Luận văn thạc sĩ thiết kế sàn bê tông ứng lực trước sử dụng giải pháp dầm bẹt và lựa chọn phương án thi công hợp lý cho tầng hầm công trình khách sạn le sands phương án 2

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA XÂY DỰNG DÂN DỤNG & CÔNG NGHIỆPTHIẾT KẾ SÀN BÊ TÔNG ỨNG LỰC TRƯỚC SỬ DỤNG GIẢI PHÁP DẦM BẸT VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THI CÔNG HỢP LÝ CHO TẦNG

GIỚI THIỆU TỔNG QUÁT CÔNG TRÌNH

Sơ lượt về công trình

- Tên công trình: Dự án Khách sạn LE SANDS

- Vị trí: đường Võ Nguyên Giáp, phường Mân Thái, tp Đà Nẵng

- Quy mô: tòa nhà cao 25 tầng nổi và 3 tầng hầm

- Diện tích đất xây dựng: 537 m 2

Hình 1-1 Vị trí công trình trên đường Võ Nguyên Giáp

Giải pháp kiến trúc khách sạn là sự kết hợp ban công theo phương ngang và lam bê tông theo phương đứng tạo nên vẻ bề thế cho công trình, công trình hứa hẹn sẽ là điểm nhấn kiến trúc của tuyến đường huyết mạch Võ Nguyên Giáp

Bố cục hình khối kiến trúc chặt chẽ, khối đế sử dụng vật liệu kính đen tạo nên vẻ đẹp trẻ trung, khỏe khoắn và bề thế cho công trình

Khách sạn Le Sands được thiết kế với tiêu chuẩn 4 sao, sỡ hữu 25 tầng + 03 tầng hầm, gồm 140 phòng ngủ, thiết kế mang đến nhiều tiện ích, bao gồm các khu vực như: hội trường, bể bơi, nhà hàng, cafe, phòng tập gym, … hứa hẹn trong tương lai sẽ là điểm đến lý tưởng của các du khách khi ghé thăm Đà Nẵng

Một số hình ảnh công trình khách sạn LESANDS hầm công trình khách sạn LE SANDS (Phương án 2)

Hình 1-2 Mặt đứng công trình

CHỈ GIỚ I ĐƯỜ NG ĐỎ

MẶT ĐỨ NG TRỤC X6-X1 - TL: 1 /350

CHỈ GIỚ I XÂY DỰNG 2 2 hầm công trình khách sạn LE SANDS (Phương án 2)

Nhóm SVTH: Đỗ Quang Dũng HĐHD: TS Lê Khánh Toàn

Hình 1-3 Mặt cắt công trình

4850 7650 9000 7650 4850 CHỈ GIỚ I ĐƯỜ NG ĐỎ

25 00 BTH BTH BEÅ SH, PCCC BEÅ SH, PCCC BEÅ SH, PCCC BTH BTH

30 00 hầm công trình khách sạn LE SANDS (Phương án 2)

Hình 1-4 Mặt bằng tầng điển hình công trình

Hình 1-5 Mặt bằng tầng hầm B1 công trình

Đặc trung khí hậu tại công trình

- Nhiệt độ trung bình năm : 25 0 6

- Nhiệt độ cao nhất trung bình : 29 0 8

- Nhiệt độ thấp nhất trung bình : 22 0 7

- Nhiệt độ cao nhất tuyệt đối : 40 0 9

- Nhiệt độ thấp nhất tuyệt đối : 10 0 2

Biên độ giao động nhiệt khoảng 3 ~ 5 0 C b) Độ ẩm không khí: (%)

- Độ ẩm không khí trung bình năm : 82 %

Dp ban cong ban cong ban cong

PCCC HKT T.Á P hầm công trình khách sạn LE SANDS (Phương án 2)

- Độ ẩm không khí cao nhất trung bình : 90 %

- Độ ẩm không khí thấp nhất trung bình : 75 %

- Độ ẩm không khí thấp nhất tuyệt đối : 10 % c) Mưa: (mm)

- Lượng mưa trung bình năm : 2.066 mm

- Lượng mưa năm lớn nhất (1964) : 3.307 mm

- Lượng mưa năm thấp nhất (1974) : 1.400 mm

- Lượng mưa một ngày lớn nhất : 332 mm

- Số ngày mưa trung bình năm : 147 ngày

- Tháng có số ngày mưa trung bình nhiều nhất : 22 ngày d) Nắng:

- Số giờ nắng trung bình : 2.158 giờ/năm

- Số giờ nắng trung bình tháng nhiều nhất : 248 giờ/ tháng

- Số giờ nắng trung bình tháng ít nhất : 120 giờ/ tháng e) Bốc hơi mặt nước:

- Lượng bốc hơi nước trung bình : 2.107 mm/năm

- Lượng bốc hơi nước tháng lớn nhất : 241 mm/năm

- Lượng bốc hơi nước tháng thấp nhất : 1 19 mm/năm f) Mây:

- Mây Trung bình lưu lượng toàn thể : 5,3

- Mây Trung bình lưu lượng hạ tầng : 3,3 g) Gió:

- Hướng gió thịnh hành mùa hè (tháng 4 ~ 9) : Gió đông

- Tốc độ gió trung bình : 3,3 m/s ~ 14 m/s

- Hướng gió thịnh hành mùa Đông (tháng 10 ~ 3) : Gió Bắc &Tây Bắc

- Tốc độ gió mạnh nhất : 20 ~ 25 m/s h) Bão:

Bão ở Đà Nẵng xuất hiện ở các tháng 1 ~ 10 ~ 12; Bão thường là cấp 9 ~ 10; kéo theo mưa to, kéo dài và gây lũ lụt.

GIẢI PHÁP KẾT CẤU VÀ THI CÔNG

Tổng quan về công trình

2.1.1 Lý do chọn đề tài: Để làm quen với những kết cấu và công nghệ thi công hiện đại, chuẩn bị kiến thức cho công việc sau này không bị bỡ ngỡ sau tốt nghiệp Sinh viên cần phải thực hành với những công trình có đủ lớn, áp dụng những phương pháp thi công mới mẻ hiện nay Với quy mô công trình và giải pháp kết cấu đã trình bày ở trên, cùng với các biện pháp thi công hiện đại Dự án “Công trình khách sạn LE SANDS phương án 2” là phù hợp để nhóm sinh viên chọn làm đề tài tốt nghiệp

2.1.2 Phạm vi, đối tượng nghiên cứu:

- Phạm vi nghiên cứu: Đánh giá phương án kết cấu, lập biện pháp thi công

- Đối tượng nghiên cứu: Dự án “Khách sạn LE SANDS” phương án 2

- Thiết kế sàn dự ứng lực trên hệ dầm bẹt

- Thiết kế tường Barrette theo biện pháp thi công đào mở sử dụng shoring-kingpost, ống chống trực tiếp

- Lập biện pháp thi công phần ngầm công trình

2.1.4 Nội dung tính toán, thiết kế:

- Tính toán cột, dầm, sàn, vách, cầu thang bộ, kiểm tra về điều kiện làm việc của cấu kiện như độ võng, chuyển vị

- Tính toán và xây dựng biện pháp thi công tầng hầm sử dụng phương pháp đào mở và hệ chống Shoring- Kingpost

- Tính toán ván khuôn, cột chống cho kết cấu phần ngầm, phần thân

2.1.5 Dự kiến kết quả đạt được:

- Mô hình phân tích kết cấu công trình

- Mô hình và tính toán biện pháp thi công phần ngầm

- Tính toán thiết kế thép các cấu kiện (cột, dầm, sàn, vách, cầu thang bộ, móng)

2.1.6 Đánh giá và kết luận:

- Đánh giá hiệu quả về kinh tế, kỹ thuật của giải pháp

- Rút ra những mặt hạn chế, vấn đề còn tồn tại của giải pháp

- Rút ra nhận xét và kết luận.

Đề xuất giải pháp thiết kế và thi công

Nhóm sinh viên lựa chọn thiết kế lại phương án sàn phẳng dự ứng lực có dầm bẹt

- Cột, vách và móng: hầm công trình khách sạn LE SANDS (Phương án 2)

- Tính toán thiết kế cho 1 cấu kiện cột và cách bê tông cốt thép

- Tính toán thiết kế cho 1 móng cọc khoan nhồi

- Tính toán và kiểm tra tường vây để phù hợp với biện pháp thi công mới

- So sánh các kết quả đã tính toán với công trình thực tế

- Phần ngầm có tường vây barret Thi công theo 2 phương pháp: o Thi công đào mở dùng hệ shoring-kingpost o Thi công đào mở dùng hệ ống chống trực tiếp

- Lập biện pháp thi công: đề xuất các BPTC cho các công tác đào đất, ván khuôn, cốt thép, hệ chống, neo, giằng, …

- Lập tiến độ thi công: tính toán khối lượng nhân công, tổ chức công việc, lập tiến độ trong phần mềm MP

- Tổng mặt bằng: bố trí đường xe chạy, bố trí nhà tạm, bố trí vật tư thiết bị

+ Thép CI có đường kính ∅ < 10 có:

Cường độ tính toán chịu kéo: Rs = 225 MPa

Cường độ tính toán chịu nén: Rsc = 225 MPa

Cường độ tính toán chịu cắt: Rsw = 175 MPa

+ Thép CIII có đường kính > ∅ 10, ∅ 12 có:

Cường độ tính toán chịu kéo: Rs = 365 MPa

Cường độ tính toán chịu nén: Rsc = 365 MPa

Cường độ tính toán chịu cắt: Rsw = 290 MPa

+ Bê tông cột, vách: B40 (tương đương M500#) có:

Cường độ tính toán chịu nén dọc trục: Rb = 22 MPa

Cường độ tính toán chịu kéo dọc trục: Rbt = 1.40 MPa

Mô đun đàn hồi ban đầu của vật liệu: Eb = 36xE3 MPa

+ Bê tông dầm, sàn, đường dốc, cầu thang, giằng móng: bể phốt: B30 (tương đương M400#) có:

Cường độ tính toán chịu nén dọc trục: Rb = 17 MPa

Mô đun đàn hồi ban đầu của vật liệu: Eb = 32,5xE3 MPa hầm công trình khách sạn LE SANDS (Phương án 2)

+ Bê tông tường vây, cọc, đài, bể nước ngầm: B40 (tương đương M500#) có: Cường độ tính toán chịu nén dọc trục: Rb = 22 MPa

+ Bê tông lót móng: B7.5 (tương đương M100#) có:

Cường độ tính toán chịu nén dọc trục: Rb = 4.5 MPa

2.2.4 Tiêu chuẩn, quy phạm dùng trong thiết kế kết cấu:

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

- TCVN 229-1999 Chỉ dẫn tính toán thành phần động của tải trọng gió theo TCVN

- TCVN 5574-2012 Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép – Tiêu chuẩn thiết kế

- TCVN 9386-2012 Thiết kế công trình chịu động đất

- TCXD 198-1997 Nhà cao tầng - thiết kế kết cấu bê tông cốt thép toàn khối

- TCVN 10304-2014 Tiêu chuẩn thiết kế móng cọc

- ACI 318 Tiêu chuẩn thiết kế bê tông cốt thép Hoa Kì

- “Tính toán kết cấu bê tông cốt thép theo tiêu chuẩn ACI 318” của PGS.TS Trần

- “Phân tích và tính toán móng cọc” Võ Phán, Hoàng Thế Thao

THIẾT KẾ KẾT CẤU CÔNG TRÌNH LE SANDS

DANANG hầm công trình khách sạn LE SANDS (Phương án 2)

CHỌN SƠ BỘ VÀ MÔ HÌNH HÓA KẾT CẤU CÔNG TRÌNH 10 3.1.Vật liệu xây dựng

Bê tông

Bảng 3-1 Cấp độ bền bê tông cho từng cấu kiện

Cấu kiện Tầng Cường độ bê tông

Sàn, Dầm Hầm đến mái B30

Bảng 3-2 Lớp bê tông bảo vệ quy định

Cọc và tường vây: 75mm

Bê tông tiếp xúc với đất: 40mm

Cốt thép

- Thanh cốt thép nhóm AIII ( đường kính D  10mm ) với cường độ tính toán 365MPa

- Thanh cốt thép nhóm AI với cường độ tính toán 225MPa.

Kết cấu gạch

- Gạch xây tường mác M75 có khối lượng riêng là 1800 kg/m 3

- Vữa xây có khối lượng riêng là 1800 kg/m 3 , mác M75 hầm công trình khách sạn LE SANDS (Phương án 2)

Sơ bộ kích thước các cấu kiện

- Chọn chiều dày bản sàn theo công thức: b D h l

- l: là cạnh ngắn của ô bản l=9m

- D = 0,81,4 phụ thuộc vào tải trọng Chọn D=0,9

- m = 4045 với bản kê bốn cạnh Chọn mB

Các tải trọng bản thân bao gồm trọng lượng của tất cả các phần tử kết cấu gồm các cấu kiện bê tông như bản sàn, dầm, cột, tường ngăn gồm có tường gạch, lớp láng nền, gạch lát, trần nhà, với trọng lượng riêng được lấy như sau:

Bảng 3-3 Khối lượng riêng của vật liệu

Bê tông cốt thép 2500 kG/m 3

Vữa xi măng 1800kG/m 3 Đất đắp 1800kG/m 3

3.2.2 Chọn tiết diện dầm: a) Sơ bộ kích thước dầm biên:

Chiều cao dầm thường chọn theo kích thước sơ bộ: max

Vậy chọn chiều cao dầm h d = 800 mm

Bề cộng dầm chọn theo kích thước sơ bộ:

Vậy chọn chiều cao dầm b d = 200 mm hầm công trình khách sạn LE SANDS (Phương án 2) b) Sơ bộ kích thước dầm bẹt:

- Chiều cao dầm bẹt h db chọn tối đa theo: h db 2h s (hs: chiều dày bản sàn)

- Chọn bề rộng dầm bẹt bdb = 800mm; bdb 00mm

3.2.3 Chọn sơ bộ kích thước tiết diện cột:

Tiết diện cột được chọn sơ bộ theo công thức: 0 t b

- Rb: cường độ chịu nén của bêtông Với bêtông có cấp bền nén B40 thì

- kt: hệ số xét đến ảnh hưởng khác như mômen uốn, hàm lượng cốt thép, độ mảnh của cột kt =1.2 →1.5 đối với cột chịu nén lệch tâm Do cột làm việc gần như đúng tâm nên chọn kt=1

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

- mS: số sàn phía trên tiết diện đang xét

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

- q: tải trọng tương đương tính trên mỗi mét vuông mặt sàn q= 10 – 18 KN/m 2 Cột biên và cột giữa từ tầng hầm 3 đến tầng 6 được sơ bộ trong bảng sau

Bảng 3-4 Sơ bộ chọn tiết diện cột ms

Kích thước cột phải đảm bảo điều kiện ổn định Độ mãnh  được hạn chế như sau:

 = l0/b  0b đối với cột nhà 0b = 100 l0: chiều dài tính toán của cấu kiện; với khung nhiều tầng có liên kết cứng giữa dầm và cột và có từ ba nhịp trở lên và khi sàn toàn khối thì l0 = 0.7l hầm công trình khách sạn LE SANDS (Phương án 2)

 Cột tầng 1 – tầng 2: l = 520 cm => lo = 0.364 cm

Bán kính quán tính của cột

 Vậy các cột đã chọn đều đàm bảo điều kiện ổn định

3.2.4 Chọn sơ bộ tiết diện vách:

Theo TCVN 198-1997 “Thiết kế kết cấu bê tông cốt thép toàn khối”, quy định độ dày của vách được chọn sơ bộ như sau:

 = hầm công trình khách sạn LE SANDS (Phương án 2)

Hình 3-1 Mô hình công trình trên Etabs v17 hầm công trình khách sạn LE SANDS (Phương án 2)

Hình 3-2 Mặt bằng tầng điển hình.

Mô hình hóa công trình và phân tích kết cấu

Từ sự phân tích những ưu điểm, nhược điểm và phạm vi ứng dụng cửa từng loại kết cấu chịu lực ở phần 1, ta quyết định sử dụng hệ kết cấu khung-vách cho công trình

Dưới đây là các tiêu chuẩn và quy chuẩn áp dụng

❖ Quy chuẩn Xây dựng Việt Nam (ngày 14/12/1996)

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

❖ TCXDVN 9386:2012 – Thiết kế công trình chịu động đất

❖ TCXDVN 5574:2012: Tiêu chuẩn thiết kế kết cấu bê tông cốt thép

❖ TCXDVN 10304:2014: Móng cọc - Tiêu chuẩn thiết kế

❖ TCXDVN 198-1997: Nhà cao tầng -Tiêu chuẩn thiết kế kết cấu bê tông cốt thép

❖ TCXD 9362:2012: Kết cấu nền – Nguyên tắc thiết kế

❖ Tiêu chuẩn Việt nam hiện hành khác

❖ Tiêu chuẩn ACI 318 - 14: Viện bê tông Hoa kỳ

Theo yêu cầu sử dụng, các khu vực có chức năng khác nhau sẽ có cấu tạo sàn khác nhau, do đó tĩnh tải sàn tương ứng cũng có giá trị khác nhau Các kiểu cấu tạo sàn tiêu biểu là sàn khu ở (P khách, P ăn + bếp, P ngủ), sàn ban công, sàn hành lang và sàn vệ sinh Các loại sàn này có cấu tạo như sau:

Các số liệu về tải trọng lấy theo TCVN 2737-1995: Tải Trọng và Tác Động – Tiêu Chuẩn Thiết Kế hầm công trình khách sạn LE SANDS (Phương án 2)

Hệ số vượt tải lấy theo bảng 1 TCVN 2737-1995

Trọng lượng riêng của các thành phần cấu tạo sàn lấy theo “Sổ tay thực hành kết cấu công trình (PGS PTS VŨ MẠNH HÙNG)

- Sàn văn phòng – căn hộ - hành lan – ban công

Cấu tạo các lớp sàn

Chiều dày Trọng lượng riêng Tiêu chuẩn Hệ số Tính toán

Lớp chống thấm tạo dốc

Lớp vữa lót tạo dốc 3 18 0.54 1.3 0.70

Tổng tĩnh tải sàn 2.43 2.97 hầm công trình khách sạn LE SANDS (Phương án 2)

- Tường xây trực tiếp lên dầm- gán vào dầm

Loại tường Số cửa Trọng lượng riêng Chiều cao tường Hệ số giảm gt

- Tường xây lên sàn- gán vào dầm ảo

Loại tường Số cửa Trọng lượng riêng Chiều cao tường Hệ số giảm gt

Giá trị hoạt tải được chọn dựa theo chức năng sử dụng của các loại phòng Hệ số độ tin cậy n đối với tải trong phân bố đều xác định theo điều 4.3.3 trang 15 TCVN 2737- 1995:

Hạng mục Ptc phần dài hạn n Ptt

Phòng kỹ thuật 750 750 1.2 9 hầm công trình khách sạn LE SANDS (Phương án 2)

Phòng họp ghế cố định 400 140 1.2 4.8

Mái bằng có sử dụng 150 50 1.2 1.8

Gara(tải trọng xe 40m nên căn cứ vào Tiêu chuẩn ta phải tính thành phần động của tải trọng gió

+Tải trọng gió động và tải trọng động đất được tính toán qui về tập trung tại các mức sàn sau đó phân bố thành các lực tập trung vào các nút khung và vách theo tỷ lệ khối lượng a) Tải trọng gió tĩnh:

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

Wtc = W0.K.C (KG/m2) Giá trị tính toán thành phần tĩnh của tải trọng gió xác định theo công thức:

+Wo: Áp lực gió tiêu chuẩn là 0,95kN/m2 theo vị trí xây dựng tại Thành phố Đà Nẵng nơi vùng gió loại IIB

+C: hệ số khí động, xác định bằng cách tra bảng 6

+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

+Hệ số tin cậy của tải trọng gió với chu kì lặp 100 năm là 1,37 hầm công trình khách sạn LE SANDS (Phương án 2)

Hình 3-3 Phân bố gió theo vùng ở Việt Nam

Tỉnh Thành: Thành phố Đà Nẵng

Huyện, Thị xã: Q Hải Châu

Vị trí công trình theo TCVN 2737 - 1995 thuộc vùng: II-B Địa Hình B

Chiều cao nhà tính từ mặt đất H(m) 93.4

Kích thước nhà theo phương X; (gió Y)= 34 (m )

Kích thước nhà theo phương Y; B(gió X)= 14.05 (m)

Bảng 3-7 Bảng thông tin khu vực Đà Nẵng Giá trị tải trọng gió tĩnh – xem chi tiết tại phụ lục 1.1 – Bảng 1-1, 1-2 hầm công trình khách sạn LE SANDS (Phương án 2) b) Tải trọng gió động:

Xác định các đặc trưng động lực:

Dùng phần mềm ETABS mô hình hoá kết cấu công trình với dạng sơ đồ không gian ngàm tại móng gồm 25 phần sao cho mỗi phần có áp lực gió lên bề mặt và độ cứng có thể coi là không đổi

Giá trị thành phần động của tải trọng gió tác dụng lên công trình:

Theo điều 4.6 (TCXD 229:1999): pj ij

- Wpj: lực, có đơn vị tính toán phù hợp với đơn vị tính toán WFj khi tính hệ số  i

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

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

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

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

Hệ số  i được xác định theo công thức

*WFj- giá trị tiêu chuẩn thành phần động của tải trọng gió tác dụng lên phần thứ j của công trình, ứng với các dạng dao động khác nhau khi chỉ kể đến ảnh hưởng của xung vận tốc gió:

Với: Wj: giá trị tiêu chuẩn thành phần tĩnh của áp lực gió, tác dụng lên phần thứ j của công trình

+ : hệ số tương quan không gian áp lực động của tải trọng gió ứng với các dạng dao động khác nhau của công trình Với dạng dao động riêng thứ nhất thì  = 1

-Gió theo phương Y: ρ = D = 34 m; H = 93.4 m  1 = 0,602 (tra bảng 4 TCXD 229-1999) hầm công trình khách sạn LE SANDS (Phương án 2)

-Gió theo phương X : ρ = D = 14.05 m; H = 93.4 m  1 = 0,628 (tra bảng 4 TCXD 229-1999)

+Sj:diện tích đón gió của phần j của công trình(m 2 )

+ 1 : hệ số áp lực động của tải trọng gió ở độ cao ứng với phần thứ j của công trình Lấy theo Bảng 3-TCXD229-1999

*yji(m): chuyển vị của phần thứ j trong dạng dao động thứ i

*Mj (kg): khối lượng của phần thứ j

❖ Xác định hệ số động lực  i :

Hệ số động lực  i xác định phụ thuộc vào thông số i và độ giảm loga của dao động 

Thông số  i xác định theo công thức: i

 : hệ số độ tin cậy của tải trọng gió lấy bằng 1,2 fi: tần số dao động riêng thứ i

Sau khi có được εi tra đồ thị hình 2-TCXD229-1999 ta được  i (ở đây công trình bằng bêtông cốt thép nên có  =0.3)

Bảng 3-8 Chu kỳ dao đông theo phương X

Bảng 3-9 Chu kỳ dao động theo phương Y

❖ Xác định thành phần động của tải trọng gió:

Từ các giá trị Mj;  i ;  i và yji ta xác định được các giá trị tiêu chuẩn thành phần động của tải trọng gó W(pji)

Giá trị tính toán thành phần động của tải trọng gió được xác định theo công thức: W (pji) tt = W (pji)   hầm công trình khách sạn LE SANDS (Phương án 2)

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

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

Ta sẽ xác định thành phần động của tải trọng gió tác động vào các mức tầng Sau đó đặt vào tâm cứng để xác định nội lực

Giả trị tải trọng gió động tác dụng lên công trình- Xem chi tiết tại Phụ

Xác định giá trị của tải trọng ngang của động đất theo TCVN 9386:2012 a) Tiêu chí về tính đều đặng trong mặt bằng:

Về độ cứng ngang và sự phân bố khối lượng nhà phải gần đối xứng trong mặt bằng theo 2 trục vuông góc

- Hình dạng mặt bằng phải gọn, mỗi sàn phải được giới hạn bằng một đa giác lồi Nếu có chỗ lõm thì diện tích mỗi phần lõm không vượt quá 5% diện tích của sàn

- Độ cứng trong mặt phẳng sàn phải khá lớn so với độ cứng ngang của các cấu kiện chịu lực thẳng đứng

= L = =  với Lmax: chiều dài của mặt bằng; Lmin: chiều rộng của mặt bằng

- Toàn bộ hệ chịu lực ngang: lõi, khung liên tục từ móng đến mái

 Nhận thấy mặt bằng nhà thoả mãn các tiêu chí về tính đều đặn trong mặt bằng nên ta có thể dùng 2 mô hình phẳng theo 2 phương X, Y để xác định lực động đất tác dụng vào kết cấu b) Tần số và chu kỳ dao động:

Bảng 3-10 Tần số và chu kỳ dao động

Mode Chu kì (T) Tần số (f) Mode Chu kì (T) Tần số (f)

8 0.051 19.608 8 0.068 14.706 hầm công trình khách sạn LE SANDS (Phương án 2)

Mode Chu kì (T) Tần số (f) Mode Chu kì (T) Tần số (f)

❖ Số dạng dao động cần xét đến trong phương pháp phổ phản ứng:

Theo mục 4.3.3.3.1-TCVN 375-2006: phải xét đến các dạng dao động góp phần đáng kể vào phản ứng tổng thể của nhà Đó là các dạng dao động mà thỏa điều kiện sau đây:

Tổng khổi lượng hữu hiệu của các dạng dao động được xét đến chiếm ít nhất 90% tổng khối lượng của kết cấu

Trong đó: Wx, WY là trọng lượng hữu hiệu của công trình theo phương X và Y (được xác định từ chương trình ETABS)

Từ 2 điều kiện trên có thể lấy kết quả từ Etabs như sau:

Bảng 3-11 Khối lượng hữu hiệu theo 2 phương X và Y

Các thông số tính toán Các dạng dao động theo phương X

Tần số dao động f(Hz) 0.568 2.16 4.739 7.937

Khối lượng hữu hiệu Wji

26% 28% 28% 18% ĐK: >5% tổng Wi thì xét đến dao động Xét Xét Xét Xét

Các thông số tính toán Các dạng dao động theo phương Y

Tần số dao động f(Hz) 0.317 1.166 2.674 4.808

11070.9 2.5 1806.6 2893.7 hầm công trình khách sạn LE SANDS (Phương án 2)

Khối lượng hữu hiệu Wji

(kNs 2 /m) 70% 0% 11% 18% ĐK: >5% tổng Wi thì xét đến dao động Xét Không Xét Xét Xét

Bảng 3-12 Chu kỳ dao động xét động đất theo 2 phương X và Y

Phương X Phương Y Mode Period Mode Period

Dùng phương pháp phân tích phổ phản ứng dạng dao động Theo mỗi phương ta xét ảnh hưởng của động đất đến kết cấu với 1 dạng dao động đầu tiên c) Xác định lực cắt đáy:

- Fbi: lực cắt đáy tác động theo phương tác động của lực động đất

- S d (Ti): tung độ của phổ thiết kế tại chu kỳ Ti

- WXi: tổng trọng lượng (theo phương X) của nhà ở trên móng

Tính toán cho dạng dao động đầu tiên theo hai phương X và Y:

Từ bảng 3.1 TCVN 9386:2012 nhận thấy loại đất nền của công trình thuộc đất dạng

B (Đất cát, cuội sỏi rất chặt hoặc đất sét rất cứng có bề dày ít nhất hàng chục mét, tính chất cơ học theo độ sâu.)

Tra mục 3.2 TCVN 9386:2012, ứng với loại đất B ta có:

- TB = 0.15s: giới hạn dưới của chu kỳ ứng với đoạn nằm ngang của phổ phản ứng gia tốc

- TC = 0.5s: giới hạn trên của chu kỳ ứng với đoạn nằm ngang của phổ phản ứng gia tốc hầm công trình khách sạn LE SANDS (Phương án 2)

- TD = 2s: giá trị xác định điểm bắt đầu của phần phản ứng dịch chuyển không đổi trong phổ phản ứng

- Hệ số tầm quan trọng γ1 = 1.25

- Đỉnh gia tốc nền agR = 0,0918.g=0,0918.9,81= 0,900558 m/s 2

- Gia tốc nền thiết kế: ag = γ1 agR = 1,25 0,900558 = 1,125698 m/s 2

- Hệ số kể tới giá trị suy giảm của hệ số ứng xử do nhà không đều đặn trong mặt đứng: 0,8

- Hệ số ứng xử: q=q k o w =3.1,3.0,8 3.12 o Công trình được thiết kế cấp dẻo: DCM,

=  o Kết cấu là hệ tương đương tường,

- Phổ thiết kế dùng cho phân tích đàn hồi mục 3.2.2.2 TCVN 9386:2012 o Nhận thấy T 1 X = 1.76 s => T c  T T D

Hình 3-4 Phổ phản ứng tương ứng với các loại nền Bảng 3-13 Bảng số liệu phổ phản ứng của nền đất loại B hầm công trình khách sạn LE SANDS (Phương án 2)

Hình 3-5 Hình dạng phổ phản ứng d) Lực ngang tại các tầng:

Ta phân lực cắt đáy bằng các lực ngang Fki đặt vào tất cả các tầng:

Sd(Ti) hầm công trình khách sạn LE SANDS (Phương án 2)

- mk: Khối lượng của các tầng

- Фki: Chuyển vị của các khối lượng mk trong dạng dao động thứ i

- Fki: Lực động đất tác dụng lên khối lượng mk trong dạng dao động thứ i

- Sd (Ti): Tung độ phổ thiết kế tại chu kỳ Ti

Giá trị lực ngang của các tầng xem chi tiết tại Phụ lục 1.3- Bảng 1-6,1-7,1-8,1-9,1-10,1-11,1-12.

Xác định nội lực

Sử dụng phần mềm để mô hình và tính kết cấu công trình

- 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

3.4.2 Các trường hợp tải trọng

Căn cứ vào kết quả xác định tải trọng từ chương 3 ta khai báo các trường hợp tải trọng sau:

- GTX: (gió tĩnh theo phương X trái)

- GTXX: (gió tĩnh theo phương X phải)

- GTY: (gió tĩnh theo phương Y trước)

- GTYY: (gió tĩnh theo phương Y sau)

- GDX1: (gió động theo phương X trái ở dạng dao động thứ 1)

- GDXX1: (gió động theo phương X phải ở dạng dao động thứ 1)

- GDY1: (gió động theo phương Y trước ở dạng dao động thứ 1) hầm công trình khách sạn LE SANDS (Phương án 2)

- GDYY1: (gió động theo phương Y sau ở dạng dao động thứ 1)

- GDY2: (gió động theo phương Y trước ở dạng dao động thứ 2)

- GDYY2: (gió động theo phương Y sau ở dạng dao động thứ 2)

- QX1: (động đất dạng 1 theo phương X phải)

- QY1: (động đất dạng 1 theo phương Y trước)

- QX=SRSS(QX1.QX2.QX3.QX4)

- QY=SRSS(QY1.QY3.QY4)

- TH9D(1*TT+0.9*(HT+GYY)) hầm công trình khách sạn LE SANDS (Phương án 2)

- TH10D(1*TT+0.3*HT+QX+0.3*QY)

- TH11D(1*TT+0.3*HT+QY+0.3*QX)

- THBAO=ENVELOP (TH1.TH2.…TH11)

3.4.4 Phương pháp tính toán: a) Phân tích

Việc phân tích tính toán cho hệ kết cấu sẽ dựa trên lý thuyết của cơ học kết cấu Sử dụng phương pháp phần tử hữu hạn, sức bền vật liệu và có trợ giúp của các phần mềm mô hình và Excel tính toán cốt thép

Hệ kết cấu sẽ theo mô hình không gian ba chiều khi phân tích với các phần tử thanh, tấm và màng mỏng b) Mô hình hóa tiết diện:

❖ Trạng thái giới hạn sử dụng

Tải trọng gió được tính toán với chu kỳ tương ứng với tuổi thọ công trình 100 năm hệ kết cấu công trình được tính toán với mô hình tiết diện không nứt

❖ Trạng thái giới hạn cực hạn

Hệ kết cấu công trình dưới tác dụng của các tổ hợp tải trọng động đất Các tiết diện của các cấu kiện sẽ được mô hình theo tiết diện có nứt Các tiết diện dầm, cột, tường, vách được tính toán giảm yếu tiết diện do nứt theo đúng các yêu cầu trong TCXDVN 9386-2012

Icr = Mô men quán tính của tiết diện nứt

Ig = Mô men quán tính của tiết diện nguyên

Kiểm tra chuyển vị

a) Chuyển vị tương đối giữa các tầng:

Hình 3-6 Bảng kiểm tra chuyển vị tương đối giữa các tầng với tải trọng gió Tầng Tổ hợp tải trọng Hướng Chuyển vị d Tọa độ tâm cứng

Tum GY Max Y 0.000199 12.5 3.15 93.4 0.002 OK hầm công trình khách sạn LE SANDS (Phương án 2)

Tầng Tổ hợp tải trọng Hướng Chuyển vị d Tọa độ tâm cứng

T20 GXX Max Y 0.000016 33.6 14.05 72.7 0.005 OK hầm công trình khách sạn LE SANDS (Phương án 2)

T12 GX Max X 0.000063 33.6 14.05 45.5 0.005 OK hầm công trình khách sạn LE SANDS (Phương án 2)

T5 GY Max Y 0.00019 0.4 9.8 21.7 0.006 OK hầm công trình khách sạn LE SANDS (Phương án 2)

H2 GYY Max Y 0.000005 37.0533 0.05 -2.5 0.004 OK hầm công trình khách sạn LE SANDS (Phương án 2)

Hình 3-7 Bảng kiểm tra chuyển vị tương đối giữa các tầng với tải trọng động đất Tầng Tổ hợp tải trọng Hướng Chuyển vị

T22 QY Max Y 0.001149 33.6 14.05 79.5 0.014 OK hầm công trình khách sạn LE SANDS (Phương án 2)

Tầng Tổ hợp tải trọng Hướng Chuyển vị

T15 QYY Max Y 0.001316 33.6 14.05 55.7 0.014 OK hầm công trình khách sạn LE SANDS (Phương án 2)

T7 QX Max X 0.003337 33.6 14.05 28.5 0.014 OK hầm công trình khách sạn LE SANDS (Phương án 2)

VH QX Max Y 0.000372 33.6 14.9 1.2 0.005 OK hầm công trình khách sạn LE SANDS (Phương án 2)

H3 QX Max Y 0.000013 25.9 3 -5.5 0.012 OK b) Kiểm tra chuyển vị đỉnh:

Bảng 3-14 Bảng kiểm tra chuyển vị đỉnh với tải trọng gió

Tầng Cao trình Z Tổ hợp tải trọng UX UY H/750 Kiểm tra m m m m

Bảng 3-15 Bảng kiểm tra chuyển vị đỉnh với tải trọng động đất

Tầng Cao trình Z Tổ hợp tải trọng UX UY H/750 Kiểm tra TUM 93.4 EQCHECK Max 0.111525 0.143887 0,125 Not OK

TUM 93.4 EQCHECK Min -0.130833 -0.023857 0,125 Not OK

KT 93.4 EQCHECK Max 0.122448 0.131431 0,125 Not OK

KT 93.4 EQCHECK Min -0.140514 -0.011769 0,125 Not OK

TOÁN SÀN ỨNG LỰC TRƯỚC CHO TẦNG ĐIỂN HÌNH 38 4.1.Đề xuất phương án kết cấu sàn

Phương án sàn sườn toàn khối bê tông cốt thép

Cấu tạo hệ kết cấu sàn bao gồm dầm chính, dầm phụ và bản sàn a) Ưu điểm:

Lý thuyết tính toán và kình nghiệm tính toán khá hoàn thiện, thi công đơn giản, được sử dụng phổ biến ở nước ta với công nghệ thi công phong phú nên thuận tiện cho việc lựa chọn phương tiện thi công Chất lượng đảm bao do đã có nhiều kinh nghiệm cho việc thiết kế và thi công trước đây b) Nhược điểm:

Chiều cao dầm và độ võng bản sàn rất lớn, khi vượt khẩu độ lớn, hệ dầm phụ bố trí nhỏ lẻ với những công trình không có hệ thống cột giữa, dẫn đến chiều cao thông thủy mỗi tầng thấp hoặc phải nâng cao chiều cao tầng không có lợi cho kết cấu khi chịu tải trọng ngang Không gian kiến trúc bố trí nhỏ lẽ, khó tận dụng Quá trình thi công, chi phí thời gian và vật liệu lớn cho công tác lắp dựng ván khuôn nên hiệu quả không cao.

Phương án sàn ô cờ bê tông cốt thép

Cấu tạo hệ kết cấu sàn bao gồm hệ dầm vuông góc với nhau theo 2 phương, chia bản sàn thành các ô bản kê bốn cạnh nhịp bé, theo yêu cầu cấu tạo khoảng cách giữa các dầm vào khoảng 3m Các dầm chính có thể làm ở dạng dầm bẹt để tiết kiệm không gian sử dụng trong phòng a) Ưu điểm:

Tránh được có quá nhiều cột bên trong nên tiết kiệm được không gian sử dụng và có kiến trúc đẹp, thích hợp với các công trình yêu cầu thẩm mỹ cao và không gian sử dụng lớn như hội trường, câu lạc bộ Khả năng chịu lực tốt, thuận tiện cho việc bố trí mặt bằng b) Nhược điểm:

Không tiết kiệm, thi công phức tạp Mặt khác, khi mặt bằng sàn quá rộng cần phải bố trí thêm các dầm chính Vì vậy nó cũng không tránh được các hạn chế do chiều cao dầm chính phải lớn để giảm độ võng Việc kết hợp sử dụng dầm chính dạng dầm bẹt để hầm công trình khách sạn LE SANDS (Phương án 2) giảm chiều cao dầm có thể được thực hiện nhưng chi phí cũng sẽ tăng cao vì kích thước dầm rất lớn.

Phương án sàn phẳng bê tông cốt thép không dầm ứng lực trước

Cấu tạo hệ kết cấu sàn bao gồm các bản kê trực tiếp lên cột (có mũ cột hoặc không) a) Ưu điểm:

- Chiều cao kết cấu nhỏ nên giảm được chiều cao công trình, tăng số lượng tầng

- Tiết kiệm được không gian sử dụng

- Linh hoạt trong việc phân chia không gian

- Do đó thiết kế điển hình không có dầm giữa dàn nên công tác thi công ghép ván khuôn cũng dễ dàng và thuận tiện từ tầng này sang tầng khác do ván khuôn được tổ hợp thành nhiều mảng lớn, không bị chia cắt, dẫn đến lượng tiêu hao vật tư giảm đáng kể, năng suất lao động được nâng cao

- Khi bê tông đạt cường độ nhất định, thép ứng lực tước được kéo căng và nó sẽ chịu toàn bộ tải trọng bản thân của kết cấu mà không cần chờ bê tông đạt cường độ 28 ngày Vì vậy, thời gian tháo dỡ ván khuôn sẽ được rút ngắn, tăng khả năng luân chuyển và tạo điều kiện cho công việc tiếp theo được tiến hành sớm hơn

- Do sàn phẳng nên việc bố trí các hệ thông kỹ thuật như điều hòa trung tâm, cung cấp nước, cứu hỏa, thông tin liên lạc được cả tiến và đem lại hiểu quả kinh tế cao b) Nhược điểm:

- Tính toán tương đối phức tạp, mô hình tính mang tính quy ước cao đòi hiểu nhiều kinh nghiệm vì phải thiết kế theo tiêu chuẩn nước ngoài

- Thi công phức tạp, đòi hỏi quá trình giảm sát chất lượng nghiêm ngặt

- Thiết bị và máy móc thi công chuyên dùng, đòi hỏi thợ tay nghề cao

- Có thể gặp những bất ổn khó lường trước được trong quá trình thiết kế, thi công và sử dụng.

Phương án sàn phẳng bê tông cốt thép ứng lực trước làm việc hai phương trên hệ dầm bẹt

Cấu tạo hệ kết cấu sàn tương tự như sản phẳng không dầm nhưng giữa các đầu cột có thể bố trí thêm hệ dầm bẹt Phương án này cũng mang các ưu nhược điểm chung của việc dùng sàn bê tông cốt thép ứng lực trước và sàn sườn toàn khối Với những ưu điểm nổi bật hơn được thể hiện qua: hầm công trình khách sạn LE SANDS (Phương án 2)

Hạn chế độ võng sàn Việc kết hợp bố trí cáp dự ứng lực, khi bề rộng dầm bẹt đủ lớn, làm giảm nhịp tính toán của sàn nên có thể giảm được chiều dảy bản sàn, từ đó giảm trọng lượng bản thân kết cấu

Khi chiều cao dầm bẹt đủ lớn, độ cứng của sàn được tăng lên đáng kể Dầm bẹt tăng cường khả năng chống cắt tại đầu cột Khả năng này vượt trội hơn so với kết cấu sàn phẳng có bản đầu cột độc lập

Vai trò của hệ kết cấu sàn phẳng có dầm bẹt trong hệ kết cấu nhà nhiều tầng (sơ đồ khung chu vi) ảnh hưởng đến độ cứng ngang ít hơn so với hệ kết cấu sàn phẳng hay sàn phẳng có bản đầu cột độc lập Chu kì dao động cơ bản và chuyển vị ngang tại đỉnh công trình của hệ kết cấu sàn phẳng có dầm bẹt nhỏ hơn so với hai hệ kết cấu còn lại.

Lựa chọn phương án kết cấu sàn

Đặc điểm cụ thể của công trình:

Bước cột lớn, lõi thang nằm ở biên công trình (Trục X1) Vách được phân bố ở gần biên của công trình

Chiều cao tầng 3,4 (tầng điển hình) nên cần hạn chế chiều cao dầm để đảm bảo không gian sử dụng

Trên cơ sở phân tích các phương án kết cấu sàn, đặc điểm công trình cùng với mong muốn được học hỏi thêm quy trình thiết kế kết cấu bê tông ứng lực trước, em đề suất sử dụng phương án “Sàn bê tông cốt thép ứng lực trước làm việc hai phương trên hệ dầm bẹt” cho công trình của mình

Kích thước tiết diện của các cấu kiện được lựa chọn như mục 3.2.

Các phương pháp tính toán

4.3.1 Phương pháp phân phối trực tiếp:

Theo phương pháp này các giá trị momen âm và dương trong các ô sàn được tra theo bản, các hệ số được lập sẵn Ưu điểm của phương pháp này là đơn giản, tuy nhiên do đặc tính tra bảng nên phạm vị sử dụng bị hạn chế, do vậy phương pháp này chỉ được áp dụng cho các sàn hội tụ những điều kiện sau: Phải có ít nhất 3 nhịp liên tục theo mỗi phương Các nhịp phải đều nhau, theo từng phương các nhịp kề nhau không được chênh quá 1/3 chiều dài nhịp lớn hơn Tất cả các tải trọng đều là tải trọng đứng, hoạt tải phải phân bố đều và nhỏ hơn tĩnh tải

Các ô sàn phải là hình chữ nhật, tỷ lệ nhịp dài và ngắn không vượt quá 2

Vị trí cột không được lệch quá vị trí 10% khoảng cách giữa các đường tim cột của các cột kế tiếp nhau theo mỗi phương Phải hội tụ đủ những điều kiện trên, nhưng trong thực tế phần lớn các mặt bằng công trình đều không thỏa mãn được nên phương pháp này không được áp dụng rộng rãi hầm công trình khách sạn LE SANDS (Phương án 2)

4.3.2 Phương pháp phân phối khung tương đương:

Phương pháp này được áp dụng để tính toán nội lực cho các sàn có nhịp bất kỳ và không cần thỏa mãn những điều kiện như của phương pháp phân phối trực tiếp Theo phương pháp này, ta tưởng tượng rằng cắt toàn bộ sàn đang xét dọc theo đường tim của sàn, cắt theo 2 phương ta sẽ được một hệ khung theo cả hai phương – khung tương đương Như vậy, hệ khung tương đương gồm có phần tử dầm có chiều rộng tính từ tâm

2 nhịp kế tiếp nhau, chiều cao bằng bề dày sàn và 2 cột ở tầng trên và tầng dưới kế tiếp nhau của sàn đang xét, giả thiết rằng cột được ngàm hai đầu Tuy nhiên, phương pháp này lại quy định tính toán phức tạp và xem điều kiện cột ngàm 2 đầu là chưa chính xác, điều này còn phụ thuộc vào tính chất của công trình Ngoài ra, phương pháp khung tương đương có kết quả không đạt được độ chính xác cao và khó kiểm tra cấu kiện theo trạng thái giới hạn thứ 2

Hình 4-1 Sơ đồ khung tương đương hầm công trình khách sạn LE SANDS (Phương án 2)

Hình 4-2 Sơ đồ cột tương đương

4.3.3 Phương pháp phần tử hữu hạn:

Nhược điểm của hai phương pháp trên là khi xét mặt bằng sàn có lưới cột ngẫu nhiên thì không thể áp dụng được Trong trường hợp này, cần xét đến sự làm việc tổng thể của toàn bộ hệ sàn và áp dụng phương pháp phần tử hữu hạn (PTHH) với sự hỗ trợ của phần mềm SAFE V12.3.0 để tính toán, đây là một phương pháp thuận tiện và kết quả tính toán có độ chính xác cao Do việc mô hình cáp trong phương pháp PTHH là rất khó khăn, nhất là việc tính toán, phân tích phải trải qua các giai đoạn làm việc khác nhau của kết cấu nên ở đây sử dụng phương pháp cân bằng tải trọng và khung tương đương để phân phối momen do ứng lực trước và do tải trọng tác dụng lên sàn Các tải trọng cân bằng được quy về tải phân bố trên 1m2 sàn Sàn được chia thành các dải có bề rộng tùy thuộc vào quy định của người thiết kế

Tùy thuộc vào hình dạng cáp, ứng lực trước (ULT) sẽ gây ra tải trọng cân bằng tác dụng lên sàn hướng xuống hoặc hướng lên, tải cân bằng có giá trị:

- Tại nhịp, lực hướng lên 8 2 2 w ( / )

- Tại đầu cột, lực hướng xuống:

- s: độ lệch tâm của cáp ở nhịp

- bd: bề rộng dải hầm công trình khách sạn LE SANDS (Phương án 2)

- l: khoảng cách giữa 2 điểm uốn cáp

Phương pháp PTHH với sự giúp đỡ của phần mềm Safe có thể dễ dàng mô hình được tải cân bằng tương ứng theo quỹ đạo cáp

Hình 4-3 Quỹ đạo bố trí cáp trong sàn Trình tự tính toán theo quan niệm thứ 3 sử dụng phương pháp cân bằng tải trọng:

- Bước 1: Tính toán sơ bộ tiết diện cột và chiều dày sàn, loại vật liệu sử dụng

- Bước 2: Xác định tải trọng cân bằng Thông thường tải trọng cân bằng thường lấy vào khoảng (0,8-1) lần trọng lượng bản thân sàn

- Bước 3: Tính toán các hao ứng suất

- Bước 4: Xác định hình dạng cáp, tính toán lực ULT yêu cầu, tính số lượng cáp cần thiết

- Các tải cân bằng được quy về tải phân bố trên 1m 2 sàn Tải trọng này sẽ gây ra momen M trong các dải sàn Việc xác định momen này được thực hiện bằng phần mềm Safe V12 Căn cứ vào biểu đồ momen để bố trí cáp

- Bước 5: Phân tích sàn với các tải trọng: tĩnh tải, hoạt tải, tải ƯLT ( sau khi kể đến hao ứng suất)

- Bước 6: Tính toán ứng suất, kiểm tra các giai đoạn làm việc của sàn, kiểm tra độ võng và khả năng chịu lực

Tùy thuộc vào kết quả của Bước 6 mà có những điều chỉnh về chiều dày sàn hoặc lực ứng lực trước

4.3.4 Lựa chọn vật liệu: a) Một số yêu cầu về vật liệu:

- Ứng suất trong bê tông ngay sau khi truyền lực ứng suất trước (trước khi xảy ra tổn hao ứng suất) không được vượt quá các giá trị sau:

- Ứng suất nén lớn nhất: 0.6 f ci '

- Ứng suất kéo tại 2 đầu mút của cấu kiện có gối tựa đơn giản: 0.25 f ci ' hầm công trình khách sạn LE SANDS (Phương án 2)

- Ứng suất kéo tại 2 vị trí khác nhau 0.25 f ci '

Nếu các ứng suất kéo vượt quá các giá trị trên thì cần bố trí thêm thép chịu kéo vào vùng chịu kéo để chịu tổng lực kéo trong bê tông được tính toán với giả thiết tiết diện không bị nứt

- Ứng suất với tải trọng làm việc (sau khi đã xảy ra hao tổn ứng suất):

- Ứng suất nén lớn nhất do tải trọng dài hạn : 0.45 f c '

- Ứng suất nén lớn nhất do tổng tải trọng : 0.6 f c '

- Ứng suất kéo lớn nhất với tiết diện không cho phép nứt 0.5 f c '

- Ứng suất kéo lớn nhất với tiết diện cho phép nứt: f c ' b) Quy đổi về vật liệu:

Cường độ đặc trưng fc’ được dùng trong ACI 318-02 được định nghĩa là cường độ thí nghiệm mẫu lập phương 6x12 inch với xác suất đảm bảo 95% Trong khi đó cường độ đặc trưng (cấp độ bền) trong TCXDVN 356:2005 được định nghĩa là cường độ thí nghiệm mẫu lập phương 15x15x15cm cũng với xác suất đảm bảo 95%

Theo phần A3 của phụ lục A, TCXDVN 356:2005 (thay thế bởi TC 5774-2012) cường độ mẫu lăng trụ quy đổi từ cường độ đặc trưng mẫu lập phương qua công thức:

Trong đồ án này, em đề xuất sử dụng bê tông cấp độ bền B30 cho sàn, có: RbMPa;

Cường độ thép trong ACI 318-02 là giới hạn chảy trong thí nghiệm kéo thép , trong tiêu chuẩn Việt Nam, giá trị tương ứng là Rs,ser f y = R s s , er = 1.05 R

Sàn sử dụng thép gân có   10 loại AIII có Rs= 365MPa fy83 MPa Đối với vật liệu cáp ứng lực trước, hiện nay loại được dùng phổ biến là loại gồm 7 sợi bên trong bện với nhau, có đường kính 12,7mm Lí do loại đường kính này được dùng nhiều vì theo tiêu chuẩn ACI 318-02 quy định khoảng cách tối đa của cáp là 8 lần chiều dày sàn và ứng suất nén trung bình trong sàn tối thiếu là 0,85MPa Dùng sợi cáp 12,7mm cho phép thỏa mãn 2 tiêu chí trên để tiết kiện nhất số lượng cáp Một lý do nữa là đối với loại cáp này, khi thi công có thể dùng loại kích cầm tay và dễ thi công

Trong đồ án này, em đề xuất sử dụng loại cáp ƯLT bám dính loại ASTM 416-

270, có đường kính d.7mm đặt thành từng bó từ 3-5 tao cáp trong ống gen dẹp hầm công trình khách sạn LE SANDS (Phương án 2) bằng tôn gợn sóng, sau đó bơm vữa để tạo sự dính kết giữa cáp và bê tông, các tông số về cáp:

Giới hạn bền: Fpu = 1806 (MPa)

Giới hạn chảy: Fpy = 1670 (MPa)

Diện tích danh định: Aps = 98,71 (mm 2 )

Mô đun đàn hồi: Es = 1,95.10 5 (MPa)

Ngoài ra cần phải lựa chọn một số vật liệu để phục vụ cho ứng lực trước gồm có: Kích thước của các ống gen cho các bó cáp loại 5 tao là 20x90mm, loại 4 tao là 20x70mm và loại 3 tao là 20x60mm Đầu neo sống dùng neo của hãng OVM loại bm13-nP Đầu neo chết dùng neo của hãng OVM loại bm13-nP

Vữa lấy đầy ống gen là loại vữa có động linh động cao, không có ngót theo TC ACI 530- Tiêu chuẩn nghiệm thu vữa bê tông lắp ống gen, sau khi đông cứng phải đạt cường độ 35MPa

Một số đặc tính của cáp được trình bày trong bảng sau:

ASTM A416 hoặc Grade 270 Đường kính danh định mm 12.9 12.7 15.7 15.2

Diện tích danh định mm 2 100 98.7 150 140

Khối lượng danh định Kg/m 0.785 0.775 1.18 1.1

Cường độ chịu cắt MPa 1580 1670 1500 1670

Cường độ chịu kéo MPa 1860 1860 1770 1860

Tải trọng phá hoại nhỏ nhất kN 186 183.7 265 260.7

Mô đun đàn hồi GPa 195 Độ dãn dài % Lớn nhất 2.5

Các thành phần tải trọng tĩnh tải và hoạt tải đã được xác định ở mục 3.3.2 và 3.3.3 được viết lại như sau:

- Trọng lượng bản thân sàn: 5 (kN/m2)

- Trọng lượng các sàn cấu tạo: 2.05 (kN/m2) hầm công trình khách sạn LE SANDS (Phương án 2)

- Trọng lượng tường xây lên sàn: 3.672 (kN/m2)

- Tĩnh tải tính toán tổng: WD = 5 + 2.05 + 3.672 = 10.722 (kN/m2)

- Hoạt tải tính toán: WL = 2.4 (kN/m2)

- Tải trọng tính toán toàn phần: Ww = 10.722 + 2.4 = 13.122 (kN/m2) Định nghĩa và khai báo trong phần mềm SAFE:

- Trọng lượng bản thân sàn: Phần mềm tự tính

- Trọng lượng các lớp cấu tạo sàn HOANTHIEN = 2.05 (kN/m2)

- Trọng lượng tường xây lên sàn: TUONG = 3.672 (kN/m2)

- Hoạt tải tính toán: LIVE = 2.4 (kN/m2)

4.3.6 Xác định tải trọng cân bằng do cáp và lực ứng lực trước: a) Xác định tải cân bằng:

Coi như ứng lực trước là một thành phần cân bằng với một phần tải trọng tác dụng lên cấu kiện trong quá trình sử dụng, đây là phương pháp khá đơn giản và dễ dàng sử dụng để tính toán phân tích cấu kiện bê tông ứng lực trước Cáp ứng lực trước được thay thế bằng các lực tương đương tác dụng vào bê tông, cáp tạo ra một tải trọng có hướng ngược lại so với chiều tác dụng của tĩnh tải thành phần đó sẽ cân bằng với một phần tĩnh tải, do vậy làm giảm độ võng của sàn

Theo tiêu chuẩn ACI 318-02, quy định tải trọng cân bằng được lấy bằng: Wb= (0,8-

1) *TLBT tiêu chuẩn sàn Trong đồ án, chọn Wb= 0,8.5=4(kN/m2) Tải trọng Wb được xem như là trọng lượng bản thân của sàn Khai báo trường hợp tải trọng là tĩnh tải với hệ số Self Weight là 0,8 Sau khi chạy chương trình có được biểu đồ momen của từng dải do tải trọng cân bằng gây ra như sau:

Hình 4-4 Biểu đồ momen của các strip hầm công trình khách sạn LE SANDS (Phương án 2) b) Xác định lực ứng lực trước:

Xác định momen Mmax của từng dải bản bằng cách xuất các bảng giá trị nội lực mà phần mềm Safe đã tính toán

Lực ứng lực trước yêu cầu cho dải (strip) : P yc M max

= s Với s là s1 và s2 là độ lệch tâm tương đương của cáp tại nhịp biên và nhịp giữa Xác định s1 và s2 như sau

Gọi e1 là độ vồng của cáp tại nhịp giữa; e2: độ vồng cáp tại đầu cột

Chọn chiều dày lớn bảo vệ bằng 10mm, chiều dày 2 lớp thép thường lấy bằng 20mm, ta có được ao0mm

Cáp đặt theo 2 phương X và Y, cáp theo phương X nằm dưới, cáp theo phương Y nằm trên

= − − − = − − − Vậy độ lệch tâm của cáp là:

Lập bảng tính toán Pyc cho từng strip như sau:

Momen do tải trọng cân bằng gây ra lấy: M =M max + +M min −

Ta khai báo hình dạng cáp vào mô hình Safe như các hình bên dưới: hầm công trình khách sạn LE SANDS (Phương án 2)

Hình 4-5 Hình dạng cáp dải Strip CSX1

Hình 4-6 Hình dạng cáp dải MSX1

Hình 4-7 Hình dạng cáp dải Strip CSY1 hầm công trình khách sạn LE SANDS (Phương án 2)

Hình 4-8 Hình dạng cáp dải Strip MSY1

Hình 4-9 Hình dạng dải cáp CSY2

Hình 4-10 Hình dạng dải cáp MSY2

Vì các dải Strip tương tự nhau nên chỉ để 1,2 dải đặc trưng về thông số đầu vào hầm công trình khách sạn LE SANDS (Phương án 2)

TÍNH TOÁN CÁC CẤU KIỆN KHÁC

BIỆN PHÁP KỸ THUẬT THI CÔNG PHẦN NGẦM

BIỆN PHÁP THI CÔNG PHẦN THÂN CÔNG TRÌNH

THIẾT KẾ TỔNG MẶT BẰNG THI CÔNG

BIỆN PHÁP AN TOÀN TRONG THI CÔNG

Định dạng
Số trang	276
Dung lượng	14,5 MB