Thiết kế tòa nhà diamond tower

Đây là một khu nhà cao tầng hiện đại, đầy đủ tiện nghi, cảnh quan đẹp và bao gồm các khu giải trí, thương mại, mua sắm… thích hợp cho sinh sống, giải trí và làm việc, một chung cư cao tầ

Trang 1

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG

TÒA NHÀ DIAMOND TOWER

GVHD : NGUYỄN THANH TÚ SVTH : PHẠM CÔNG MINH MSSV : 15149136

SKL 0 0 6 9 0 2

Trang 2

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT

GVHD : Th.S NGUYỄN THANH TÚ SVTH : PHẠM CÔNG MINH

MSSV : 15149136 Khóa : 2015 - 2019

Trang 3

MỤC LỤC BẢNG NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN

BẢNG NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CÔNG TRÌNH 1

Nhu cầu xây dựng công trình 1

giới thiệu công trình 1

Vị trí công trình 1

Qui mô và đặc điểm công trình 1

Giải pháp kiến trúc 1

Mặt bằng phân khu chức năng 1

Giải pháp mặt đứng và hình khối 2

Giải pháp hệ thống giao thông 2

Giải pháp kết cấu kiến trúc 2

CHƯƠNG 2: TẢI TRỌNG TÁC ĐỘNG VÀO CÔNG TRÌNH 3

Tổng quan 3

Lựa chọn giải pháp kết cấu 3

Hệ kết cấu chịu lực chính 3

Hệ kết cấu sàn 3

Nguyên tắc tính toán kết cấu 4

Nhóm trạng thái giới hạn thứ 1 4

Nhóm trạng thái giới hạn thứ 2 5

Phương pháp xác định nội lực 5

Vật liệu sử dụng 5

Sơ bộ kích thước kết cấu 6

Sơ bộ kích thước sàn: 6

Sơ bộ kích thước dầm: 7

Sơ bộ kích thước cột: 8

Sơ bộ kích thước vách: 15

Tải trọng tác dụng lên sàn 15

Tải đứng tác dụng lên công trình 15

Hoạt tải 17

Tải trọng gió tác động 18

Tải động đất 28

CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ SÀN ĐIỂN HÌNH 29

mặt bằng sàn tầng điển hình 30

MÔ HÌNH SÀN 31

Trang 4

TẢI TRỌNG VÀ TÁC ĐỘNG 32

TÍNH TOÁN CỐT THÉP CHO SÀN 38

Phương án tính nội lực 38

Tính toán thép sàn 38

Kiểm tra độ võng sàn 40

Kiểm tra nứt sàn 40

CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ CẦU THANG 42

KÍCH THƯỚC HÌNH HỌC VÀ SƠ BỘ TÍNH TOÁN 42

Kích thước hình học 42

Cấu tạo cầu thang 42

TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN CẦU THANG 42

Tĩnh tải tác dụng lên bản chiếu nghỉ 42

Tĩnh tải tác dụng lên bản thang nghiêng 43

Hoạt tải 44

TÍNH TOÁN NỘI LỰC CHO VẾ THANG 44

Tính toán nội lực thang bằng phần mềm Robot structural 44

CHƯƠNG 5: THIẾT KẾ KẾT CẤU KHUNG 50

Mở đầu 50

mô hình tính toán bằng ROBOT STRUCTURAL 50

Tổ hợp tải trọng 51

Kiểm tra ổn định chống lật 52

TÍNH TOÁN CỐT THÉP DẦM 52

Sơ đồ bố trí dầm: 52

Tính toán cốt thép dọc 53

Tính toán cốt đai: 56

Neo và nối cốt thép: 57

tínH TOÁN CỐT THÉP KHUNG 58

Cốt thép dọc 58

5.5 TÍNH TOÁN CỐT THÉP VÁCH 66

CHƯƠNG 6: TÍNH TOÁN MÓNG CÔNG TRÌNH 72

TỔNG QUAN VỀ NỀN MÓNG 72

KHẢO SÁT ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG 72

Phương án thiết kế móng công trình 74

TÍNH TOÁN SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC 74

Thống kê số liệu tính toán 74

Tính toán cọc công trình 75

Trang 5

Sức chịu tải theo vật liệu làm cọc 75

Sức chịu tải theo chỉ tiêu cơ lý của đất nền 76

Theo chỉ tiêu cường độ đất nền (phụ lục G TCVN 10304:2014) 77

Sức chịu tải của cọc theo thí nghiệm SPT: 80

Xác định sức chịu tải thiết kế 82

Thiết kế móng M1 82

6.5.1 Kiểm tra áp lực đất nền tác dụng lên mũi cọc 85

Kiểm tra lún cho móng 88

Kiểm tra điều kiện chống xuyên thủng: Pcx > Pxt 88

Kiểm tra sức chống cắt đài móng M1 89

Bố trí thép cho đài móng 89

Xác định số lượng cọc và bố trí cọc 90

Kiểm tra áp lực đất nền dưới tác dựng mũi cọc: 92

Thiết kế móng M4 (M –LTM) 105

TÀI LIỆU THAM KHẢO 113

Trang 6

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ

THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHOA XÂY DỰNG

CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập – Tự do – Hạnh Phúc

BẢNG NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN

)

Tp Hồ Chí Minh, ngày 03 tháng 02 năm 2020 Giáo viên hướng dẫn (Ký & ghi rõ họ tên) Th.S Nguyễn Thanh Tú Họ và tên sinh viên: PHẠM CÔNG MINH - MSSV: 15149136 Ngành: Công nghệ Kỹ thuật Công trình Xây dựng Tên đề tài: Thiết kế chung cư DIAMOND TOWER Họ và tên giảng viên hướng dẫn: Th.S NGUYỄN THANH TÚ NHẬN XÉT: 1 Về nội dung đề tài & khối lượng thực hiện:

2 Ưu điểm:

3 Khuyết điểm:

4 Đề nghị cho bảo vệ hay không?

5 Đánh giá loại:

6 Điểm:……….(Bằng chữ:

Trang 7

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ

THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHOA XÂY DỰNG

CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập – Tự do – Hạnh Phúc

BẢNG NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN

Họ và tên sinh viên: PHẠM CÔNG MINH - MSSV: 151494136

Ngành: Công nghệ Kỹ thuật Công trình Xây dựng

Tên đề tài: Thiết kế chung cư DIAMOND TOWER

Họ và tên giảng viên phản biện: : Th.S NGUYỄN TỔNG

NHẬN XÉT:

1 Về nội dung đề tài & khối lượng thực hiện:

2 Ưu điểm:

3 Khuyết điểm:

4 Đề nghị cho bảo vệ hay không?

5 Đánh giá loại:

6 Điểm:……….(Bằng chữ: )

Tp Hồ Chí Minh, ngày 03 tháng 02 năm 2020

Giáo viên hướng dẫn

(Ký & ghi rõ họ tên)

Th.S Nguyễn Tổn

Trang 8

LỜI CÁM ƠN

Lời đầu tiên em xin chân thành cảm ơn tất cả thầy cô trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật

TP HCM nói chung và thầy cô Khoa Xây dựng nói riêng dã dạy bảo em trong 4.5 năm học vừa qua, từ những bước đầu chập chững với những kiến thức cơ sở cho đến những kiến thức chuyên ngành, giúp em nhận thức rõ ràng về công việc của một người kỹ sư Xây dựng trong nhiều khía cạnh khác nhau Những kiến thức mà thầy cô truyền đạt là một hành trang không thể thiếu trong quá trình nghề nghiệp của em sau này

Đồ án tốt nghiệp kết thúc quá trình học tập ở trường đại học, đồng thời mở ra trước mắt chúng em một hướng đi mới vào cuộc sống trong tương lai Quá trình làm luận văn giúp chúng

em tổng hợp được nhiều kiến thức đã học trong các học kỳ trước và thu thập, bổ sung thêm những kiến thức mới, qua đó rèn luyện khả năng tính toán, khả năng nghiên cứu và giải quyết vấn đề có thể phát sinh trong thực tế, bên cạnh đó còn là những kinh nghiệm quý báu hỗ trợ chúng em rất nhiều trong thực tế sau này

Trong khoảng thời gian thực hiện đồ án tốt nghiệp, em đã nhận được sự giúp đỡ tận tình của thầy Nguyễn Văn Hậu cũng như các thầy cô khác trong Khoa Thầy đã giúp em có cái nhìn đúng đắn, khái quát hơn về việc thiết kế, tiếp cận với những phần mềm, những phương pháp tính toán quan trọng cần thiết cho một người kỹ sư Xây dựng Đó là một kinh nghiệm quý báo cho bản thân em sau này

Tôi xin cảm ơn bạn bè trong lớp, những người luôn sát cánh cùng tôi trong suốt những năm học vừa qua Cảm ơn các bạn đã cùng hợp tác trao đổi, thảo luận và đóng góp ý kiến để giúp cho quá trình làm luận văn của tôi được hoàn thành Cám ơn ba mẹ và gia đình đã là hậu phương vững chắc cho em trong suốt những năm tháng qua

Mặc dù đã cố gắng hết sức nhưng do kiến thức và kinh nghiệm còn hạn chế, do đó đồ

án tốt nghiệp của em không thể tránh khỏi những sai sót, kính mong nhận được sự chỉ dẫn của quý Thầy cô để em củng cố hoàn thiện kiến thức của mình hơn

Cuối cùng em xin chúc quý Thầy Cô thành công và luôn dồi dào sức khỏe để có thể tiếp tục sự nghiệp truyền đạt kiến thức cho thế hệ sau

Em xin chân thành cảm ơn!

Tp Hồ Chí Minh, ngày 03 tháng 02 năm 2020

Sinh viên thực hiện

Phạm Công Minh

Trang 9

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN

Khoa : Xây dựng

Ngành : Công nghệ Kỹ thuật Công trình Xây dựng

Tên đề tài : Chung cư cao cấp DIAMOND TOWER

 Dữ liệu ban đầu:

 Hồ sơ kiến trúc ( Có điều chỉnh theo sự hướng dẫn của GVHD)

 Hồ sơ địa chất ( Được GVHD chỉ định)

 Nội dung các phần lý thuyết và tính toán:

 Tổng quan về kiến trúc

 Tổng quan về kết cấu

 Tính toán các tải trọng và ảnh hưởng

 Tính toán và thiết kế sàn điển hình

 Tính toán và thiết kế cầu thang

 Tính toán và thiết kế bể nước mái

 GVHD : Tiến sĩ Nguyễn Thanh Tú

 Ngày giao nhiệm vụ : 01/08/2019

 Ngày hoàn thành nhiệm vụ : 03/02/2020

Tp Hồ Chí Minh, ngày 03 tháng 02 năm 2020

Xác nhận của GVHD Xác nhận của BCN Khoa

(ký và ghi rõ họ tên)

Th.S NGUYỄN THANH TÚ

Trang 10

1

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CÔNG TRÌNH

NHU CẦU XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH

- Trước thực trạng dân số phát triển nhanh, nhu cầu mua đất xây dựng nhà càng nhiều nhưng nhiều người dân không đủ khả năng mua đất xây nhà Để giải quyết vấn đề này giải pháp xây dựng các chung cư cao tầng và phát triển quy hoạch khu dân cư là giải pháp hợp lý hiện nay Ngoài ra sự đầu tư xây dựng các công trình nhà ở cao tầng thay thế cho các công trình thấp tầng, các khu dân cư đã xuống cấp cũng giúp thay đổi bộ mặt cảnh quan đô thị nhằm tương xứng với tầm vóc và vị thế của nước ta, đồng thời cũng giúp tạo cơ hội việc làm cho nhiều người dân

- Chính vì thế, chung cư cao cấp DIAMOND TOWER ra đời nhằm góp phần giải quyết các mục tiêu trên Đây là một khu nhà cao tầng hiện đại, đầy đủ tiện nghi, cảnh quan đẹp và bao gồm các khu giải trí, thương mại, mua sắm… thích hợp cho sinh sống, giải trí và làm việc, một chung cư cao tầng được thiết kế và thi công xây dựng với chất lượng cao, đầy đủ tiện nghi để phục vụ cho nhu cầu sống của người dân

GIỚI THIỆU CÔNG TRÌNH

Vị trí công trình

- Chung cư cao cấp Diamond Tower sẽ được xây dựng tại số 77 đường Kinh Dương Vương, thành phố Đà Nẵng trên diện tích khu đất 3850m2, cụm công trình được quy hoạch một cách chặt chẽ, nhằm khắc phục các ảnh hưởng tự nhiên khắc nghiệt, đồng thời tận dụng các điều kiện tự nhiên tốt như ánh sáng, gió, tầm nhìn, cảnh quan cao ráo và bằng phẳng

Qui mô và đặc điểm công trình

- Diamond Tower đã trở thành điểm sáng thu hút nhiều đối tượng khách hàng, gia đình, doanh nghiệp đến an cư và phát triển

- Các căn hộ tại đây được thiết kế hợp lý với quy mô vừa và nhỏ, thuận lợi cho nhiều khách hàng và gia đình, đặc biệt là các doanh nhân, nhân viên văn phòng hoặc làm việc tại nhà

- Cùng với thiết kế hiện đại, sang trọng Diamond Tower hứa hẹn sẽ là khu phức hợp mang đến môi trường sống an toàn và tiện nghi, đáp ứng trọn vẹn cho nhu cầu an cư và đầu tư lâu dài

GIẢI PHÁP KIẾN TRÚC

Mặt bằng phân khu chức năng

- Khu phức hợp chung cư thương mại dịch vụ Diamond Tower gồm 16 tầng, trong đó có 1 tầng hầm và 15 tầng nổi

- Kích thước công trình:

- Gồm 2 lõi thang máy, 2 khu vực thang thoát hiểm và 1 số thang bộ khác để di chuyển từ hầm lên lên tầng kỹ thuật

- Tầng 1-2 trung tâm thương mại

- Tầng kỹ thuật, văn phòng và các tầng khác bên trên là căn hộ cho thuê

- Tầng hầm nằm ở cốt cao độ -1.20m được bố trí ram dốc từ mặt đất đến hướng chính để giúp thuận tiện cho việc lưu thông lên xuống tầng hầm Ta thấy công năng công trình là chung cư cao cấp nên phần lớn diện tích tầng hầm được dùng cho việc để xe đi lại, vì khách hàng hướng đến của công trình là người có thu nhập cao, nên việc bố trí không gian tầng hầm để

Trang 11

xe ô tô là hết sức cần thiết, bên cạnh bố trí để xe gắn máy Bố trí các hộp gen hợp lý và tạo không gian thoáng mát nhất có thể cho tầng hầm

- Từ tầng 3 đến tầng 15 gồm các căn hộ nhà ở cao cấp 3 sao với đầy đủ tiện nghi và hoàn thiện nội thất, dưới đây là mặt bằng tầng cho ta thấy rõ nhất chức năng của khối nhà, các căn hộ được bố trí hợp lý xung quanh lối đi chung giúp cho giao thông tiện lợi giữa hai khối nhà cùng với việc hiệu quả trong quá trình sử dụng công trình

- Tầng 16 là tầng mái

Giải pháp mặt đứng và hình khối

- Công trình có dạng khối thẳng đứng, chiều cao công trình là 59.4 m

- Mặt đứng công trình hài hòa với cảnh quang xung quanh

- Công trình sử dụng vật liệu chính là đá Granite, sơn nước, khung kính inox và kính an toàn cách âm cánh nhiết tạo mà sắc hài hòa, tao nhã

- Công trình có hình khối kiến trúc hiện đại phù hợp với tính chất một chung cư cao cấp kết hợp với trung tâm thương mại Việc sử dụng các vật liệu mới cho mặt đứng công trình như

đá Granite, gạch ốp cao cấp cùng với những mảng kính dày tạo vẻ sang trọng cho một công trình kiến trúc, đang là xu thế xây dựng ngày nay

- Sử dụng, khai thác triệt để nét hiện đại với cửa kính lớn, tường ngoài được hoàn thiện bằng sơn nước Mái BTCT có lớp chống thấm và cách nhiệt Tường gạch, trát vữa, sơn nước, sơn màu tường

Giải pháp hệ thống giao thông

- Hệ thống giao thông phương ngang trong công trình là hệ thống hành lang

- Hệ thống giao thông đứng bao gồm thang máy hoạt động 24/24, cầu thang bộ và thoát hiểm Trong đó, 4 thang máy mỗi bên và được bố trí ngay giữa và chạy dọc theo chiều cao công trình cùng với cầu thang bộ còn lại được bố trí cuối các sảnh chính phù hợp với chức năng

sử dụng và thoát hiểm của từng tầng trong công trình

- Hệ thống thang máy được thiết kế thoải mái, thuận lợi và phù hợp với nhu cầu sử dụng công trình

Giải pháp kết cấu kiến trúc

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

- Mái phẳng bằng bêtông cốt thép và được chống thấm

- Cầu thang bằng bê tông cốt thép toàn khối Bể chứa nước được làm bằng bêtông cốt thép, dùng để trữ nước, luân phiên cấp nước cho việc sử dụng của toàn bộ các tầng Tường bao che và tường ngăn giữa các căn hộ dày 200mm, tường ngăn phòng dày 100mm

Trang 12

 Chọn sơ bộ tiết diện các cấu kiện

 Xác định tải trọng tác dụng

 Mặt bằng sàn và sơ đồ tính

 Tính toán cốt thép cho sàn

 Kiểm tra độ võng của sàn

LỰA CHỌN GIẢI PHÁP KẾT CẤU

Hệ kết cấu chịu lực chính

- Căn cứ vào sơ đồ làm việc thì kết cấu nhà cao tầng có thể phân loại như sau:

- Các hệ kết cấu cơ bản: Kết cấu khung, kết cấu tường chịu lực, kết cấu lõi cứng và kết cấu ống

- Các hệ kết cấu hỗn hợp: Kết cấu khung - giằng, kết cấu khung - vách, kết cấu ống lõi và kết cấu ống tổ hợp

- Mỗi loại kết cấu trên đều có những ưu nhược điểm riêng tùy thuộc vào nhu cầu và khả năng thi công thực tế của từng công trình

- Trong đó kết cấu tường chịu lực (hay còn gọi là vách cứng) là một hệ thống tường vừa làm nhiệm vụ chịu tải trọng đứng vừa là hệ thống chịu tải trọng ngang Đây là loại kết cấu mà theo nhiều tài liệu nước ngoài đã chỉ ra rằng rất thích hợp cho các chung cư cao tầng Ưu điểm nổi bật của hệ kết cấu này là không cần sử dụng hệ thống dầm sàn nên kết hợp tối ưu với phương án không bị hệ thống dầm cản trở, do vậy chiều cao của ngôi nhà giảm xuống

Hệ kết cấu tường chịu lực kết hợp với hệ sàn tạo thành một hệ hộp nhiều ngăn có độ cứng không gian lớn, tính liền khối cao, độ cứng phương ngang tốt khả năng chịu lực lớn, đặc biệt

là tải trọng ngang

- Kết cấu vách cứng có khả năng chịu động đất tốt Theo kết quả nghiên cứu thiệt hại các trận động đất gây ra, ví dụ trận động đất vào tháng 2/1971 ở California, trận động đất tháng 12/1972 ở Nicaragoa, trận động đất năm 1977 ở Rumani… cho thấy rằng công trình có kết cấu vách cứng chỉ bị hư hỏng nhẹ trong khi các công trình có kết cấu khung bị hỏng nặng hoặc sụp đổ hoàn toàn Vì vậy đây là giải pháp kết cấu được chọn sử dụng cho công trình

Hệ kết cấu sàn

- Trong công trình hệ sàn có ảnh hưởng rất lớn tới sự làm việc không gian của kết cấu

- Việc lựa chọn phương án sàn hợp lý là rất quan trọng Do vậy, cần phải có sự phân tích đúng

để lựa chọn ra phương án phù hợp với kết cấu của công trình

- Do công trình là dạng nhà cao tầng, có bước cột lớn, đồng thời để đảm bảo vẽ mỹ quan cho các căn hộ nên giải pháp kết cấu chính của công trình được lựa chọn như sau:

 Kết cấu móng cọc khoan nhồi, đài băng hay bè

 Kết cấu sàn dầm

Trang 13

 Kết cấu công trình là kết cấu tường chịu lực, bao gồm hệ thống vách cứng, cột tạo hệ lưới

đỡ bản sàn không dầm và được nằm ẩn tại các góc căn hộ Hệ thống vách cứng, cột được ngàm vào hệ đài

Hình 2 1 Mặt bằng kiến trúc tầng điển hình

NGUYÊN TẮC TÍNH TOÁN KẾT CẤU

- Khi thiết kế cần tạo sơ đồ kết cấu, kích thước tiết diện và bố trí cốt thép đảm bảo được độ bền, độ ổn định và độ cứng không gian xét trong tổng thể cũng như riêng từng bộ phận kết cấu Việc đảm bảo đủ khả năng chịu lực phải trong cả giai đoạn xây dựng và sử dụng

- Khi tính toán thiết kế kết cấu bê tông cốt thép cần phải thỏa mãn những yêu cầu về tính toán theo hai nhóm trạng thái giới hạn

Nhóm trạng thái giới hạn thứ 1

Nhằm đảm bảo khả năng chịu lực của kết cấu, cụ thể bảo đảm cho kết cấu:

 Không bị phá hoại do tác dụng của tải trọng và tác động

 Không bị mất ổn định về hình dáng và vị trí

 Không bị phá hoại khi kết cấu bị mỏi

 Không bị phá hoại do tác động đồng thời của các nhân tố về lực và những ảnh hưởng

Trang 14

5

Nhóm trạng thái giới hạn thứ 2

Nhằm đảm bảo sự làm việc bình thường của kết cấu, cụ thể cần hạn chế:

 Khe nứt không mở rộng quá giới hạn cho phép hoặc không xuất hiện khe nứt

 Không có những biến dạng quá giới hạn cho phép như độ võng, góc xoay, góc trượt, dao động

PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH NỘI LỰC

- Nội lực được xác định bằng phương pháp tính tay thủ công với các công việc sau:

 Tách rời các cấu kiện trong công trình phù hợp với tính tuyến tính và tính định xứ

 Chọn sơ đồ tính phù hợp

 Tính toán và quy đổi tải trọng

 Giải nội lực theo bảng tra hoặc các công thức cơ học

- Tuy nhiên thời gian giải lâu, phức tạp, dễ sai sót khi tính và độ chính xác chưa cao, hoặc quá

an toàn bởi sơ đồ tính thường chọn là ngàm, khớp lý tưởng chỉ là giả thiết, thực tế điều kiện biên không được lý tưởng vậy Một số trường hợp tải trọng chỉ quy đổi gần đúng Và các công thức giải chỉ đúng với điều kiện khi vật liệu còn làm việc trong miền đàn hồi

- Do đó sinh viên kết hợp giải nội lực theo phương pháp tính tay và phần mềm (giải theo phương pháp phần tử hữu hạn FEM)

- Kết quả phần mềm giải ra tin cậy khi đáp ứng được một số tiêu chí biến dạng phù hợp với đường tác dụng của tải trọng, độ lớn biến dạng phù hợp với vị trí đặc lực, nội lực giải ra sẽ khác với tính tay Mô hình bằng phần mềm xét ảnh hưởng cả các cấu kiện với nhau, nếu nội lực giải ra khác nhiều so với tính tay thì sẽ có những đánh giá, lý giải lựa chọn cho hợp lý

- Trong phạm vi đồ án này, sinh viên sử dụng các phần mềm sau để phân tích nội lực

của mô hình:

 Phần mềm Robot Structural 2019: phần mềm phần tử hữu hạn phân tích sự làm việc của toàn bộ công trình

- (Do trong quá trình mô hình tính toán sự liên kết qua lại giữa các phần mềm và phiên bản

hỗ trợ gặp một số khó khăn nên sinh viên xin phép được sử dụng mô hình phân tích khác phiên bản ở một số bộ phận)

VẬT LIỆU SỬ DỤNG

- Vật liệu cần có cường độ cao, trọng lượng nhỏ, chống cháy tốt, có giá thành hợp lý

- Vật liệu có tính biến dạng cao: khả năng 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 động của tải trọng lặp lại (động đất, gió bão)

- Vật liệu có tính liền khối cao: có tác dụng trong trường hợp có tính chất lặp lại, không bị tách rời các bộ phận công trình

- Nhà cao tầng thường có tải trọng rất lớn Nếu sử dụng các loại vật liệu trên sẽ giảm được đáng kể tải trọng cho công trình, kể cả tải trọng đứng cũng như tải trọng ngang do lực quán tính Trong điều kiện nước ta hiện nay thì vật liệu bê tông cốt thép hoặc thép là loại vật liệu đang được các nhà thiết kế sử dụng phổ biến trong các kết cấu nhà cao tầng

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

Trang 15

2 Vữa xi măng cát B5C Vữa xi măng xây, tô trát tường nhà

Bảng 2 2: Giá trị cường độ và module của thép

STT Loại thép Đặc tính vật liệu

1 AI (Ø < 10)

Rs = Rsc = 225 MPa Rsw = 175 MPa

Es = 2.1105 MPa

2 AII (Ø  10)

Es = 2.1105 MPa

3 AIII (Ø  10)

hmin = 40mm đối với sàn mái

hmin = 50mm đối với sàn nhà ở và công trình công cộng

hmin = 60mm đối với sàn nhà sản xuất

hmin = 70mm đối với bản làm từ bê tông nhẹ

 Chiều dày bản sàn xác định sơ bộ theo công thức: h s D.L1

m

m = 40 ÷ 50 đối với bản kê bốn cạnh

L1: nhịp tính toán theo phương cạnh ngắn

Trang 16

7

 Xét ô bản sàn có cạnh ngắn lớn nhất: 8.5m x 8.7m, tỉ lệ: 2

1

8.7 1.02 2 8.5

L

L    nên sàn làm việc theo 2 phương, chọn m = 50, suy ra 1 1 1 8500 170 213 ( )

Theo TCXD 198:1997, việc chọn tiết diện dầm thỏa mãn yêu cần về độ cứng đơn vị của dầm

giữa các nhịp phải tương ứng với nhau

Sơ bộ kích thước tiết diện cấu kiện như sau:

Bảng 2 3: Sơ bộ kích thước tiết diện dầm

Kích thước tiết diện dầm

Trang 17

Sơ bộ kích thước cột:

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

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

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

Về độ ổn định, đó là việc hạn chế độ mảnh

0 0

l b

 :Độ mảnh giới hạn,với cột nhà tiết diện vuông,chữ nhật 0b=31

Về thi công, đó là việc chọn kích thước tiết diện cột thuận tiện cho việc làm và

lắp dựng ván khuôn, việc đặt cốt thép và đồ bê tông Theo yêu cầu này kích thước tiết diện nên chọn là bội số của 2;5 hoặc 10cm

Việc chọn kích thước cột theo độ bền (chọn sơ bộ) có thể tiến hành bằng cách

tham khảo các kết cấu tương tự đã được xây dựng hoặc thiết kế, theo kinh nghiệm thiết kế hoặc bằng cách tính gần đúng như sau:

Tiết diện cột được chọn sơ bộ theo công thức:

Ao = b

t R

N

k

Trong đó:

Rb: cường độ chịu nén của bêtông.Với bêtông có cấp bền nén B30 thì Rb = 17000 (KN/m2)

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

Trang 18

+ 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 (tĩnh tải, hoạt tải) tính trên mỗi mét vuông

mặt sàn Giá trị q được lấy theo kinh nghiệm thiết kế

+ Với nhà có bề dày sàn bé (10-14cm, kể cả các lớp cấu tạo mặt sàn), có ít tường, kích thước dầm cột bé: q=10-14 kN/m2

+ Với nhà có bề dày sàn trung bình (15-20cm), tường dầm cột trung bình hoặc lớn, q=15-18 kN/m2

+ Với nhà có bề dày sàn lớn (trên 20cm), q có thể đến 20 kN/m2 hoặc hơn nữa

 Ta chọn q=15 KN/m2

Trang 19

Bảng 2.4: Chọn tiết diện cột

CỘT A(2,5) Tầng ms Fs

(m2) Tải trọng q KN/m2 N (kN) kt A0 (m2)

b (m)

h (m)

A chọn

b (m)

h (m)

A chọn

b (m)

h (m)

A chọn

Trang 21

b (m)

h (m)

A chọn Hầm 17 13.20 15 3365.76 1.3 0.2574 0.35 0.7 0.245

b (m)

h (m)

A chọn

Trang 22

b (m)

h (m)

A chọn

Trang 23

Thượng 1 24.69 15 370.32 1.3 0.0283 0.4 0.4 0.16

CỘT F3 Tầng ms (m2) Fs Tải trọng q KN/m2 N (kN) kt A0 (m2) (m) b (m) h chọn A

l b

   ( 0b 31 đối với cột nhà )

+ l0:chiều dài tính toán cột Nhà khung nhiều tầng 3 nhịp trở lên l0=0.7H, với H là chiêu dài

hình học của cột

+ Ta chỉ cần kiểm tra với các trường hợp có chiều cao tầng khác nhau và ở mỗi H khác nhau,

ta chỉ cần kiểm tra cho 1 cột có b nhỏ nhất Nếu thỏa thì các trường khác cũng thỏa:

0.7 320 8,96 3125

Trang 24

mm mm

- Tải trọng thẳng đứng gồm tải trọng thường xuyên (tĩnh tải) và tải trọng tạm thời (hoạt tải)

- Tĩnh tải tác dụng lên công trình bao gồm:

 Trọng lượng bản thân công trình

 Trọng lượng các lớp hoàn thiện, tường, kính, đường ống thiết bị…

- Hoạt tải: Hoạt tải tiêu chuẩn tác dụng lên công trình được xác định theo công năng sử dụng của sàn ở các tầng (Theo TCVN 2737:1995 – Tải trọng và tác động)

- Tải trọng thường xuyên bao gồm trọng lượng bản thân các bộ phận công trình Tải trọng tạm thời là tải trọng có thể có hoặc không có một giai đoạn nào đó trong quá trình xây dựng

- Tĩnh tải và hoạt tải được tính toán dựa trên TCVN 2737:1995 - Tải trọng và tác động – Tiêu

Trang 25

Chú thích:  - Trọng lượng riêng [kN/m3];

h - Chiều dày [mm]; gtc -Tĩnh tải tiêu chuẩn [kN/m2]

n - Hệ số vượt tải; gtt - Tĩnh tải tính toán [kN/m2]

2.7.1.2 Tĩnh tải tường xây

Bảng 2.7 Tải trọng tường xây 220

STT Các lớp sàn γ Dày TTTC Hệ số vượt

tải

TTTT (kN/m3) (mm) (kN/m2) (kN/m2)

Tải trọng tường phân bố trên 1m dài: 8.75 10.01

Trang 26

Bảng 2.9 Tải trọng tường xây 220 trên ban công

STT Các lớp sàn γ Dày TTTC Hệ số vượt

tải

TTTT (kN/m3) (mm) (kN/m2) (kN/m2)

1 Hai lớp trát, dày 20

Chiều cao tường : h = 1.2 (m)

Hoạt tải

Theo TCVN 2737:1995, hoạt tải được xác định dựa trên công năng các phòng:

Trang 27

Bảng 2.10 Hoạt tải tác dụng lên sàn

Gía trị tiêu chuẩn (kN/m2) Hệ số

vượt tải

Giá trị tính toán Phần

dài hạn

Phần ngắn hạn

- Thành phần tĩnh của gió được tính theo TCVN 2737-1995 như sau:

- Áp lực gió tĩnh tính toán tại cao độ z so với mốc chuẩn được tính theo công thức:

 k: hệ số thay đổi áp lực gió theo chiều cao, lấy theo bảng 5 TCVN 2737-1995

 c: hệ số khí động, đối với mặt đón gió cd   0.8, mặt hút gió ch   0.6, hệ số tổng cho mặt đón gió và hút gió là c  0.80.6 1.4.Hệ số an toàn   1.2

- Tải trọng gió tĩnh được quy về thành lực tập trung tại các cao trình sàn, lực tập trung này được đặt tại tọa độ được tính toán của mỗi tầng (Wtcx là lực gió tiêu chuẩn nhân theo phương

Trang 29

Bảng 2.11: Giá trị thành phần tĩnh của tải trọng gió hình học

Tầng h Wotc c Zj k Sx Sy Wtcx Wtcy

(m) (kN/m2) Đón Khuất (m) (m2) (m2) (kN) (kN) THUONG 3.4 0.95 0.8 0.6 55.2 1.344 80.92 95.37 141.541 166.816 TANG15 3.4 0.95 0.8 0.6 51.8 1.328 80.92 95.37 139.820 164.788 TANG14 3.4 0.95 0.8 0.6 48.4 1.31 80.92 95.37 137.997 162.640 TANG13 3.4 0.95 0.8 0.6 44 1.292 80.92 95.37 136.057 160.353 TANG12 3.4 0.95 0.8 0.6 41.6 1.272 80.92 95.37 133.983 157.908 TANG11 3.4 0.95 0.8 0.6 38.2 1.251 80.92 95.37 131.750 155.277 TANG10 3.4 0.95 0.8 0.6 34.8 1.228 80.92 95.37 129.331 152.426 TANG9 3.4 0.95 0.8 0.6 31.4 1.203 80.92 95.37 126.686 149.308 TANG8 3.4 0.95 0.8 0.6 28 1.175 80.92 95.37 123.762 145.863

Trang 30

21

TANG7 3.4 0.95 0.8 0.6 24.6 1.144 80.92 95.37 120.486 142.001 TANG6 3.4 0.95 0.8 0.6 21.2 1.108 80.92 95.37 116.744 137.591 TANG5 3.4 0.95 0.8 0.6 17.8 1.067 80.92 95.37 112.360 132.425 TANG4 3.4 0.95 0.8 0.6 14.4 1.016 107.1 126.225 141.647 166.941 TANG3 3.4 0.95 0.8 0.6 11 0.924 107.1 126.225 128.776 151.771 TANG2 4.5 0.95 0.8 0.6 6.5 0.745 46.41 54.698 44.993 53.027 TANG1 4.5 0.95 0.8 0.6 2 1.051 152.865 137.002 182.644 163.691

Trang 31

2.7.3.2 Thành phần động của gió

Công trình có độ cao 59.4m > 40m nên cần phải tính thành phần động của tải trọng gió

Để xác định được thành phần động của tải trọng gió thì cần xác định tần số dao động riêng của công trình

Trong TCXD 229:1999, qui định chỉ cần tính toán thành phần động của tải trọng gió

ứng với s dạng dao động đầu tiên, với tần số dao động riêng cơ bản thứ s thỏa mãn bất đẳng

thức:

s L s 1

f f f

Trong đó, f L được tra trong bảng 2, TCXD 229:1999, đối với kết cấu sử dụng bê tông

cốt thép, lấy δ = 0.3, ta được f L = 1.3Hz Cột và vách được ngàm với móng

Sử dụng phần mềm Robot Structural khảo sát với 10 mode dao động của công trình

 Xác định tần số dao động riêng của công trình

Trang 32

23

Bảng 2.124: Kết quả phân tích dao động và tần số công trình

Tại Mode 1, Mode 2, Mode 3, có tần số f < fL = 1.3 và Bỏ qua Mode 2 vì dao động xoắn, do đó ta chỉ dùng Mode 1, Mode 3, để tính toán thành phần động của tải trọng gió

Mode Frequency

(Hz)

Period (sec)

Rel.mas.UX (%)

Rel.mas.UY (%)

Rel.mas.UZ (%)

Cur.mas.UX (%)

Cur.mas.UY (%)

Cur.mas.U

Z (%)

Total mass

UX (t)

Total mass

UY (t)

Total mass UZ (t)

Trang 33

 Tính toán thành phần động

Công trình này được tính với 2 mode dao động (mode 1, mode 3) Tính toán thành phần

động của tải trọng theo Điều 4.3 đến Điều 4.9 TCXD 229 – 1999

Tính giá trị tiêu chuẩn thành phần động của tải trọng gió khi chỉ kể đến ảnh hưởng của xung vận tốc gió, có thứ nguyên là lực, xác định theo công thức:

h , h  , B lần lượt là chiều cao tầng của tầng thứ j, j-1, và bề rộng đón gió

 v 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 Khi tính toán với dạng dao động thứ nhất,

v lấy bằng  , còn đối với các dạng dao động còn lại, v lấy bằng 1 1

Giá trị  được lấy theo bảng 4, TCXD 229:1999, phụ thuộc vào 2 tham số 1  và  Tra

Trang 34

25

0 i

  là hệ số độ tin cậy của tải trọng gió, lấy bằng 1.2

 W0 là giá trị áp lực gió tiêu chuẩn (N / m )2

 f là tần số dao động riêng thứ i (Hz) i

 Tính toán thành phần động của tải trọng gió

Giá trị tiêu chuẩn thành phần động của tải trọng gió khi chỉ kể đến ảnh hưởng của xung vận tốc gió: Wp( ji) Mj i i ji  y

Bước 5: Giá trị tính toán thành phần động của tải trọng gió có xét đến ảnh hưởng xung vận tốc

   1.2: hệ số độ tin cậy đối với tải trọng gió

  1.14 : hệ số điều chỉnh tải trọng gió theo thời gian sử dụng Bảng 6, TCXD 299:1999, lấy 50 năm

Trang 35

Bảng 2.13: Bảng tính gió động theo phương X (mode 1)

Tầng Cao tầng (m) Cao trình Zj (m) Khối lượng tầng M (T) B (m) 1 ν ε1 1 Ψ1 x 1 Wpx THUONG 3.4 55.2 664.52 23.8 0.417 0.7 0.061 1.665 0.204 0.336 76.014 TANG15 3.4 51.8 891.61 23.8 0.419 0.7 0.061 1.665 0.204 0.314 95.314 TANG14 3.4 48.4 891.61 23.8 0.422 0.7 0.061 1.665 0.204 0.292 88.540 TANG13 3.4 45 891.61 23.8 0.425 0.7 0.061 1.665 0.204 0.269 81.581 TANG12 3.4 41.6 891.61 23.8 0.428 0.7 0.061 1.665 0.204 0.245 74.407 TANG11 3.4 38.2 905.23 23.8 0.431 0.7 0.061 1.665 0.204 0.221 68.081 TANG10 3.4 34.8 905.23 23.8 0.434 0.7 0.061 1.665 0.204 0.196 60.332 TANG9 3.4 31.4 905.23 23.8 0.439 0.7 0.061 1.665 0.204 0.170 52.456 TANG8 3.4 28 905.23 23.8 0.443 0.7 0.061 1.665 0.204 0.145 44.538 TANG7 3.4 24.6 905.23 23.8 0.448 0.7 0.061 1.665 0.204 0.119 36.697 TANG6 3.4 21.2 905.23 23.8 0.454 0.7 0.061 1.665 0.204 0.094 29.089 TANG5 3.4 17.8 919.32 23.8 0.462 0.7 0.061 1.665 0.204 0.071 22.308 TANG4 3.4 14.4 919.32 23.8 0.470 0.7 0.061 1.665 0.204 0.050 15.523 TANG3 3.4 11 976.11 23.8 0.482 0.7 0.061 1.665 0.204 0.031 10.215 TANG2 4.5 6.5 870.54 23.8 0.506 0.7 0.061 1.665 0.204 0.012 3.542 TANG1 4.5 2 738.59 23.8 0.563 0.7 0.061 1.665 0.204 0.002 0.480

Trang 36

27

Bảng 2.14: Bảng tính gió động theo phương Y (mode 3)

Tầng Cao tầng (m) Cao trình Zj (m) Khối lượng tầng M (T) B (m) 1 ν ε1 1 Ψ1 y 1 Wpy THUONG 3.4 55.2 664.52 28.05 0.417 0.688 0.052 1.612 0.135 0.600 86.763 TANG15 3.4 51.8 891.61 28.05 0.419 0.688 0.052 1.612 0.135 0.559 108.391 TANG14 3.4 48.4 891.61 28.05 0.422 0.688 0.052 1.612 0.135 0.516 100.165 TANG13 3.4 45 891.61 28.05 0.425 0.688 0.052 1.612 0.135 0.473 91.768 TANG12 3.4 41.6 891.61 28.05 0.428 0.688 0.052 1.612 0.135 0.429 83.224 TANG11 3.4 38.2 905.23 28.05 0.431 0.688 0.052 1.612 0.135 0.384 75.659 TANG10 3.4 34.8 905.23 28.05 0.434 0.688 0.052 1.612 0.135 0.340 66.919 TANG9 3.4 31.4 905.23 28.05 0.439 0.688 0.052 1.612 0.135 0.295 58.186 TANG8 3.4 28 905.23 28.05 0.443 0.688 0.052 1.612 0.135 0.252 49.584 TANG7 3.4 24.6 905.23 28.05 0.448 0.688 0.052 1.612 0.135 0.209 41.214 TANG6 3.4 21.2 905.23 28.05 0.454 0.688 0.052 1.612 0.135 0.169 33.206 TANG5 3.4 17.8 919.32 28.05 0.462 0.688 0.052 1.612 0.135 0.130 26.005 TANG4 3.4 14.4 919.32 28.05 0.470 0.688 0.052 1.612 0.135 0.095 19.084 TANG3 3.4 11 976.11 28.05 0.482 0.688 0.052 1.612 0.135 0.064 13.695 TANG2 4.5 6.5 870.54 28.05 0.506 0.688 0.052 1.612 0.135 0.031 5.791 TANG1 4.5 2 738.59 28.05 0.563 0.688 0.052 1.612 0.135 0.007 1.199

Trang 37

Tải động đất

2.7.4.1 Tổng quan về động đất

- Đối với những công trình nhà cao tầng, trong thiết kế xây dựng nhà thầu ngoài việc tính toán tải trọng của bản thân công trình (tải trọng đứng), còn phải tính toán hai loại tải trọng nữa

vô cùng quan trọng là tải trọng của gió bão và tải trọng động đất (tải trọng ngang)

- Đây được xem như là một trong những yêu cầu bắt buộc không thể thiếu và là yêu cầu quan trọng nhất khi thiết kế các công trình cao tầng Do đó, bất kỳ công trình xây dựng nào nằm

ở vùng có phân vùng tác động gió thì phải tính toán tải trọng gió, phân vùng về động đất phải tính toán tải trọng động đất

2.7.4.2 Tính toán tải trọng động đất

- Theo TCXDVN 375:2006, có 2 phương pháp tính toán tải trọng động đất là phương pháp

lực ngang tương đương và phương pháp phân tích phổ dao động

- Với chu kì T1(y) = 2.349s, không thỏa mãn yêu cầu phương pháp lực ngang tương đương

- Đối với thành phần nằm ngang của tác động động đất phổ thiết kế S d (T) được xác định

bằng các công thức: (đối với nhà cao tầng ta chỉ xét đến thành phần nằm ngang của tác động động đất)

T B , T C , T D: giá trị giới hạn của chu kỳ, tra bảng 3.2 TCVN 375 – 2006

a g : gia tốc nền thiết kế trên nền loại A, a g = a gR.1, 1= 1

T: chu kì dao động

β = 0.2: Hệ số ứng với cận dưới của phổ thiết kế

q: hệ số ứng xử của kết cấu, lấy q = 3.9

Bảng 2.15 Các hệ số thiết kế phổ

Hệ số ứng với cận dưới của phổ thiết kế 0.2

Hệ số ứng xử theo phương ngang 3.9

Trang 38

29

Hình 2.3: Biểu đồ phổ thiết kế gán bào Robot dùng cho phân tích đàn hồi

Trang 39

CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ SÀN ĐIỂN HÌNH

MẶT BẰNG SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH

Hình 3.1 Mặt bằng kiến trúc sàn tầng điển hình

Trang 40

31

MÔ HÌNH SÀN

Hình 3.2 Mặt bằng kết cấu sàn tầng điển hình

Định dạng
Số trang	153
Dung lượng	10,48 MB