Tòa nhà lapaz tower

KHÁI QUÁT VỀ CÔNG TRÌNH

GIỚI THIỆU VỀ CÔNG TRÌNH

Mục đích xây dựng công trình

Để phát triển mạnh mẽ trong các lĩnh vực kinh tế xã hội, một quốc gia cần có cơ sở hạ tầng vững chắc, tạo điều kiện thuận lợi cho cuộc sống và làm việc của người dân Đối với Việt Nam, một quốc gia đang phát triển và khẳng định vị thế quốc tế, việc cải thiện an sinh xã hội, đặc biệt là nhu cầu về nơi ở, là điều quan trọng hàng đầu.

Với sự gia tăng nhanh chóng của dân số, nhu cầu mua đất để xây dựng nhà ở ngày càng cao, trong khi quỹ đất tại Thành phố lại có hạn Điều này dẫn đến việc giá đất tăng cao, khiến nhiều người dân không đủ khả năng tài chính để 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.

Sự phát triển của nền kinh tế Thành phố cùng với việc thu hút đầu tư nước ngoài đang tạo ra cơ hội lớn cho việc xây dựng cao ốc văn phòng và khách sạn cao tầng chất lượng cao, đáp ứng nhu cầu sinh hoạt ngày càng tăng của người dân.

Sự gia tăng các cao ốc trong Thành phố không chỉ đáp ứng nhu cầu hạ tầng cấp bách mà còn tạo nên bộ mặt mới cho đô thị, đồng thời mở ra nhiều cơ hội việc làm cho người dân.

Sự xuất hiện của các nhà cao tầng đã thúc đẩy ngành xây dựng phát triển mạnh mẽ, nhờ vào việc áp dụng các kỹ thuật hiện đại và công nghệ mới trong tính toán, thi công và xử lý thực tế Điều này cũng bao gồm việc tiếp thu các phương pháp thi công tiên tiến từ nước ngoài, góp phần nâng cao chất lượng và hiệu quả trong ngành xây dựng.

Chính vì thế, công trình tòa nhà LAPAZ TOWER được thiết kế và xây dựng nhằm góp phần giải quyết các mục tiêu trên

Vị trí và đặc điểm công trình

2 Địa chỉ: Q.Tân Phú, Tp.HCM

Khu vực xây dựng tại quận Tân Phú có vị trí thuận lợi trên trục đường giao thông chính, giúp dễ dàng cung cấp vật tư và di chuyển ngoài công trình Hệ thống cấp điện và nước đã hoàn thiện, đáp ứng tốt yêu cầu xây dựng Đặc biệt, khu đất bằng phẳng và không có công trình ngầm, tạo điều kiện thuận lợi cho thi công và bố trí tổng bình đồ.

Công trình dân dụng cấp 2 (5000m 2 ≤ Ssàn ≤ 10000m 2 hoặc 8 ≤ số tầng ≤20)

13 tầng + Sân thượng + Mái + 1 tầng hầm

Cao độ chuẩn được chọn tại mặt đất tự nhiên : +0.000 m

Cao độ MĐTN so với cao độ nền tầng 1 : +2.000 m

Cao độ mặt tầng hầm so với cao độ nền tầng 1 : -3.200 m

Cao độ đỉnh công trình so với cao độ chuẩn : +50.400 m

Hình 1 1 Phối cảnh tòa nhà

Hình 1 2 Mặt đứng của tòa nhà

Hình 1 3 Mặt cắt của tòa nhà

Hình 1 4 Mặt bằng tầng điển hình của tòa nhà

Công năng sử dụng của tòa nhà

 Tầng hầm: Bố trí các khu vực kĩ thuật phục vụ khối nhà cao tầng, bãi đỗ xe 4 bánh và 2 bánh

 Tầng 1 và tầng 2: Các khối văn phòng làm việc cùng với siêu thị mini

 Tầng 3 đến tầng 12: Các căn hộ cho thuê

 Tầng 13: 5 Penhouse với thiết kế đầy đủ tiện nghi và thoáng mát

 Tầng thượng: 1 Penhouse và khu tổ chức Party.

GIẢI PHÁP KIẾN TRÚC CÔNG TRÌNH

Mặt bằng có dạng hình chữ nhật với diện tích khu đất là 56x47 (m)

Tầng hầm cao độ -3.50 m được thiết kế với một ram dốc từ mặt đất đến nền, cùng với lối vào và lối ra cho xe Với mục đích chính là cho thuê căn hộ, phần lớn diện tích tầng hầm được sử dụng cho việc đỗ xe, đồng thời bố trí rãnh thoát nước và các phòng kỹ thuật một cách hợp lý để tạo không gian thoáng mát Hệ thống cầu thang bộ và thang máy được sắp xếp dễ dàng nhìn thấy, giúp người sử dụng thuận tiện khi vào tầng hầm.

Tầng 1 và 2 của khối nhà được thiết kế như khu sinh hoạt chung, với trang trí bắt mắt Phòng quản lý cao ốc được đặt ở vị trí thuận lợi, giúp khách dễ dàng liên lạc khi cần hỗ trợ.

Tầng 3 đến 13, đây là mặt bằng cho thấy rõ nhất chức năng của khối nhà, các căn hộ được bố trí hợp lí bao quanh khu giao thông chính là thang máy và cầu thang bộ Ở mỗi tầng có bố trí khu đựng rác sinh hoạt và khu kỹ thuật điện

Sử dụng,khai thác triệt để nét hiện đại với cửa kính lớn, tường ngoài được hoàn thiện bằng sơn nước.

Công trình kiến trúc nổi bật với thiết kế mạnh mẽ từ những nét ngang và thẳng đứng, mang đến sự bề thế vững chãi Sự kết hợp giữa vật liệu hiện đại như đá Granite và các mảng kính dày màu xanh không chỉ tạo nên vẻ sang trọng mà còn làm tăng giá trị thẩm mỹ cho mặt đứng công trình.

Giải pháp giao thông công trình

Giao thông ngang trong công trình (mỗi tầng) là kết hợp giữa hệ thống các hành lang và sảnh trong công trình thông suốt từ trên xuống

Hệ thống giao thông đứng là thang bộ và thang máy Mặt bằng rộng nên có 2 thang bộ

Hai vế của tòa nhà không chỉ là lối đi chính mà còn là lối thoát hiểm Thang máy được bố trí ở vị trí trung tâm với hai thang, đảm bảo khoảng cách tối đa đến cầu thang không vượt quá 25m, phục vụ nhu cầu di chuyển hàng ngày và đảm bảo an toàn trong trường hợp khẩn cấp Các căn hộ được sắp xếp xung quanh lõi và phân cách bởi hành lang, tạo nên khoảng cách di chuyển ngắn nhất, tiện lợi và hợp lý, đồng thời đảm bảo không gian thông thoáng.

Hệ thống giao thông đứng kết nối các tầng của tòa nhà bao gồm 3 thang máy và 1 cầu thang bộ, phục vụ cho việc di chuyển giữa các tầng và đảm bảo lối thoát hiểm an toàn trong trường hợp khẩn cấp.

Diện tích cầu thang bộ được thiết kế để đảm bảo yêu cầu thoát người nhanh chóng và an toàn trong trường hợp xảy ra sự cố Thang máy được đặt ở vị trí trung tâm, giúp khoảng cách tối đa đến thang máy không vượt quá 30m, nhằm tạo điều kiện thuận lợi cho việc di chuyển hàng ngày và đảm bảo an toàn cho người sử dụng khi cần thoát hiểm.

Hệ thống hành lang giữa mỗi tầng được thiết kế để tối ưu hóa lưu thông ngang, bao quanh khu vực thang đứng ở trung tâm, giúp cư dân dễ dàng di chuyển đến từng căn hộ một cách ngắn gọn và tiện lợi.

Giải pháp kết cấu của kiến trúc

Hệ kết cấu của công trình là hệ kết cấu khung BTCT toàn khối

Cầu thang và bể nước mái bằng bê tông cốt thép

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

Phương án móng dùng phương án móng cọc ép

GÁC GIẢI PHÁP KỸ THUẬT KHÁC

Công trình sử dụng điện từ hai nguồn chính: lưới điện Thành Phố và máy phát điện riêng Toàn bộ hệ thống đường dây điện được lắp đặt ngầm trong quá trình thi công, với hệ thống cấp điện chính nằm trong các hộp kỹ thuật đặt ngầm trong tường Điều này không chỉ đảm bảo an toàn khi không đi qua các khu vực ẩm ướt mà còn tạo điều kiện thuận lợi cho việc sửa chữa khi cần thiết.

Hệ thống cấp thoát nước

Nguồn nước cấp cho thành phố được lựa chọn dựa trên việc đảm bảo đáp ứng nhu cầu sử dụng và vệ sinh nguồn nước Nước sinh hoạt và chữa cháy được cung cấp qua hệ thống bơm, đẩy lên hai bể chứa để tạo áp lực Dung tích của các bể chứa được thiết kế dựa trên số lượng người sử dụng và lượng nước dự trữ cần thiết trong trường hợp mất điện hoặc sự cố chữa cháy.

Hệ thống thoát nước mưa là quá trình dẫn nước mưa từ mái nhà xuống dưới qua các ống nhựa được lắp đặt tại các vị trí thu nước hiệu quả nhất Nước mưa sau đó sẽ chảy qua rãnh thu nước quanh nhà và 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 làm sạch, sau đó được chuyển vào hệ thống thoát nước chung của thành phố Đường ống dẫn nước thải cần phải kín, không bị dò rỉ và đảm bảo có độ dốc thích hợp để thoát nước hiệu quả.

Giải pháp thông gió nhân tạo (nhờ hệ thống máy điều hòa nhiệt độ) được ưu tiên sử dụng vì vấn đề ô nhiễm không khí của toàn khu vực

Quy hoạch xung quanh công trình cần trồng hệ thống cây xanh nhằm dẫn gió, che nắng, chắn bụi và điều hòa không khí, tạo ra một 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 tối ưu hóa sự lưu thông không khí giữa bên trong và bên ngoài Điều này đảm bảo môi trường không khí luôn thoải mái và trong sạch cho người sử dụng.

Kết hợp ánh sáng tự nhiên và chiếu sáng nhân tạo

Chiếu sáng tự nhiên là yếu tố quan trọng trong thiết kế không gian, 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 độ sáng cho mọi không gian.

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 của tòa nhà, hệ thống hộp họng cứu hỏa được kết nối với nguồn nước chữa cháy và được đặt tại các nút giao thông giữa hành lang và cầu thang 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), chia thành 2 hộp đặt ở hai bên khu vực phòng ở để đảm bảo an toàn phòng cháy chữa cháy.

Hệ thống thu sét chủ động quả cầu Dynasphire được lắp đặt trên tầng mái, kết hợp với hệ thống dây nối đất bằng đồng, nhằm giảm thiểu tối đa nguy cơ bị sét đánh.

Mỗi tầng trong tòa nhà đều được trang bị khu vực chứa rác riêng biệt, từ đó rác sẽ được chuyển đến các xe thu gom rác của thành phố Khu vực chứa rác được thiết kế kín đáo và được xử lý kỹ lưỡng nhằm ngăn ngừa tình trạng bốc mùi, góp phần bảo vệ môi trường.

LỰA CHỌN GIẢI PHÁP KẾT CẤU

PHÂN TÍCH LỰA CHỌN GIẢI PHÁP KẾT CẤU PHẦN THÂN

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

 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 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 xem xét kỹ lưỡng để đảm bảo tính hiệu quả về kinh tế và kỹ thuật cho từng dự án cụ thể.

Hệ kết cấu khung mang lại lợi ích về việc tạo ra không gian rộng rãi và linh hoạt với sơ đồ làm việc rõ ràng Tuy nhiên, nhược điểm của hệ thống này là khả năng chịu tải trọng ngang kém, đặc biệt khi áp dụng cho các công trình cao hoặc ở khu vực có nguy cơ 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 cho vùng cấp 8, và không nên sử 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 hiệu quả Tuy nhiên, việc sử dụng hệ kết cấu này yêu cầu lượng vật liệu lớn hơn và quy trình thi công phức tạp hơn cho các công trình.

Hệ kết cấu ống tổ hợp là lựa chọn lý tưởng cho các công trình siêu cao tầng nhờ vào khả năng phân bổ lực đồng đều và khả năng chịu tải trọng ngang lớn.

Tùy vào yêu cầu kiến trúc, quy mô công trình, tính khả thi và khả năng đảm bảo ổn định, việc lựa chọn hệ kết cấu chịu lực theo phương đứng cần được thực hiện một cách phù hợp.

Giải pháp kết cấu theo phương ngang

Việc lựa chọn giải pháp kết cấu sàn hợp lý rất quan trọng và ảnh hưởng lớn đến tính kinh tế của công trình, vì khối lượng bê tông sàn có thể chiếm 30–40% tổng khối lượng bê tông Trọng lượng bê tông sàn trở thành một loại tải trọng tĩnh chính, và khi công trình cao, tải trọng này tích lũy xuống các cột và móng, dẫn đến chi phí tăng cho móng, cột và tải trọng ngang do động đất Do đó, cần ưu tiên giải pháp sàn nhẹ nhằm giảm tải trọng thẳng đứng.

Các loại kết cấu sàn được sử dụng rộng rãi hiện nay được trình bày như bên dưới

 Hệ sàn sườn: Cấu tạo gồm hệ dầm và bản sàn

Ưu điểm của phương pháp này là tính toán đơn giản và được sử dụng rộng rãi tại Việt Nam, nhờ vào công nghệ thi công phong phú, giúp dễ dàng lựa chọn công nghệ phù hợp cho từng dự án.

Nhược điểm của thiết kế này là chiều cao dầm và độ võng của bản sàn tăng lên đáng kể khi vượt qua khẩu độ lớn, dẫn đến chiều cao tầng của công trình bị tăng lên Điều này không chỉ làm giảm tính thẩm mỹ mà còn không tiết kiệm không gian sử dụng.

 Sàn không dầm: Cấu tạo gồm các bản kê trực tiếp lên cột

Ưu điểm của phương án này là chiều cao kết cấu nhỏ, giúp giảm chiều cao công trình và tiết kiệm không gian sử dụng Nó cũng dễ dàng trong việc phân chia không gian So với phương án sàn dầm, việc thi công nhanh hơn do không cần gia công cốp pha và cốt thép dầm phức tạp; cốt thép được đặt định hình và đơn giản Hơn nữa, việc lắp dựng ván khuôn và cốp pha cũng tương đối dễ dàng.

Nhược điểm của phương án này là các cột không liên kết với nhau, dẫn đến độ cứng thấp hơn so với phương án sàn dầm Điều này làm giảm khả năng chịu lực theo phương ngang, khiến tải trọng ngang chủ yếu do vách chịu, trong khi tải trọng đứng do cột và vách đảm nhiệm Để đảm bảo khả năng chịu uốn và chống chọc thủng, sàn cần có chiều dày lớn, dẫn đến khối lượng sàn tăng lên.

Giải pháp kết cấu móng

Thông thường, phần móng nhà cao tầng phải chịu lực nén lớn, vì thế các giải pháp đề xuất cho phần móng gồm:

 Móng sâu: móng cọc khoan nhồi, móng cọc Barret, móng cọc BTCT đúc sẵn, móng cọc ly tâm ứng suất trước

 Móng nông: móng băng 1 phương, móng băng 2 phương, móng bè…

Việc lựa chọn phương án móng cần xem xét kỹ lưỡng dựa trên tải trọng của công trình, điều kiện thi công, chất lượng từng phương án và đặc điểm địa chất thủy văn của khu vực.

Do đó để phù hợp nhất cho đồ án, sinh viên lựa chọn móng sâu với phương án là móng cọc ép

Vật liệu xây dựng cần có cường độ cao, trọng lượng nhỏ, chống cháy tốt

Vật liệu có tính biến dạng cao: biến dạng cao có thể bổ sung cho tính năng chịu lực thấp

Vật liệu có tính thoái biến thấp: có tác dụng tốt khi chịu tác dụng của tải trọng lặp lại (động đất, gió bão)

Vật liệu có tính liền khối cao mang lại hiệu quả trong các công trình có tính chất lặp lại, giúp các bộ phận không bị tách rời và đồng thời có giá thành hợp lý.

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

Do đó, sinh viên lựa chọn vật liệu xây dựng công trình là bê tông cốt thép

 Quy định về thông số vật liệu sử dụng cho công trình

STT Cấp độ bền Kết cấu sử dụng

1 Bê tông cấp độ bền B30: Rb = 17 Mpa;

Nền tầng trệt, cầu thang, lanh tô, trụ tường, móng, cột, dầm, sàn

STT Cấp độ bền Kết cấu sử dụng

1 Thép AI (ϕ ≤ 8): Rs = Rsc = 225 MPa; Rsw

= 175MPa ; Es = 21.10 4 MPa Cốt thép đai, thép sàn có ϕ ≤ 8

2 Thép AIII (ϕ > 10): Rs = Rsc = 365MPa;

Cốt thép dọc dầm, cột, vách, đài móng có ϕ > 10

TÍNH TOÁN SƠ BỘ KÍCH THƯỚC

SƠ BỘ KÍCH THƯỚC TIẾT DIỆN

Sơ bộ chọn tiết diện dầm khung

Kích thước tiết diện dầm được xác định sơ bộ dựa vào nhịp dầm, nhằm đảm bảo thông thủy cần thiết trong chiều cao tầng và khả năng chịu lực đủ.

 Chọn kích thước dầm chính nhịp 10.4 (m) là 300x700mm

 Chọn kích thước dầm chính nhịp 8.8 (m) là 300x600mm

 Chọn kích thước dầm phụ nhịp 8(m) là 300x600mm

 Chọn kích thước dầm phụ nhịp 4(m) là 200x300mm

Chiều dày sàn, ký hiệu là hs, phụ thuộc vào tải trọng tác động lên bản sàn và đặc trưng làm việc của nó Bên cạnh đó, chiều dày sàn cần đảm bảo điều kiện h s ≥ h min.

Theo TCVN 5574-2012, chiều cao tối thiểu của sàn được quy định như sau: hmin = 40mm cho sàn mái, hmin = 50mm cho sàn nhà ở và công trình công cộng, hmin = 60mm cho sàn giữa các tầng của nhà sản xuất, và hmin = 70mm cho bản làm từ bê tông nhẹ cấp B7.5 và thấp hơn.

Chiều dày sàn được xác định dựa vào nhịp và tải trọng tác động Để tính toán sơ bộ, có thể áp dụng công thức: s = 1hD/l.

 m (mm) Trong đó: D  0.8  1.4 phụ thuộc vào tải trọng m  30  35 sàn 1 phương (l 2  2l 1 ) m  40  50 sàn 2 phương (l 2  2l 1 ) m  10  15 bản côngxôn l 1 : Nhịp theo phương cạnh ngắn

Xét ô sàn có kích thước lớn nhất là : 7×8.8 (m) => Sàn làm việc theo 2 phương s 1

Chọn chiều dày sàn tầng điển hình và sàn tầng hầm: hs = 160 (mm)

Ngoài ra cần phải chọn bề dày sàn tầng hầm và sàn mái lần lượt lớn hơn và nhỏ hơn tầng điển hình, cụ thể là:

 Bề dày sàn hầm: 180(mm)

 Bề dày sàn mái: 140(mm)

TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN CÁC Ô SÀN

Sàn tầng mái là sàn bê tông cốt thép có các tải trọng tác dụng sau:

STT Các lớp cấu tạo Chiều dày mm

Tải trọng tiêu chuẩn (kN/m²)

Tải tọng tính toán (kN/m²)

Bảng 3.1 Tĩnh tải của sàn mái có kể đến bản sàn

Theo TCVN 2737:1995 ta có bảng sau:

Chức năng các phòng của công trình

Hoạt tải toàn phần tiêu chuẩn Hệ số vượt tải Hoạt tải toàn phần tính toán kN/m 2 n kN/m 2

Mái bằng không sử dụng 0.75 1.3 0.975

Bảng 3.2 Hoạt tải của sàn mái

 Tĩnh tải bản thân và cấu tạo: Có 2 loại sàn thượng gồm

Sàn ngoài trời, tổ chức Party có lớp vữa tạo dộ dốc và sàn trong nhà không cần lớp vữa tạo dộ dốc

STT Các lớp cấu tạo

Tải tọng tính toán mm kN/m³ (kN/m²) (kN/m²)

Bảng 3.3 Tĩnh tải sàn thượng ngoài trời

STT Các lớp cấu tạo

Chiều dày Trọng lượng riêng Tải trọng tiêu chuẩn Hệ số vượt tải n

Bảng 3.4 Tĩnh tải sàn thượng trong nhà

Chiều dài tường(m) S sàn  tuong  kN m / 3 

Tải tường phân bố đều trên sàn (kN/m²) Ô sàn T1 200 4.06 1.6 8.8×1.6 18 1.66 Ô sàn T2 100 4.06 1.6 5.2×1.6 18 1.41 Ô sàn T3 100 4.06 4.3 7×8.8 18 0.51

Bảng 3 5 Tải tường tác dụng lên sàn tầng thượng

Hình 3 1 Mặt bằng kết cấu sàn tầng thượng

Tên ô sàn Loại phòng, chức năng

Hoạt tải toàn phần tiêu chuẩn

Hoạt tải toàn phần tính toán m kN/m 2 n kN/m 2 Ô sàn T1 Sàn Party 4.5×1.6 4 1.2 4.8

Sàn ban công 4.3×1.6 2 1.2 2.4 Ô sàn T2 Ban công , phòng ăn 5.2×1.6 2 1.2 2.4 Ô sàn T3 Sàn Party 4.5×7 4 1.2 4.8 phòng ngủ, giặt phơi 4.3×7 1.5 1.3 1.95 Ô sàn T4 phòng khách, ăn, WC 5.2×7 1.5 1.3 1.95 Ô sàn T5 Sàn Party 7.5×8 4 1.3 5.2

Sàn nghỉ ngơi 1.3×8 1.5 1.3 1.95 Ô sàn T6 Sảnh - 3 1.2 3.6 Ô sàn T7 Sàn tổ chức Party - 4 1.2 4.8

Bảng 3.6 Hoạt tải của sàn tầng thượng

 Tĩnh tải bản thân và cấu tạo

Tĩnh tải bản thân và cấu tạo tác dụng lên sàn tầng 13 như Bảng 3.4

Tên ô sàn Chiều dày (m) Chiều cao tường (m) Chiều dài tường(m) S sàn  tuong  kN m / 3  Tải tường phân bố đều trên sàn (kN/m 2 ) Ô sàn T1 100 3.04 2.8 8.8×1.6 18 1.09 Ô sàn T3 100 3.04 19 7×8.8 18 1.69 Ô sàn T5 100 3.04 14.2 8.8×8 18 1.1 Ô sàn T7 100 3.04 8.35 8.8×8 18 0.65

200 3.04 9.45 7×8.8 18 1.68 Ô sàn T9 100 3.04 9.65 6.4×7 18 1.18 Ô sàn T10 100 3.04 10.1 8.8×7 18 0.9 Ô sàn T11 100 3.04 7.9 8.8×4 18 1.23 Ô sàn T14 200 3.04 1.4 7×1.6 18 1.37 Ô sàn T15 100 3.04 2.8 8×1.6 18 1.2 Ô sàn T18 100 3.04 2.2 3.4×4 18 0.89

Bảng 3.7 Tải tường tác dụng lên sàn tầng 13

Có 18 ô sàn có tải khác nhau:

Hình 3 2 Mặt bằng kết cấu ô sàn tầng 13

STT Loại phòng, chức năng

Hoạt tải toàn phần tính toán kN/m 2 n kN/m 2 Ô sàn T1,T13 Ban công, 2 1.2 2.4

Phòng ngủ, giặt phơi 1.5 1.3 1.95 Ô sàn T2 Phòng khách, ăn 1.5 1.3 1.95 Ô sàn T3,T5,T7,T8,

WC , bếp, phòng khách 1.5 1.3 1.95 Ô sàn T6,T9,T18 Sảnh 3 1.2 3.6

Bảng 3.7 Hoạt tải của sàn tầng 13

Tĩnh tải tác dụng lên sàn tầng điển hình như Bảng 3.4

Tên ô sàn Chiều dày (mm)

S sàn  tuong  kN m / 3  Tải tường phân bố đều trên sàn (kN/m 2 ) Ô sàn D1 100 3.04 2.18 8.8×1.6 18 0.9 Ô sàn D2 100 3.04 1.65 5.2×1.6 18 1.09 Ô sàn D3 100 3.04 17 8.8×7 18 1.51 Ô sàn D4 100 3.04 3.55 5.2×7 18 0.53 Ô sàn D5 100 3.04 17.8 8×8.8 18 1.38 Ô sàn D7 100 3.04 18.41 8×8.8 18 1.43 Ô sàn D8 100 3.04 8.8 8.8×7 18 0.78 Ô sàn D9 100 3.04 15.59 7×6.4 18 1.25 Ô sàn D10 100 3.04 5.9 8.8×7 18 0.52 Ô sàn D11 100 3.04 8.15 8.8×4 18 1.27 Ô sàn D12 100 3.04 2.8 4.9×4 18 0.78 Ô sàn D13 100 3.04 1.35 4×1.6 18 1.15 Ô sàn D14 100 3.04 1.35 7×1.6 18 0.66 Ô sàn D15 100 3.04 2.9 8×1.6 18 1.24 Ô sàn D16 100 3.04 1.35 7×1.6 18 0.66 Ô sàn D17 100 3.04 2.52 3.4×4 18 1.01

Bảng 3.8 Tải tường tác dụng lên sàn tầng điển hình

Có 17 ô sàn có tải khác nhau:

Hình 3 3 Mặt bằng kết cấu ô sàn tầng điển hình

Tên ô sàn Loại phòng, chức năng

Hoạt tải toàn phần tính toán kN/m 2 n kN/m 2

Phòng ngủ, giặt phơi, WC , bếp, phòng khách 1.5 1.3 1.95

Bảng 3.9 Hoạt tải của sàn tầng điển hình

Tĩnh tải tác dụng lên sàn tầng 2 như Bảng 3.4

Chiều dài tường(m) S sàn  tuong  kN m / 3  Tải tường phân bố đều trên sàn (kN/m 2 ) Ô sàn C4 100 2.5 8.31 7×6.4 18 0.83

Bảng 3.10 Tải tường tác dụng lên sàn tầng 2

Có tất cả 6 ô sàn có hoạt tải khác nhau:

Hoạt tải toàn phần tính toán kN/m 2 n kN/m 2 Ô sànC1 Văn phòng 2 1.2 2.4 Ô sàn C2 Phòng giải lao, sinh hoạt 3 1.2 3.6 Ô sàn

Tĩnh tải tác dụng lên sàn tầng 1 như Bảng 2.4

Tải tường phân bố đều trên sàn (kN/m 2 ) Ô sàn B3 100 2.5 8.3 7×6.4 18 0.83 Ô sàn B5 100 3.04 3.25 4×3.2 18 1.39

Bảng 3.12 Tải tường tác dụng lên sàn tang 1

Có tất cả 6 ô sàn có tải khác nhau:

Hoạt tải toàn phần tính toán kN/m 2 n kN/m 2 Ô sànB1 Siêu thị Mini 3 1.2 3.6 Ô sàn

B2,B3,B6 Sảnh chính 4 1.2 4.8 Ô sàn B4 Văn phòng 2 1.2 2.4 Ô sàn B5 WC 1.5 1.3 1.95

1 Lớp vữa lót tạo dốc 40 18 0.72 1.3 0.94

Bảng 3.14 Tĩnh tải của sàn tầng hầm

S sàn  tuong  kN m / 3  phân bố đều Tải tường trên sàn Ô sàn A3 200 4.34 4 4×8.8 18 1.78

Bảng 3.15 Tải tường tác dụng lên sàn tang hầm

Có tất cả 4 ô sàn có hoạt tải khác nhau:

Hình 3 6 Mặt bằng kết cấu ô sàn tầng hầm

Hoạt tải toàn phần tính toán kN/m 2 n kN/m 2 Ô sànA1 Sàn hầm để xe 4 1.2 4.8 Ô sàn A2 Sảnh đợi 3 1.2 3.6 Ô sàn

Bảng 3.16 Hoạt tải của sàn tầng hầm

SƠ BỘ CHỌN TIẾT DIỆN CỘT

Diện tích tiết diện cột (có kể đến thép chịu nén để giảm tiết diện cột) được xác định sơ bộ như sau: c b b sc

    Trong đó : N = ∑ ni.qi.Si với :

+ qi - Tải trọng phân bố trên 1m 2 sàn thứ i (tĩnh tải + hoạt tải)

+ Si - diện tích truyền tải xuống tầng thứ i

+ k =11.5-hệ số kể đến tải trọng ngang gây momen gia tăng ứng suất nén trong cột;

+ Rb = 17 (MPa) - cường độ chịu nén tính toán của bê tông B30;

+ Rsc = 365 (MPa) – cường độ chịu nén tính toán của thép AIII;

+ μ = (1  4)% - hàm lượng cốt thép trong cột khi xét động đất theo TCXDVN

Để đáp ứng yêu cầu kiến trúc và giảm kích thước cột, sinh viên đã giả định hàm lượng thép là 2% Điều này cho phép thép tham gia vào quá trình chịu nén cùng với bê tông, từ đó giúp giảm kích thước cột hiệu quả.

Str.tải nguy hiểm nhất q N k F tt b x h Fchọn

(m 2 ) (kN/m 2 ) (kN) cm 2 (cm) cm 2

Tầng mái 45.6 6.915 315.324 1.2 155.72 50 x 50 2500 Tầng thượng 45.6 11.23 1024.176 1.2 505.77 50 x 50 2500 Tầng 13 45.6 8.91 1218.888 1.2 601.92 50 x 50 2500 Tầng 12 45.6 9.09 1658.016 1.2 818.77 50 x 50 2500 Tầng 11 45.6 9.09 2072.52 1.2 1023.47 50 x 60 3000 Tầng 10 45.6 9.09 2487.024 1.2 1228.16 50 x 60 3000 Tầng 9 45.6 9.09 2901.528 1.2 1432.85 50 x 60 3000 Tầng 8 45.6 9.09 3316.032 1.2 1637.55 50 x 60 3000 Tầng 7 45.6 9.09 3730.536 1.2 1842.24 50 x 70 3500 Tầng 6 45.6 9.09 4145.04 1.2 2046.93 50 x 70 3500 Tầng 5 45.6 9.09 4559.544 1.2 2251.63 50 x 70 3500 Tầng 4 45.6 9.09 4974.048 1.2 2456.32 50 x 70 3500 Tầng 3 45.6 9.09 5388.552 1.2 2661.01 50 x 80 4000 Tầng 2 45.6 9.07 5790.288 1.2 2859.4 50 x 80 4000 Tầng 1 45.6 10.27 7024.68 1.2 3468.98 50 x 80 4000

Bảng 3.17 Sơ bộ kích thước cột giữa

Str.tải nguy hiểm nhất q N k F tt b x h Fchọn

(m 2 ) (kN/m 2 ) (kN) cm 2 (cm) cm 2

Tầng mái 48.96 6.915 338.558 1.2 167.19 50 x 50 2500 Tầng thượng 48.96 10.82 1059.49 1.2 523.21 50 x 50 2500 Tầng 13 48.96 8.72 1280.79 1.2 632.49 50 x 50 2500 Tầng 12 48.96 9.02 1766.48 1.2 872.33 50 x 50 2500 Tầng 11 48.96 9.02 2208.1 1.2 1090.42 50 x 50 2500 Tầng 10 48.96 9.02 2649.72 1.2 1308.5 50 x 50 2500 Tầng 9 48.96 9.02 3091.33 1.2 1526.58 50 x 50 2500 Tầng 8 48.96 9.02 3532.95 1.2 1744.67 50 x 50 2500 Tầng 7 48.96 9.02 3974.57 1.2 1962.75 50 x 50 2500 Tầng 6 48.96 9.02 4416.19 1.2 2180.84 50 x 60 3000 Tầng 5 48.96 9.02 4857.81 1.2 2398.92 50 x 60 3000 Tầng 4 48.96 9.02 5299.43 1.2 2617 50 x 60 3000 Tầng 3 48.96 9.02 5741.05 1.2 2835.09 50 x 60 3000 Tầng 2 33.6 9.07 4266.53 1.2 2106.93 50 x 60 3000 Tầng 1 33.6 10.27 5176.08 1.2 2556.09 50 x 60 3000 Tầng hầm 33.6 10.04 5397.5 1.2 2665.43 50 x 60 3000

Bảng 3.18 Sơ bộ kích thước cột biên

SƠ BỘ CHỌN TIẾT DIỆN VÁCH VÀ LÕI THANG MÁY

Chiều dày vách của lõi cứng được xác định dựa trên chiều cao và số tầng của tòa nhà, đồng thời phải tuân thủ các quy định tại điều 3.4.1 - TCXD 198:1997.

Chiều dày vách đổ toàn khối chọn không nhỏ hơn 200mm và không nhỏ hơn 1/20 chiều cao tầng

Chiều dày vách biên chống xoắn được thiết kế là 300mm, trong khi vách bao ngoài của lõi thang máy và thang bộ có độ dày lần lượt là 300mm và 250mm Vách ngăn trong lõi thang có độ dày 200mm Chiều dài vách được tối ưu hóa nhằm tăng cường khả năng chống xoắn cho công trình, quá trình này được thực hiện bằng phần mềm ETABS.

Tổng diện tích mặt cắt ngang của vách (lõi) cứng có thể xác định theo công thức gần đúng sau: A vl  0.015A si với Asi – diện tích sàn từng tầng

Hình 3.7 Mặt cắt các vách của tòa nhà

STT Kết cấu Diện tích (m 2 ) Số lượng

Bảng 3.19 Diện tích vách của sàn lớn nhất

Ta thấy: A vl  12.87  0.015 719.1 10.78(   m 2 ) với A san  719.1( m 2 )

TÍNH TOÁN TẦNG ĐIỂN HÌNH

MÔ HÌNH BẰNG SAFE

 Tải trọng tính toán lên sàn

Như đã trình bày tại phần 3.4 Mục I chương 3

Trình bày tại phần 1, 2 mục I chương 3; Bảng 3.17 và 3.18

Hình 4 1 Mô hình sàn bằng SAFE

Hình 4 2 Mô hình hệ dầm sàn tầng điển hình trong SAFE

 Tải tường tác dụng lên dầm

Tường biên phần ban công và giặt phơi cao 1.2(m); Các tường còn lại cao đến đáy dầm tầng trên; Tường biên tòa nhà dày 200(mm)

Tải được trình bày tại bảng dưới đây:

Vị trí Vai trò Chiều dày (mm) Chiều cao tường (m)

 Tải tường phân bố đều trên dầm

Tường ban công, tường giặt phơi 200 1.2 18 4.32

Tường cao đến đáy dầm 200 2.6 18 9.36

Bảng 4 1 Tải trọng tường tác dụng lên các dầm tầng điển hình

Hình 4 2 Tính tải của các ô sàn tầng điển hình trong SAFE

Hình 4 3 Tải tương tác dụng lên dầm tầng điển hình trong SAFE

Hình 4 4 Hoạt tải của các sàn tầng điển hình trong SAFE

Hình 4 5 Dãy strip theo phương X và Y có bề rộng 1m

TÍNH TOÁN CỐT THÉP

Xuất moment từ dãy strip

Chia các dãy strip có bề rộng 1(m) tại gối và nhịp của tất cả các ô sàn

Hình 4 6 Moment dãy strip 2 phương X và Y

Chọn lớp bê tông bảo vệ: abv 15 mm 

Bê tông B30: R b 17.10 kN / m 3  2 ;R bt 1.2MPa 1.2 10 kN / m  3  2 ;   b 1

Thép AI    10  được dùng tính thép chịu lực tại nhịp

Tính toán thép cho ô sàn S1:

Momen nhịp dãy strip Ô S1 : M = 3.54 (kNm)

=> Chọn ϕ10a200 có A sc  3.93 cm   2 min max

Các giá trị mômen còn lại tính toán tương tự

As TT H.lượng ỉ a As CH H.lượng

(kN.m) (mm) (cm 2 ) mm (cm 2 )

Bảng 4 2 Kết quả tính toán thép sàn

Chú thích: Dấu “ * ” được sử dụng ở đây ý nói hàm lượng cốt thép đã chọn có thể thay đổi lớn hơn đẻ phù hợp cho việc nối thép

Kiểm tra độ võng sàn bằng phần mềm Safe

Kiểm tra độ võng đàn hồi của sàn

Giá trị chuyển vị lớn nhất fsàn = 1.14 cm Độ võng giới hạn (Theo TCVN 5574-2012)

Kết cấu sàn phải chịu tác động của nhiều loại tải trọng, bao gồm tải trọng thường xuyên, tải trọng tạm thời dài hạn và tải trọng tạm thời ngắn hạn Do đó, độ võng tối đa cho phép của bản sàn được quy định là 1/300 nhịp.

Giá trị độ võng của sàn thỏa mãn giới hạn cho phép

Tuy nhiên, độ võng đàn hồi chỉ phản ánh một phần, chưa tính đến các yếu tố như biến dạng, co ngót, sự hình thành vết nứt của bê tông, cùng với tác động ngắn hạn và dài hạn của tải trọng Khi xem xét tất cả các yếu tố này, độ võng thực tế sẽ lớn hơn so với dự đoán ban đầu.

Hình 4 7 Hình xuất giá trị độ võng trong SAFE

THIẾT KẾ CẦU THANG TẦNG ĐIỂN HÌNH

SỐ LIỆU TÍNH TOÁN

Chiều dày bản thang được chọn sơ bộ theo công thức :

( L 0  L 1  L 2  (100  250 10) (1000 150)     3750 là nhịp tính toán của bản thang)

 Chọn chiều dày bản thang hb = 140 mm

Kích thước dầm kiềng (dầm chiếu tới) được chọn sơ bộ theo công thức: dt

  , chọn hdt = 300mm dt dt h 300 b (100 150) mm

 Chọn kích thước dầm kiềng b x h = 200 x 300 mm

Cầu thang tầng điển hình của công trình là cầu thang 2 vế dạng bản Mỗi vế gồm 10 bậc thang với kích thước: hb0 mm; lb = 250 mm

Theo Sách Kết cấu bê tông cốt thép tập 3-Võ Bá Tầm

Góc nghiêng cầu thang: b 0 b h 160 tan 0.64 33 l 250

Hình 5 1 Mặt bằng và mặt cắt cầu thang

TẢI TRỌNG

Tải trọng tác dụng lên chiếu nghỉ của thang

 Tĩnh tải : gồm trọng lượng bản thân các lớp cấu tạo

Tĩnh tải được xác định theo công thức sau: n

1 g   n Trong đó:  i : khối lượng của lớp thứ i

 tdi : chiều dày tương đương của lớp thứ i theo phương bản nghiêng n i : hệ số tin cậy lớp thứ i (theo công thức bảng 1,TCVN 2737-1995)

Tải trọng Vật liệu Chiều dày (mm) ɣi (kN/m 3 ) n Tải tính toán (kN/m 2 ) Tĩnh tải Đá hoa cương 20 24 1.1 0.528

Bảng 5 1 Tĩnh tải tác dụng lên bản chiếu nghỉ

Trong đó: pc : hoạt tải tiêu chuẩn được lấy từ điều 4.3.1, bảng 3, TCVN 2737-1995 np : hệ số tin cậy được lấy từ điều 4.3.3, TCVN 2737-1995

Tải trọng tác dụng lên chiếu nghỉ là: q 1  g 1   p 5.134 3.6   8.734( kN m / 2 )

Hình 5 2 Cấu tạo bản chiếu nghỉ

Tải trọng tác dụng lên bản thang (phần bảng nghiêng)

Chiều dày tương đương của bậc thang được xác định theo công thức sau: td h cos b

Trong đó: hb: Chiều cao bậc thang;

Chiều dày tương đương của lớp đá granite, vữa xi măng: td b b i b

Trong đó: lb : Chiều dài bậc thang hb : Chiều cao bậc thang

 i : Chiều dày của lớp thứ i

Bản thang có độ nghiêng   33 o  cos 0.84

Lớp đá hoa cương: td1 (0.25 0.16) 0.02 0.84

Lớp bậc thang: td3 h cos b 0.16 0.84 0.0672(m)

Hình 5 3 Cấu tạo bản nghiêng

Tải trọng Vật liệu Chiều dày (mm)

Chiều dày tương đương (mm) ɣi (kN/m 3 ) n

Tĩnh tải Đá hoa cương 20 27.5 24 1.1 0.726

Bảng 5 2 Tải trọng tác dụng lên bản thang nghiêng

Tĩnh tải do tay vịn cầu thang bằng sắt + gỗ: 0.3 kN/m

TÍNH TOÁN BẢN THANG

Để tính toán, cắt một dãy bản có bề rộng 1m, vì hai vế cầu thang trong công trình giống nhau, sinh viên chỉ cần tính cho một vế và áp dụng kết quả tương tự cho vế còn lại Bản thang được liên kết với vách theo dạng liên kết ngàm.

Liên kết giữa bản thang nghiêng và dầm chiếu nghĩ: theo quan niệm tính toán trong sách tham khảo, xét tỉ số hd/hs:

 Nếu hd/hs < 3 thì liên kết giữa bản thang nghiêng với dầm chiếu tới được xem là khớp

 Nếu hd/hs 3 thì liên kết giữa bản thang nghiêng với dầm chiếu tới được xem là ngàm

Trong thực tế, việc tính toán cầu thang gặp một số bất cập, đặc biệt là trong kết cấu bê tông toàn khối, nơi không tồn tại liên kết ngàm tuyệt đối hay liên kết khớp tuyệt đối.

Cho nên liên kết giữa bản thang với dầm chiếu tới là liên kết bán trung gian giữa liên kết ngàm và khớp

Trong thiết kế cầu thang, việc liên kết giữa bản thang và dầm chiếu tới được xem như khớp có thể dẫn đến tình trạng thiếu thép gối và dư thép bụng, gây nứt kết cấu tại gối do thiếu thép Thực tế cho thấy, khi cầu thang bị nứt tại gối, các lớp gạch lót sẽ bị bong ra, vì vậy việc nứt cầu thang cần được tránh trong thiết kế.

Hàm lượng thép thỏa điều kiện: min    max ; min 0.05% max 2.52%

  đối với nhóm cốt thép AIII và  max 4.5% đối với nhóm cốt thép AI

(kNm) b (mm) h (mm) ho (mm) αm ξ A tt s

Bảng 5 3 Bảng kết quả tính cốt thép bản thang

Hình 5 4 Sơ đồ tính của vế 1 cầu thang

Hình 5 5 Biểu đồ moment vế 1

Hình 5 6 Biểu đồ lực cắt vế 1

Kiểm tra khả năng chịu cắt của bê tông

Khả năng chịu cắt của bê tông:

Bê tông bản thang đủ khả năng chịu cắt.

TÍNH TOÁN DẦM CHIẾU TỚI

Tải trọng tác dụng lên dầm chiếu tới bao gồm trọng lượng bản thân dầm thang, phản lực từ bản thang, và tải trọng từ ô sàn chiếu tới.

+ Phản lực theo phương đứng : P = 58.75 (kN) = 51.1(kN/m)

Hình 5 7 Biểu đồ phản lực tại gối của cầu thang

- Tải trọng bản thân dầm thang:

- Tải trọng do ô sàn truyền vào theo dạng hình thang với giá trị q3 = 4.62 (kN/m)

Hình 5 8 Sơ đồ truyền tải của sàn lên dầm

Tổng tải trọng là: qq 1 q 2 q 3 51.1 0.88 4.6256.6(kN m/ )

Tính thép dọc dầm chiếu tới

Hình 5 9 Sơ đồ tính dầm chiếu tới

Giải hệ siêu tĩnh bằng phần mềm etabs ta được:

Hình 5 10 Biểu đồ moment của dầm chiếu tới

Hình 5 11 Biểu đồ lực cắt của dầm chiếu tới

Ta có: M nhip  19.98( kN m M ); goi  39.96( kN m ); Q max  83.39( kN )

Hàm lượng thép thỏa điều kiện: min     max ;  min  0.05% max 2.52%

  đối với nhóm cốt thép AIII và  max  4.5% đối với nhóm cốt thép AI Kết quả tính toán cốt thép theo bảng sau:

Tính thép đai dầm chiếu tới

 Tính thép đai bố trí cho đoạn gần gối tựa: Q max  83.4( kN )

- Khả năng chịu cắt của bê tông:

 Bêtông không đủ khả năng chịu cắt cần phải tính cốt đai

- Chọn cốt đai ỉ8 (aw = 50.24mm 2 ), số nhỏnh cốt đai n = 2

- Xác định số bước cốt đai theo điều kiện cấu tạo:

 Chọn S = 100 (mm), bố trí trong đoạn L/4 đầu dầm

 Tính thép đai bố trí cho đoạn giữa nhịp

Chọn S = 200 (mm) bố trí trong đoạn L/2 ở giữa dầm o Kiểm tra khả năng chịu cắt của cốt đai

Khả năng chịu cắt của cốt đai và bê tông:

Q    R bh q         kN  Điều kiện kiểm tra: w w1

Vậy cốt đai bố trí cốt đai như trên thỏa

Kiểm tra võng cho bản nghiêng

Tiến kiểm hành kiểm tra võng tại vị trí giữa nhịp của bản thang nghiêng

Kết quả chuyển vị tại vị trí giữa nhịp của bản thang nghiêng cho thấy độ võng được xác định dựa trên vật liệu lý tưởng với độ cứng EJ Khi thay thế vật liệu lý tưởng bằng bê tông cốt thép (BTCT) có độ cứng B, các yếu tố ảnh hưởng cần được xem xét.

+ Biến dạng dẻo của bê tông

+ Xét đến sự có mặt của cốt thép

+ Sự xuất hiện vết nứt trong vùng chịu kéo của tiết diện

Theo thực nghiệm thì : EJ 2 : 3 BfBTCT  2 : 3 fSBVL;

 Độ võng thực tế của bản thang nghiêng: f  3 UZ 3 0.767 2.301 mm     Độ võng cho phép:    

  f 2.301(mm) f 7.7(mm)Thỏa điều kiện võng

THIẾT KẾ KẾT CẤU KHUNG

TẢI TRỌNG

Tĩnh tải gồm các tải:

+ Tĩnh tải bản thân (SW) được phần mềm tính toán

+ Tĩnh tải cấu tạo (SDL) do các lớp hoàn thiện đã tính tại phần 3 mục I chương 3 + Tĩnh tải tường xây (WL) đã tính tại phần 3 mục I chương 3

Hoạt tải sử dụng LL1, LL2 của các tầng đã được tính tại mục 2

Công trình xây dựng tại Quận Tân Phú, Tp Hồ Chí Minh thuộc vùng II.A loại địa hình

C Giá trị tiêu chuẩn thành phần tĩnh của tải trọng gió được xác định theo công thức của TCVN 2737: 1995:

Áp lực gió tiêu chuẩn được xác định là W 0 = 83 daN/m² theo mục 6.4.1 TCVN 2737:1995 Hệ số k được sử dụng để điều chỉnh áp lực gió theo độ cao và dạng địa hình, trong đó c = 1.4 Hệ số khí động c có giá trị c = +0.8 cho mặt đón gió và c = -0.6 cho mặt khuất gió.

Giá trị tính toán thành phần tĩnh của tải trọng gió: W t t  W o 

Với  1.2 hệ số tin cậy của tải trọng gió

Chiều cao mặt đón gió k L y (m)

Bảng 6 1 Tải trọng gió tĩnh theo phương X

Chiều cao mặt đón gió k L x (m) W y (kN)

Bảng 6 2 Tải trọng gió tĩnh theo phương Y

Tiến hành gán các giá trị vừa tính toán vào Etabs

Hình 6 1 Gắn gió tĩnh theo phương X

Hình 6 2 Gắn gió tĩnh theo phương Y

Tính toán thành phần gió động

Thành phần động của gió được xác định dựa theo tiêu chuẩn TCXD 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 Tiêu chuẩn hiện hành chỉ xem xét thành phần gió dọc theo phương X và phương Y, trong khi thành phần gió ngang và momen xoắn không được đề cập.

Thiết lập tính toán động lực

Theo TCVN 229 – 1999, sơ đồ tính toán động lực được xác định là hệ thanh console với số điểm tập trung khối lượng hữu hạn, dựa trên các quy định trong phụ lục A của TCXD 299-1999 Việc áp dụng các phương pháp tính toán này là cần thiết để đảm bảo tính chính xác và hiệu quả trong thiết kế.

Theo TCXD 229:1999, việc tính toán thành phần động của tải trọng gió chỉ cần dựa vào dạng dao động đầu tiên, với tần số dao động riêng cơ bản thứ s phải thỏa mãn bất đẳng thức: f s < f L < f s1 +.

Trong đó: fL được tra trong bảng 2 TCXD 229:1999 Đối với kết cấu sử dụng bê tông cốt thép lấy δ = 0.3 tra bảng thu được fL = 1.3 Hz

Cột và vách được ngàm với móng

Để tính toán gió động của công trình, cần xem xét hai phương X và Y, trong đó chỉ tập trung vào phương có chuyển vị lớn hơn Các bước tính toán thành phần động của gió bao gồm các quy trình cụ thể nhằm đảm bảo độ chính xác và hiệu quả trong thiết kế công trình.

- Xác định tần số dao động riêng của công trình

Sử dụng phần mềm Etabs khảo sát với 16 mode dao động của công trình

Mode Period UX UY UZ RX RY RZ Modal mass

Bảng 6 3 Phần trăm khối lượng tham gia dao động

Modal 1 1.4825 0.6745 X Modal 2 1.2255 0.8160 Y Modal 3 1.0862 0.9206 Xoắn Nhận xét:

Căn cứ vào bảng 3 ta có: f3= 0.9206 < fL= 1.3 < f4 = 2.64

Như vậy theo TCXD 229-1999, tính thành phần động của gió với 3 mode tải trọng

Khảo sát các dạng giao động riêng:

Tính toán chu kỳ dao động riêng và dạng dao động riêng cho 16 dạng dao động đầu tiên là rất quan trọng Theo TCXD 229:1999, khối lượng tập trung được xác định là 100% tĩnh tải và 50% hoạt tải trong quá trình phân tích dao động.

Hình 6 3 Gán khối lượng tập trung Etabs tính dao động

Hình 6 4 Các dạng dao động cơ bản

Kết quả khảo sát các dạng dao động trên Etabs:

Hình 6 5 Dạng dao động của công trình tại mode 3

Khi quan sát dao động trong Etabs nhận thấy mode 3 bị xoắn nên bị loại Do vậy chỉ xác định thành phần động của gió theo 2 mode:

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

Cơ sở lý thuyết tính toán thành phần động của gió

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 của TCVN 229 : 1999 :

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

  i - hệ số động lực ứng với dạng dao động thứ i không thứ nguyên

  i - hệ số được xác định bằng cách chia công trình thành nhiều phần, trong phạm vi mỗi phần tải trọng gió có thể được xem như không đổi

- dịch chuyển ngang tỉ đối của trọng tâm phần công trình thứ j ứng dạng dao động riêng thứ I, không thứ nguyên

Hệ số xác định  i cho dạng dao động thứ i được tính toán dựa trên đồ thị xác định hệ số động lực trong TCVN 2737-1995, phụ thuộc vào thông số  i và độ giảm loga của dao động Đối với công trình bằng bê tông cốt thép, hệ số giảm  được lấy là 0,3.

Thông số  i xác định theo công thức:

 - hệ số độ tin cậy lấy bằng 1,2

W N / m0 - giá trị áp lực gió, đã xác định ở trênW 0  830 N / m  2  fi- tần số dao động riêng thứ i (Hz)

Hình 6 6 Đồ thị xác định hệ số động lực  I Chú thích:

 Đường cong 1: Sử dụng cho công trình bê tông cốt thép và gạch đá kể cả các công trình bằng khung thép có kết cấu bao che    0,3 

 Đường cong 2: Sử dụng cho các công trình tháp trụ thép, ống khói, các thiết bị dạng cột có bệ bằng bê tông cốt thép    0,15 

Hình 6 7 Biêu đồ xác định giá trị hệ số động lực

Hệ số  1 được xác định bằng công thức:

Trong công thức, W Fj đại diện cho giá trị tiêu chuẩn của thành phần động lực do tải trọng gió tác động lên phần thứ j của công trình Công thức này chỉ xem xét ảnh hưởng của xung vận tốc gió và có thứ nguyên là lực.

Si : Diện tích mặt đón gió ứng với phần tử thứ j của công trình

: là hệ số tương quan không gian áp lực động của tải trọng gió ứng với dạng dao động khác nhau của công trình, không thứ nguyên

+ Với dạng dao động thứ nhất: = 1

+ Các dạng dao động còn lại: = 1

Giá trị  1 được lấy theo Bảng 4 TCXD 229-1999 phụ thuộc vào 2 tham số và

Tra Bảng 5 TCXD 229-1999 để có được 2 thông số này

Các thông số D và H được xác định như hình sau (mặt màu đen là mặt đón gió): y = -22094x 5 + 10211x 4 - 1635.4x 3 + 76.916x 2 + 8.943x + 1.1

Biểu đồ xác định hệ số động lực

Hình 6 8 Hệ tọa độ khi xác định hệ số không gian ν

Sau khi xác định các thông số M, j, ψ, ξ i, i, y i, chúng ta có thể tính toán giá trị tiêu chuẩn của thành phần động do gió tác động lên phần tử j trong dạng dao động thứ I.

Tầng Mj (kN)   yji(m) WFj  1 WpjiY

WttpjiY (kN) Tầng 1 920.1152 0.0411 1.51 0.0002 29.871 4.368 1.214 1.457 Tầng 2 947.2962 0.0365 1.466 0.0008 42.767 4.368 4.853 5.824 Tầng 3 1022.1916 0.0127 1.223 0.0017 43.662 4.368 9.283 11.14 Tầng 4 981.6375 0.0103 1.199 0.0026 37.819 4.368 13.367 16.04 Tầng 5 981.6375 0.0085 1.181 0.0036 38.839 4.368 18.23 21.876 Tầng 6 979.802 0.0056 1.152 0.0047 39.556 4.368 23.172 27.806 Tầng 7 977.5994 0.0048 1.145 0.0058 40.59 4.368 28.358 34.03 Tầng 8 977.1099 0.0034 1.131 0.007 41.37 4.368 33.79 40.548 Tầng 9 977.1099 0.0032 1.129 0.0082 42.065 4.368 39.512 47.414 Tầng 10 977.1099 0.0028 1.126 0.0094 42.56 4.368 45.174 54.209 Tầng 11 976.4981 0.0022 1.12 0.0107 42.978 4.368 51.116 61.339 Tầng 12 976.0086 0.0019 1.117 0.0119 43.246 4.368 56.668 68.002 Tầng 13 987.5699 0.0019 1.117 0.0132 43.837 4.368 63.603 76.324 Tầng thượng 987.4133 0.0017 1.115 0.0144 22.159 4.368 69.25 83.1 Tầng mái 278.4791 0.0014 1.113 0.0158 36.22 4.368 21.391 25.669

Bảng 6 4 Kết quả tính toán thành phần gió động thep phương Y

Tầng Mj (t)   yji WFj  1 WpjiX

WttpjiX (kN) Tầng 1 920.1152 0.0411 1.51 0.0002 30.167 4.199 1.167 1.4 Tầng 2 947.2962 0.0365 1.466 0.001 45.849 4.199 5.831 6.997 Tầng 3 1022.1916 0.0127 1.223 0.0022 42.007 4.199 11.549 13.859 Tầng 4 981.6375 0.0103 1.199 0.0031 36.386 4.199 15.321 18.385 Tầng 5 981.6375 0.0085 1.181 0.0042 37.367 4.199 20.445 24.534 Tầng 6 979.802 0.0056 1.152 0.0053 38.057 4.199 25.12 30.144 Tầng 7 977.5994 0.0048 1.145 0.0064 39.052 4.199 30.081 36.097 Tầng 8 977.1099 0.0034 1.131 0.0075 39.802 4.199 34.803 41.764 Tầng 9 977.1099 0.0032 1.129 0.0087 40.471 4.199 40.3 48.36 Tầng 10 977.1099 0.0028 1.126 0.0097 40.947 4.199 44.813 53.776 Tầng 11 976.4981 0.0022 1.12 0.0108 41.35 4.199 49.597 59.516

Tầng 12 976.0086 0.0019 1.117 0.0117 41.607 4.199 53.56 64.272 Tầng 13 987.5699 0.0019 1.117 0.0127 42.176 4.199 58.826 70.591 Tầng thượng 987.4133 0.0017 1.115 0.0137 21.319 4.199 63.334 76.001 Tầng mái 278.4791 0.0014 1.113 0.0153 28.211 4.199 19.912 23.894

Bảng 6 5 Kết quả tính toán thành phần gió động thep phương X

Tiếng hành gán thành phần gió động vào phần mềm Etabs

Hình 6 9 Gió động theo phương X

Hình 6 10 Gió động theo phương Y

Phương pháp “phân tích phổ phản ứng dao động”

Để xác định các dạng dao động chính của hệ kết cấu, trước tiên cần áp dụng cách tính thông thường Tiếp theo, từ phổ phản ứng động đất đã cho, ta xác định các phổ gia tốc cực đại tương ứng với chu kỳ dao động chính Dựa trên thông tin này, kỹ thuật phân tích dạng sẽ được sử dụng để hoàn thiện quá trình.

Phương pháp tổ hợp thống kê được sử dụng để xác định 61 phản ứng lớn nhất của hệ kết cấu dựa trên các dạng dao động chính Phương pháp phân tích phổ phản ứng có thể áp dụng cho mọi loại nhà, theo quy định tại Mục 4.3.3 TCVN 9386:2012.

Khi xem xét số dạng dao động, cần phải đánh giá phản ứng của tất cả các dao động có ảnh hưởng đáng kể đến phản ứng tổng thể của công trình Do đó, cần phải đảm bảo đáp ứng một trong hai điều kiện sau đây.

Tổng các trọng lượng hữu hiệu của các dạng dao động (mode) được xét chiếm ít nhất 90% tổng trọng lượng kết cấu

Tất cả dạng dao động (mode) có trọng lượng hữu hiệu lớn hơn 5% của tổng trọng lượng đều được xét đến Áp dụng tính toán

Các bước xác định tải trọng động đất theo phương pháp phổ thiết kế dùng cho phân tích đàn hồi

Bước 1: Xác định loại đất nền.( Theo Bảng 3.1 TCVN 9386-2012)

Để xác định tỉ số agR/g, trong đó agR là đỉnh gia tốc nền tham chiếu tùy thuộc vào vị trí xây dựng công trình, bạn cần tham khảo Bảng phân vùng gia tốc nền trong phụ lục G của TCVN 9386-2012 Gia tốc trọng trường được tính là g = 9.81 m/s².

Bước 3: Xác định hệ số tầm quan trọng γ1

Mức độ tầm quan trọng được đặc trưng bởi hệ số tầm quan trọng γ1

Các định nghĩa về mức độ tầm quan trọng (γ1 = 1.25, 1.00, 0.75) (Phụ lục E – TCVN 9386-2012) tương ứng với công trình loại I, II, III (Phụ lục F – TCVN 9386-2012)

Bước 4: Xác định giá trị gia tốc đất nền thiết kế ag

Theo quy định của TCVN 9386-2012 thì:a g a gR  1

 a g > 0.08g: Động đất mạnh phải thiết kế kháng chấn

 0.04g < a g < 0.08g: Động đất yếu chỉ cần áp dụng các biện pháp cấu tạo kháng chấn

 a g < 0.04g: Không cần thiết kế kháng chấn

Bước 5: Xác định hệ số ứng xử q của kết cấu bê tông cốt thép

Hệ khung hoặc hệ khung tương đương (hỗn hợp khung – vách), có thể xác định gần đúng như sau (cấp dẻo trung bình) (xem mục 5.2.2.2, TCVN 9386-2012) q = 3.3 nhà một tầng

62 q = 3.6 nhà nhiều tầng, khung một nhịp q = 3.9 nhà nhiều tầng, khung nhiều nhịp hoặc kết cấu hỗn hợp tương đương khung

Bước 6 trong phân tích dao động bao gồm việc xác định chu kỳ, tần số và khối lượng tham gia dao động cho các dạng dao động khác nhau Đối với phương pháp tĩnh lực ngang tương đương, khi chiều cao H nhỏ hơn 40m, có thể sử dụng công thức gần đúng để thực hiện các phép tính này.

Nếu nhà có H > 40m, hoặc dùng phương pháp phổ phản ứng: dùng phần mềm hỗ trợ

Tiến hành khai báo Mass Source trong chương trình Etabs dựa trên Mục 3.2.4 TCVN 9386-2012:

Hình 6 11 Gắn khối lượng tập trung Etabs tính động đất

Bước 7: Xây dựng phổ thiết kế dùng cho phân tích đàn hồi

Phổ thiết kế đàn hồi theo phương nằm ngang được xác định để ứng phó với thành phần nằm ngang của tác động động đất Đặc biệt, phổ thiết kế không thứ nguyên Sd(T) được tính toán dựa trên các tiêu chuẩn kỹ thuật nhất định.

 Sd(T) : Phổ phản ứng đàn hồi

 T : Chu kì dao động của hệ tuyến tính một bậc tự do

 ag : Gia tốc nền thiết kế

 TB : Giới hạn dưới của chu kì ứng với đoạn nằm ngang của phổ phản ứng gia tốc

 TC : Giới hạn trên của chu kì ứng với đoạn nằm ngang của phổ phản ứng gia tốc

 TD : Giá trị xác định điểm bắt đầu của phản ứng dịch chuyển không đổi trong phổ phản ứng

 β = 0.2 : Hệ số ứng với cận dưới phổ thiết kế theo phương nằm ngang

Loại đất nền S Ts (s) Tc (s) TD (s)

Bảng 6 6 Giá trị tham số mô tả phản ứng đàn hồi theo phương ngang

Kết quả tính toán: Địa điểm Quận Tân Phú, Tp.HCM Đỉnh gia tốc nền tham chiếu agR 0.0702 9.81 0.6887

Hệ số tầm quan trọng γ1 1.25

Hệ số ứng xử theo phương ngang q 3.90

Hệ số ứng xử theo phương đứng q 1.50

Bảng 6 7 Đặc điềm đất nền công trình

Giới hạn dưới của chu kỳ TB 0.20

Giới hạn trên của chu kỳ TC 0.60

Giá trị xác định điểm bắt đầu của phản ứng dịch chuyển TD 2.00

Bảng 6 8 Các thông số dẫn xuất

Hình 6 12 Kết quả phân tích phổ đàn hồi và phổ thiết kế theo 2 phương bằng Excel

Gán tải động đất vào Etabs

Nhập phổ thiết kế vào chương trình Etabs 9.7.4

Hình 6 13 Nhập phổ thiết kế vào Etabs

Thêm trường hợp tải động đất:

KHAI BÁO CÁC TRƯỜNG HỢP TẢI TRỌNG VÀ TỔ HỢP TẢI TRỌNG.65 6.3 KIỂM TRA ỔN ĐỊNH CÔNG TRÌNH

STT Tên trường hợp tải Ký hiệu Loại Self weight

Auto Lateral load Ghi chú

1 Trọng lượng bản thân cấu kiện SW Dead 1

2 Tải trọng hoàn thiện SDL Super dead 0

3 Tải trọng tường WL Dead 0

4 Hoạt tải sử dụng 1 LL1 Live 0 < 2 kN/m2

5 Hoạt tải sử dụng 2 LL2 Live 0 ≥ 2 kN/m2

6 Gió tĩnh phương X WTX Wind 0 User defined Geometric center

7 Gió tĩnh phương Y WTY Wind 0 User defined Geometric center

8 Gió động dạng 1 phương Y WDY1 Wind 0 User defined Center mass

Bảng 6 9 Khai báo báo tải trọng trong Etabs Hình 6 14 Khai báo tải động đất trong Etabs

1 WDX SRSS WD1X; WD2X; WD3X 1; 1; 1

3 WDY SRSS WD1Y; WD2Y; WD3Y 1; 1; 1

5 Comb1 Add DL; SDL; WL; LL1; LL2 1.1; 1.2; 1.1; 1.3; 1.2

6 Comb2 Add DL; SDL; WL; WX 1.1; 1.2; 1.1; 1.2

7 Comb3 Add DL; SDL; WL; WX 1.1; 1.2; 1.1; -1.2

8 Comb4 Add DL; SDL; WL; WY 1.1; 1.2; 1.1; 1.2

9 Comb5 Add DL; SDL; WL; WY 1.1; 1.2; 1.1; -1.2

10 Comb6 Add DL; SDL; WL; LL1; LL2; WX 1.1; 1.2; 1.1; 1.17; 1.08;

11 Comb7 Add DL; SDL; WL; LL1; LL2; WX 1.1; 1.2; 1.1; 1.17; 1.08; -

12 Comb8 Add DL; SDL; WL; LL1; LL2; WY 1.1; 1.2; 1.1; 1.17; 1.08;

13 Comb9 Add DL; SDL; WL; LL1; LL2; WY 1.1; 1.2; 1.1; 1.17; 1.08; -

14 Comb10 Add DL; SDL; WL; QX 1.1; 1.2; 1.1; 1

15 Comb11 Add DL; SDL; WL; QX 1.1; 1.2; 1.1; -1

16 Comb12 Add DL; SDL; WL; QY 1.1; 1.2; 1.1; 1

17 Comb13 Add DL; SDL; WL; QY 1.1; 1.2; 1.1; -1

18 Comb14 Add DL; SDL; WL; LL1; LL2; QX 1.1; 1.2; 1.1; 0.39; 0.36; 1

19 Comb15 Add DL; SDL; WL; LL1; LL2; QX 1.1; 1.2; 1.1; 0.39; 0.36; -1

20 Comb16 Add DL; SDL; WL; LL1; LL2; QY 1.1; 1.2; 1.1; 0.39; 0.36; 1

21 Comb17 Add DL; SDL; WL; LL1; LL2; QY 1.1; 1.2; 1.1; 0.39; 0.36; -1

22 Comb18 Add DL; SDL; WL; LL1; LL2; QX;

26 Comb22 Add DL; SDL; WL; LL1; LL2; QY;

Bảng 6 10 Các trường hợp tổ hợp tải trọng tiêu chuẩn – TTGH I

6.3 KIỂM TRA ỔN ĐỊNH CÔNG TRÌNH

Kiểm tra chuyển vị đỉnh cho công trình

Theo TCXD 198:1997, chuyển vị ngang tại đỉnh của nhà cao tầng được tính bằng phương pháp đàn hồi, với điều kiện cho kết cấu Khung – Vách là H 50400 f 67.2 (mm).

 f là chuyển vị theo phương ngang tại đỉnh kết cấu

 H là chiểu cao công trình

Xuất kết quả từ file ETABS, chọn tất cả các tổ hợp tải trọng tiêu chuẩn (trừ Combbao) để lấy kết quả chuyện vị ngang UX và UY

TABLE: Diaphragm Center of Mass Displacements Story Diaphragm Load Case/Combo UX UY RZ CHECK

Bảng 6 11 Kết quả chuyển vị đỉnh công trình

Kiểm tra độ lệch giữa các tầng

Theo Mục 4.4.3.2 TCVN 9386:2012, điều kiện kiểm tra: d c 0.0032 h 0.0032 3.2 0.01024(m)

 dc : chuyển vị lệch tầng

Xuất kết quả từ file ETABS, chọn tất cả các tổ hợp tải trọng tiêu chuẩn (trừ Combbao) để lấy kết quả chuyển vị lệch tầng trong Story Drifts

The drift check results for TANG 10 indicate that the maximum drift for combinations COMB18, COMB19, COMB20, and COMB21 is 0.000563, all of which are within acceptable limits Additionally, the overall drift deviation for the structure is recorded at 0.000928.

Bảng 6 12 Kết quả chuyển vị lệch tầng lớn nhất

TÍNH TOÁN DẦM SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH

Hình 6 15 Mặt bằng bố trí dầm tầng điển hình

Tính toán cốt thép dọc

Dầm là cấu kiện chịu uốn dưới tải trọng thẳng đứng, vì vậy cần sử dụng biểu đồ nội lực TH BAO để tính toán cốt thép Trong quá trình tính toán, dầm được thiết kế với cốt thép đơn Nếu sử dụng cốt thép kép, cần tăng tiết diện của dầm để đảm bảo khả năng chịu lực.

Chọn lớp bảo vệ dầm là 25mm

Căn cứ vào cấp độ bền của bê tông B30, tra bảng E2 TCXDVN 5574-2012, ta xác định được các thông số   R 0.583;  R 0.413 đối với nhóm cốt thép AIII

Khoảng cách từ mép bê tông chịu kéo đến trọng tâm nhóm cốt thép chịu kéo là h 0

Hình 6 16 Mặt bằng bố trí dầm sàn điển hình trong Etabs

Hình 6 17 Biểu đồ nội lực khung tầng điển hình

Tính toán điển hình: Tính toán cốt thép dầm BA-23 tại tầng 3 khung trục A có tiết diện b x h = 30 x 60 cm

Kết quả nội lực xuất từ Etabs tại gối trái: Mg = -354.12 (kN.m)

Các hệ số tính toán:

Ta thấy:  min 0.05%  1.17%  max 2.52%Thỏa điều kiện

Tương tự đối với các dầm khung còn lại ta có bảng kết quả tính toán như bên dưới

Trục Tên Vị trí mặt cắt

Mmax b h a = a' h0 Thép tính Chọn thép S thép chọn (kNm) (mm) (mm) (mm) (mm) As(cm2) As (cm2) trục A'

Gối trỏi -15.24 200 400 40 360 0.035 0.036 1.21 2 ỉ 20 6.28 0.87 Nhịp 10.9 200 400 40 360 0.025 0.025 0.84 2 ỉ 20 6.28 0.87 Gối Phải -35.23 200 400 40 360 0.08 0.083 2.78 2 ỉ 20 6.28 0.87

Gối trỏi -44.74 200 400 40 360 0.102 0.108 3.62 2 ỉ 20 6.28 0.87 Nhịp 30.12 200 400 40 360 0.068 0.07 2.35 2 ỉ 20 6.28 0.87 Gối Phải -44.74 200 400 40 360 0.102 0.108 3.62 2 ỉ 20 6.28 0.87 trục A

Gối trỏi -354.12 300 600 40 560 0.221 0.253 19.8 4 ỉ 25 19.63 1.17 Nhịp 79.13 300 600 40 560 0.049 0.05 3.91 2 ỉ 20 6.28 0.37 Gối Phải -94.73 300 600 40 560 0.059 0.061 4.77 2 ỉ 25 9.81 0.58 BA-34

Gối trỏi -407.35 300 700 40 660 0.183 0.204 18.81 4 ỉ 25 19.63 0.99 Nhịp 346.09 300 700 40 660 0.156 0.171 15.77 4 ỉ 25 19.63 0.99 Gối Phải -401.95 300 700 40 660 0.181 0.201 18.54 4 ỉ 25 19.63 0.99 trục B

Gối trỏi -268.11 300 600 40 560 0.168 0.185 14.48 3 ỉ 25 14.72 0.88 Nhịp 173.47 300 600 40 560 0.108 0.115 9 3 ỉ 20 9.42 0.56 Gối Phải -301.81 300 600 40 560 0.189 0.211 16.51 2ỉ25+2ỉ20 16.09 0.96 BB-34

Gối trỏi -207.49 300 600 40 560 0.13 0.14 10.95 2ỉ25+1ỉ20 12.95 0.77 Nhịp 82.48 300 600 40 560 0.052 0.053 4.15 2 ỉ 20 6.28 0.37 Gối Phải -190.56 300 600 40 560 0.119 0.127 9.94 2ỉ25 9.81 0.58 trục C

Gối trỏi -222.6 300 700 40 660 0.1 0.106 9.78 2 ỉ 25 9.81 0.5 Nhịp 177.24 300 700 40 660 0.08 0.083 7.65 2 ỉ 25 9.81 0.5 Gối Phải -432.91 300 700 40 660 0.195 0.219 20.2 4 ỉ 25 19.63 0.99 BC-34

Gối trỏi -405.84 300 700 40 660 0.183 0.204 18.81 4 ỉ 25 19.63 0.99 Nhịp 170.68 300 700 40 660 0.077 0.08 7.38 2 ỉ 25 9.81 0.5 Gối Phải -223.3 300 700 40 660 0.101 0.107 9.87 2 ỉ 25 9.81 0.5 Giữa C và D B34*

Gối trỏi -14.91 200 300 40 260 0.065 0.067 1.62 2 ỉ 20 6.28 1.21 Nhịp 6.97 200 300 40 260 0.03 0.03 0.73 2 ỉ 20 6.28 1.21 Gối Phải -28.67 200 300 40 260 0.125 0.134 3.25 2 ỉ 20 6.28 1.21 trục D

Gối trỏi -220.43 300 600 40 560 0.138 0.149 11.66 4 ỉ 20 12.56 0.75 Nhịp 123.34 300 600 40 560 0.077 0.08 6.26 2 ỉ 20 6.28 0.37 Gối Phải -204.41 300 600 40 560 0.128 0.137 10.72 4 ỉ 20 12.56 0.75 BD-34

Gối trỏi -121.38 300 700 40 660 0.055 0.057 5.26 2 ỉ 20 6.28 0.32 Nhịp 62.27 300 700 40 660 0.028 0.028 2.58 2 ỉ 20 6.28 0.32 Gối Phải -102.43 300 700 40 660 0.046 0.047 4.33 2 ỉ 20 6.28 0.32 BD-45

Gối trỏi -93.86 300 600 40 560 0.059 0.061 4.77 2 ỉ 20 6.28 0.37 Nhịp 69.62 300 600 40 560 0.044 0.045 3.52 2 ỉ 20 6.28 0.37 Gối Phải -212.6 300 600 40 560 0.133 0.143 11.19 4 ỉ 20 12.56 0.75 BD-56 Gối trỏi -33.43 300 600 40 560 0.021 0.021 1.64 2 ỉ 20 6.28 0.37 trục F

Gối trỏi -197.22 300 600 40 560 0.123 0.132 10.33 4 ỉ 20 12.56 0.75 Nhịp 64.87 300 600 40 560 0.041 0.042 3.29 2 ỉ 20 6.28 0.37 Gối Phải -90.01 300 600 40 560 0.056 0.058 4.54 2 ỉ 20 6.28 0.37 BF-34

Bảng 6 13 Kết quả tính thép dầm trục phương X

Trục Tên Vị trí mặt cắt

Mmax b h a = a' h0 Thép tính Chọn thép S thép chọn (kNm) (mm) (mm) (mm) (mm) As(cm2) As (cm2) trục 1

Gối trỏi -30.2 200 400 40 360 0.069 0.072 2.41 2 ỉ 20 6.28 0.87 Nhịp 20.79 200 400 40 360 0.047 0.048 1.61 2 ỉ 20 6.28 0.87 Gối Phải -19.97 200 400 40 360 0.045 0.046 1.54 2 ỉ 20 6.28 0.87 B1-CD

Gối trỏi -205.51 300 600 40 560 0.128 0.137 10.72 2ỉ25+1ỉ20 12.95 0.77 Nhịp 130.47 300 600 40 560 0.082 0.086 6.73 3 ỉ 20 9.42 0.56 Gối Phải -159.13 300 600 40 560 0.099 0.104 8.14 3 ỉ 20 9.42 0.56 B2-CD

Gối trỏi -9.6 200 300 40 260 0.042 0.043 1.04 2 ỉ 20 6.28 1.21 Nhịp 8.98 200 300 40 260 0.039 0.04 0.97 2 ỉ 20 6.28 1.21 Gối Phải -15.56 200 300 40 260 0.068 0.07 1.7 2 ỉ 20 6.28 1.21 trục giữa 3 và 4 B-A'B

Gối trỏi -67.2 300 600 40 560 0.042 0.043 3.36 2 ỉ 20 6.28 0.37 Nhịp 133.09 300 600 40 560 0.083 0.087 6.81 2 ỉ 25 9.81 0.58 Gối Phải -28.86 300 600 40 560 0.018 0.018 1.41 2 ỉ 20 6.28 0.37 B-CD

Gối trỏi -163.13 300 600 40 560 0.102 0.108 8.45 2 ỉ 25 9.81 0.58 Nhịp 118.89 300 600 40 560 0.074 0.077 6.02 2 ỉ 20 6.28 0.37 Gối Phải -62.45 300 600 40 560 0.039 0.04 3.13 2 ỉ 20 6.28 0.37 B-DF

Gối trỏi -14.08 200 300 40 260 0.061 0.063 1.53 2 ỉ 20 6.28 1.21 Nhịp 6.55 200 300 40 260 0.028 0.028 0.68 2 ỉ 20 6.28 1.21 Gối Phải -7.66 200 300 40 260 0.033 0.034 0.82 2 ỉ 20 6.28 1.21 trục 4

Gối trỏi -142.4 300 600 40 560 0.089 0.093 7.28 2 ỉ 25 9.81 0.58 Nhịp 119.41 300 600 40 560 0.075 0.078 6.1 2 ỉ 20 6.28 0.37 Gối Phải -215.37 300 600 40 560 0.135 0.146 11.42 2ỉ25+1ỉ20 12.95 0.77

Gối trỏi -290.53 300 600 40 560 0.182 0.203 15.88 2ỉ20+2ỉ25 16.09 0.96 Nhịp 108.41 300 600 40 560 0.068 0.07 5.48 2 ỉ 20 6.28 0.37 Gối Phải -66.58 300 600 40 560 0.042 0.043 3.36 2 ỉ 25 9.81 0.58 trục 5 B5-BC Nhịp 136.57 300 600 40 560 0.085 0.089 6.96 2 ỉ 20 6.28 0.37

Bảng 6 14 Kết quả tính thép dầm trục Y

Tính toán cốt đai dầm tầng điển hình

Tính cốt đai cho dầm B4-BC có kích thước 300×600 tại tầng 3 có lực cắt lớn nhất Qmax = 200.36 (kN)

Qmax Cốt đai Số nhánh n

(kN) (mm) (Mpa) (Mpa) (Mpa) (mm) (mm) (mm)

Q0 Điều kiện tính cốt đai

Sct nhịp Sct gối Stt ϕn ϕf qsw 116.64 Tính cốt đai 450 200 785.91 0 0 226.08

Khả năng chịu cắt của bê tông và cốt đai: Kiểm tra

Vậy ta chọn : S = 150 (mm) bố trí trong đoạn L/4 ở đầu dầm

S= 200 (mm) bố trí trong đoạn L/2 giữa dầm Tính cốt đai cho dầm B2-DF có kích thước 200×300 tại tầng 3 có lực cắt lớn nhất Qmax = 54.11 (kN)

Qmax Cốt đai Số nhánh n

(kN) (mm) (Mpa) (Mpa) (Mpa) (mm) (mm) (mm)

Q0 Điều kiện tính cốt đai

Sct nhịp Sct gối Stt ϕn ϕf qsw 38.88 Tính cốt đai 225 100 485.01 0 0 226.08

Khả năng chịu cắt của bê tông và cốt đai: Kiểm tra

Vậy ta chọn : S = 100 (mm) bố trí trong đoạn L/4 ở đầu dầm

S= 200 (mm) bố trí trong đoạn L/2 giữa dầm Lưu ý:Bố trí thép đai lần lượt dầm 300×600 giống dầm 300×700 và dầm 200×300 giống dầm 200×400

THIẾT KẾ CỘT KHUNG TRỤC C VÀ TRỤC 5

 Khái niệm về nén lệch tâm xiên

Nén lệch tâm xiên là trường hợp phổ biến trong kết cấu công trình, xảy ra khi:

 Lực dọc N không nằm trong mặt phẳng đối xứng nào

 Hoặc khi lực dọc N tác dụng đúng tâm, kết hợp với momen M mà mặt phẳng tác dụng của nó không trùng với mặt phẳng đối xứng nào

Khi thiết kế thường sử dụng 1 trong 3 phương pháp sau:

 Thứ nhất, là tính riêng cho từng trường hợp lệch tâm phẳng và bố trí thép cho mỗi phương

Phương pháp trí đều áp dụng tính gần đúng để chuyển đổi bài toán lệch tâm xiên thành bài toán lệch tâm phẳng tương đương, đồng thời bố trí chu vi cột một cách hợp lý.

 Thứ ba, dùng phương pháp biểu đồ tương tác

Trong 3 phương pháp trên thì 2 phương pháp đầu là phương pháp tính gần đúng Còn phương pháp thứ 3 là phương pháp phản ánh đúng thực tế khả năng chịu lực của cấu kiện Trong đồ án, sinh viên chọn phương án 2 để tính toán cốt thép dọc trong cột

 Nội lực cột nén lệch tâm xiên

Các thành phần nội lực cần kiểm tra của cột nén lệch tâm xiên gồm:

Lực dọc N (kéo hoặc nén); Lực cắt Qx, Qy; Momen Mx, My

Cột thép đối xứng giúp đơn giản hóa việc tính toán, không cần lo lắng về dấu của mô men hay lực cắt Cốt thép dọc được bố trí xuyên suốt chiều dài cột, do đó vị trí lấy nội lực không cần quá chú trọng Để xác định thép cho cột, cần tìm ra các bộ ba nội lực nguy hiểm.

 Có N lớn nhất và Mx, My tương ứng

 Có Mx lớn nhất và N, My tương ứng

 Có My lớn nhất và N, Mx tương ứng

 Có Mx và My đều lớn

 Có độ lệch tâm e lx M x

Trong 5 trường hợp trên thì 3 trường hợp đầu có thể dễ dàng tìm được, trường hợp (4), (5) là khó xác định được Do đó để đơn giản có thể tính toán cho 3 trường hợp đầu

Lực cắt không phải là yếu tố quyết định đối với cột, vì vậy bộ nội lực với lực cắt lớn nhất được sử dụng để kiểm tra khả năng chịu cắt của cột.

Cốt thép dọc cho cột nén lệch tâm xiên được xác định bằng phương pháp gần đúng, như đã trình bày trong mục 5.6 "Tính toán tiết diện cột bê tông cốt thép" của GS Nguyễn Đình.

Cống 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 C , Cx y.Điều kiện để áp dụng phương pháp gần đúng x y

 C  cốt thép được đặt theo chu vi, phân bố đều hoặc mật độ cốt thép trên cạnh b có thể lớn hơn (cạnh b là cạnh vuông góc với cạnh uốn)

Quy trình tính toán như sau:

B1: Kiểm tra điều kiện tính toán gần đúng cột lệch tâm xiên : x y

Cx , Cy lần lượt là cạnh của tiết diện cột

B2: Tính toán độ ảnh hưởng của uốn dọc theo 2 phương:

Chiều dài tính toán cột được xác định bằng công thức l ox = ψ x l và l oy = ψ y l, trong đó đối với nhà cao tầng, hệ số phụ thuộc vào sơ đồ biến dạng là ψ = ψ x = ψ y = 0.7 Độ lệch tâm ngẫu nhiên được tính bằng công thức ax = ox x l C e max.

  Độ mảnh theo 2 phương: x ox y oy x y l l 0.288C ; 0.288C

B3:Tính hệ số ảnh hưởng của uốn dọc:

+ Nếu   x 28   x 1 (bỏ qua ảnh hưởng của uốn dọc)

 (kể đến ảnh hưởng của uốn dọc)

Ncr là lực dọc tới hạn

Công thức tính Ncr theo TCVN bao gồm nhiều yếu tố ảnh hưởng, tuy nhiên, quá trình tính toán có phần phức tạp Trong đồ án, sinh viên sẽ áp dụng công thức thực nghiệm do GS Nguyễn Đình Cống đề xuất để tính giá trị Ncr, cụ thể là: x x b x cr 2.

Trong đó: θ – hệ số xét đến độ lệch tâm

Momen gia tăng do ảnh hưởng của uốn dọc: M * x   x M x

 Theo phương Y: tương tự phương X

Quy đổi bài toán lệch tâm xiên sang bài toán lệch tâm phẳng tương đương theo phương X hoặc phương Y

Theo phương Cx Theo phương Cy Điều kiện

Bảng 6 17 Cách xác định mô hình tính toán theo phương C x hoặc C y

 Tính toán diện tích thép

Tính toán tương tự bài toán lệch tâm phẳng đặt thép đối xứng

 Xác định độ lệch tâm từ phân tích tĩnh học kết cấu e1

- Xác định sơ bộ chiều cao vùng nén x1 theo trường hợp đặt cốt thép đối xứng:

- Xác định hệ số chuyển đổi m0:

 Xác định momen tương đương (đổi nén lệch tâm xiên ra nén lệch tâm phẳng):

 Xác định độ lệch tâm ngẫu nhiên tương đương: e 1 M

 Xác định độ lệch tâm e0, độ lệch tâm tính toán e

- Với kết cấu siêu tĩnh: e0 max e , e a 1 

- Độ lệch tâm tính toán: e e 0 h a

   2 Tính toán cốt thép cột theo các trường hợp:

  h   Nén lệch tâm rất bé, tính toán gần như nén đúng tâm

 Hệ số ảnh hưởng độ lệch tâm:

 Hệ số uốn dọc phụ thêm khi xét nén đúng tâm:   e

 Diện tích toàn bộ cốt thép dọc: e b e st sc b

  h  và x 1   R h 0  nén lệch tâm bé

 Xác định lại chiều cao vùng nén x theo công thức sau: R R 2 0

 Diện tích toàn bộ cốt thép dọc:

Hệ số k xét đến việc tính toán cốt thép toàn bộ Lấy k0.4

  h  và x 1   R h 0  nén lệch tâm lớn

 Diện tích toàn bộ cốt thép dọc:

 Kiểm tra hàm lượng thép st min t max b

Cốt thép được đặt theo chu vi trong đó cốt thép đặt theo cạnh b có mật độ lớn hơn hoặc bằng mật độ theo cạnh h

Tính thép dọc cho 3 cột C6, C7, C8

Tính toán điển hình cho cột C6 tầng 1 khung trục 5

Xuất nội lực tính toán từ phần mềm etabs ta được 3 tổ hợp lực nguy hiểm nhất cho cột C6 tầng 1

Tổ hợp lực N(kN) My(kN.m) Mx(kN.m)

(3)M max x ,M ,N tu y tu -5148.05 59.843 -43.956 Tính toán với cặp nội lực 1:

Nmax = -5606.72 (kN); Mx tu = 92.944 (kNm); My tu = -31.56 (kNm)

 Kiểm tra điều kiện tính toán gần đúng cột lệch tâm xiên x y

 Tính toán độ ảnh hưởng của uốn dọc theo 2 phương:

Chiều dài tính toán: lox loy   xl 0.7 3200 2240 mm 

 Độ lệch tâm ngẫu nhiên:

 Tính hệ số ảnh hưởng của uốn dọc: 

Theo phương X:  x 15.56 28   x 1 (bỏ qua ảnh hưởng của uốn dọc)

Theo phương Y:  y 12.96 28   y 1 (bỏ qua ảnh hưởng của uốn dọc)

Quy đổi bài toán lệch tâm xiên sang lệch tâm phẳng tương đương theo phương X hoặc phương Y

 Tính toán diện tích thép:

 Độ lệch tâm tính toán: 1 3  

Tính toán cốt thép cột theo trường hợp: 0

 Nén lệch tâm rất bé, tính toán gần như nén đúng tâm

 Hệ số ảnh hưởng độ lệch tâm e

 Hệ số uốn dọc phụ khi xét thêm nén đúng tâm: e (1 ) 0.997

 Diện tích toàn bộ cốt thép tính như sau:

 Hàm lượng thép cho phép: min t st max b

Tính toán tương tự với 2 cặp nội lực còn lại và chọn ra diện tích cốt thép lớn nhất trong 3 trường hợp

Từ đó ta có bảng tính cho 3 cột C6, C7, C8 như sau:

L(m) Cx Cy As Theo trường hợp tải

(kN.m) (kN.m) (mm) (mm) (mm²) (mm²)

Dưới đây là dữ liệu về các tầng với các thông số kỹ thuật cụ thể: Tầng TANG13 có tọa độ -754, 79.705, -293.022 với M2 max LTL 16 ỉ 20 và tỷ lệ 2.01% Tầng TANG12 với tọa độ -1096.31, 92.673, -291.759 cũng có M2 max LTL 16 ỉ 20 và tỷ lệ 2.01% Tầng TANG11 có tọa độ -1443.69, 91.624, -285.126, M2 max LTL 16 ỉ 20 và tỷ lệ 2.01% Tầng TANG10 với tọa độ -1797.86, 94.366, -276.826 có M2 max LTRB 16 ỉ 20 và tỷ lệ 2.01% Tầng TANG9 có tọa độ -2160.69, 96.936, -265.539 với M2 max LTRB 16 ỉ 20 và tỷ lệ 2.01% Tầng TANG8 tọa lạc tại -2533.9, 101.187, -257.502 với M2 max LTRB 16 ỉ 20 và tỷ lệ 2.01% Tầng TANG7 có tọa độ -2920.21, 99.69, -211.071, M2 max LTRB 16 ỉ 20 và tỷ lệ 2.01% Tầng TANG6 với tọa độ -3320.88, 113.744, -265.737 có M2 max LTRB 20 ỉ 20 và tỷ lệ 2.09% Tầng TANG5 tọa lạc tại -3731.82, 113.831, -230.384 với M2 max LTRB 20 ỉ 20 và tỷ lệ 2.09% Tầng TANG4 có tọa độ -4158.5, 128.306, -234.583, M2 max LTRB 20 ỉ 20 và tỷ lệ 2.09% Tầng TANG3 với tọa độ -4781.5, 136.839, -118.756 có M2 max LTRB 20 ỉ 20 và tỷ lệ 2.09% Tầng TANG2 tọa lạc tại -5164.17, 178.922, -81.287 với M2 max LTRB 20 ỉ 20 và tỷ lệ 2.09% Cuối cùng, tầng TANG1 có tọa độ -5606.72, 92.944, -31.349 với M2 max LTRB 20 ỉ 20 và tỷ lệ 2.09%.

Cx Cy As Theo trường hợp tải

(kN.m) (kN.m) (mm) (mm) (mm²) (mm²) μ%

-378.38 19.653 96.389 3.2 50 50 468.504 M2 max LTL 16 ỉ 20 5024 2.01% TANG13 -833.36 43.864 86.299 3.2 50 50 -700.256 M2 max LTL 16 ỉ 20 5024 2.01% TANG12 -1268.76 39.851 93.328 3.2 50 50 -6431.82 M2 max LTRB 16 ỉ 20 5024 2.01% TANG11 -1707.36 36.079 92.815 3.2 50 50 -5649.73 M2 max LTRB 16 ỉ 20 5024 2.01% TANG10 -2486.6 10.471 41.416 3.2 50 50 -4536.89 N max LTRB 16 ỉ 20 5024 2.01% TANG9 -2988.21 3.035 40.566 3.2 50 50 -2988.5 N max LTRB 16 ỉ 20 5024 2.01% TANG8 -3498.37 -5.938 40.676 3.2 50 50 -1413.71 N max LTRB 16 ỉ 20 5024 2.01% TANG7 -4019.78 -15.558 33.533 3.2 50 50 195.801 N max LTRB 16 ỉ 20 5024 2.01% TANG6 -4550.24 -27.387 43.354 3.2 50 60 -556.82 N max LTRB 16 ỉ 22 6079.04 2.03%

TANG5 -5089.66 -58.008 42.21 3.2 50 60 1026.489 N max LTRB 16 ỉ 22 6079.04 2.03% TANG4 -5641.97 -64.77 47.653 3.2 50 60 2728.202 N max LTRB 16 ỉ 22 6079.04 2.03% TANG3 -6221.38 -117.59 25.876 4.5 50 60 4806.211 N max LTRB 20 ỉ 22 7598.8 2.53% TANG2 -6663.47 -166.79 26.867 4.5 50 60 6189.133 N max LTRB 20 ỉ 22 7598.8 2.53% TANG1 -7134.17 -74.282 11.252 3.2 50 60 7325.793 N max LTRB 20 ỉ 22 7598.8 2.53% Tầng Cột P(kN)

Cx Cy As Theo trường hợp tải

(kN.m) (kN.m) (mm) (mm) (mm²) (mm²) μ%

Dưới đây là dữ liệu thống kê về các tang (TANG) với các thông số quan trọng như sau: TANG13 có giá trị -694.83, với M2 tối đa là 1101.83 và tỷ lệ 2.01% TANG12 ghi nhận -883.83, M3 tối đa 534.853, cũng với tỷ lệ 2.01% TANG11 có giá trị -1205.36, M3 tối đa -162.592 và tỷ lệ 2.01% TANG10 có giá trị -1757.42, M2 tối đa -2612.48, tỷ lệ 2.01% TANG9 với giá trị -2127.49, M2 tối đa -2458.01, vẫn giữ tỷ lệ 2.01% TANG8 có giá trị -2509.01, M2 tối đa -1802.5 và tỷ lệ 2.01% TANG7 là -2905.69, M2 tối đa -1545.46, tỷ lệ 2.01% TANG6 có giá trị -3317.22, M2 tối đa -2114.26, tỷ lệ tăng lên 2.09% TANG5 ghi nhận -3739.87, M2 tối đa -1431.71, với tỷ lệ 2.09% TANG4 có giá trị -4339.86, N tối đa -82.901, vẫn duy trì tỷ lệ 2.09% TANG3 có giá trị -4830.36, N tối đa 947.86 và tỷ lệ 2.09% TANG2 ghi nhận -5211.3, N tối đa 2269.777, tỷ lệ 2.09% Cuối cùng, TANG1 có giá trị -5609.71, N tối đa 2628.806, tỷ lệ 2.09%.

Bảng 6 18 Kết quả tính toán thép dọc chịu lực của cột trục C,5

Tính cốt thép đai cột

Một số yêu cầu về cấu tạo, bố trí cốt đai:

Theo TCVN 5574:2012 Nhà cao tầng – Thiết kế cấu tạo bê tông cốt thép toàn khối

Trong các cấu kiện thẳng chịu nén lệch tâm, cũng như trong vùng chịu nén của cấu kiện uốn có cốt thép dọc, việc bố trí cốt thép đai cần tuân theo khoảng cách tính toán cụ thể để đảm bảo hiệu quả chịu lực.

Trong kết cấu làm từ bê tông nặng, bê tông hạt nhỏ, bê tông nhẹ, bê tông rỗng:

 Khi R sc < 400Mpa: không lớn hơn 500mm và không lớn hơn 15d đối với khung thép buộc

Tại các vị trí cốt thép chịu lực nối chồng không hàn, khoảng cách giữa các cốt thép dai của cấu kiện chịu nén lệch tâm cần được đảm bảo không lớn hơn 10d0 (mm).

Vậy chọn khoảng cách cốt đai là 100 (mm) đối với vị trí nối thép và 150(mm) đối với các vị trí còn lại.

TÍNH VÁCH KHUNG TRỤC C

Vách là một yếu tố cấu trúc chịu lực thiết yếu trong các tòa nhà nhiều tầng, đóng vai trò quan trọng khi kết hợp với hệ khung hoặc các vách khác để tạo thành hệ thống chịu lực toàn diện Trong đồ án này, sinh viên áp dụng phương pháp "vùng biên chịu moment" để thực hiện các phép tính cần thiết.

Vách cứng thường chịu tổ hợp nội lực bao gồm N, Mx, My, Qx, và Qy Do vách cứng chỉ chịu tải trọng ngang song song với mặt phẳng của nó, nên có thể bỏ qua khả năng chịu moment ngoài mặt phẳng Mx và lực cắt theo phương vuông góc với mặt phẳng Qy Chỉ cần xem xét tổ hợp nội lực gồm N max, M 3 tu; N tu, M max 3.

Mô hình phương pháp này cho rằng cốt thép ở hai đầu tường được thiết kế để chịu toàn bộ moment, trong khi lực dọc trục được phân bố đều trên toàn bộ chiều dài vách Do đó, cốt thép chịu lực sẽ được tập trung ở hai bên vùng biên của vách, trong khi vùng giữa vách sẽ được bố trí theo cấu tạo, miễn là bê tông ở vùng giữa đã đủ khả năng chịu lực nén.

Cốt thép ở hai bên vùng biên của vách được tính toán như cấu kiện chịu kéo hoặc nén đúng tâm với các giả thiết sau:

- Ứng lực kéo chỉ do cốt thép chịu

- Ứng lực nén sẽ do cả phần bê tông và cốt thép chịu

Hình 6 19 Sơ đồ tính vách cứng

Chiều dài vùng biên Ll = Lr = 0.2×L Chiều dài vùng giữa Lm = L – 2Lr

Diện tích vách A = L x B Diện tích vùng biên Ab = Lr x B Diện tích vùng giữa Am = Lm x B

 Nếu P left , P right > 0( cả hai vách biên đều chịu nén) thì lấy P max  ( P left , P right )  P right tính toán cho trường hợp vách biên chịu nén

 Nếu P left  0 ( vách biên bên trái chịu kéo) tính toán cho cả 2 trường hợp vách biên chịu kéo và vách biên chịu nén

Vì tính đối xứng của cốt thép vách, việc tính toán nên được thực hiện cho bên có nguy cơ cao nhất, sau đó bố trí cốt thép tương tự cho bên đối diện.

P left, P right > 0 P left  0 max b b tt S sc b

Bảng 6 19 Bảng công thức thính thép vách

Diện tích cốt thép vùng giữa: m b m m sc b

Tính toán cốt thép dọc chịu lực cho vách

Tính toán điển hình cốt thép cho vách P1 tầng mái, kích thước BxL = 300x3150 mm

Tổ hợp N(kN) M 3 (kN.m) max , M 3 tu

Bảng 6 20 Bảng tổ hợp tải trọng tác dụng lên vách P1 tầng mái

Tính toán Tổ hợp1: N max , M 3 tu

 Chiều dài vùng biên: Ll = Lr = 0.2×3150c0 mm

 Chiều dài vùng giữa: Lm = L – 2Lr = 3150 – 2×630 = 1890 mm

 Diện tích vùng biên: Ab = Lr x B= 630 × 300 = 189000 mm 2

 Diện tích vùng giữa: Am = Lm x B = 1890 × 300 = 567000 mm 2

 Tính toán với cả 2 trường hợp vách biên chịu nén và vách biên chịu kéo

- Diện tích cốt thép chịu kéo: tt keo left 3 4 2 sc

- Diện tích cốt thép chịu nén: right 6 b b tt 2 nen sc b

Trong đó: Chiều dài tính toán: L0   H 0.7 4200 2940 mm 

Diện tích cốt thép vùng giữa: m 6 b m

Lưu ý: Nếu tính toán ra giá trị A S < 0 thì ta bố trí cốt thép dọc theo cấu tạo sao cho thỏa hàm lượng cốt thép trong cấu kiện vách

Từ đó ta có bảng tính sau:

Bảng chọn thép cho các tầng trong công trình được trình bày như sau: Mái có trọng số -66.49 và thể tích tối đa 250.126 M3, sử dụng thép 12 ỉ 16 với tỷ lệ 1.28% Tầng 13 có trọng số -53.11, thể tích tối đa 243.942 M3, cũng sử dụng thép 12 ỉ 16 với tỷ lệ 1.28% Tầng 12, trọng số -109.88, thể tích tối đa 263.318 M3, tương tự sử dụng thép 12 ỉ 16 với tỷ lệ 1.28% Tầng 11 có trọng số -126.48, thể tích tối đa 294.529 M3, và cũng sử dụng thép 12 ỉ 16 với tỷ lệ 1.28% Các tầng từ 10 đến 1 đều có trọng số giảm dần, thể tích tối đa tăng dần, nhưng vẫn duy trì sử dụng thép 12 ỉ 16 với tỷ lệ 1.28% cho các tầng cao hơn và 16 ỉ 16 với tỷ lệ 0.57% cho các tầng thấp hơn.

Bảng 6 21 Kết quả tính toán cốt thép dọc vách P1

As mid(cm2) chọn thép Chọn thép biên As biên  Chọn thép mid As mid  MÁI 17.15 343.761 M3 max 3.64 -276.04 12 ỉ 16 24.12 1.28% 16 ỉ 16 32.15 0.57%

As mid(cm2) chọn thép Chọn thép biên As biên  Chọn thép mid As mid  THƯỢNG -304.81 -673.28 M3 max 9.86 -169.51 8 ỉ 16 16.08 1.34% 10 ỉ 16 20.1 0.56%

As mid(cm2) chọn thép Chọn thép biên As biên  Chọn thép mid As mid  MÁI 0 0 M3 max 0 -175.86 8 ỉ 16 16.08 1.34% 10 ỉ 16 20.1 0.56%

Một số yêu cầu về cấu tạo, bố trí cốt đai cho vách

Theo TCVN 5574:2012 Nhà cao tầng – Thiết kế cấu tạo bê tông cốt thép toàn khối

Trong cấu kiện thẳng chịu nén lệch tâm và vùng chịu nén của cấu kiện uốn, cốt thép dọc cần được bố trí theo tính toán để chịu nén Đồng thời, cốt thép đai cũng phải được sắp xếp với khoảng cách hợp lý.

Trong kết cấu làm từ bê tông nặng, bê tông hạt nhỏ, bê tông nhẹ, bê tông rỗng:

 Khi R sc < 400Mpa: không lớn hơn 500mm và không lớn hơn 15d đối với khung thép buộc

Tại các vị trí cốt thép chịu lực nối chồng không hàn, khoảng cách giữa các cốt thép dai của cấu kiện chịu nén lệch tâm không được vượt quá 10d0 (mm).

Vậy chọn khoảng cách cốt đai là 100 (mm) đối với vị trí nối thép và 150(mm) đối với các vị trí còn lại

Hình 6 20 Bố trí cốt thép đai cho vách

THIẾT KẾ KẾT CẤU NỀN MÓNG

MÔ HÌNH CÔNG TRÌNH BẰNG REVIT VÀ TÍNH TOÁN KHỐI LƯỢNG BÊ TÔNG-CỐP PHA

Tiêu đề	Tòa Nhà Lapaz Tower
Tác giả	Trần Đình Phong
Người hướng dẫn	ThS. Nguyễn Thanh Tú
Trường học	Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh
Chuyên ngành	CNKT Công Trình Xây Dựng
Thể loại	Đồ Án Tốt Nghiệp
Năm xuất bản	2020
Thành phố	Tp. Hồ Chí Minh

Định dạng
Số trang	159
Dung lượng	11,29 MB

Tài liệu tham khảo	Loại	Chi tiết
1. TCVN 198-1997: Nhà cao tầng-Thiết kế kết cấu bê tông cốt thép toàn khối	Khác
2. TCVN 2737-1995: Tải trọng và tác động-Tiêu chuẩn thiết kế	Khác
3. TCVN 229-1999: Chỉ dẫn tính thành phần động của tải trọng gió	Khác
4. TCVN 5574-2012: Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép-Tiêu chuẩn thiết kế	Khác
5. TCVN 10304-2014: Móng cọc-Tiêu chuẩn thiết kế	Khác
6. TCVN 9362–2012: Tiêu chuẩn thiết kế nền nhà và công trình	Khác
7. TCVN 9386-2012: Thiết kế công trình chịu động đất II. SÁCH THAM KHẢO	Khác
1. Nguyễn Đình Cống (2008), Tính toán thực hành cấu kiện bê tông cốt thép theo tiêu chuẩn TCVN 356-2005	Khác
2. Võ Bá Tầm (2011), Kết cấu bê tông cốt thép, tập 1, Cấu kiện cơ bản theo TCXDVN 356-2005, NXB Đại học Quốc gia TP.Hồ Chí Minh	Khác
3. Võ Bá Tầm (2011), Kết cấu bê tông cốt thép, tập 2, Các cấu kiện nhà cửa theo TCXDVN 356-2005, NXB Đại học Quốc gia TP.Hồ Chí Minh	Khác