Thiết kế chung cư cao cấp 19 tầng

CHƯƠNG 2 : CHỌN VẬT LIỆU – TIÊU CHUẨN ÁP DỤNG - SƠ BỘ TIẾT DIỆN 2.1 Giải pháp thiết kế cho kết cấu - Giải pháp kết cấu phần thân : Hệ kết cấu chịu lực chính của công trình là hệ bao gồ

Trang 1

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

THIẾT KẾ CHUNG CƯ CAO CẤP 19 TẦNG

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

GVHD:LÊ TRUNG KIÊN SVTH:PHAN TRƯỜNG ĐÔNG

S K L 0 0 6 2 4 5

Trang 2

MỤC LỤC

CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN CÔNG TRÌNH 7

1.1 Giới thiệu chung về công trình 7

1.2 Phân khu chức năng 7

1.3 Một số hệ thống kỹ thuật khác 7

1.4 Các vật liệu xây dựng chính cho công trình 8

CHƯƠNG 2 : CHỌN VẬT LIỆU – TIÊU CHUẨN ÁP DỤNG - SƠ BỘ TIẾT DIỆN……… 11

2.1 Giải pháp thiết kế cho kết cấu 9

2.2 Phần mềm ứng dụng trong phân tích và tính toán 9

2.3 Tiêu chuẩn áp dụng 9

2.4 Vật liệu sử dụng 10

2.5 Chọn sơ bộ tiết diện 10

CHƯƠNG 3 : TẢI TRỌNG VÀ TÁC ĐỘNG 13

3.1 Tĩnh tải 13

3.2 Hoạt tải 15

3.3 Tải gió 15

3.4 Tải động đất 24

CHƯƠNG 4 : THIẾT KẾ SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH 31

4.1 Sơ đồ và kích thước sơ bộ hệ dầm sàn 31

4.2 Tải trọng 32

4.3 Xác định nội lực của sàn bằng SAFE V12 34

4.4 Các bước tính toán chung 36

4.5 Kiểm tra độ võng của ô bản 40

CHƯƠNG 5 : THIẾT KẾ CẦU THANG 41

5.1 Kiến trúc 41

5.2 Số liệu tính toán 42

5.3 Tải trọng tác dụng lên bản nghiêng 43

5.4 Tải trọng tác dụng lên bản chiếu nghỉ 44

5.5 Tính toán bản thang 45

5.6 Tính toán dầm chiếu nghỉ 48

CHƯƠNG 6 : THIẾT KẾ KẾT CẤU KHUNG 51

6.1 Chọn sơ bộ tiết diện khung ngang 51

Trang 3

6.2 Quan điểm tính toán 51

6.3 Các trường hợp tải và cấu trúc tổ hợp 51

6.4 Nội lực khung 53

6.5 Tính thép cho hệ khung 55

6.6 Tính toán cụ thể 59

CHƯƠNG 7 : THIẾT KẾ NỀN VÀ MÓNG 86

7.1 Tổng quan về nền móng 86

7.2 Địa chất của khu đất xây dựng 86

7.3 Tổng hợp địa chất 90

7.4 Tổng quan về móng cọc khoan nhồi 91

7.5 Chọn sơ bộ thông số của cọc 91

7.6 Tính toán sức chịu tải của cọc 46m - D1.0 92

7.7 Tính toán sức chịu tải của cọc 51m - D1.2 100

7.8 Tính toán móng ML 108

7.10 Tính toán móng M2 130

7.11 Tính toán móng M3 142

Trang 4

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 3 1 Bảng giá trị tĩnh tải các ô sàn thường tầng điển hình 13

Bảng 3 2 Bảng giá trị tĩnh tải các ô sàn: nhà vệ sinh, lô gia, mái 14

Bảng 3 4 Bảng tổng tĩnh tải quy đổi trên các ô sàn 14

Bảng 3 5 Bảng giá trị hoạt tải các loại phòng 15

Bảng 3 6 Bảng tải trọng gió tĩnh theo phương X và Y 16

Bảng 3 7 Chu kỳ dao động xuất ra từ chương trình Etabs 19

Bảng 3 8 Bảng Giá trị mode 1 20

Bảng 3 9 Bảng Giá trị mode 2 21

Bảng 3 10 Bảng tải trọng gió động theo phương X 22

Bảng 3 11 Bảng tải trọng gió động theo phương Y 23

Bảng 3 12 Bảng đỉnh gia tốc nền của công trình 25

Bảng 3 13 Bảng chuyển đổi từ đỉnh gia tốc nền thiết kế sang cấp động đất 25

Bảng 3 14 Giá trị tham số mô tả các phổ phản ứng đàn hồi 26

Bảng 3 15 Bảng phổ phản ứng thiết kế dùng trong phân tích đàn hồi theo phương ngang 29

Bảng 4 1 Bảng giá trị tĩnh tải các ô sàn thường tầng điển hình 32

Bảng 4 3 Bảng giá trị tải tường gạch 33

Bảng 4 4 Bảng tổng tĩnh tải quy đổi trên các ô sàn 33

Bảng 4 5 Bảng giá trị hoạt tải các loại phòng 34

Bảng 4 6 Bảng kết quả thép sàn 38

Bảng 5 1 Bảng tải tác dụng lên bản thang 44

Bảng 5 2 Bảng tải tác dụng lên chiếu nghỉ 45

Bảng 5 3 kết quả tính thép bản thang 47

Bảng 5 4 Bảng kết quả tính thép dầm chiếu nghỉ 49

Bảng 6 1Bảng các trường hợp tải tác dụng lên khung 51

Bảng 6 2 Bảng tổ hợp nội lực 52

Bảng 6 3 Bảng chuyển vị đỉnh công trình 54

Bảng 6 4 Bảng cốt thép dầm điển hình 64

Bảng 6 5 Bảng cốt thép lanh tô trục E 70

Bảng 6 6 Bảng cốt thép vách 81

Bảng 7 1 Bảng các lớp đất trên mặt cắt địa chất 86

Bảng 7 2 Bảng thống kê dung trọng riêng tự nhiên lớp đất số 1 87

Bảng 7 3 Bảng thống kê độ ẩm tự nhiên lớp đất số 1 87

Trang 5

Bảng 7 4 Bảng thống kê dung trọng riêng đẩy nổi lớp đất số 1 87

Bảng 7 5 Bảng thống kê chỉ số dẻo lớp đất số 1 88

Bảng 7 6 Bảng thống kê chỉ số dẻo lớp đất số 1 (hiệu chỉnh) 88

Bảng 7 7 Bảng thống kê độ sệt lớp đất số 1 88

Bảng 7 8 Bảng thống kê độ sệt lớp đất số 1 (hiệu chỉnh) 88

Bảng 7 9 Bảng thống kê hệ số rỗng theo cấp áp lực lớp đất số 1 89

Bảng 7 10 Bảng thống kê lực dính và góc ma sát trong lớp đất số 1 90

Bảng 7 11 Bảng tổng hợp địa chất 90

Bảng 7 12 Bảng sức kháng ma sát thành của cọc khoan nhồi theo chỉ tiêu cơ lí 94

Bảng 7 13 Bảng sức kháng ma sát thành của cọc khoan nhồi theo chỉ tiêu cường độ đối với đất dính 96

Bảng 7 14 Bảng sức kháng ma sát thành của cọc khoan nhồi theo chỉ tiêu cường độ đối với đất rời 97

Bảng 7 15 Bảng sức kháng ma sát thành của cọc khoan nhồi theo chỉ tiêu cơ lí 102

Bảng 7 16 Bảng sức kháng ma sát thành của cọc khoan nhồi theo chỉ tiêu cường độ đối với đất dính 104

Bảng 7 17 Bảng sức kháng ma sát thành của cọc khoan nhồi theo chỉ tiêu cường độ đối với đất rời 105

Bảng 7 18 Bảng giá trị nội lực trong móng vách Lõi Thang 108

Bảng 7 19 Bảng giá trị lực tác dụng đầu cọc móng Lõi Thang 111

Bảng 7 20 Bảng tính lún các phân tố móng Lõi Thang 116

Bảng 7 21 Bảng kết quả tính thép đài cọc móng vách Lõi Thang 119

Bảng 7 22 Bảng giá trị nội lực trong móng vách P3 120

Bảng 7 23 Bảng giá trị lực tác dụng đầu cọc móng M1 122

Bảng 7 24 Bảng kết quả tính thép đài cọc móng vách P3 129

Bảng 7 26 Bảng giá trị lực tác dụng đầu cọc móng M2 133

Bảng 7 27 Bảng tính lún các phân tố móng M2 138

Trang 6

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 3 1 Các lớp cấu tạo sàn 13

Hình 3 2 Hình Đồ thị xác định hệ số động lực 18

Hình 3 3 Hình Phân vùng gia tốc nền theo địa danh hành chính 24

Hình 3 4 Hình Dạng của phổ thiết kế dùng cho phản ứng đàn hồi 30

Hình 4 1Mặt bằng sàn tầng điển hình 31

Hình 4 2 Các lớp cấu tạo sàn 32

Hình 4 3 Mô hình sàn bằng phần mềm SAFE 34

Hình 4 4 Tĩnh tải sàn SAFE 35

Hình 4 5 Hoạt tải sàn SAFE 35

Hình 4 7 Nội lực sàn SAFE 36

Hình 4 6: Chuyển vị sàn SAFE 36

Hình 4 8 Độ võng của sàn 40

Hình 5 1 Mặt bằng cầu thang 41

Hình 5 2 Mặt đứng cầu thang 41

Hình 5 3 Cấu tạo bản thang 43

Hình 5 4 Cấu tạo bản chiếu nghỉ 44

Hình 5 5 Sơ đồ tính cầu thang 46

Hình 5 6 Nội lực cầu thang 47

Hình 5 7 Nội lực chân cầu thang 48

Hình 5 8 Sơ đồ tính dầm chiếu nghỉ 48

Hình 5 9 Nội lực dầm chiếu nghỉ 49

Hình 6 1Mô hình khung 53

Hình 6 2 Chuyển vị đỉnh công trình tho phương X 54

Hình 6 3 Chuyển vị đỉnh công trình theo phương Y 54

Hình 6 4 Nội lực trong vách cứng 57

Hình 6 5 Phân chia vùng cho vách cứng 57

Hình 6 6 Biểu đồ bao moment dầm B1 tầng 4 62

Hình 7 1 Bảng tra hệ số α 96

Hình 7 2 Bảng tra hệ số αp 98

Hình 7 3 Bảng tra hệ số α 104

Hình 7 4 Bảng tra hệ số αp 106

Hình 7 5 Xác định tâm vách Lõi Thang 109

Hình 7 6 Bố trí cọc khoan nhồi móng Lõi Thang 109

Hình 7 7 Phản lực đầu cọc móng Lõi Thang 110

Trang 7

Hình 7 8 Tháp xuyên thủng móng Lõi Thang 118

Hình 7 9 MOMENT MAX phương X của móng Lõi Thang 120

Hình 7 10 MOMENT MAX phương Y của móng Lõi Thang 120

Hình 7 11 Xác định tâm vách P3 121

Hình 7 12 Bố trí cọc khoan nhồi móng M1 121

Hình 7 13 Phản lực đầu cọc móng M1 122

Hình 7 14 Tháp xuyên thủng móng M1 127

Hình 7 15 MOMENT MAX theo phương X của móng M1 129

Hình 7 16 MOMENT MAX theo phương Y của móng M1 130

Hình 7 20 Tháp xuyên thủng móng M2 139

Hình 7 21 MOMENT MAX phương Y của móng M2 141

Hình 7 22 MOMENT MAX phương X của móng M2 141

Hình 7 26 Tháp xuyên thủng móng P7 149

Hình 7 28 MOMENT MAX phương Y của móng M3 151

Hình 7 27 MOMENT MAX phương X của móng M3 151

Trang 8

CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN CÔNG TRÌNH

1.1 Giới thiệu chung về công trình

- Tên công trình : CHUNG CƯ CAO CẤP 19 TẦNG

- Địa chỉ : QUẬN 2 – TP.HCM

- Quy mô công trình gồm : 1 tầng bán hầm , 1 tầng dịch vụ , 16 tầng điển hình và 1 tầng thượng

- Chiều cao công trình : 64.3m tính từ mặt đất tự nhiên

1.2 Phân khu chức năng

- Tầng hầm với chức năng chính là nơi để xe, đặt máy bơm nước, máy phát

điện.Ngoài ra còn bố trí phòng kỹ thuật điện, nước, chữa cháy, phòng bảo vệ …

Hệ thống hồ chứa nước được đặt ở góc của tầng hầm

- Tầng 1 được sử dụng làm khu thương mại phục vụ nhu cầu trong tòa nhà

- Các tầng trên được sử dụng làm phòng ở, căn hộ cho thuê Chiều cao tầng là

tránh gây ra tiếng ồn và độ rung ảnh hưởng đến sinh hoạt)

- Toàn bộ đường dây điện được đi ngầm (được tiến hành lắp đặt đồng thời với lúc thi công)

Hệ thống cấp điện chính được đi trong hộp kỹ thuật luồn trong gen điện và đặt ngầm trong tường và sàn, đảm bảo không đi qua khu v ực ẩm ướt và tạo điều kiện dễ dàng khi cần sửa

chữa

- Ở mỗi tầng đều lắp đặt hệ thống điện an toàn: hệ thồng ngắt điện tự động từ 1A ÷ 80A

được bố trí theo tầng và theo khu vực (đảm bảo an toàn phòng chống cháy nổ)

- Mạng điện trong công trình được thiết kế với những tiêu chí như sau:

+ An toàn: không đi qua khu vực ẩm ướt như khu vệ sinh

+ Dễ dàng sửa chữa khi có hư hỏng cũng như dễ kiểm soát và cắt điện khi có sự cố

+ Dễ thi công

- Mỗi khu vực thuê được cung cấp 1 bảng phân phối điện Đèn thoát hiểm và chiếu sáng

trong trường hợp khẩn cấp được lắp đặt theo yêu cầu của cơ quan có thẩm quyền

1.3.2 Hệ thống cấp nước

- Công trình sử dụng nguồn nước được lấy từ hệ thống cấp nước TP.Hồ Chí Minh chứa vào

bể chứa ngầm sau đó bơm lên bể nước mái, từ đây sẽ phân phối xuống các tầng của công trình theo các đường ống dẫn nước chính Hệ thống bơm nước cho công trình đươc thiết kế

tự động hoàn toàn để đảm bảo nước trong bể mái luôn đủ để cung cấp cho sinh hoạt và cứu

hỏa

Trang 9

- Các đường ống qua các tầng luôn được bọc trong các hộp gen nước Hệ thống cấp nước đi ngầm trong các hộp kỹ thuật Các đường ống cứu hỏa chính luôn được bố trí ở mỗi tầng

dọc theo khu vực giao thông đứng và trên trần nhà

1.3.3 Hệ thống thoát nước

- Nước mưa trên mái sẽ thoát theo các lỗ thu nước chảy vào các ống thoát nước mưa có đường kính d =140 mm đi xuống dưới Riêng hệ thống thoát nước thải được bố trí đường ống riêng Nước thải từ các buồng vệ sinh có riêng hệ ống dẫn để đưa nước vào bể xử lý

nước thải sau đó mới đưa vào hệ thống thoát nước chung

1.3.4 Hệ thống gió

- Các tầng đều có cửa sổ thông thoáng tự nhiên Bên cạnh đó, công trình còn có các khoảng trống thông tầng nhằm tạo sự thông thoáng thêm cho tòa nhà Hệ thống máy điều hòa được cung cấp cho tất cả các tầng Họng thông gió dọc cầu thang bộ, sảnh thang máy Sử dụng

quạt hút để thoát hơi cho các khu vệ sinh và ống gain được dẫn lên mái

1.3.5 Hệ thống chiếu sáng

- Các tầng đều được chiếu sáng tự nhiên thông qua các của kính bố trí bên ngoài và các giếng trời trong công trình Ngoài ra, hệ thống chiếu sáng nhân tạo cũng được bố trí sao

cho có thể cung cấp ánh sáng đến những nơi cần thiết

1.3.6 Hệ thống phòng cháy chữa cháy

- Hệ thống báo cháy được lắp đặt tại mỗi khu vực cho thuê Các bình cứu hỏa được trang bị đầy đủ và bố trí ở các hành lang, cầu thang…theo sự hướng dẫn của ban phòng cháy chữa

cháy Thành phố Hồ Chí Minh

- Bố trí hệ thống cứu hoả gồm các họng cứu hoả tại các lối đi, các sảnh … với khoảng cách

tối đa theo đúng tiêu chuẩn TCVN 2622 –1995

đáo và xử lý kỹ lưỡng để tránh tình trạng bốc mùi gây ô nhiễm môi trường

1.4 Các vật liệu xây dựng chính cho công trình

- Hệ khung nhà , sàn , sê nô dùng bê tông mác 300 , cốt thép

Trang 10

CHƯƠNG 2 : CHỌN VẬT LIỆU – TIÊU CHUẨN ÁP

DỤNG - SƠ BỘ TIẾT DIỆN

2.1 Giải pháp thiết kế cho kết cấu

- Giải pháp kết cấu phần thân :

Hệ kết cấu chịu lực chính của công trình là hệ bao gồm các dầm BTCT kết hợp với vách để chịu toàn bộ tải trong đứng và tải trọng ngang Vách bằng BTCT Hệ kết cấu dầm - sàn là dầm – sàn bê tông cốt thép kết hợp với các dầm

- Giải pháp móng :

Phương án móng cọc khoan nhồi BTCT

2.2 Phần mềm ứng dụng trong phân tích và tính toán

- Mô hình hệ kết cấu công trình: ETABS, SAFE

- Tính toán cốt thép và tính móng cho công trình: Sử dụng phần mềm EXCEL kết hợp với lập trình VBA

2.3 Tiêu chuẩn áp dụng

- Công việc thiết kế được tuân theo các quy phạm, các tiêu chuẩn thiết kế do nhà nước Việt Nam quy định đối với nghành xây dựng

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

TCVN 5574-2012: Tiêu chuẩn thiết kế bê tông cốt thép;

TCXD 198-1997: Nhà cao tầng –Thiết kế bê tông cốt thép toàn khối;

TCXD 10304-2012: Móng cọc- tiêu chuẩn thiết kế;

TCVN 9362-2012: Tiêu chuẩn thiết kế nền nhà và công trình;

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

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

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

Trang 11

2.4 Vật liệu sử dụng

Bê tông sử dụng trong công trình là loại bê tông có cấp độ bền B25 cho hệ cột-dầm - sàn và B30 sử dụng cho móng công trình

 Bê tông B25

+ Cường độ tính toán chịu nén: Rb = 14.5 MPa

+ Cường độ tính toán chịu kéo: Rbt = 1.05 MPa

 Bê tông B30

+ Cường độ tính toán chịu nén: Rb = 17 MPa

+ Cường độ tính toán chịu kéo: Rbt = 1.4 MPa

 Cốt thép loại AI (đối với cốt thép có Ø ≤ 10)

+ Cường độ tính toán chịu nén: Rsc = 225 MPa

+ Cường độ tính toán chịu kéo: Rs = 225 MPa

+ Cường độ tính toán cốt ngang: Rsw = 175 MPa

 Cốt thép loại AIII (đối với cốt thép có Ø > 10)

+ Cường độ tính toán chịu nén: Rsc = 365 MPa

+ Cường độ tính toán chịu kéo: Rs = 365 MPa

2.5 Chọn sơ bộ tiết diện

Trang 12

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 betong nhẹ

+ Đối với bản kê 4 cạnh: h s D L1

Ta chọn sơ bộ chiều dày sàn : h s = 0.15 (m)

Tiết diện cầu thang

Cầu thang tầng 2 đến tầng 17 là cầu thang 2 vế dạng bản

Trang 13

mm l

+ Với : ht là chiều cao tầng

t là chiều dày của vách cứng



3400

17020

Trang 14

CHƯƠNG 3 : TẢI TRỌNG VÀ TÁC ĐỘNG

3.1 Tĩnh tải

Cấu tạo sàn gồm các lớp sau :

Tải tác động lên sàn là tải phân bố đều là do các lớp cấu tạo sàn :

Gtt = ∑hi.i.n

Trong đó : hi : chiều dày các lớp cấu tạo sàn

i : khối lượng riêng

n : hệ số vượt tải

Bảng 3 1 Bảng giá trị tĩnh tải các ô sàn thường tầng điển hình

STT Các lớp cấu tạo

Bề dày (m)

Trọng lượng riêng

(kN/m3)

Hệ số vượt tải

Trọng lượng (kN/m2)

Trang 15

Bảng 3 2 Bảng giá trị tĩnh tải các ô sàn: nhà vệ sinh, lô gia, mái

STT Các lớp cấu tạo Bề dày

(m)

Trọng lượng riêng (kN/m3)

Tĩnh tải quy đổi sàn thường (kN/m2)

Tải tường quy đổi phân bố đều trên sàn (kN/m2)

Tổng tĩnh tải sàn thường qtt

Tổng tĩnh tải sàn vệ sinh qtt (kN/m2) (kN/m2)

Trang 16

3.2 Hoạt tải

Hoạt tải tác dụng được lấy theo tiêu chuẩn TCVN 2737-1995 [3]

Bảng 3 5 Bảng giá trị hoạt tải các loại phòng

Loại phòng Hoạt tải tiêu

Công trình có độ cao h = 64.3m so với mặt đất > 40m nên phải tính phần gió tĩnh và cả gió động

do dao động riêng của công trình gây ra (theo TCVN 2737-1995: Tải trọng và tác động)

Tải trọng gió gồm 2 thành phần : Gió tĩnh và gió động

k : Hệ số tính đến sự thay đổi áp lực gió (tra bảng 5 TCVN 2737-1995), theo dạng địa hình

Trang 17

h : Diện truyền tải.(h = 3.4m)

Bảng 3 6 Bảng tải trọng gió tĩnh theo phương X và Y

Tầng Cao độ

(m)

Bề rộng Y (m)

Wj (kN/m2)

Trang 18

Sau khi khai báo tiết diện dầm cột, sàn, tĩnh tải và hoạt tải đứng (chưa có tải trọng ngang) chạy chương trình Etabs được khối lượng, biên độ và chu kỳ dao động của các mode, đây là các cơ sở

để tính toán gió động

 Các bước tính toán gió động

Bước 1: Giá trị tiêu chuẩn thành phần động chỉ kể đến xung vận tốc gió (f > fL=1.3Hz) được tính

theo công thức 4.1 trang 8 TCVN 229-1999 [4]

WFj = W.ξ ν

Trong đó : W: Giá trị tiêu chuẩn thành phần tĩnh: W = Wo.k.c

Wo: Áp lực gió lấy theo bản đồ phân vùng

k: Hệ số tính theo sự thay đổi của áp lực gió

c: Hệ số khí động

ξ: Hệ số áp lực động của tải trọng gió (tra bảng 3 TCVN 229-1999)

ν: Hệ số tương quan không gian áp lực động, lấy theo bảng 4, trong đó các hệ số ρ

và χ lấy theo bảng 5 TCVN 229-1999, đối với mode 1 và mode 2, giá trị ν2=ν3=1

Bước 2: Giá trị tiêu chuẩn thành phần động có xét đến lực quán tính (f < fL=1.3Hz) được xác

định theo công thức 4.3 trang 10 TCVN 229-1999 [4]

Wp = Mk.ξ.ψ.y

Trong đó : Mk: Khối lượng của phần công trình mà trọng tâm có độ cao z

ξ: Hệ số động lực phụ thuộc hệ số ε: (công thức 4.4 trang 10 TCVN 229-1999) [4]

o i

γ.wε=

940.f

Ở đây :  : Hệ số độ tin cậy của tải trọng gió lấy = 1.2

Wo: Giá trị tiêu chuẩn của áp lực gió (N/m2) xác định theo vùng gió = 0.83(kN/m2) fi: Tần số ứng với dạng dao động thứ i (Hz)

Trang 19

Từ  tra đồ thị hình 2.4.6 (Tương ứng hình 2 trang 10 – TCXD 229 : 1999) [4] được ξ

Công trình bằng bê tông cốt thép  = 0.3 Theo đường cong số 1; xác định hệ số động lực ξ y: Dịch chuyển ngang của công trình ở độ cao z ứng với dạng dao động thứ i

ψ Được xác định theo công thức 4.5 TCVN 229-1999 [4]

1 2 1

R

Fi K

r

k k

+ Mk: Khối lượng của phần công trình mà trọng tâm có độ cao z lấy bằng toàn bộ tĩnh tải đứng

và 50% hoạt tải trên sàn

+ y: Dịch chuyển ngang của trọng tâm phần thứ k

+ WFj: Giá trị tiêu chuẩn thành phần động chỉ kể đến xung vận tốc gió (f > fL=1.3hz )

Bước 3: Giá trị tính toán thành phần động của tải trọng gió được xác định theo công thức 4.10

(trang 12 TCVN 229-1999) [4]

Wtt = Wp..β

Trong đó : + Wtt là giá trị tính toán của tải trọng gió hoặc áp lực gió

+ Wp là giá trị tiêu chuẩn của tải trọng gió hoặc áp lực gió

+ γ là hệ số độ tin cậy của tải trọng gió, γ lấy bằng 1.2

+ β là hệ số điều chỉnh tải trọng gió theo thời gian giả định của công trình, xác định theo bảng 6 ( trang 12 TCVN 229 – 1999) [4]

 Tính toán

Tính giá trị thành phần động chỉ kể đến xung vận tốc gió(f>fL) của các mode:

Hình 3 2 Hình Đồ thị xác định hệ số động lực

Trang 20

Bảng 3 7 Chu kỳ dao động xuất ra từ chương trình Etabs

f1 = 1/T1 = 1/2.255 = 0.443 Hz : Dao động theo phương Y

f2 = 1/T2 = 1/2.217 = 0.451 Hz : Dao động theo phương X

f3 = 1/T3 = 1/1.719 = 0.581 Hz : Xoắn

f4 = 1/T4 = 1/0.653 = 1.531 Hz : Dao động theo phương X

Vậy f4 > fL = 1.3 Hz nên ta dừng lại ở mode 3, nhưng mode 1 là xoắn nên việc xác định thành phần dao động của tải trọng gió cần kể đến ảnh hưởng của dao động1, 2

Trang 21

Đối với Mode 1: dao động theo phương Y nên ta lấy giá trị dịch chuyển UY trong bảng bên dưới

0.0071 STORY17 D1 1 0

0.0068 STORY16 D1 1 0

0.0064 STORY15 D1 1 0 -0.006 STORY14 D1 1 0

0.0056 STORY13 D1 1 0

0.0052 STORY12 D1 1 0

0.0048 STORY11 D1 1 0

0.0043 STORY10 D1 1 0

0.0038 STORY9 D1 1 0

0.0034 STORY8 D1 1 0

0.0029 STORY7 D1 1 0

0.0024 STORY6 D1 1 0 -0.002 STORY5 D1 1 0

0.0016 STORY4 D1 1 0

0.0011 STORY3 D1 1 0

0.0008 STORY2 D1 1 0

0.0004 STORY1 D1 1 0

0.0001

Trang 22

-Đối với Mode 2: Dao động theo phương X nên ta lấy giá trị dịch chuyển UX trong bảng bên dưới:

0.0071 0 STORY17 D1 2

0.0068 0 STORY16 D1 2

0.0064 0 STORY15 D1 2

0.0061 0 STORY14 D1 2

0.0057 0 STORY13 D1 2

0.0053 0 STORY12 D1 2

0.0049 0 STORY11 D1 2

0.0045 0 STORY10 D1 2 -0.004 0 STORY9 D1 2

0.0035 0 STORY8 D1 2

0.0031 0 STORY7 D1 2

0.0026 0 STORY6 D1 2

0.0021 0 STORY5 D1 2

0.0017 0 STORY4 D1 2

0.0012 0 STORY3 D1 2

0.0008 0 STORY2 D1 2

0.0005 0 STORY1 D1 2

0.0001 0

-Nội lực và chuyển vị gây ra do thành phần tĩnh và thành phần động của tải gió được xác định như sau :

Trang 23

T d 2

i

i =1

Trong đó : + X là mô ment uốn (xoắn), lực cắt, lực dọc hoặc chuyển vị

+ XT là mô ment uốn(xoắn),lực cắt, lực dọc hoặc chuyển vị do thành phần tĩnh của tải trọng gió gây ra

+ Xdi là mô ment uốn(xoắn),lực cắt, lực dọc hoặc chuyển vị do thành phần động của tải trọng gió gây ra ở dạng dao động thứ i

+ s là số dạng dao động tính toán Bảng tải trọng gió tác dụng lên công trình theo 2 phương

Sau khi tính toán tải trọng gió, tiến hành gán tải trọng gió vào công trình thông qua tâm cứng và khai báo các tổ hợp tải trọng

Bảng 3 10 Bảng tải trọng gió động theo phương X.

Tên tầng

Hệ số

áp lực động

j

Hệ số tương quan không gian

Trang 24

STORY8 0.284 0.679 0.301 0.074 1.693 0.045 0.0031 61.05 STORY7 0.287 0.679 0.298 0.074 1.693 0.045 0.0026 51.20 STORY6 0.289 0.679 0.294 0.074 1.693 0.045 0.0021 41.36 STORY5 0.294 0.679 0.291 0.074 1.693 0.045 0.0017 33.48 STORY4 0.299 0.679 0.287 0.074 1.693 0.045 0.0012 23.63 STORY3 0.303 0.679 0.282 0.074 1.693 0.045 0.0008 15.75 STORY2 0.314 0.679 0.273 0.074 1.693 0.045 0.0005 12.37 STORY1 0.318 0.679 0.251 0.074 1.693 0.045 0.0001 2.46

Bảng 3 11 Bảng tải trọng gió động theo phương Y

Tên tầng

Hệ số

áp lực động j

Hệ số tương quan không gian 1

Trang 25

STORY4 0.299 0.652 0.275 0.076 1.706 0.043 0.0012 12.96 STORY3 0.303 0.652 0.270 0.076 1.706 0.043 0.0008 9.42 STORY2 0.314 0.652 0.262 0.076 1.706 0.043 0.0005 5.92 STORY1 0.318 0.652 0.241 0.076 1.706 0.043 0.0001 1.47

3.4 Tải động đất

3.4.1 Tổng quan

- 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 2 loại tải trọng vô cùng quan trọng là tải trọng gió và tải trọng động đất ( tải trọng ngang )

- Đây được xem là một trong những yêu cầu bắt buộc không thể thiếu và là yêu cầu quan trọng nhất khi thiết kế các công trình nhà 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 thì phải tính tải động đất

- Tính toán lực động đất theo tiêu chuẩn TCXD 9386 – 2012 “ Thiết kế công trình chịu động đất” [5]

3.4.2 Tính toán tải trong động đất theo phương pháp phổ phản ứng

Công trình nằm tại Quận 2, Thành phố Hồ Chí Minh, Việt Nam, theo Phụ lục H “Bảng phân vùng gia tốc nền theo địa danh hành chính” của TCVN 9386-2012:

Đỉnh gia tốc nền agR được xác định như sau:

Hình 3 3 Hình Phân vùng gia tốc nền theo địa danh hành

chính

Trang 26

Bảng 3 12 Bảng đỉnh gia tốc nền của công trình

- Nhận dạng điều kiện đất nền theo tác động động đất

Bảng 3 13 Bảng chuyển đổi từ đỉnh gia tốc nền thiết kế

sang cấp động đất

Trang 27

+ Căn cứ vào mặt cắt địa chất , các số liệu khảo sát địa chất tại khu vực xây dựng và điều kiện đất nền theo tác động động đất trong quy định tại điều 3.1.2 của TCVN 9386 – 2012 [5] nhận dạng nền đất tại khu vực xây dựng công trình này như sau :

+ Theo bảng 3.1 “Các loại nền đất” của TCVN 9386-2012 thì loại đất nền của công trình thuộc loại B

+ Theo bảng 3.2 “Giá trị các tham số mô tả các phổ phản ứng đàn hồi” của TCVN 9386- 2012 [5]:

Theo Phụ lục E “Phân cấp, phân loại công trình xây dựng” của TCVN 9386-2012 [5]

thì công trình thuộc nhà chung cư có chiều cao công trình 20 tầng được xếp vào công

trình cấp I

- Xác định mức độ và hệ số tầm quan trọng :

Ứng với công trình cấp I như trên, theo Phụ lục E “Mức độ và hệ số tầm quan trọng” của TCVN 9386-2012 thì hệ số tầm quan trọng γI = 1.25

- Xác điṇ h hê ̣số ứ ng xử q của kết cấu đối với tác động động đất theo phương nằm ngang:

Bảng 3 14 Giá trị tham số mô tả các phổ phản ứng đàn hồi

Trang 28

Giá trị giới hạn trên của hệ số ứng xử q để tính đến khả năng làm tiêu tán năng lượng , phải được tính cho từng phương khi thiết kế như sau :

=> Từ hệ kết cấu trên xác định được tỷ số : u

1

α = 1.3

Trong đó : + α1 là giá trị để nhân vào giá trị thiết kế của tác động động đất theo phương nằm

ngang để trong mọi cấu kiện của kết cấu sẽ đạt giới hạn độ bền chịu uốn trước tiên, trong khi tất cả các tác động khác vẫn không đổi

+ αu là giá trị để nhân vào giá trị thiết kế của tác động đất theo phương nằm ngang sẽ làm cho khớp dẻo hình thành trong một loạt tiết diện đủ để dẫn đến sự mất ổn định tổng thể kết cấu, trong khi tất cả các giá trị thiết kế của các tác động khác vẫn không đổi Hệ số αu có thể thu được từ phân tích phi tuyến tính tổng thể

- Xét đến tính đều đặn theo mặt đứng của công trình là : đều đặn theo mặt đứng , giá trị cơ bản của hệ số ứng xử q0 , phụ thuộc vào loại kết cấu và tính đều đặn của nó theo mặt đứng lấy trong bảng 5.1 “ Giá trị cơ bản của hệ số ứng xử q0 cho hệ có sự đều đặn theo mặt đứng” của TCVN

9386 -2012

- Xét đến tính dẻo của kết cấu công trình thuộc dạng : cấp dẻo kết cấu trung bình

- Loại kết cấu công trình thuộc loại : hệ khung , hệ hỗn hộp , hệ tường kép , có

- Với hệ kết cấu như trên , có kw =1

=> Hệ số ứng xử q tác động theo phương ngang của công trình

q = q k = 3.9×1 = 3.9

Trang 29

3.4.3 Tính toán động đất theo phương pháp phổ thiết kế dùng cho phân tích đàn hồi

Theo TCXDVN 9386-2012: với các thành phần nằm ngang của tác động động đất, phổ thiết kế Sd(T) được xác định theo các công thức như sau:

g

C D g

+ T: là chu kì dao động của hệ tuyến tính một bậc tự do

+ ag: là gia tốc nền thiết kế trên nền loại B (ag = γI×agR)

+ TB: là giới hạn dưới của chu kì, ứng với đoạn nằm ngang của phổ phản ứng gia tốc:

Trang 30

Xây dựng phổ phản ứng thiết kế dùng trong phân tích đàn hồi theo phương ngang:

Bảng 3 15 Bảng phổ phản ứng thiết kế dùng trong phân tích đàn hồi theo phương ngang

Trang 31

Hình 3 4 Hình Dạng của phổ thiết kế dùng cho phản ứng đàn hồi

Trang 32

CHƯƠNG 4 : THIẾT KẾ SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH

4.1 Sơ đồ và kích thước sơ bộ hệ dầm sàn

S5

S1S2

S3S4

S5

S1S2

S3S4

Trang 33

4.2 Tải trọng

Tĩnh tải

Cấu tạo sàn gồm các lớp sau :

Tải tác động lên sàn là tải phân bố đều là do các lớp cấu tạo sàn :

Gtt = ∑hi.i.n

Trong đó : hi : chiều dày các lớp cấu tạo sàn

i : khối lượng riêng

n : hệ số vượt tải

Bảng 4 1 Bảng giá trị tĩnh tải các ô sàn thường tầng điển hình

STT Các lớp cấu tạo

Bề dày (m)

Trang 34

Bảng 4 2 Bảng giá trị tĩnh tải các ô sàn: nhà vệ sinh, lô gia, mái

STT Các lớp cấu tạo Bề dày

(m)

Bảng 4 4 Bảng tổng tĩnh tải quy đổi trên các ô sàn

Ô bản Tĩnh tải quy đổi sàn

thường (kN/m2)

Tải tường quy đổi phân bố đều trên sàn (kN/m2)

Tổng tĩnh tải sàn thường qtt (kN/m2)

Tổng tĩnh tải sàn vệ sinh qtt (kN/m2)

Trang 35

Hoạt tải

Hoạt tải tác dụng được lấy theo tiêu chuẩn TCVN 2737-1995 [3]

Bảng 4 5 Bảng giá trị hoạt tải các loại phòng

Loại phòng Hoạt tải tiêu

chuẩn (kN/m2)

HSVT Hoạt tải tính toán

4.3 Xác định nội lực của sàn bằng SAFE V12

Nội lực các ô bản được tính bằng phần mềm SAFE V12

Hình 4 3 Mô hình sàn bằng phần mềm SAFE

Trang 36

Hình 4 4 Tĩnh tải sàn SAFE

Hình 4 5 Hoạt tải sàn SAFE

Trang 37

4.4 Các bước tính toán chung

Trang 38

Diện tích cốt thép được xác định bằng công thức : b o

Trang 39

Bảng 4 6 Bảng kết quả thép sàn

hiệu

M (daN.m)

b (mm)

h (mm)

a (mm)

h0 (mm)

Rb (kg/cm2)

Định dạng
Số trang	153
Dung lượng	7,02 MB