương tiện giao thông nằm ngang là các hành lang giữa rộng 2,8 m

Phương tiện giao thông thẳng đứng trong công trình bao gồm 2 cầu thang bộ và 2 cầu thang máy, mỗi lồng thang có kích thước 1500x1500 mm và được trang bị đối trọng, với vận tốc di chuyển 4m/s Hai cầu thang máy được bố trí ở giữa nhà, trong khi đó, hai cầu thang bộ được sắp xếp một đối diện với thang máy và một ở bên, nhằm đảm bảo khoảng cách an toàn cho việc thoát hiểm trong trường hợp xảy ra sự cố.

Hệ thống thông gió, chiếu sáng

Với điều kiện tự nhiên thuận lợi, việc thông gió và chiếu sáng trong các phòng là rất quan trọng Tất cả các phòng đều có cửa sổ và cửa đi lắp kính khung nhôm, kết hợp với hệ lam che nắng, giúp tạo không gian thoáng mát và đảm bảo ánh sáng tự nhiên Bên cạnh đó, còn có sự kết hợp với hệ thống thông gió và chiếu sáng nhân tạo để nâng cao hiệu quả sử dụng.

Hệ thống phòng cháy, chữa cháy

Đầu báo khói và báo nhiệt được lắp đặt tại các khu vực quan trọng như tầng hầm, kho, sảnh, hành lang, cũng như trong các phòng kỹ thuật và phòng điều khiển thang máy để đảm bảo an toàn và phòng cháy chữa cháy hiệu quả.

Các thiết bị báo động như nút báo động khẩn cấp và chuông báo động cần được lắp đặt tại tất cả các khu vực công cộng, ở những vị trí dễ nhìn để phát tín hiệu cảnh báo và thông báo địa điểm xảy ra hỏa hoạn Hệ thống báo nhiệt, báo khói và dập lửa cũng nên được trang bị đầy đủ cho toàn bộ công trình để đảm bảo an toàn.

Nước chữa cháy được cung cấp từ bể nước hầm và sử dụng máy bơm xăng lưu động Hệ thống đầu phun nước được lắp đặt tại phòng kỹ thuật của các tầng và kết nối với các thiết bị cứu cháy khác như bình cứu cháy khô, đèn báo cửa thoát hiểm và đèn báo khẩn cấp tại tất cả các tầng.

Hệ thống chống sét

Chống sét cho công trình sử dụng đầu kim thu sét công nghệ mới nhất và dây nối đất bằng cáp đồng trục Triax được bọc ba lớp cách điện Hệ thống này có thể lắp đặt bên trong công trình, đảm bảo tính thẩm mỹ và cách ly hoàn toàn dòng sét ra khỏi công trình.

Kỹ thuật nối đất hình tia kiểu chân chim được sử dụng để đảm bảo tổng trở đất thấp, giúp giảm thiểu điện thế bước nguy hiểm cho con người và thiết bị Hệ thống chống sét được thiết kế với điện trở nối đất không vượt quá 10Ω.

Hệ thống nối đất an toàn cho thiết bị cần được thiết lập độc lập với hệ thống nối đất chống sét, với điện trở đảm bảo ≤ 4Ω Tất cả các tủ điện, bảng điện và thiết bị điện có vỏ kim loại phải được kết nối với hệ thống nối đất để đảm bảo an toàn.

Vệ sinh môi trường

Để bảo vệ môi trường và khắc phục tình trạng ngập úng, việc thiết kế hệ thống thoát nước xung quanh công trình là rất cần thiết Nước thải từ công trình cần được xử lý kỹ lưỡng trước khi đưa vào hệ thống thoát nước của Thành phố.

Sàn tầng hầm được thiết kế với độ dốc 1% để dẫn nước về các mương và đưa về hố ga

Rác thải hàng ngày được công ty môi trường và đô thị thu gom, dùng xe vận chuyển đến bãi rác của thành phố

Công trình được thiết kế ống thả rác, tại các tầng có cửa tự động đóng.

Chỉ tiêu kinh tế kỹ 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 công trình được xác định dựa trên hình chiếu mặt bằng của mái công trình.

Trong đó: SXD = 596m 2 là diện tích xây dựng công trình theo hình chiếu mặt bằng mái công trình

SLD = 850 m 2 là diện tích lô đất.

Hệ số sử dụng

HSD là tỉ số của tổng diện tích sàn toàn công trình trên diện tích lô đất

Trong đó: SS6204m 2 là tổng diện tích sàn toàn công trình không bao gồm diện tích sàn tầng hầm và mái.

Thiết kế sàn tầng điển hình

Phân loại ô sàn và chọn sơ bộ chiều dày sàn

Sàn được phân loại dựa trên mối liên kết với dầm: nếu có dầm giữ, sàn được xem là ngàm; nếu không có dầm, sàn được coi là tự do Khi sàn liên kết với dầm biên, nó được xem là khớp, nhưng để đảm bảo an toàn, cốt thép ở biên ngàm nên được bố trí cho biên khớp Đối với dầm biên lớn, có thể xem chúng như ngàm.

1 l 2 l  Bản chủ yếu làm việc theo phương cạnh bé: Bản loại dầm

1 l 2 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

Chọn chiều dày bản sàn theo công thức: hb = Dxl m Trong đó: s1 s2 s3 s7 s8 s4 s9 s1 0 s1 1 s1 2 s1 6' s1 7' s20 s20 s1 7 s1 6' s5 s6 s1 4 s1 5 s21 s22 s23 s23 s22 s21 s24 s25 s26 s26 s25 s24 s1 3 s1 4 s1 5 s1 8 s1 9 s1 8 s1 ' s7' s1 6 s1 7' s1 6 s1 7 s1 2' 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 m= 4045 với bản kê bốn cạnh

Căn cứ vào kích thước,cấu tạo, liên kết, tải trọng tác dụng ta chia làm các loại ô bảng (Tra phụ lục 1 – Bảng 1.1)

Xác định tải trọng

2.2.1 Tĩnh tải sàn a) Trọng lượng các lớp sàn

Cấu tạo sàn như hình sau:

Cấu tạo sàn tầng điển hình được xác định dựa trên kiến trúc lớp sàn, trong đó tĩnh tải tiêu chuẩn được tính bằng công thức gtc = . (daN/m²) và tĩnh tải tính toán là gtt = gtc.n (daN/m²).

Trong đó: (daN/m 3 ): trọng lượng riêng của vật liệu n: hệ số vượt tải lấy theo TCVN2737-1995

Ta có bảng tính tải trọng tiêu chuẩn và tải trọng tính toán :

Bảng 2.1 Tải trọng sàn dày 120 mm

Lớp vật liệu Chiều dày Tr.lượng riêng ɣ gtc Hệ số n gtt

- Vữa xi măng lót dày 20mm

- Vữa trát trần dày 15mm

- Các lớp khác (trần, thiết bị kỹ thuật…) b) Trọng lượng tường ngăn và tường bao che trong phạm vi ô sàn

Tường ngăn giữa các khu vực trên mặt bằng có độ dày 100mm, được xây bằng gạch rỗng với trọng lượng riêng  = 1500 (daN/m³) Đối với các ô sàn có tường đặt trực tiếp trên sàn mà không có dầm đỡ, tải trọng sẽ được phân bố đều trên sàn Trọng lượng của tường ngăn trên dầm sẽ được chuyển đổi thành tải trọng phân bố truyền vào dầm.

Chiều cao tường được xác định: 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 trên ô sàn về tải trọng phân bố trên ô sàn : tt gt-s= t c t t t v v v c c c i

St(m 2 ): diện tích bao quanh tường

Sc(m 2 ): diện tích cửa nt, nc , nv: hệ số độ tin cậy đối với tường, cửa và vữa trát (nt=1,1; nc=1,3; nv=1,3)

 t = 0,1(m): chiều dày của mảng tường

 t = 1500(daN/m 3 ): trọng lượng riêng của tường

 v = 0,015(m): chiều dày của vữa trát

 v = 1600(daN/m 3 ): trọng lượng riêng của vữa trát

 c = 25(daN/m 2 ): trọng lượng của 1m 2 cửa

Si(m 2 ): diện tích ô sàn đang tính toán

Ta có bảng tính tĩnh tải các ô sàn tầng điển hình (Phụ lục 1 – Bảng 1.2)

Hoạt tải tiêu chuẩn ptc (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, chúng ta xác định hoạt tải tiêu chuẩn và nhân với hệ số vượt tải n để tính toán hoạt tải ptt (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 bảng 3 TCVN 2737-1995 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 bảng 3 TCVN 2737-1995 nhân với hệ số ψA2 (khi A>A26m 2 )

Ta có bảng tính hoạt tải sàn tầng điển hình ( Phụ lục 1 – Bảng 1.3)

Vật liệu sàn tầng điển hình

- Bêtông B25 có: Rb = 14,5(MPa) = 145(daN/cm 2 )

- Cốt thép ≤ 8: dùng thép CI có: RS = RSC = 225(MPa) = 2250(daN/cm 2 )

- Cốt thép  >8: dùng thép CI có: RS = RSC = 280(MPa) = 2800(daN/cm 2 ).

Xác định nội lực trong các ô sàn

Ta tách thành các ô bản đơn để tính nội lực

2.4.1 Nội lực trong sàn bản dầm

Cắt dãy bản rộng 1m và xem như là một dầm:

Tải trọng phân bố đều tác dụng lên dầm q = (g+p).1m (daN/m)

Tuỳ thuộc vào liên kết cạnh bản mà các sơ đồ tính đối với dầm

2.4.2 Nội lực trong bản kê 4 cạnh

Sơ đồ nội lực tổng quát:

+ Moment dương lớn nhất ở giữa bản:

+ Moment âm lớn nhất ở trên gối:

MII= ki2.(g+p).l1.l2 (daN.m/m) (hoặc M’II)

Trong đó: i: chỉ số sơ đồ sàn mi1; mi2; ki1; ki2: hệ số tra sổ tay kết cấu phụ thuộc i và l1/l2.

Tính toán cốt thép

Tính thép bản như cấu kiện chịu uốn có bề rộng b = 1m; chiều cao h = hb

Thứ tự các bước tính toán như sau:

Với a: là khoảng cách từ mép bêtông đến trọng tâm cốt thép chịu kéo

Để tính chiều cao làm việc của tiết diện h0, sử dụng công thức h0 = h – a Đối với các ô sàn có bản kê 4 cạnh, cốt thép được đặt ở cả trên và dưới do bản làm việc theo 2 phương Do mômen cạnh ngắn thường lớn hơn mômen cạnh dài, nên thép cạnh ngắn thường được đặt dưới để tăng h0 Do đó, sẽ có hai trường hợp cần xem xét khi tính toán h0.

- Đối với cốt thép đặt dưới: h01 = h – a

- Đối với cốt thép đặt trên : h02 = h – a - d +d 1 2

Trong đó, d1 đại diện cho đường kính của lớp cốt thép đặt dưới, d2 là đường kính của lớp cốt thép đặt trên, h là chiều dày của bản sàn, và a là khoảng cách từ mép bê tông đến trọng tâm của cốt thép đặt dưới.

+ Bước 3: Xác định hệ số tính toán tiết diện m m 2 R b 0 α = M α

M: là mômen của các ô sàn b: là bề rộng của dải bản b=1m

R: hệ số phụ thuộc cấp độ bền B và cường độ cốt thép

- Đối với nhóm cốt thép CI: R = 0,427 khi dùng Bêtông cấp độ bền B25

- Đối với nhóm cốt thép CII: R = 0,418 khi dùng Bêtông cấp độ bền B25

- Nếu thỏa điều kiện trên thì chuyển qua bước 4

- Nếu m  R thì phải điều chỉnh bằng cách tăng kích thước tiết diện hoặc tăng cấp độ bền của Bêtông để đảm bảo điều kiện hạn chế

+ Bước 4: Xác định hệ số giới hạn chiều cao vùng nén 

Nếu: m  R thì từ m tra bảng được hệ số  (Bảng Phụ lục 9–Sách KCBTCT Phần CKCB)

Hoặc tính  theo công thức: 1+ 1 - 2.α m ζ = 2

+ Bước 5: Tính diện tích cốt thép tính toán A TT S

+ Bước 6: Kiểm tra hàm lượng cốt thép tính toán μ TT

100.h Điều kiện: μmin  μ TT  μmax

Trong đó: μ TT : là hàm lượng cốt thép tính toán Trong sàn, μ TT = 0,30,9% là hợp lý μmin = 0,05% Thiết kế lấy μmin = 0,1% max R b

- Đối với nhóm cốt thép CI: μ max = 0,645.11,5.100 = 3,297%

- Đối với nhóm cốt thép CII: μ max = 0,623.11,5.100 = 2,56%

+ Bước 7: Chọn đường kính cốt thép và khoảng cách a giữa các thanh thép:

+ Bước 8: Chọn khoảng cách bố trí cốt thép a BT

Căn cứ vào khoảng cách tính toán a TT và các điều kiện về cấu tạo chọn khoảng cách bố trí cốt thép a BT Với điều kiện: a BT ≤ a TT

Tính diện tích cốt thép bố trí:

+ Bước 9: Tính hàm lượng cốt thép thực tế đã bố trí:

Bố trí cốt thép

Tại vùng giao nhau để tiết kiệm có thể đặt 50% Fa của mỗi phương (ít dùng) nhưng không ít hơn 3 thanh/1m dài

+ Đường kớnh cốt chịu lực ỉ≤ hb/10

+ Khoảng cách giữa các cốt thép chịu lực 7cm  s  20cm

Cốt thép phân bố phải đảm bảo không ít hơn 10% cốt chịu lực khi tỷ lệ l2/l1 ≥ 3, và không ít hơn 20% cốt chịu lực khi tỷ lệ l2/l1 < 3 Khoảng cách giữa các thanh cốt thép không được vượt quá 35cm, và đường kính của cốt thép phân bố phải nhỏ hơn hoặc bằng đường kính của cốt thép chịu lực.

+ Cốt phân bố có tác dụng:

- Chống nứt do bê tông co ngót

- Cố định cốt chịu lực

- Truyển tải sang vùng xung quanh tránh tập trung ứng suất

- Hạn chế việc mở rộng khe nứt

Do việc tính toán các ô sàn độc lập, hiện tượng nội lực khác nhau tại hai bên của một dầm thường xảy ra Tuy nhiên, điều này không phản ánh đúng thực tế, vì các moment này thường bằng nhau khi không tính đến moment xoắn trong dầm.

Kết quả của hai moment không bằng nhau do quan niệm tính toán chưa chính xác, bởi vì các ô sàn không độc lập; tải trọng tác dụng lên một ô có thể gây ra nội lực ở các ô khác.

Biểu đồ moment tính toán Biểu đồ moment thực tế l /4 1 l /4 1 l 1

Do sự phân phối moment, moment tại gối của hai ô sàn lân cận sẽ bằng nhau Để đảm bảo an toàn và đơn giản, cần bố trí cốt thép với moment lớn nhất cho cả hai bên.

Kết quả tính toán thép sàn

Tính toán cầu thang bộ

Chọn vật liệu

- Bêtông B25có: Rb = 14,5(MPa) = 145(daN/cm 2 )

- Cốt thép ≤ 8: dùng thép CI có: RS = RSC = 225(MPa) = 2250(daN/cm 2 )

- Cốt thép  ≥ 10: dùng thép CI có: RS = RSC = 280(MPa) = 2800(daN/cm 2 )

Chọn kích thước dầm chiếu tới và dầm chiếu nghỉ là 200x300mm; các bản dày 80 cm.

Cấu tạo cầu thang

Hình 3.1 Mặt bằng cầu thang bộ 1

Tính bản thang

3.3.1 Tải trọng tác dụng lên bản thang:

Tải trọng tác dụng gồm trọng lượng bậc thang, bản thang và hoạt tải sử dụng

Sơ bộ chọn bề dày bản thang 8cm, chiều cao bậc thang là h 0cm, chiều rộng bậc thang bộ = 27 cm

- Tĩnh tải tác dụng lên bản thang:

Hình 3.2: Cấu tạo các lớp vật liệu bản thang + Bậc xây gạch:

- Tổng tĩnh tải theo phương thẳng đứng phân bố trên 1m 2 bản thang:

- Hoạt tải phân bố trên mặt bằng là:

Hoạt tải tiêu chuẩn được lấy theo TCVN 2737:1995 cho cầu thang p tc = 3 kN/m 2 do đó hoạt tải tính toán là p bt tt =3600 N m ( 2 )

-Tổng tải trọng thẳng đứng tác dụng lên 1 m 2 bản thang:

- Tổng tải trọng tác dụng vuông góc lên 1m 2 bản thang là:

= +  = +  tt tt tt bt bt bt q g p

3.3.2 Xác định nội lực bản Ô1:

Kích thước cạnh bản theo phương nghiêng (l2) :

Bản thang được kê lên dầm chiếu tới và chiếu nghĩ, vì vậy cần cắt một dải rộng 1m để tiến hành tính toán Sơ đồ tính toán áp dụng cho dầm một nhịp với hai đầu khớp.

3.3.3 Tính thép cho bản thang:

Giả thiết lớp bảo vệ a0 = 1,4 cm => ho = 8 - 1,4 = 6,6 (cm)

*Thép chịu mômen âm: Mg= 0

Vậy ta bố trí theo cấu tạo  6a200

Tính sàn chiếu nghỉ và chiếu tới

Bảng 3.1: Tĩnh tải ô sàn chiếu nghỉ TẢI TRỌNG Ô SÀN CHIẾU NGHỈ

STT Cấu tạo vật liệu

Chiều dày ɣ Hệ số độ tin cậy

3.4.2 Xác định nội lực bản chiếu nghỉ và chiếu tới (Ô 2 ):

Tỉ lệ tính toán như bản dầm

Liên kết giữa hai ô bản với vách và dầm chiếu tới cùng dầm chiếu nghỉ được gọi là liên kết khớp Để tính toán, cắt một dải bản rộng 1m theo phương cạnh ngắn và sử dụng sơ đồ dầm một nhịp với hai đầu khớp.

Giả thiết lớp bảo vệ a0 = 1,4 cm => ho = 8 - 1,4 = 6,6 (cm)

-Cốt thép chịu momen dương mm 2 Hàm lượng cốt thép :

- Cốt thép mũ chịu momen âm: M g = 0

Bố trí 6a200 theo cấu tạo.

Tính toán dầm chiếu tới (D1)

3.5.1 Tải trọng tác dụng lên dầm D1:

+ Tải trọng phân bố do bản thân dầm: gd = n.γ.b.(h-hb) = 1,1 25000.0,2.(0,3-0,08) = 1210 (N/m)

+ Tải trọng do lớp vữa trát dầm: gvt = n.γ.δ.2(h-hb)= 1,3.16000.0,015.2.(0,3-0,08) = 137,3(N/m)

= =  + Tải trọng do bản thang truyền vào:

+ Tải trọng do bản chiếu tới truyền vào: (dạng hình thang quy về dạng phân bố đều)

Hình 3.3: Nội lực Dầm chiếu tới D1

+ Momen âm nhỏ nhất ở gối là:

+ Momen dương lớn nhất ở giữa dầm là:

+ Giá trị lực cắt lớn nhất ở hai gối dầm là:

+ Cốt thép dọc chịu momen âm:

-Chiều cao làm việc của dầm là: h0 = h - a = 30 – 3 = 27 (cm)

-Tính thép chịu momen dương:

+ Cốt thép dọc chịu momen dương:

* Kiểm tra điều kiện tính toán cốt đai:

Nếu Q max Q b min = b 3 (1+ f + n ).R b h bt o =0,6.(1+ f + n ).R b h bt o thì không cần tính toán cốt đai mà đặt theo cấu tạo

+ b 2 , b 3 : Hệ số kể đến ảnh hưởng của loại bê tông

+ b 2 =2,0;  b 3 =0,6: Đối với bê tông nặng và bê tông tổ ong

+  b 2 =1,7;  b 3 =0,5: Đối với bê tông hạt nhỏ

 f : hệ số kể đến ảnh hưởng cánh tiết diện chữ T hoặc chữ I khi cánh nằm trong vùng nén Đối với tiết diện hình chữ nhật  f =0

 n : hệ số kể đến ảnh hưởng của lực dọc trục

Trong trường hợp này dầm không có lực dọc trục nên  n =0

=> Qbmin => QMax = 26564 (N) < Qbmin = 29160 (N)  Không cần tính lại cốt đai, bản thân bê tông đã đảm bảo chịu lực cắt

* Chọn cốt đai theo điều kiện cấu tạo:

+ Đoạn gần gối tựa (1/4): Khi h ≤ 450 thì sct = min (h/2, 150)

+ Đoạn giữa nhịp (1/2) : Khi h > 300 thì sct = min (3h/4, 500)

Dựa vào các điều kiện đã nêu, chúng ta có thể chọn sơ bộ bước đai cho công trình Cụ thể, đoạn gần gối tựa (1/4) sẽ sử dụng cốt đai có đường kính 6 hai nhánh, trong khi đoạn giữa nhịp (1/2) cũng sẽ chọn cốt đai 6 hai nhánh.

Tính toán dầm chiếu nghỉ (D2)

3.6.1 Tải trọng tác dụng lên dầm D2:

+ Tải trọng phân bố do bản thân dầm:

+ Tải trọng do lớp vữa trát dầm: gvt = n.γ.δ.2(h-hb)= 1,3.16000.0,015.2.(0,3-0,08) = 137,3(N/m)

+ Tải trọng do bản thang truyền vào:

+ Tải trọng do bản chiếu tới truyền vào: (dạng hình thang quy về dạng phân bố đều)

Hình 3.4: Nội lực dầm chiếu nghỉ D2

+ Momen âm nhỏ nhất ở gối là:

+ Momen dương lớn nhất ở giữa dầm là:

+ Giá trị lực cắt lớn nhất ở hai gối dầm là:

+ Cốt thép dọc chịu momen âm:

+ Cốt thép dọc chịu momen dương:

* Kiểm tra điều kiện tính toán cốt đai:

Nếu Q max Q b min = b 3 (1+ f + n ).R b h bt o =0,6.(1+ f + n ).R b h bt o thì không cần tính toán cốt đai mà đặt theo cấu tạo

+ b 2 , b 3 : Hệ số kể đến ảnh hưởng của loại bê tông

+ b 2 =2,0;  b 3 =0,6: Đối với bê tông nặng và bê tông tổ ong

+  b 2 =1,7;  b 3 =0,5: Đối với bê tông hạt nhỏ

 f : hệ số kể đến ảnh hưởng cánh tiết diện chữ T hoặc chữ I khi cánh nằm trong vùng nén Đối với tiết diện hình chữ nhật  f =0

 n : hệ số kể đến ảnh hưởng của lực dọc trục

Trong trường hợp này dầm không có lực dọc trục nên  n =0

=> Qbmin => QMax = 26564 (N) < Qbmin = 29160 (N)  Không cần tính lại cốt đai, bản thân bê tông đã đảm bảo chịu lực cắt

* Chọn cốt đai theo điều kiện cấu tạo:

+ Đoạn gần gối tựa (1/4): Khi h ≤ 450 thì sct = min (h/2, 150)

+ Đoạn giữa nhịp (1/2) : Khi h > 300 thì sct = min (3h/4, 500)

Dựa vào các điều kiện đã nêu, chúng ta chọn sơ bộ bước đai: ở đoạn gần gối tựa (1/4), sử dụng cốt đai 6 hai nhánh Sct 0, và ở đoạn giữa nhịp (1/2), cũng chọn cốt đai 6 hai nhánh Sct 0.

Tính toán khung trục 2

Hệ kết cấu chịu lực và phương pháp tính toán

4.1.1 Hệ kết cấu chịu lực:

Sau khi phân tích các ưu điểm, nhược điểm và phạm vi ứng dụng của từng loại kết cấu chịu lực, chúng tôi đã quyết định lựa chọn hệ kết cấu khung-lõi cho công trình.

4.1.2 Phương pháp tính toán hệ kết cấu: a) Tải trọng

- Trọng lượng bản thân kết cấu và các loại hoạt tải tác dụng lên sàn, lên mái

- Tải trọng tác dụng lên sàn, kể cả tải trọng các tường ngăn (dày 100mm), thiết bị, tường nhà vệ sinh, thiết bị vệ sinh

- Tải trọng tác dụng lên dầm do sàn truyền vào, do tường bao trên dầm( dày 200): phân bố trên dầm

- Tải trọng gió được tính theo Tiêu chuẩn tải trọng và tác động TCVN 2737-

- Do chiều cao công trình 41,5m >40m nên căn cứ vào Tiêu chuẩn ta phải tính thành phần động của tải trọng gió

Tải trọng gió được xác định dựa trên lực phân bố tại các mức sàn Để tính toán nội lực và chuyển vị, phần mềm ETABS 9.7.1 được sử dụng, đây là một công cụ mạnh mẽ và phổ biến trong lĩnh vực tính toán kết cấu công trình.

ETABS, giống như các phần mềm tính toán kết cấu khác sử dụng phương pháp phần tử hữu hạn, phân chia hệ chịu lực thành các phần tử nhỏ hơn Các phần tử này được kết nối với nhau thông qua các nút, và ETABS chủ yếu sử dụng các loại phần tử khác nhau để mô phỏng hệ kết cấu.

+ SHELL: Phần tử tấm vỏ

+ ASOLID: Các loại phần tử hai chiều ứng suất phẳng, biến dạng phẳng, đôi xứng trục

+ SOLID: Các loại phần tử khối ba chiều

Trong bài toán không gian, mỗi nút có 6 thành phần chuyển vị, bao gồm 3 thành phần chuyển vị thẳng và 3 thành phần chuyển vị xoay, tương ứng với 6 bậc tự do Mỗi thành phần chuyển vị được diễn tả bằng một phương trình cân bằng Khi chia hệ kết cấu thành các phần tử nhỏ hơn, số lượng nút liên kết giữa các phần tử và số phương trình cân bằng tăng lên, dẫn đến việc nhập dữ liệu và giải bài toán tốn nhiều thời gian hơn, nhưng độ chính xác cũng được cải thiện.

- Lấy kết quả nội lực và chuyển vị ứng với từng phương án tải trọng c) Tổ hợp và tính cốt thép.(Theo TCVN)

Chương trình Microsoft Excel là công cụ hữu ích cho việc lập bằng, nhờ vào khả năng tính toán đơn giản, ngắn gọn và dễ sử dụng Người dùng có thể dễ dàng kiểm tra độ chính xác của kết quả tính toán, mang lại sự thuận tiện trong quá trình làm việc.

Hình 4.1: Sơ đồ không gian

Sơ bộ chọn các kích thước kết cấu cho công trình

4.2.1 Sơ bộ chọn kích thước sàn

+ Chiều dày sàn phụ thuộc vào:

+ Chọn chiều dày bản theo công thức: h d D L m

Chiều dày sàn đã chọn ở phần tính sàn là hd= 120cm

4.2.2 Sơ bộ chọn kích thước dầm

Chiều cao h của tiết diện, được xác định theo phương của mặt phẳng uốn, nên có tỉ số h/b = 2:4 để đảm bảo tiết diện hợp lý Thông thường, chiều cao h được chọn trong khoảng từ 1/8 đến 1/20 của nhịp dầm Khi lựa chọn kích thước b và h, cần xem xét các yêu cầu kiến trúc cũng như việc định hình ván khuôn.

2 4 h dc Để thuận tiện thi công ta chọn bd và hd là bội số của 50mm Kích thước tiết diện dầm được chọn sơ bộ (Phụ lục 2 – Bảng 2.1)

4.2.3 Sơ bộ chọn kích thước cột: a) Chiều dài và chiều dài tính toán cột

Trong kết cấu khung nhà, chiều dài của mỗi cột được xác định từ móng đến mái, nhưng trong quá trình tính toán, chỉ xem xét đoạn cột trong từng tầng Chiều dài thực của cột, ký hiệu là l, là khoảng cách giữa hai liên kết, những liên kết này có tác dụng ngăn cản chuyển vị ngang của cột.

Chiều dài tính toán của cột, ký hiệu là lo, được xác định dựa trên sơ đồ biến dạng của cột Chiều dài này tương ứng với chiều dài bước sóng khi cột mất ổn định do uốn dọc.

Lo = ψl Ψ là hệ số phụ thuộc vào sơ đồ biến dạng, cũng tức là phụ thuộc vào liên kết ở hai đầu cột

Cột có nhiều hình dạng tiết diện khác nhau, phổ biến nhất là hình chữ nhật, vuông và tròn Ngoài ra, còn có các tiết diện đặc biệt như chữ T, chữ I hoặc vòng khuyên.

Trong các công trình nhà nhiều tầng, lực nén trong cột giảm dần từ móng đến mái, do đó cần điều chỉnh kích thước và khả năng chịu lực của cột theo chiều cao Để tối ưu hóa việc sử dụng vật liệu, khi lên cao, có thể giảm kích thước tiết diện cột, giảm lượng cốt thép và giảm mác bê tông Việc này giúp đảm bảo sự hợp lý và hiệu quả trong thiết kế kết cấu công trình.

+ Việc chọn hình dáng, kích thước, tiết diện cột dựa vào các yêu cầu về kiến trúc, kết cấu và thi công:

-Về kiến trúc, đó là các yêu cầu về thẩm mỹ, yêu cầu về sử dụng không gian

-Về kết cấu, kích thước tiết diện cột phải đảm bảo độ bền và độ ổn định

Trong quá trình thi công, việc lựa chọn kích thước tiết diện cột là rất quan trọng để thuận tiện cho việc thi công và lắp dựng ván khuôn, cũng như đặt cốt thép và đổ bê tông Kích thước tiết diện nên được chọn là bội số của 2, 5 hoặc 10 cm để đảm bảo hiệu quả và tính chính xác trong công việc.

Kích thước tiết diện cột thường được xác định trong giai đoạn thiết kế cơ sở, dựa trên kinh nghiệm và các kết cấu tương tự Ngoài ra, có thể tính toán sơ bộ diện tích tiết diện cột dựa vào lực nén N được xác định gần đúng Diện tích tiết diện cột được tính theo công thức A = t * b.

- Rb: cường độ tính toán về nén của bê tông, với bêtông có cấp độ bền là B20 thi

- kt: hệ số xét đến ảnh hưởng khác như mômen uốn, hàm lượng cốt thép, độ mảnh của cột:

• Với cột biên ta lấy kt = 1,3

• Với cột trong nhà ta lấy kt = 1,2

• Với cột góc nhà ta lấy kt = 1,5

- N: lực nén được tính toán gần đúng như sau:

Hình 4.3: Sơ bộ truyền tải của sàn về cột Trong đó:

+ mS: số sàn phía trên tiết diện đang xét

+ FS: diện tích mặt sàn truyền tải trọng lên cột đang xét

Tải trọng tương đương (q) được tính trên mỗi mét vuông mặt sàn, bao gồm cả tải trọng thường xuyên và tạm thời từ bản sàn, cũng như trọng lượng của tường, dầm và cột, được phân bố đều trên sàn Giá trị của q thường được xác định dựa trên kinh nghiệm thiết kế.

Nhà có bề dày sàn từ 10 đến 14 cm, bao gồm cả các lớp cấu tạo mặt sàn, thường có ít tường và kích thước dầm, cột nhỏ, với tải trọng q = 10 đến 14 kN/m².

Với nhà có bề dày sàn trung bình từ 15:20 cm, tường, dầm, cột là trung bình hoặc lớn q= 15:18 kN/m 2

Với nhà có bề dày sàn khá lớn trên 20 cm, cột và dầm đều lớn thì q có thể đến 20 kN/m 2 hoặc lớn hơn nữa

Khi lựa chọn kích thước tiết diện cho cấu kiện, cần xem xét không chỉ khả năng chịu lực mà còn phải đảm bảo tính ổn định, yếu tố kiến trúc và sự thuận tiện trong quá trình thi công.

+ Kích thước của cột sau khi chọn sơ bộ phải kiển tra đảm bảo điều kiện độ ổn định b l 0 0 b

 = b   ( 0 b 1đối với cột nhà ) Trong đó:- l0:chiều dài tính toán cột Nhà khung nhiều tầng 3 nhịp trở lên l0=0.7H, với H là chiều dài hình học của cột

Chúng ta chỉ cần kiểm tra các trường hợp với chiều cao tầng khác nhau và ở mỗi độ cao H khác nhau Chỉ cần xác định một cột có b nhỏ nhất, nếu điều kiện này được thỏa mãn thì các cột khác cũng sẽ thỏa mãn theo.

Vậy tiết diện cột đã chọn đảm bảo điều kiện ổn định (Phụ lục 2 – Bảng 2.4)

4.2.4 Chọn sơ bộ tiết diện lõi thang máy

Chiều dày thành vách t được chọn theo điều kiện sau: t

  = Trong đó, H= 4500: chiều cao lớn nhất của tầng

Chọn chiều dày vách là 250mm.

Tải trọng tác dụng vào công trình và nội lực

4.3.1 Cơ sở xác định tải trọng tác dụng

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 Hoạt tải gió tính cho tải trọng gió tĩnh

4.3.2 Trình tự xác định tải trọng a) Tĩnh tải tác dụng lên sàn

*Tĩnh tải bản thân phụ thuộc vào cấu tạo các lớp sàn Trọng lượng phân bố đều các lớp sàn cho trong bảng sau:

Bảng 4.1: Tĩnh tải sàn nhà Lớp vật liệu

Tr.lượng riêng gtc Hệ số n gtt

(Khi tính tải trọng không cộng Bản BTCT vào vì ETAB đã tính với hệ số vượt tải là 1,1)

Bảng 4.2: Tĩnh tải sàn mái Lớp vật liệu Chiều dày Tr.lượng riêng gtc Hệ số n gtt

(Khi tính tải trọng không cộng Bản BTCT vào vì ETAB đã tính với hệ số vượt tải là 1,1)

*Trọng lượng tường ngăn và tường bao che trong phạm vi ô sàn

Tường ngăn giữa các khu vực trên mặt bằng dày 100mm được xây bằng gạch rỗng với khối lượng riêng  = 1500 (daN/m3) Đối với các ô sàn có tường đặt trực tiếp trên sàn mà không có dầm đỡ, tải trọng sẽ được phân bố đều trên sàn Trong trường hợp tường ngăn đặt trên dầm, trọng lượng của tường sẽ được chuyển đổi thành tải trọng phân bố truyền vào dầm.

Chiều cao tường được xác định: 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 trên ô sàn về tải trọng phân bố trên ô sàn : tt g t-s= t c t t t v v v c c c i

St (m 2 ): diện tích bao quanh tường

Sc (m 2 ): diện tích cửa nt, nc, nv: hệ số độ tin cậy đối với tường, cửa và vữa trát.(nt= 1,1; nc= 1,3; nv=1,3)

 t = 0,1(m): chiều dày của mảng tường

 t = 1500(daN/m 3 ): trọng lượng riêng của tường

 v = 0,015(m): chiều dày của vữa trát

 v = 1600(daN/m 3 ): trọng lượng riêng của vữa trát

 c = 25(daN/m 2 ): trọng lượng của 1m 2 cửa

Si(m 2 ): diện tích ô sàn đang tính toán Để tính tải trọng do tường xây truyền lên sàn ta chia ô sàn thành các ô sàn

( Tra phụ lục 2- Bảng 2.5) b) Tĩnh tải tác dụng lên dầm :

*Trọng lượng bản thân dầm :

Trọng lượng phần bê tông :

Khai báo hệ số trọng lượng bản thân bằng 1,1 để phần mềm tự tính

- Trọng lượng phần vữa trát của dầm được tính thành tải trọng phân bố lên suốt chiều dài mỗi dầm theo công thức sau:

Trong đó: n : hệ số độ tin cậy n=1.3  v : trọng lượng riêng  v 00 (daN/m 3 )

 v :chiều dày của lớp trát  v =0.015m b : chiều rộng dầm h : chiều cao dầm (từ cốt sàn đến đáy dầm) hb : chiều dày sàn

- Trong công trình các ô sàn lấy chiều dày là 120 cm.( đã chọn ở phần tính bản)

- Kết quả tính toán tải trọng do trọng lượng lớp vữa của dầm

*Tải trọng tường phân bố trên dầm :

Đối với tường đặc, để tiết kiệm vật liệu, người ta cho rằng chỉ những tường nằm trong góc 60 độ mới có khả năng truyền lực lên dầm, trong khi đó, góc 30 độ còn lại sẽ tạo ra lực tập trung và truyền xuống nút.

Khi hai bên dầm không có cột hoặc vách, hoặc chỉ có cột hoặc vách ở một phía, toàn bộ tải trọng của tường sẽ được truyền xuống dầm.

+ Đối với mảng tường có cửa thì tải trọng tường cửa được truyền xuống dầm

Tĩnh tải do trọng lượng tường, cửa tác dụng lên dầm

Tường ngăn xây bằng gạch có g = 1500 (daN/m 3 ), mỗi bức tường cộng thêm 1,5 cm vữa trát (mỗi bên) : có v 00 (daN/m 3 )

Chiều cao tường được xác định: ht = H-hd

Trong đó: ht: chiều cao tường,

H: chiều cao tầng nhà hd: chiều cao dầm trên tường

Trọng lượng tường ngăn trên dầm được qui đổi thành tải trọng phân bố truyền vào dầm

Công thức qui đổi tải trọng tường, cửa, kính trên dầm về tải trọng phân bố trên dầm : g tt = t c t t t v v v c c c

Sc(m 2 ): diện tích cửa nt, nc, nv: hệ số độ tin cậy đối với tường, cửa và vữa trát.(nt= 1,1; nc= 1,3; nv=1,3)

 g : chiều dày của mảng tường, bề dày tường hoặc  0 hoặc 0 tùy vào vị trí tường

 v : bề dày lớp vữa trát  v = 15mm

 g = 1500 (daN/m 3 ): trọng lượng riêng của gạch xây tường

 c = 25 (daN/m 2 ): trọng lượng của 1m 2 cửa kính ( hoặc vách kính) ld : chiều dài dầm

Kết quả bản tính tải trọng tường phân bố lên dầm (Phụ lục 2 – Bảng 2.7) c) Hoạt tải

Hoạt tải tiêu chuẩn ptc (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, chúng ta xác định hoạt tải tiêu chuẩn và nhân với hệ số vượt tải n để tính toán hoạt tải ptt (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 ( Bảng 3- Tải trọng tiêu chuẩn phân bố đều trên sàn và cầu thang TCVN 2737-1995 Mục 4.3.1) 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 ( Bảng 3- Tải trọng tiêu chuẩn phân bố đều trên sàn và cầu thang TCVN 2737-1995 Mục 4.3.1) nhân với hệ số ψA2(khi A>A26m 2 )

Ta có bảng tính hoạt tải sàn tầng (Phụ lục 2 – Bảng

4.3.4 Tải trọng gió d) Tải trọng gió tĩnh

Giá trị tiêu chuẩn thành phần tĩnh của tải trọng gió xác định theo công thức:

W tc = W0.K.C (kN/m 2 ) Giá trị tính toán 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 trên TP Đà Nẵng, thuộc vùng II.B có Wo= 0,95(kN/m 2 )

C: hệ số khí động, xác định bằng cách tra bảng 6 TCVN 2737-1995

K: hệ số tính đến sự thay đổi của áp lực gió theo độ cao n: hệ số độ tin cậy của tải trọng gió lấy bằng 1,2

Tải trọng qui về thành các lực tập trung theo các phương xác định theo công thức:

Với Si là diện tích mặt đón gió theo phương đang xét

Bảng 4.3: Tải trọng gió tĩnh tác dụng lên các mức sàn e) Thành phần gió động

Công trình cao 45.8m, vượt quá 40m, do đó cần tính toán thành phần động của tải trọng gió Thành phần động này thể hiện sự gia tăng tác động của tải trọng gió lên công trình khi có dao động, do lực quán tính phát sinh từ khối lượng của công trình trong quá trình dao động.

+ Thiết lập sơ đồ tính toán động lực:

Sơ đồ tính toán của thanh console bao gồm 13 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.

- Giá trị khối lượng tập trung ở các mức trong sơ đồ tính toán bằng tổng khối lượng của các kết cấu chịu lực, kết cấu bao che, trang trí…

Hình 4.5: Sơ đồ tính toán gió động của công trình

GIÓ ĐẨY (Đ) GIÓ HÚT (H) CHIỀU CAO ĐÓN GIÓ

TẢI TRỌNG GIÓ TIÊU CHUẨN

STORY13 - 1.313 99.81 74.85 2.10 175 8.22 10.27 y ji y 1i hn h j m 1 m j mn y ni

+ Xác định giá trị tiêu chuẩn của thành phần tĩnh của tải trọng gió lên các phần của công trình (đã tính 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 các đặc trưng động lực:

Lập mô hình kết cấu trong ETABS

Gán đầy đủ các đặc trưng hình học như đặc trưng vật liệu và tiết diện sơ bộ lên mô hình Sau đó, tiến hành chất tải cho mô hình, bao gồm cả tĩnh tải (TT) và hoạt tải (HT).

Khai báo khối lượng tham gia tính dao động bao gồm: KL = TT 0,5.HT

1,1+ 1,2 Trong đó: 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 lên toàn bộ công trình

Bài toán dao động riêng được thực hiện bằng phần mềm ETABS v9.7.1, cho phép xác định các dạng dao động riêng cùng với chu kỳ và tần số Những kết quả này được sử dụng để tính toán thành phần động của tải trọng gió và tải trọng động đất.

+ Trình tự thao tác trên phần mềm ETABS 9.7.1

Chọn hệ đơn vị cho bài toán: Dùng hệ đơn vị kN-m

Khai báo mô hình khung không gian kết hợp với lõi cứng của công trình trên chương trình Etabs V9.7.1

Tạo ra các đường lưới (Grid) với các khoảng cách (Spacing) nhỏ theo môđun công trình theo 2 phương x, y Hiệu chỉnh đường lưới

Khi khai báo số tầng và chiều cao tầng, bạn cần hiệu chỉnh chiều cao từng tầng và đặt tên cho các tầng Đặc biệt, hãy chọn chế độ Similar Stories cho tầng 4, điều này sẽ giúp bạn vẽ nhanh các tầng giống nhau.

1 Khai báo đặc trưng vật liệu:

Sử dụng bêtông B25 để thiết kế cho tất cả các cấu kiện

Vào Define/Material Properties/Add New Material

Với bêtông B25, các dữ liệu về đặc trưng vật liệu khai báo vào chương trình Etabs v9.7.1 như sau:

Type of Material Isotropic Mass per unit Volume 2,5 Weight per unit volume 25 Modulus of Elasticity 3.00E+07

2 Khai báo tiết diện hình học:

+Khai báo các phần tử dầm:

Vào Define/Frame Sections/Add Rectangular

Section Name Material Depth (t3) Width (t2)

(Khai bao phần Reinforcement là Beam.) +Khai báo các phần tử cột :

Vào Define/Frame Sections/Add Rectangular

Section Name Material Depth (t3) Width (t2)

+Khai báo phần tử vách và sàn:

Vào Define/Wall-Slab-Deck Section

Name Material Chọn Membrane Bending Type

3 Khai báo trường hợp tải trọng:

Theo Trạng thái Giới hạn thứ II, dao động của công trình được coi là một dạng biến dạng Để tính toán, trọng lượng công trình được xác định là trọng lượng tiêu chuẩn, bao gồm Tĩnh tải và % Hoạt tải với hệ số chiết giảm 0,5, áp dụng cho các công trình dân dụng theo TCXD229-1999.

Khai báo hai trường hợp tải trọng để xác định tần số dao động:

Vào Define/Static Load Case

Load name Type Self Weight Multiplier

4 Khai báo tải trọng tham gia dao động:

Vào Define/Mass Source-From Self And Specified Mass And Load

Mass Definition Load Name Multiplier

5 Vẽ mô hình sơ đồ tính:

Khi vẽ, cần tuân thủ nguyên tắc vẽ phần tử Frame từ trái qua phải và từ dưới lên trên, đồng thời vẽ phần tử Shell dựa trên các trục hệ tọa độ của tấm Điều này giúp quản lý dữ liệu hiệu quả khi xuất kết quả nội lực.

Khi vẽ sàn và vách, cả hai đều là phần tử Shell, cần phải chia nhỏ để các điểm nút giữa các phần tử Shell trùng nhau Điều này giúp hai tấm Shell liên kết chặt chẽ với nhau, theo nguyên tắc PTHH, các phần tử chỉ hoạt động hiệu quả thông qua các điểm nút.

Gán tĩnh tải của tường,sàn tác dụng lên dầm vào: Assign/ Frame/Line Load/ Distributed Nhập giá trị tải của dầm tương ứng vào

7.Gán điều kiện biên cho kết cấu:

- Gán liên kết ngàm ở các vị trí móng

Vào Assign/Joint/Point/Restraints…chọn liên kết ngàm

8.Chia phần tử tường cứng:

Chỉ chia các tường cứng tầng hầm Mục đích của việc chia này là nhằm có thể tính toán cốt thép cho tường cứng và móng

9.Khai báo sàn tuyệt đối cứng:

Chọn lần lượt các tầng, vào Assign /Joint/Point/ Diaphragms…

10.Khai báo bậc tự do cho phép:

- Khai báo số Mode tham gia dao động: 12 mode

11 Thực hiện tính toán: chạy chương trình

❖ Xuất tần số dao động từ phần mềm và xét số dao động riêng cần tính toán

Bảng 4.4: Kết quả tần số dao động theo phương X

Mode Period UX UY UZ Frequence(s -1 )

Bảng 4.5: Kết quả tần số dao động theo phương Y

Mode Period UX UY UZ Frequence(s -1 )

T i ,với T i (s) là chu kỳ dao động ứng với dạng dao động riêng thứ i được phần mềm phân tích

Mức độ nhạy cảm của công trình đối với tác động của tải trọng gió quyết định rằng thành phần động của tải trọng gió chỉ cần xem xét tác động từ thành phần xung của vận tốc gió hoặc bao gồm cả lực quán tính của công trình.

Mức độ nhạy cảm của công trình được xác định thông qua mối quan hệ giữa giá trị tần số dao động riêng cơ bản, đặc biệt là tần số dao động riêng thứ nhất, và tần số fL tra bảng.

Giới hạn tầng số dao động riêng f L =1.3 với công trình bằng bê tông cốt thép có

 =0.3và công trình thuộc vùng áp lực gió IIB tra bảng 9-TCVN 2737-1995

Theo phương X và Y, ta chỉ xem xét thành phần động của gió ứng với dao động thứ nhất do f1 < fL Các dạng dao động khác có ảnh hưởng nhỏ và sẽ bị loại bỏ theo tiêu chuẩn.

❖ Xác định giá trị tiêu chuẩn thành phần áp lực tĩnh của gió và áp lực động do xung vận tốc gió gây ra tc

i: hệ số áp lực động của tải trọng gió, ở độ cao ứng với phần thứ j của công trình, tra bảng 3 TCXD 229:1999

Wj tc - giá trị tiêu chuẩn thành phần tĩnh của áp lực gió, ở độ cao ứng với phần tử thứ j của công trình

Sj: diện tích mặt đón gió ứng với phần thứ j của công trình

: hệ số tương quan không gian áp lực động của tải trọng gió, phụ thuộc vào tham số ,  và dạng dao động

Với Mode 1: Theo TCXD 229:1999 ta có:

- Theo phương trục X : = 22.4, =HE.8 Tra bảng theo bảng 4, bảng 5 TCXD 229:1999 và nội suy =>1=0.684

- Theo phương trục Y : = 28, =HE.8 Tra bảng theo bảng 4, bảng 5 TCXD 229:1999 và nội suy =>1=0.67

Bảng 4.6: Giá trị tiêu chuẩn thành phần áp lực tĩnh của gió và áp lực động do xung vận tốc gió gây ra

BIÊN ĐỘ DAO ĐỘNG PHƯƠNG X

BIÊN ĐỘ DAO ĐỘNG PHƯƠNG Y

HỆ SỐ ÁP LỰC ĐỘNG

CHIỀU CAO ĐÓN GIÓ ÁP LỰC TIÊU CHUẨN GIÓ Đ+H

TẢI TRỌNG TC GIÓ ĐỘNG CHỈ

KỂ ĐẾN THÀNH PHẦN XUNG BX".4 m

TẢI TRỌNG TC GIÓ ĐỘNG CHỈ

KỂ ĐẾN THÀNH PHẦN XUNG BY( m

Bảng 4.7: Bảng dịch chuyển tỉ đối theo phương OX và OY

STORY DIAPHRAGM UX y ijX UY y ijY M j (T)

STORY1 STORY1 0.0008 0.000400 -0.0008 -0.000400 1142.1 STORY2 STORY2 0.0036 0.000554 -0.0033 -0.000508 1344.3 STORY3 STORY3 0.0075 0.000682 -0.0069 -0.000627 1330.8 STORY4 STORY4 0.0108 0.000750 -0.01 -0.000694 1289.1 STORY5 STORY5 0.0143 0.000803 -0.0134 -0.000753 1274.9 STORY6 STORY6 0.0179 0.000844 -0.0169 -0.000797 1274.9 STORY7 STORY7 0.0215 0.000874 -0.0206 -0.000837 1274.9 STORY8 STORY8 0.025 0.000893 -0.0243 -0.000868 1270.2 STORY9 STORY9 0.0283 0.000901 -0.0279 -0.000889 1266.7 STORY10 STORY10 0.0314 0.000902 -0.0314 -0.000902 1266.7 STORY11 STORY11 0.0342 0.000895 -0.0347 -0.000908 1266.7 STORY12 STORY12 0.0368 0.000885 -0.0379 -0.000911 1252

STORY13 STORY13 0.0399 0.000871 -0.0419 -0.000915 1241.1 a) Công thức xác định:

- Giá trị tiêu chuẩn thành phần động của gió tác dụng lên phần tử j của dạng dao động thứ i được xác định theo công thức:

Xác định nội lực khung ngang

- Sử dụng phần mềm Etabs Version 9.7.4

- 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

4.4.1 Các trường hợp tải trọng :

- GX (gió theo chiều dương trục X)

- GXX (gió theo hướng ngược chiều phương trục X)

- GY (gió theo chiều dương trục Y)

- GYY(gió theo hướng ngược chiều phương trục Y)

Trong đó: GXD(GTX;GDX), GYD(GTY;GDY)

Sau khi nhập các trường hợp tải trọng, chúng ta sử dụng phần mềm Microsoft Office Excel để xuất nội lực các thành phần THTT như TT, HT, GX, GXX, GY, GYY và thực hiện các tổ hợp tính toán cần thiết.

Tính toán khung trục 2

Từ biểu đồ nội lực do phần mềm ETABS cung cấp, ta có thể xác định nội lực và tổ hợp các nội lực tại các tiết diện của dầm ở các tầng Từ bảng tổ hợp nội lực, cần chọn ra các cặp nội lực nguy hiểm để tính toán cho mỗi tiết diện Đối với dầm, mỗi phần tử được tính toán nội lực tại ba mặt cắt (tại gối và nhịp) Trong quá trình tính toán thép dầm, chỉ cần chú ý đến giá trị cực đại và cực tiểu của momen cùng lực cắt, do đó tổ hợp nội lực là công cụ cần thiết để thực hiện tính toán này.

- Giá trị Mmax +, Mmin - để tính cốt thép dọc

Q maxđể tính cốt thép đai

Nội lực và tổ hợp nội lực của các tầng ( Phụ lục 2 – Bảng 2.17)

4.5.1 Tính toán cốt dọc: a.Với tiết diện chịu mômen âm:

Cánh nằm trong vùng chịu kéo nên ta tính toán với tiết diện chữ nhật 30x70 cm đặt cốt đơn

- Giả thiết trước khoảng cách trọng tâm cốt thép đến mép dầm a

Diện tích cốt thép yêu cầu: ( )

+ Nếu  m  R : thì tăng kích thước tiết diện hoặc tăng cấp độ bền nén của bêtông hoặc đặt cốt kép b.Với tiết diện chịu mômen dương:

Cánh nằm trong vùng chịu nén nên ta tính toán với tiết diện chữ T h ’ f = hs = 0.12m

Sf lấy nhỏ hơn các điều kiện sau:

(m) + Sf ≤ 1/2(khoảng cách thông thuỷ giữa 2 dầm đặt cạnh nhau

- Xác định vị trí trục trung hoà:

Trong đó: b ' f : bề rộng cánh chữ T h ' f : chiều cao cánh

Khi xem xét bản nội lực dầm, nếu Mmax nhỏ hơn Mf, thì tất cả các moment dương tại các nhịp đều nhỏ hơn Mf Trong trường hợp này, trục trung hoà sẽ đi qua cánh, và việc tính toán sẽ được thực hiện tương tự như đối với tiết diện chữ nhật.

- Kiểm tra hàm lượng cốt thép:  min  o

Hợp lí: 0.8%   t 1.5%.Thông thường với dầm lấy min=0.15% Đối với nhà cao tầng  ma x = 5%

4.5.2 Tính toán cốt thép đai: a Kiểm tra điều kiện tính toán : Q ≤ Qb,o

- Với Qb,o là khả năng chịu cắt của bêtông khi không có cốt đai, xác định như sau:

Kiểm tra Qb,o< Qbmin thì lấy Qb,o= Qbmin rồi tính lại C 2 4

Qb,o> 2.5Rbtbo thì lấy Qb,o= 2.5Rbtbo rồi tính lại C 2 4

Kiểm tra Q ≤ Qb,o : bêtông đủ chịu cắt, bố trí cốt đai theo cấu tạo

Q > Qb,o : cần tính toán cốt đai b.Kiểm tra khả năng chịu ứng suất nén chính của bụng dầm: Điều kiện: Q0,3.  1  b 1 R b b.h 0

+  1 : Hệ số xét đến ảnh hưởng của cốt đai đặt vuông góc với trục cấu kiện Ta có:

+ b 1 : Hệ số xét đến khả năng phân phối lại nội lực của các loại bêtông khác nhau Ta có  b 1 =1−.R b

Khi các điều kiện không được đáp ứng, cần phải tăng kích thước tiết diện hoặc nâng cao độ bền của bê tông Để tính toán cường độ của tiết diện nghiêng, cần xem xét lực cắt tác động lên nó.

- Ta sẽ tính toán cốt đai khi không đặt cốt xiên Ta có điều kiện cường độ trên tiết diện nghiêng như sau: QQ b +Q SW = q q c c

Công thức tính toán được đưa ra là Mb = b2.(1+f +n).Rbt.b.h0 2, trong đó c đại diện cho chiều dài hình chiếu của mặt cắt nghiêng trên trục cấu kiện Tải trọng thường xuyên liên tục trên dầm được ký hiệu là q1, trong khi khả năng chịu cắt của cốt đai được ký hiệu là qSW.

Khi tính toán người ta xác định qsw như sau:

 trong đó Qb1 = 2 M b q 1 thì b b sw M

Trong cả hai trường hợp trên, qsw không được lấy nhỏ hơn

- Tính toán chiều dài khu vực gần gối tựa:

Mặt cắt nghiêng c1 có chiều dài hình chiếu trên trục cấu kiện bằng l1, với khoảng cách cốt đai s1, tương ứng với khả năng chịu cắt của cốt đai là qsw1.

Ngoài đoạn l1 các chỉ tiêu cốt đai tương ứng là s2 và qsw2 Việc tính toán tiến hành như sau:

+ Khi q1>qsw1 - qsw2 thì: w1 01 ax 1

4.5.3 Tính toán cốt treo tại vị trí giao với dầm phụ:

Tại vị trí có lực tập trung từ dầm phụ tác động vào dầm chính, cần thiết phải bố trí cốt thép chống giật đứt để ngăn chặn sự phá hoại cục bộ cho dầm chính, đặc biệt là ở khu vực có góc phá hoại 45 độ từ đáy dầm phụ.

 Tính toán và bố trí cốt treo dầm trục 2:

❖ Do dầm phụ truyền vào : Để thiên về an toàn ta không giảm tải hoạt tải khi tính cốt treo:

• Tĩnh tải và hoạt tải truyền lên dầm nhịp 8,4m:

Sơ đồ truyền tải theo hình thang

Lực tập trung do dầm phụ truyền vào:

Chọn cốt treo dạng đai n = 2 , ∅8aswP,3mm 2

Số lượng cốt treo cần thiết:

 = Chọn 6 đai mỗi bên 3 đai bố trí trong đoạn hs%0 mm aPmm

Tính toán cốt thép khung trục 2

Sau khi nhận được kết quả nội lực từ phần mềm ETABS, chúng ta tiến hành xuất các giá trị nội lực của các phần tử liên quan để phục vụ cho việc tính toán cốt thép.

Nội lực của cột được chọn ở 2 vị trí: đầu cột và chân cột được thể hiện trong :

+ Bảng nội lực cột khung trục 2 + Bảng tổ hợp nội lực cột khung trục 2

Từ bảng nội lực cột tiến hành tổ hợp ta được bảng tổ hợp nội lực khung trục 2

4.6.2 Tính toán cốt thép cột:

4.6.2.1 Xác định cặp nội lực tính toán:

Nội lực để tính toán nén lệch tâm xiên được lấy từ kết quả bảng tổ hợp nội lực trong đó quan tâm các bộ ba nội lực sau:

+ Nmax và Mx, My tương ứng

+ Mxmax và N, My tương ứng

Trong thiết kế cột, Mymax và N, Mx tương ứng được xác định Mỗi cột được phân tích tại hai mặt cắt: mặt cắt chân cột và mặt cắt đầu cột Tại mỗi mặt cắt, có ba tổ hợp lực, do đó với hai mặt cắt trên một cột, tổng số tổ hợp M-N sẽ là sáu.

 xác định cốt thép đối với từng tổ hợp, chọn giá trị lớn nhất để bố trí cốt thép

Trong thiết kế cột, việc bố trí cốt thép đối xứng quanh chu vi là rất quan trọng Điều này giúp đơn giản hóa quá trình tính toán, vì chỉ cần xác định giá trị Mxmax và Mymax - những mômen lớn nhất theo giá trị tuyệt đối, mà không cần phân biệt giữa mômen dương và mômen âm.

- Với bài toán không gian, cột được tính toán theo cấu kiện chịu nén lệch tâm xiên (cột chịu uốn theo cả hai phương)

- Dùng phương pháp gần đúng dựa trên việc biến đổi trường hợp nén lệch tâm xiên thành nén lệch tâm phẳng tương đương để tính cốt thép

- Xét tiết diện có cạnh là Cx, Cy Điều kiện áp dụng phương pháp gần đúng là:0,5 Cx 2

Cy  , cốt thép đặt theo chu vi, phân bố đều hoặc mật độ cốt thép trên cạnh b có thể lớn hơn Xét tiết diện có các cạnh Cx, Cy

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

Tùy thuộc vào mối quan hệ giữa giá trị Mx1 và My1 với các kích thước cạnh, ta sẽ áp dụng một trong hai mô hình tính toán theo phương x hoặc y Các điều kiện và ký hiệu được trình bày trong bảng dưới đây.

Bảng 4.9: Bảng điều kiện và mô hình tính toán theo phương X và Y

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

M1 = Mx1; M2 = My1 ea = eax + 0.2xeay h = Cy; b = Cx

M1 = My1; M2 = Mx1 ea = eay + 0.2xeax

- Giả thiết chiều dày lớp đệm a, tính h0 = h-a; Z = h - 2.a chuẩn bị các số liệu Rb, Rs, Rsc, R như đối với trường hợp nén lệch tâm phẳng

- 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

N e 1 = M Với kết cấu siêu tĩnh e0 = max(e1,ea) e x e y Điểm đặt tải

- Tính toán độ mảnh theo hai phương x o x l

Dựa vào độ lệch tâm e 0 và giá trị nén giá trị x 1 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:

- Khi  ≤ 14 lấy  = 1; khi 14R.h0 tính toán theo trường hợp nén lệch tâm bé

- Xác định chiều cao vùng nén: 2 0

- Diện tích toàn bộ cốt thép Ast: k R Z h x bx R e

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

 e đồng thời x1 ≤ R.h0 tính toán theo trường hợp nén lệch tâm lớn

- Diện tích toàn bộ cốt thép Ast:

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

- Khi tính được cốt thép, tính tỷ lệ cốt thép: bh 0

Kiển tra điều kiện:  min   max

Trong đó:  min lấy theo độ mảnh r l 0

 = cho theo bảng 2.6 Bảng 4.10 Giá trị cốt thép tối thiểu (theo TCVN 356-2005) r l 0

 max : khi cần hạn chế việc sử dụng quá nhiều thép người ta lấy  max =3.5%

- Để đảm bảo sự làm việc chung giữa thép và bêtông thường lấy  max = 6%

4.6.2.3.Đánh giá và xử lý kết quả

- Giá trị Ast tính được theo các công thức đã lập có thể là dương, âm, lớn hoặc bé

- Đánh giá mức độ hợp lý bằng tỉ lệ cốt thép s st s A

- Tùy theo kết quả tính được mà có cách đánh giá và xử lí như đối với trường hợp nén lệch tâm phẳng

Nếu giá trị Ast nhỏ hơn 0, điều này cho thấy kích thước tiết diện quá lớn và không cần sử dụng cốt thép Trong trường hợp này, nên xem xét việc giảm kích thước tiết diện hoặc sử dụng vật liệu có cường độ thấp hơn để tính toán lại Nếu không thể giảm kích thước, cần lựa chọn và đặt cốt thép theo yêu cầu tối thiểu, được gọi là đặt cốt thép theo yêu cầu cấu tạo, với giá trị As tối thiểu là 0.

 với  min =1%(đối với cột khung gian)

Khi giá trị Ast nhỏ hơn 0, các kết quả trung gian sẽ không chính xác và chỉ có vai trò như điều kiện để tính toán, không phản ánh đúng hoạt động thực tế của tiết diện.

Khi chọn và bố trí cốt thép, cần tuân thủ quy định về chiều dày lớp bảo vệ và khoảng hở giữa các cốt thép Sau khi hoàn tất bố trí, cần xác định lại giá trị a và tính lại h0, Za, sau đó so sánh với các giá trị đã sử dụng trong tính toán trước đó Nếu giá trị h0 và Za vừa tính toán được lớn hơn hoặc bằng các giá trị đã dùng, điều này cho thấy kết quả thiên về an toàn.

* Bố trí cốt thép dọc:

Sau khi hoàn tất việc tính toán cốt thép, bước tiếp theo là chọn loại thép phù hợp và bố trí chúng lên bản vẽ Việc bố trí thép cho cột cần tuân thủ các yêu cầu về cấu tạo cốt thép của các cấu kiện chịu nén để đảm bảo tính ổn định và an toàn cho công trình.

- Cốt dọc chịu lực thường dựng cỏc thanh cú đường kớnh ỉữ40mm

Khi cạnh tiết diện lớn hơn 200mm nờn chọn ỉ ≥16mm

- Cốt thép dọc được bố trí với khoảng hở tối thiểu là 5cm và khoảng cách tối đa là 40cm

* Bố trí cốt thép đai:

Trong khung buộc, cốt thép ngang, hay còn gọi là cốt đai, đóng vai trò quan trọng trong việc giữ vị trí của cốt dọc trong quá trình thi công và đảm bảo sự ổn định cho cốt dọc chịu nén Đặc biệt, khi cấu kiện phải chịu lực cắt lớn, cốt đai còn tham gia vào việc chịu lực cắt.

- Đường kớnh cốt đai: ỉđ ≥

max và 5mm Ta chọn ỉđ = 8 mm là thỏa món

- Khoảng cỏch cốt đai: ađ ≤ k.ỉđmin và ao ỉđmin ; ỉmax: đường kớnh cốt thộp dọc chịu lực cắt bộ nhất, lớn nhất

+ Khi Rsc ≤ 400 MPa lấy k = 15 và ao = 500 mm

Rsc> 400 MPa lấy k = 12 và ao = 400 mm

+ Khi toàn bộ tiết diện chịu nén mà  t 3% thì k = 10 và a0 = 300mm

- Trong đoạn nối chồng cốt thộp dọc thỡ ađ ≤10ỉmin

Cốt thép đai cần bao quanh toàn bộ cốt thép dọc để giữ cho chúng không bị phình ra theo bất kỳ phương nào Để đảm bảo điều này, các cốt thép dọc phải được đặt cách nhau tối thiểu một thanh tại vị trí uốn của cốt thép đai, với khoảng cách giữa các điểm uốn không vượt quá 400mm theo chiều cạnh tiết diện Nếu chiều rộng tiết diện nhỏ hơn hoặc bằng 400mm và mỗi cạnh chỉ có tối đa 4 thanh cốt thép dọc, có thể sử dụng một cốt thép đai duy nhất để bao quanh toàn bộ cốt thép dọc.

- Lực cắt lớn nhất lấy từ phần mềm ETABS (THBAO) : Qmax = 256.43 (kN)

- Kiểm tra điều kiện : Qmax< 0.6 xRbtxbxho

Do đó tất cả các cột khung trục B đều đặt cốt đai theo cấu tạo

- Chiều dài đoạn nối chồng cốt thép lấy theo TCXDVN 356 :2005 : lan = an s an b

Theo TCXDVN 198-1997, trong thiết kế nhà cao tầng, cần chú ý đến các vùng tới hạn của cột, nơi có khả năng xuất hiện khớp dẻo Các vùng này được xác định từ tiết diện ở đầu mút cột.

Chiều cao tiết diện cột cần đạt ≥ 1/6 chiều cao thông thuỷ của tầng và ≥ 450mm, do đó cốt đai cần được bố trí dày hơn Khoảng cách giữa các đai trong vùng này không được lớn hơn 6 lần đường kính cốt thép dọc và không vượt quá 100mm Chúng ta chọn khoảng cách s0mm.

Bảng 4.11: Bảng tính cốt thép dầm tầng 1

M min /M max b h b' f h' f a M f h o A S TT μ TT A a ch 

(daN.m) (cm) (cm) (cm) (cm) (cm) (daN.m) (cm) (cm 2 ) (%) 16 18 20 22 25 (cm 2 ) (%)

KT TD tính toán  m  Chọn thép

Bảng 4.24: Bảng thép cột trục A

M x M y N C x C y l ox l oy M x1 M y1 M x1 /C x M y1 /C y b h l o a h o Z a M 1 M 2 e a e 0 X 1 m 0 M Tr e ξ à min A st A st TT à s A st ch

(N.m) (N.m) (N) (cm) (cm) (m) (m) (N.m) (N.m) (N) (N) (cm) (cm) (m) (cm) (cm) (cm) (N.m) (N.m) (cm) (cm) (cm) (N.m) hợp (cm) (cm) (%) (cm 2 ) (cm 2 ) (%) 18 20 22 25 28 32 (cm 2 ) (cm 2 )

Chọn thép Ǿ Phần tử Tiết diện l X l Y h x h y

Bảng 4.25: Bảng thép cột trục B

Bảng 4.26: Bảng thép cột trục C

Bảng 4.27: Bảng thép cột trục F

Bảng 4.28: Bảng tính thép đai dầm tầng 1

(m) (kN) (kN) g p q 1 b h a h o h f (kN) (kN) (kN) (N/mm) (mm) (mm) (mm) (m)

B4STORY1 Gối 128.05 0 0.00 50.17 C.tạo 150 960.72 T.món C.tạo C.tạo 25,281 217 ỉ 8/ 150

B5STORY1 Gối 72.99 0 0.00 -4.89 C.tạo 150 960.72 T.món C.tạo C.tạo 44,350 217 ỉ 8/ 150

(mm) Đ.kiện h.chế Đai dự kiến

(kN/m) Bố trí cốt đai q sw s tt s max s ct l 1

Thiết kế móng dưới khung trục 2

Thiết kế biện pháp kỹ thuật thi công

Thiết kế biện pháp kỹ thuật thi công đào đất phần ngầm

Thiết kế biện pháp kĩ thuật và tổ chức thi công đài móng

Tính toán, thiết kế ván khuôn phần thân

Tổ chức thi công phần thân

Tiêu đề	Chung Cư Lapaz Tower – Tp. Đà Nẵng
Tác giả	Nguyễn Hữu Khương
Người hướng dẫn	TS. Đào Ngọc Thế Lực, ThS. Đinh Ngọc Hiếu
Trường học	Đại học Bách Khoa Đà Nẵng
Chuyên ngành	Kỹ thuật công trình xây dựng
Thể loại	thesis
Năm xuất bản	2017
Thành phố	Đà Nẵng

Định dạng
Số trang	237
Dung lượng	6,04 MB