Luận văn thạc sĩ công trình chung cư cao cấp tân thịnh lợi

GIỚI THIỆU VỀ CÔNG TRÌNH

Mục đích xây dựng công trình

Với sự phát triển nhanh chóng của dân số, nhu cầu mua đất để xây dựng nhà ngày càng gia tăng, trong khi quỹ đất của Thành phố lại có hạn Điều này dẫn đến việc giá đất tăng cao, khiến nhiều người dân không đủ khả năng mua đất Giải pháp hợp lý để giải quyết vấn đề này là xây dựng các chung cư cao tầng và phát triển quy hoạch khu dân cư ra các quận, khu vực ngoại ô trung tâm Thành phố.

Chung cư cao cấp TÂN THỊNH LỢI được thiết kế và xây dựng với mục tiêu giải quyết nhu cầu sống hiện đại của người dân Đây là khu nhà cao tầng hiện đại, đầy đủ tiện nghi và có cảnh quan đẹp, phù hợp cho sinh sống, giải trí và làm việc Công trình này cam kết chất lượng cao, đáp ứng mọi nhu cầu của cư dân.

Vị trí và đặc điểm công trình

1.1.2.1 Diện tích xây dựng và vị trí công trình

Cao ốc Tân Thịnh Lợi tọa lạc trên khu đất rộng hơn 1500m², nằm trong khu dân cư sầm uất trên đường Bà Hom, Quận 6, TP Hồ Chí Minh, gần nút giao Phú Lâm.

Hình 1.2 - Địa chỉ: 203 Bà Hom, Quận 6, Tp Hồ Chí Minh

Thành phố Hồ Chí Minh có khí hậu ổn định, ít chịu ảnh hưởng của thiên tai như bão lụt hay sương muối Nơi đây không có hiện tượng rét, đồng thời luôn nhận được ánh sáng và nhiệt lượng dồi dào.

Quy mô công trình

Công trình dân dụng cấp II (9 ≤ số tầng ≤ 19) – [Phụ lục G – TCXD 375:2006

Công trình bao gồm 1 tầng hầm, 1 tầng trệt, 13 tầng lầu và 1 mái, với các không gian chức năng như văn phòng, phòng quản lý, khu kinh doanh, khu giữ trẻ, cùng các căn hộ chung cư cao cấp.

• Căn hộ A (Tầng trệt) : diện tích xây dựng 64m 2 , 1 bếp, 1 nhà vệ sinh và 1 gian phòng lớn dùng cho hộ kinh doanh

• Căn hộ A1 (Tầng lửng) : diện tích xây dựng 88m 2 , 1 phòng sinh hoạt chung, 2 phòng ngủ và 2 phòng vệ sinh

• Căn hộ B : diện tích xây dựng 87m 2 , 1 phòng sinh hoạt chung + ăn, 2 phòng ngủ, 2 nhà vệ sinh, 1 bếp và 2 ban công

• Căn hộ C1 : diện tích xây dựng 81m 2 , 1 phòng sinh hoạt chung + ăn, 2 phòng ngủ, 2 nhà vệ sinh, 1 kho, 1 bếp và 2 ban công

• Căn hộ C : diện tích xây dựng 73m 2 , 1 phòng sinh hoạt chung + ăn, 2 phòng ngủ, 2 nhà vệ sinh, 1 bếp và 2 ban công

Tầng hầm cao 3,0m phục vụ cho việc đậu xe máy và xe hơi của cư dân trong cao ốc, đồng thời là khu vực tập trung vận chuyển rác ra khỏi tòa nhà Ngoài ra, đây cũng là nơi đặt hầm phân tự hoại và bể chứa nước ngầm.

Hình 1.3 – Mặt bằng tầng hầm, tầng trệt

Hình 1.4 – Mặt bằng tầng 2, tầng điển hình

MU ONG THU NU ? C V? TRÍ H? GA ±0.00 KHU GI? I TRÍ

MÁI B? NG BTCT MÁI B? NG BTCT

T? NG 11 T? NG 12 SÂN THU ? NG

GIẢI PHÁP KIẾN TRÚC CÔNG TRÌNH

Giải pháp mặt đứng & hình khối

Công trình được thiết kế với hình khối kiến trúc hiện đại, phù hợp với chức năng của một chung cư cao cấp kết hợp trung tâm thương mại Những đường nét ngang và thẳng đứng mang lại sự bề thế vững chắc, trong khi việc sử dụng vật liệu mới như đá Granite và mảng kính dày màu xanh tạo nên vẻ sang trọng cho công trình.

Công trình được thiết kế dưới dạng khối hình hộp chữ thập, phù hợp với hình dạng khu đất với ba mặt tiếp giáp công trình hiện có và một mặt tiền Kiến trúc của công trình là sự kết hợp hài hòa giữa phong cách cổ điển và hiện đại, tạo nên vẻ đẹp tự do và phóng khoáng.

Giải pháp giao thông công trình

Giao thông theo phương ngang được thiết kế với hàng lang rộng từ 1.8m đến 2.5m, trong khi giao thông theo phương đứng bao gồm 2 cầu thang bộ và 2 thang máy Sự giao thoa giữa hàng lang và cầu thang ở các tầng tạo ra nút giao thông thuận tiện, thông thoáng cho người đi lại, đồng thời đảm bảo an toàn và khả năng thoát hiểm hiệu quả trong trường hợp xảy ra sự cố như cháy nổ.

GIẢI PHÁP KẾT CẤU CỦA KIẾN TRÚC

Hệ kết cấu của công trình là hệ kết cấu khung lõi BTCT

Hệ chịu lực phương ngang dùng sàn BTCT và lõi chịu lực

Hệ chịu lực theo phương đứng là hệ khung gồm cột

Mái phẳng bằng bê tông cốt thép và được chống thấm

Cầu thang bằng bê tông cốt thép toàn khối

Bể chứa nước bê tông cốt thép trên sân thượng có vai trò quan trọng trong việc trữ nước, cung cấp nước cho toàn bộ các tầng của tòa nhà và phục vụ cho công tác cứu hỏa.

Tường bao che dày 200mm, tường ngăn dày 100mm

Phương án móng dùng phương án móng cọc

GIẢI PHÁP KỸ THUẬT KHÁC

Hệ thống điện

Nguồn điện được cung cấp từ mạng điện sinh hoạt của thành phố với điện áp 3 pha xoay chiều 380v/220v và tần số 50Hz, đảm bảo cung cấp nguồn điện ổn định cho toàn bộ công trình.

Hệ thống điện được thiết kế theo tiêu chuẩn Việt Nam cho công trình dân dụng nhằm đảm bảo an toàn trong việc bảo quản, sửa chữa và khai thác, đồng thời giúp tiết kiệm năng lượng hiệu quả.

Hệ thống cấp nước

Dung tích bể chứa nước được thiết kế dựa trên số lượng người sử dụng và lượng nước cần dự trữ cho các tình huống khẩn cấp như mất điện và chữa cháy Nước từ bể chứa được dẫn xuống các khu vệ sinh, phục vụ nhu cầu sinh hoạt của từng tầng thông qua hệ thống ống thép tráng kẽm được lắp đặt trong các hộp kỹ thuật.

Hệ thống thoát nước

Hệ thống thoát nước mưa là một phần quan trọng trong việc quản lý nước mưa trên mái nhà Nước mưa được dẫn xuống dưới qua các ống nhựa được lắp đặt ở những vị trí thu nước mái hiệu quả nhất Sau đó, nước chảy vào các rãnh thu nước mưa xung quanh nhà và cuối cùng được dẫn đến hệ thống thoát nước chung của thành phố.

Nước thải sinh hoạt từ khu vệ sinh được dẫn xuống bể tự hoại để xử lý và làm sạch, sau đó sẽ được chuyển vào hệ thống thoát nước chung của thành phố.

Hệ thống thống gió

Quy hoạch xung quanh công trình cần trồng hệ thống cây xanh nhằm dẫn gió, che nắng, chắn bụi và điều hòa không khí, từ đó tạo ra môi trường trong sạch và thoáng mát.

Các phòng trong công trình được thiết kế với hệ thống cửa sổ, cửa đi và ô thoáng, giúp lưu thông không khí hiệu quả giữa trong và ngoài Điều này đảm bảo môi trường không khí luôn thoải mái và trong sạch.

Hệ thống chiếu sáng

Kết hợp ánh sáng tự nhiên và chiếu sáng nhân tạo

Chiếu sáng tự nhiên là yếu tố quan trọng trong thiết kế nội thất, với các phòng được trang bị hệ thống cửa giúp tiếp nhận ánh sáng từ bên ngoài Sự kết hợp giữa ánh sáng tự nhiên và ánh sáng nhân tạo đảm bảo mang lại đủ ánh sáng cho không gian sống, tạo cảm giác thoáng đãng và dễ chịu.

Chiếu sáng nhân tạo: Được tạo ra từ hệ thống điện chiếu sáng theo tiêu chuẩn Việt Nam về thiết kết điện chiếu sáng trong công trình dân dụng.

Hệ thống phòng cháy chữa cháy

Tại mỗi tầng và tại các nút giao thông giữa hành lang và cầu thang, hệ thống hộp họng cứu hỏa được kết nối với nguồn nước chữa cháy Mỗi tầng đều có biển chỉ dẫn về phòng và hướng dẫn chữa cháy Ngoài ra, mỗi tầng được trang bị 4 bình cứu hỏa CO2MFZ4 (4kg), được chia thành 2 hộp đặt hai bên khu phòng ở.

TỔNG QUAN VỀ KẾT CẤU CÔNG TRÌNH 2.1 CƠ SỞ TÍNH TOÁN KẾT CẤU

Cơ sở thực hiện

Căn cứ Nghị Định số 12/2009/NĐ - CP, ngày 10/02/2009 của Chính Phủ về quản lý dự án đầu tư xây dựng

Căn cứ Nghị Định số 15/2013/NĐ - CP, ngày 06/02/2013 về quản lý chất lượng công trình xây dựng

Các tiêu chuẩn quy phạm hiện hành của Việt Nam.

Cơ sở tính toán

Các tiêu chuẩn và quy chuẩn viện dẫn:

TCXD 9362: 2012 Tiêu chuẩn thiết kế nền nhà và công trình

TCXDVN 5574: 2012 Kết cấu Bê Tông và Bê Tông toàn khối

TCVN 9395: 2012 Cọc khoan nhồi thi công và nghiệm thu

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

TCXDVN 198:1997 Nhà cao tầng -Thiết kế Bê Tông Cốt Thép toàn khối

TCXDVN 205: 1998 Móng cọc - Tiêu chuẩn thiết kế

TCXDVN 229: 1999 Chỉ dẫn tính toán thành phần động của tải gió

Các giáo trình hướng dẫn thiết kế và tài liệu tham khảo khác

LỰA CHỌN GIẢI PHÁP KẾT CẤU

2.2.1 Phân tích lựa chọn giải pháp kết cấu phần thân

2.2.1.1 Giải pháp kết cấu theo phương đứng

Hệ kết cấu chịu lực thẳng đứng có vai trò quan trọng đối với kết cấu nhà nhiều tầng bởi vì:

• Chịu tải trọng của dầm sàn truyền xuống móng và xuống nền đất

• Chịu tải trọng ngang của gió và áp lực đất lên công trình

• Liên kết với dầm sàn tạo thành hệ khung cứng, giữ ổn định tổng thể cho công trình, hạn chế dao động và chuyển vị đỉnh của công trình

Hệ kết cấu chịu lực theo phương đứng bao gồm các loại sau :

• Hệ kết cấu cơ bản: Kết cấu khung, kết cấu tường chịu lực, kết cấu lõi cứng, kết cấu ống

• Hệ kết cấu hỗn hợp: Kết cấu khung-giằng, kết cấu khung-vách, kết cấu ống lõi và kết cấu ống tổ hợp

Hệ kết cấu đặc biệt bao gồm các thành phần như tầng cứng, dầm truyền, hệ giằng liên tầng và khung ghép, tạo nên sự vững chắc và ổn định cho công trình.

Mỗi loại kết cấu đều có những ưu điểm và nhược điểm riêng, phù hợp với quy mô và yêu cầu thiết kế của từng công trình Việc lựa chọn giải pháp kết cấu cần được cân nhắc kỹ lưỡng để đảm bảo tính hiệu quả về kinh tế và kỹ thuật cho từng dự án cụ thể.

Hệ kết cấu khung có ưu điểm tạo ra không gian lớn và linh hoạt với sơ đồ làm việc rõ ràng Tuy nhiên, khả năng chịu tải trọng ngang của nó kém, đặc biệt là đối với công trình cao và nằm trong vùng động đất lớn Hệ kết cấu này phù hợp cho công trình cao đến 15 tầng ở vùng chống động đất cấp 7, 10-12 tầng ở vùng cấp 8, và không nên áp dụng cho công trình ở vùng cấp 9.

Hệ kết cấu khung – vách và khung – lõi là lựa chọn phổ biến trong thiết kế nhà cao tầng nhờ khả năng chịu tải ngang tốt Tuy nhiên, việc áp dụng hệ kết cấu này cần tiêu tốn nhiều vật liệu và đòi hỏi quy trình thi công phức tạp hơn cho các công trình sử dụng.

Tùy vào yêu cầu kiến trúc, quy mô công trình và tính khả thi, việc lựa chọn hệ kết cấu chịu lực theo phương đứng cần đảm bảo sự ổn định và phù hợp với đặc điểm của công trình.

Dựa vào quy mô công trình với 14 tầng và 1 hầm, sinh viên áp dụng hệ chịu lực khung lõi, trong đó khung chịu toàn bộ tải trọng đứng và lõi chịu tải trọng ngang, đồng thời tăng cường độ cứng cho công trình.

2.2.1.2 Giải pháp kết cấu theo phương ngang

Lựa chọn giải pháp kết cấu sàn hợp lý là yếu tố quyết định tính kinh tế của công trình Đối với các công trình cao, tải trọng tích lũy xuống các cột và móng càng lớn, dẫn đến chi phí tăng cho móng và cột, đồng thời cũng làm gia tăng tải trọng ngang do động đất.

Vì vậy cần ưu tiên lựa chọn giải pháp sàn nhẹ để giảm tải trọng thẳng đứng và công nghệ thi công không quá phức tạp

Các loại kết cấu sàn đang được sử dụng rông rãi hiện nay gồm:

Cấu trúc bao gồm hệ dầm và bản sàn, mang lại ưu điểm là tính toán đơn giản Công nghệ thi công đa dạng, phổ biến tại Việt Nam, tạo thuận lợi cho việc lựa chọn phương pháp thi công phù hợp.

Chiều cao dầm và độ võng của bản sàn tăng cao khi vượt khẩu độ lớn, điều này dẫn đến chiều cao tầng của công trình lớn và không tiết kiệm không gian sử dụng.

❖ Sàn không dầm ứng lực trước

Cấu trúc bao gồm các bản kê trực tiếp lên cột với cốt thép được ứng lực trước, mang lại nhiều ưu điểm như giảm chiều dày và độ võng của sàn, đồng thời giảm chiều cao công trình Điều này giúp tiết kiệm không gian sử dụng và dễ dàng phân chia các khu chức năng.

Nhược điểm : Tính toán phức tạp Thi công đòi hỏi thiết bị chuyên dụng

Bản sàn bê tông BubbleDeck là giải pháp hiện đại với thiết kế phẳng, không dầm, liên kết trực tiếp với hệ cột và vách chịu lực, sử dụng bóng nhựa tái chế để thay thế phần bê tông không chịu lực ở giữa Ưu điểm nổi bật của công nghệ này là tính linh hoạt cao trong thiết kế, khả năng thích nghi với nhiều mặt bằng khác nhau, đồng thời tạo không gian rộng rãi cho thiết kế nội thất Bản sàn này còn cho phép tăng khoảng cách lưới cột và khả năng vượt nhịp lên tới 15m mà không cần ứng suất trước, giảm thiểu hệ tường và vách chịu lực, từ đó giúp giảm thời gian thi công và chi phí dịch vụ đi kèm.

Công nghệ mới này tại Việt Nam còn hạn chế, với lý thuyết tính toán chưa được phổ biến rộng rãi Hơn nữa, khả năng chịu cắt và chịu uốn của nó thấp hơn so với sàn bê tông cốt thép thông thường có cùng độ dày.

Căn cứ yêu cầu kiến trúc, lưới cột, công năng của công trình và công nghệ thi công ta có thể chọn giải pháp Hệ sàn sườn BTCT

2.2.2 Giải pháp kết cấu phần móng

Hệ móng công trình chịu trách nhiệm tiếp nhận và truyền tải toàn bộ trọng lượng của công trình xuống móng Đối với công trình có 1 tầng hầm, 1 tầng thương mại và 13 tầng căn hộ, cùng với điều kiện địa chất khu vực xây dựng tương đối yếu, phương án sử dụng cọc khoan nhồi D800 được đề xuất.

2.2.3 Vật liệu sử dụng cho công trình

Trong ngành xây dựng hiện nay, vật liệu chính được sử dụng là thép và bê tông cốt thép nhờ vào ưu điểm dễ chế tạo và nguồn cung phong phú Bên cạnh đó, các vật liệu mới như vật liệu liên hợp thép-bê tông (composite) và hợp kim nhẹ cũng được nghiên cứu, nhưng chưa phổ biến do công nghệ chế tạo còn mới và chi phí tương đối cao.

Sinh viên đã quyết định chọn bê tông cốt thép làm vật liệu cho công trình, và các thông số chi tiết về vật liệu này được trình bày trong phụ lục mục 2.1.

Bảng 2.1 – Bê tông, Bảng 2.2 – Cốt thép

TĨNH TẢI

3.1.1 Sơ lược về tải trọng tác dụng

Chương trình ETABS có khả năng tính toán trọng lượng kết cấu, do đó, đối với tải trọng đứng, chúng ta chỉ cần khai báo các đặc trưng hình học và vật liệu của sàn, dầm chu vi, cột Với bê tông B25 có E 30×10³ MPa,  = 25 kN/m³ và hệ số Poisson là 0,2, ETABS sẽ tự động quy đổi tải trọng.

+ Trọng lượng bản thân các lớp cấu tạo và các loại hoạt tải tác dụng lên sàn, lên mái

Tải trọng tác dụng lên sàn, bao gồm tải trọng từ các tường ngăn, thiết bị, tường nhà vệ sinh và thiết bị vệ sinh, cần được quy về tải trọng phân bố đều trên diện tích ô sàn.

+ Tải trọng tường bao tác dụng lên dầm biên

3.1.2 Tải trọng tác dụng lên ô sàn

3.1.2.1 Cấu tạo và tĩnh tải từng loại sàn

Cấu tạo chung của các lớp sàn

Hình 3.1 – Các lớp cấu tạo sàn

Tĩnh tải tác dụng lên sàn là tải trọng phân bố đều từ trọng lượng của các lớp cấu tạo sàn Để tính toán tải trọng này, cần căn cứ vào các lớp cấu tạo cụ thể của từng ô sàn và tham khảo bảng tải trọng tính toán theo TCVN 2737-1995 cho các vật liệu thành phần.

Ta có công thức tính: g tt = Σγi.δi.ni

Trong đó: γi, δi, ni lần lượt là trọng lượng riêng, bề dày, hệ số vượt tải của lớp cấu tạo thứ i trên sàn

Hệ số vượt tải lấy theo TCVN 2737 – 1995

LỚ P BÊ TÔ NG CỐ T THÉ PLỚ P VỮ A TRÁ T TRẦ NLỚ P VỮ A LÓ T

Chúng tôi đã xác định tĩnh tải riêng cho từng ô sàn và lập bảng tải trọng tác dụng lên các sàn, được trình bày chi tiết trong phụ lục mục 3.1.1.1 về cấu tạo và tĩnh tải của từng loại sàn.

Bảng 3.1 – Sàn tầng điển hình, Bảng 3.2 – Sàn tầng trệt và tầng lửng

Bảng 3.3 – Sàn tầng hầm, Bảng 3.4 – Sàn mái

3.1.2.2 Tải trọng tường xây trong phạm vi ô sàn

Tải trọng tường chỉ được tính toán trong phạm vi ô sàn, trong khi các tường xây theo dầm không tác động lên sàn mà chuyển tải trọng lên dầm.

Tải trọng tường truyền lên sàn xem như là phân bố đều trên diện tích sàn, tính gần đúng theo công thức sau: gtường= (kN/m²)

Tường 200 có ɣ t = 3.6 (kN/m²) ; Tường 100 có ɣt = 1.8 (kN/m²) lt : chiều dài tường (m) ; ht : chiều cao tường (m)

Nếu gt < 0.75 (kN/m 2 ) thì lấy gt = 0.75 (kN/m 2 ) để tính toán

Nếu gt >0.75 (kN/m 2 ) thì lấy giá trị tính được để tính toán

Kết quả trình bày ở phục lục mục 3.1.1.2 - Tĩnh tải tường tác dụng vào ô sàn

Bảng 3.5 – Tải trọng do tường truyền lên sàn

3.1.2.3 Tổng tải trọng tính toán tác dụng lên các ô sàn

Kết quả cụ thể tại phụ lục mục 3.1.1.3 – Tổng tải trọng tác dụng lên từng ô sàn

Bảng 3.6 – Tải trọng tính toán tác dụng lên các sàn

3.1.3 Tải trọng tác dụng lên dầm

3.1.3.1 Tĩnh tải tác dụng lên dầm a) Tải trọng từ sàn truyền vào dầm

Phần mềm ETABS sẽ tự động phân phối tải trọng lên dầm khi người dùng khai báo tải tĩnh và tải hoạt tác dụng lên các ô sàn Ngoài ra, tải trọng cũng bao gồm trọng lượng bản thân của dầm.

Phần mềm ETABS tự động tính toán trọng lượng bê tông cốt thép của dầm Tuy nhiên, trọng lượng của phần vữa trát trên dầm cần được tính thành tải trọng phân bố dọc theo chiều dài dầm, và chỉ có dầm tầng trệt và dầm tầng lửng mới được trát vữa.

Tải trọng vữa trát của dầm theo công thức: qtt= n trát.(b + 2.h -2.hb) n: hệ số độ tin cậy của vữa trát : n=1,3 ;

: trọng lượng riêng của lớp vữa trát:

(kN/m 3 ) trát: chiều dày của lớp trát trát mm b: chiều rộng dầm h: chiều cao dầm ( từ cốt sàn đến đáy dầm) hb: chiều dày sàn

Kết quả tính toán tải trọng từ trọng lượng lớp vữa trát của dầm được trình bày chi tiết trong phụ lục mục 3.1.2.1, với nội dung cụ thể về tải trọng do trọng lượng vữa trát dầm.

Bảng 3.7 – Tải trọng phần vữa trát tác dụng lên các dầm c) Tải trọng do tường xây truyền vào dầm

• Tường xây trên sân thượng: g t =    b h t n

Trong đó: ht là chiều cao tường

Kết quả tính toán được tổng hợp mục lục mục 3.1.2.2 – Tải trọng tác dụng lên dầm

Bảng 3.8 – Tải trọng tường xây, vữa trát và tổng tải truyền vào dầm

HOẠT TẢI

Tra TCVN 2737:1995 – Tải trọng và tác động

Tải trọng tạm thời là các tải trọng có thể không có trong một giai đoạn nào đó của quá trình xây dựng và sử dụng

Tải trọng tạm thời được chia làm hai loại: tạm thời dài hạn và tạm thời ngắn hạn

Giá trị hoạt tải theo TCVN 2727:1995 trình bày ở phục lục 3.2 – HOẠT TẢI

Bảng 3.9 – Giá trị hoạt tải theo TCVN 2727:1995

TẢI TRỌNG GIÓ

Giá trị áp lực gió tiêu chuẩn được xác định theo bảng 4, tương ứng với từng phân vùng áp lực gió trong phụ lục E của TCVN 2737-1995 Hệ số k(zj) được sử dụng để tính đến sự thay đổi của áp lực gió theo độ cao.

C - hệ số khí động : phía gió đẩy Cđón= 0.8; phía gió hút Chút = 0.6

Công trình xây dựng tại Quận 6, Tp.Hồ Chí Minh thuộc vùng gió II-A và địa hình C Tra bảng TCVN 2737:1995 được: Wo = 83 kG/m 2

Kết quả tải trọng gió tĩnh được quy về lực tập trung tại tâm sàn mỗi tầng, với các tầng được hiểu là sàn của từng tầng Thông tin chi tiết được tổng hợp trong phụ lục mục.

Bảng 3.10 – Gió tĩnh tác dụng vào tâm sàn theo phương X

Bảng 3.11 – Gió tĩnh tác dụng vào tâm sàn theo phương Y

Thành phần động của gió được xác định dựa theo tiêu chuẩn TCVN 229 -1999

Thành phần động của tải trọng gió được xác định dựa trên các phương tương ứng với phương tính toán thành phần tĩnh của tải trọng gió Tiêu chuẩn chỉ đề cập đến thành phần gió dọc theo phương X và phương Y, trong khi bỏ qua thành phần gió ngang và momen xoắn.

3.3.2.1 Thiết lập tính toán động lực

Theo tiêu chuẩn thì sơ đồ tính toán động lực là hệ thanh công xôn có hữu hạn điểm tập trung khối lượng phụ lục

Hình 3.2 - Sơ đồ tính toán động lực tải trọng gió lên công

Việc xác định tần số và dạng dao động riêng của sơ đồ tính toán là một nhiệm vụ phức tạp, đặc biệt khi công trình có độ cứng thay đổi theo chiều cao Để giải quyết vấn đề này, sinh viên đã sử dụng phần mềm ETABS, một công cụ chuyên dụng trong thiết kế nhà cao tầng, để phân tích bài toán dao động.

Mô hình sơ đồ kết cấu của công trình trên phần mềm ETABS và phân tích bài toán dao động theo 2 phương

Hình 3.3 – Mô hình tính toán động lực tải trọng gió lên công trình trong Etabs

3.3.2.2 Kết quả phân tích dao động

Dựa trên kết quả tính toán từ chương trình ETABS, chúng tôi đã xác định được các tần số dao động riêng của công trình, tương ứng với các dao động riêng được tổng hợp trong phụ lục mục.

3.3.2.1 – Kết quả phân tích dao động

Bảng 3.1 – Thống kê các dạng dao động theo phương trục x

Bảng 3.2 – Thống kê các dạng dao động theo phương trục y

Với kết quả phân tích, sinh viên Tra bảng 2 trang 7 TCVN 229-1999 ta được giá trị giới hạn của tần số dao động riêng fL = 1.3 (Hz)

Căn cứ vào kết quả được tổng hợp , 1 L 2

Theo phương X chỉ cần xét đến ảnh hưởng của dạng dao động 1(Mode 1)

Theo phương Y chỉ cần xét đến ảnh hưởng của dạng dao động 1 (Mode 1)

Thành phần động của gió lúc này bao gồm cả thành phần xung và lực quán tính và được tính toán căn cứ theo TCXD 229:1999

3.3.2.3 Tính toán thành phần động của tải trọng gió (mục 4.5 – TCXD 229:1999)

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

Mj: khối lượng tập trung của phần công trình thứ j

i: hệ số động lực ứng với dạng dao động thứ i

Hệ số được xác định bằng cách chia công trình thành nhiều phần, trong đó mỗi phần có thể xem như chịu tải trọng gió không đổi Biên độ dao động tỉ đối của phần công trình thứ j tương ứng với dạng dao động riêng thứ i.

❖ Xác định giá trị tính toán thành phần động của tải trọng gió

Giá trị tính toán thành phần động của gió được xác định theo công thức:

Trong đó,  −hệ số tin cậy lấy bằng 1,2

 - hệ số điều chỉnh tải trọng gió theo thời gian, lấy bằng 1

❖ Kết quả tính toán theo các phương Được trình bày ở phục lục mục 3.3.2.2 – Kết quả tính toán thành phần gió động

Bảng 3.3 – Bảng giá trị tính toán thành phần động của tải trọng gió theo phương X

Bảng 3.4 – Bảng giá trị tính toán thành phần động của tải trọng gió theo phương Y tt p(ji) P(JI)

3.3.3 Tổ hợp tải trọng gió

Theo mục 4.12 TCXD 229:1999 tổ hợp nội lực, chuyển vị gây ra do thành phần tĩnh và động của tải trọng gió được xác định như sau:

Trong đó: X – là momen uốn (xoắn), lực cắt, lực dọc, hoặc chuyển vị;

X t – là momen uốn (xoắn), lực cắt, lực dọc, hoặc chuyển vị do thành phần tĩnh của tải trọng gió gây ra;

X đ – là momen uốn (xoắn), lực cắt, lực dọc, hoặc chuyển vị do thành phần động của tải trọng gió gây ra;

S – là số dao động tính toán

Việc tổ hợp nội lực do thành phần gió động và gió tĩnh theo tiêu chuẩn được sinh viên thực hiện ngay trong phần mềm ETABS

Bảng 3.5 – Bảng tổng hợp giá trị tính toán thành phần tĩnh và thành phần động của tải trọng gió tác dụng lên công trình

Thành phần gió tĩnh Thành phần gió động Phương X Phương Y Phương X (mode 1) Phương Y (mode 1)

W Xj (kN) W Yj (kN) W Xj (kN) W Yj (kN)

TÍNH TOÁN SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH 4.1 PHÂN CHIA Ô SÀN

THÔNG SỐ THIẾT KẾ

4.2.1 Sơ bộ kích thước sàn

Quan niệm tính toán của nhà cao tầng coi sàn là tuyệt đối cứng trong mặt phẳng ngang, yêu cầu bề dày sàn phải đủ lớn để đảm bảo các điều kiện an toàn và ổn định.

- Tải trọng ngang truyền vào vách cứng thông qua sàn

- Sàn không bị rung động, dịch chuyển khi chịu tải trọng ngang ảnh hưởng đến công năng của công trình

Hệ tường ngăn không cần dầm đỡ có thể được bố trí linh hoạt trên sàn mà không làm tăng đáng kể độ võng của sàn.

Kích thước sàn tầng đã được xác định tạm thời trong mục 2.2.5.1 liên quan đến chiều dày sàn và dầm Tham khảo thêm Bảng 4.2 để biết chiều dày các ô sàn tính toán theo nhịp tại phụ lục 4.1.1.

Bảng 4.2 – Chiều dày tính toán các ô sàn

Do sự đa dạng về kích thước và tải trọng của các ô bản, chiều dày của bản sàn cũng khác nhau Tuy nhiên, để thuận tiện cho thi công và tính toán, chúng ta thống nhất chọn một chiều dày cho các sàn phẳng, cụ thể là 12 cm.

Sử dụng vật liệu Bê tông B25, Thép AI, AII Thông số kĩ thuật của vật liệu được tham khảo ở phục lục mục 2.1 – Vật liệu

TÍNH TOÁN NỘI LỰC VÀ KẾT CẤU THÉP CHO SÀN

Bảng 4.2 – Chiều dày tính toán các ô sàn

Do sự đa dạng về kích thước và tải trọng của các ô bản, chiều dày của bản sàn cũng khác nhau Tuy nhiên, để thuận tiện cho thi công và tính toán, chúng ta thống nhất chọn chiều dày bản sàn là 12 cm cho các sàn phẳng.

Sử dụng vật liệu Bê tông B25, Thép AI, AII Thông số kĩ thuật của vật liệu được tham khảo ở phục lục mục 2.1 – Vật liệu

4.3 TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN SÀN TẦNG

Kết quả tính toán tải trọng tác dụng lên sàn tầng đã được trình bày chi tiết trong Chương 3, mục 3.1.2, với nội dung cụ thể về tải trọng tác dụng lên ô sàn.

Ngoài ra kết quả tính toán chi tiết tại phục lục Chương III

4.4 TÍNH TOÁN NỘI LỰC VÀ KẾT CẤU THÉP CHO SÀN

4.4.1 Xác định nội lực trên các ô sàn:

Phân loại sàn, phụ thuộc vào tỷ số kích thước cạnh dài, cạnh ngắn ô sàn mà ta có sàn làm việc một phương hay hai phương

2  l l : sàn làm việc theo 2 phương ( bản kê 4 cạnh )

M1, MI, MI’ : Dùng để tính cốt thép đặt dọc theo cạnh ngắn

M2, MII, MII’:Dùng để tính cốt thép đặt dọc theo cạnh dài

Hình 4.2 – Cách tính và cách bố trí thép sàn

Dùng M để tính II l iê n kết g ố i tù d o l iê n kết ng à m

Cốt thép chịu lực được tính toán cụ thể cho cả hai phương l1 và l2 Với l1, l2 là chiều dài cạnh ngắn và cạnh dài của ô bản

Tùy thuộc vào sự liên kết ở các cạnh mà ta có liên kết ngàm hay khớp Ở đây để an toàn ta quan niệm rằng:

+ dưới sàn không có dầm thì xem là tự do

+ sàn liên kết với dầm giữa xem là liên kết ngàm

+ sàn liên kết với dầm biên là liên kết khớp để xác định nội lực trong sàn

Nhưng khi bố trí thép thì dùng thép tại biên ngàm đối diện để bố trí cho khớp

Nội lực bản kê 4 cạnh tính theo sơ đồ đàn hồi, kích thước l1, l2 lấy theo tim dầm

Mômen dương lớn nhất giữa nhịp theo phương cạnh ngắn

Mômen dương lớn nhất giữa nhịp theo phương cạnh dài

Mômen âm lớn nhất ở gối theo phương cạnh ngắn

Mômen âm lớn nhất ở gối theo phương cạnh dài

Với: q = g+p: tổng tải trọng tác dụng lên sàn l1,l2: cạnh ngắn, cạnh dài của ô bản α1, α2,β1, β2: hệ số tra bản phụ thuộc tỷ số l2/l1

( Phụ lục 17 sách kết cấu BTCT phần cấu kiện cơ bản trang 388) q

2  l l : Sàn làm việc theo 1 phương ( bản loại dầm )

Cắt một dải bản rộng 1m theo phương cạnh ngắn và xem như một dầm

 Tải trọng phân bố đều tác dụng lên dầm: q=(g+p)x 1m (kN/m)

Tùy theo liên kết cạnh bản mà có 3 sơ đồ tính đối với dầm:

Hình 4.3 – Sơ đồ tính các trường hợp kết cấu sàn

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

Trong đó: ho = h-a a:khoảng cách từ mép bê tông đến chiều cao làm việc, chọn lớp dưới a,m

M- moment tại vị trí tính thép

Nếu  m  R : tăng kích thước hoặc tăng cấp độ bền của bêtông để đảm bảo điều kiện hạn chế  m  R

➢ Diện tích cốt thép yêu cầu trong phạm vi bề rộng bản b = 1m:

➢ Chọn đường kính cốt thép, khoảng cách a giữa các thanh thép:

VÍ DỤ TÍNH TOÁN

➢ Bố trí cốt thép với khoảng cách a BT  a TT , tính lại diện tích cốt thép bố trí A S BT

➢ Kiểm tra hàm lượng cốt thép:

( nằm trong khoảng 0,3%÷0,9% là hợp lý.)

Nếu 

Định dạng
Số trang	158
Dung lượng	6,44 MB