Thiết kế chung cư quanh anh tower

Loại kết cấu này có ưu điểm là có không gian lớn, bố trí mặt bằng linh hoạt, có thể đáp ứng đầy đủ yêu cầu sử dụng công trình, tuy nhiên độ cứng ngang nhỏ, khả năng chống lại tác động củ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Tp Hồ Chí Minh, tháng 08/2019

NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG

THIẾT KẾ CHUNG CƯ QUANG ANH TOWER

GVHD: NGUYỄN VĂN CHÚNG SVTH:NGUYỄN HOÀNG ĐỨC

S K L 0 0 6 2 4 9

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ KIẾN TRÚC 1.1 NHU CẦU XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH

Trong sự hòa nhập và phát triển kinh tế xã hội hiện nay Việt Nam đang dần khẳng định

vị thế trên trường quốc tế về nhiều mặt: kinh tế, giáo dục, thể thao … Cùng với sự phát triển

đó hai trung tâm kinh tế lớn nhất cả nước là TP Hà Nội và TP HCM đi đầu trong cả nước đang đi đầu trong su hướng phát triển TP Hồ Chí Minh, trung tâm du lịch và thương mại lớn nhất cả nước và đây cũng là khu vược có mật độ dân số cao nên kinh tế không ngừng phát triển thu hút nguồn lao động trong nhiều nghành nghề dẫn đến mức độ thị hóa ngày càng tăng, đòi hỏi nhu cầu về nhà ở cũng tăng theo

Mặt khác, trong xu thế hội nhập kinh tế quốc tế, thành phố Hồ Chí Minh cần chỉnh trang

bộ mặt đô thị: thay thế dần các khu dân cư ổ chuột, các chung cư cũ đã xuống cấp bằng các chung cư ngày một tiện nghi hơn phù hợp với quy hoạch đô thị của thành phố là một yêu cầu rất thiết thực

Vì những lý do trên, chung cư Quang Anh Power ra đời nhằm đáp ứng những nhu cầu trên của người dân cũng như góp phần vào sự phát triển chung của thành phố

1.2 GIỚI THIỆU CÔNG TRÌNH

1.2.1 Vị trí công trình

Tên công trình: Quang Anh Power

Công trình tọa lạc tại Quận 6 – TP Hồ Chí Minh, giáp hai mặt tiền đường Lữ Gia và Nguyễn Thị Nhỏ Công trình có một lợi thế rất lớn trong việc đi lại giữa các địa điểm trong thành phố

Hình 1.1- Phối cảnh chung cư Quang Anh Power

Hình 1.2- Tổng thể mặt bằng công trình 1.2.2 Quy mô và đặc điểm

1.2.2.1 Quy mô dự án

1.2.2.2 Phân khu chức năng

Phân khu chức năng cá tầng của toàn chung cư Quang Anh Power:

- Tầng hầm: là khu vực đậu, đỗ xe

- Tầng 01 - tầng 03: là trung tâm thương mại

- Tầng 04 - tầng 05: là căn hộ cho thuê

- Tầng 06 - tầng 22: là căn hộ Với tổng căn hộ là 190 căn, các trang thiết bị hiện đại, 60% diện tích còn lại là hồ bơi, cafe, nhà hàng

- Sân thượng: đặt hồ nước mái

- Khối văn phòng được phân chia thành nhiều không gian khác nhau để tạo ra nhiều sự lựa chọn cho việc thuê một văn phòng làm việc tại đây Đồng thời trong khối văn phòng còn tổ chức 3 phòng họp trong đó có 1 phòng họp có sức chứa 120 để đáp ứng cho việc hội họp của cả khối văn phòng

Giải pháp mặt bằng phân chia cụ thể như sau:

Hình 1.3- Mặt bằng tầng điển hình của công trình

Hình 1.4- Mặt đứng công trình trục B-G

Hình 1.5- Mặt đứng công trình trục 3-7

1.2.3 Tiện ích công trình

Khu cafe giải khát bán lộ thiên ở tầng 06, có tầm nhìn đẹp, đương đối yên tĩnh

Khu cafe giải khát ở tầng 01, cạnh hồ bơi, được bố trí đan xen giữa các chồi nghỉ thô mộc cùng các giàn dây leo

Hệ thống siêu thị, trung tâm mua sắm với các mặt hàng nổi tiếng được phân chia trải rộng

Hệ thống an ninh từ bên ngoài cho đến các khu vực mua bán giải trí bên trong công trình

An toàn từ việc đảm bảo các qui chuẩn thiết kế, đảm bảo an toàn cháy nổ, bên trong bên ngoài công trình cũng như đảm bảo việc thông xe lên xuống của tầng hầm, an toàn trong việc sử dụng thiết bị bên trong công trình

Khu giữ trẻ

nhưng có lối đi độc lập

1.2.4 Hệ thống giao thông

Giao thông ngang là hệ thống hành lang

Giao thông đứng gồm thang máy và thang bộ, gồm 04 thang bộ và 04 thang máy chia đều cho 2 khu vực riêng biệt Thang máy bố trí giữa mỗi khu, các căn hộ bố trí xung quanh nên đảm bảo giao thông ngắn nhất Bên cạnh đó cũng bố trí thêm 02 thang máy, 01 thang bộ, 01 thang cuốn để phục vụ cho tầng thương mại

1.3 GIẢI PHÁP KĨ THUẬT CHO CÔNG TRÌNH

1.3.1 Hệ thống cung cấp điện

Nguồn điện cung cấp cho công trình được lấy chủ yếu từ hệ thống lưới điện thành phố (Quận 6) thông qua phòng máy điện của công trình Từ đây, điện sẽ được dẫn đi khắp các căn hộ Các dây dẫn điện sẽ được bố trí trong hộp gen kỹ thuật và có bảng điều khiển điện cho mỗi tầng và mỗi căn hộ.Ngoài ra, còn bố trí các máy phát điện dự phòng ở tầng hầm

để kịp thời cung cấp trong trường hợp sự cố mất điện

1.3.2 Hệ thống cung cấp nước

Nguồn nước cung cấp cho công trình chủ yếu được lấy từ hệ thống cấp nước của thành phố dẫn vào bể chứa nước ngầm, rồi bơm lên trên hồ nước mái, từ đó mời phân phối cho các căn hộ

Mái bằng có một dốc vừa phải để gom nước về seno, sau đó theo hệ thống ống nước thải ra cống thoát nước của thành phố Ống cấp nước và ống thoát nước đều dùng bằng ống nhựa PVC

1.3.3 Hệ thống chiếu sáng

Bốn mặt công trình được bố trí nhiều cửa sổ để thông gió và lấy sáng

Trên tầng mái, tại lỗ thông tầng, lắp đặt các tấm kiếng để chắn nước mưa rơi vào công trình

1.3.4 Phòng cháy chữa cháy

Công trình bằng bê tông cốt thép, tường xây bằng gạch rỗng vừa cách âm, vừa cách nhiệt

Các bình cứu hỏa được đặt ở hành lang mỗi tầng Mỗi tầng đều có 4 cầu thang bộ đảm bảo thoát hiểm trong trường hợp xảy ra sự cố Nước cấp tạm thời phục vụ cho chữa cháy được lấy từ bể nước mái

1.3.5 Các hệ thống khác

Hệ thống vệ sinh: Nước thải được xử lý bằng phương pháp vi sinh, có bể lắng, lọc

trước khi đưa ra hệ thống thoát nước thành phố Khu vệ sinh các tầng được bố trí thẳng trục để tiện cho việc bố trí ống gain thoát nước thải

Chống sét: Sử dụng hệ thống thu sét chủ động quả cầu dynasphere được đặt ở tầng mái

và hệ thống dây nối đất để giảm thiểu tối đa nguy cơ bị sét đánh ảnh hưởng đến công trình

1.4 ĐẶC DIỂM KHÍ HẬU KHU VỰC XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH

- Độ ẩm tương đối trung bình : 48.5%

- Độ ẩm tương đối thấp nhất : 79%

- Độ ẩm tương đối cao nhất : 100%

- Lượng bốc hơi trung bình : 28 mm/ngày đêm

1.4.2 Mùa khô

1.4.3 Gió

- Thịnh hành trong mùa khô :

- Thịnh hành trong mùa mưa :

- Hướng gió Tây Nam và Đông Nam có vận tốc trung bình : 2.15 m/s

- Gió thổi mạnh vào mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 11, ngoài ra còn có gió Đông Bắc thổi nhẹ

- Khu vực T.p Hồ Chí Minh rất ít chịu ảnh hưởng của gió bão

CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN VỀ KẾT CẤU 2.1 TIÊU CHUẨN THAM KHẢO

Tiêu chuẩn Việt Nam :

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

2 TCVN 5574-2012: Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép

3 TCVN 198-1997: Nhà cao tầng – Thiết kế kết cấu bêtông cốt thép toàn khối

4 TCVN 229:1999 Chỉ dẫn tính toán thành phần động của tải trọng gió theo TCVN 2737:1995 - NXB Xây Dựng - Hà Nội 1999

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

6 TCXDVN 205 – 1998 – Móng cọc – Tiêu chuẩn thiết kế

7 TCXDVN 195 – 1997 – Nhà cao tầng – Thiết kế cọc khoan nhồi

8 TCVN 10304-2014: Móng cọc – Tiêu chuẩn thiết kế

9 TCVN 9395:2012 : Cọc khoan nhồi - Thi công và nghiệm thu- NXB Xây dựng - Hà nội 2012

10 TCVN 9396:2012, Cọc khoan nhồi - Phương pháp xung siêu âm xác định tính đồng nhất của bê tông

Tiêu chuẩn Nước ngoài :

1 Tiêu chuẩn Mỹ ACI 318-2002 (Dùng thiết kế )

2 Tiêu chuẩn Anh BS 8110-1997 (Dùng thiết kế Khung trong phần mềm Etabs )

Phần mềm thiết kế của Nước ngoài :

1 Etabs

2 Safe

3 Autocad

4 Sap 2000

Chương trình tính toán, tiện ích :

1 VBA tính toán gió tĩnh và gió động

2 VBA tính toán động đất

3 VBA tính toán diện tích cốt thép cho dầm

4 VBA tính toán diện tích cốt thép cho cột

5 VBA tính toán diện tích cốt thép cho vách

6 VBA tính toán diện tích cốt thép cho sàn sườn toàn khối

7 VBA tính toán cho móng cọc nhồi

2.2 GIẢI PHÁP VỀ KẾT CẤU CHỊU LỰC

2.2.1 Các dạng kết cấu cơ bản

2.2.1.1 Kết cấu khung

Kết cấu khung bao gồm hệ thống cột và dầm vừa chịu tải trọng đứng vừa chịu tải trọng ngang Loại kết cấu này có ưu điểm là có không gian lớn, bố trí mặt bằng linh hoạt, có thể đáp ứng đầy đủ yêu cầu sử dụng công trình, tuy nhiên độ cứng ngang nhỏ, khả năng chống lại tác động của tải trọng ngang kém, hệ dầm thường có chiều cao lớn nên ảnh hưởng đến

công năng sử dụng và tăng chiều cao nhà Các công trình sử dụng kết cấu khung thường là

những công trình có chiều cao không lớn, với khung BTCT không quá 20 tầng, với khung

thép cũng không quá 30 tầng

2.2.1.3 Kết cấu lõi cứng

Kết cấu lõi cứng là hệ kết cấu bao gồm 1 hay nhiều lõi được bố trí sao cho tâm cứng càng gần trọng tâm càng tốt Các sàn được đỡ bởi hệ dầm công xôn vươn ra từ lõi cứng

2.2.1.4 Kết cấu ống

Kết cấu ống là hệ kết cấu bao gồm các cột dày đặc đặt trên toàn bộ chu vi công trình được

liên kết với nhau nhờ hệ thống dầm ngang Kết cấu ống làm việc nói chung theo sơ đồ trung gian giữa sơ đồ công xôn và sơ đồ khung Kết cấu ống có khả năng chịu tải trọng ngang tốt,

có thể sử dụng cho những công trình cao đến 60 tầng với kết cấu ống BTCT và 80 tầng với kết cấu ống thép Nhược điểm của kết cấu loại này là các cột biên được bố trí dày đặc gây cản trở mỹ quan cũng như điều kiện thông thoáng của công trình

2.2.2 Các dạng kết cấu hỗn hợp

2.2.2.1 Kết cấu khung - giằng

Kết cấu khung – giằng là hệ kết cấu kết hợp giữa khung và vách cứng, lấy ưu điểm của

loại này bổ sung cho nhược điểm của loại kia Công trình vừa có không gian sử dụng tương đối lớn, vừa có khả năng chống lực bên tốt Vách cứng trong kết cấu này có thể bố trí đứng riêng, cũng có thể lợi dụng tường thang máy, thang bộ, được sử dụng rộng rãi trong các loại

công trình

2.2.2.2 Kết cấu ống – lõi

Kết cấu ống sẽ làm việc hiệu quả hơn khi bố trí thêm các lõi cứng ở khu vực trung tâm Các lõi cứng ở khu vực trung tâm vừa chịu một lượng lớn tải trọng đứng vừa chịu một lượng lớn tải trọng ngang Xét về độ cứng theo phương ngang thì kết cấu ống có độ cứng lớn hơn nhiều so với kết cấu khung Lõi cứng trong ống có thể là do các tường cứng liên kết với nhau tạo thành lõi hoặc là các ống có kích thước nhỏ hơn ống ngoài Trường hợp thứ 2 còn được gọi là kết cấu ống trong ống Tương tác giữa ống trong và ống ngoài có đặc thù giống như tương tác giữa ống và lõi cứng trung tâm

2.2.2.3 Kết cấu ống tổ hợp

Trong một số nhà cao tầng, ngoài kết cấu ống người ta còn bố trí thêm các dãy cột khá dày ở phía trong để tạo thành các vách theo cả 2 phương Kết quả là đã tạo ra một dạng kết cấu giống như chiếc hộp gồm nhiều ngăn có độ cứng lớn theo phương ngang Kết cấu được tạo ra theo cách này gọi là kết cấu ống tổ hợp Kết cấu ống tổ hợp thích hợp cho các công trình có mặt bằng lớn và chiều cao lớn Kết cấu ống tổ hợp cũng có những nhược điểm như kết cấu ống, ngoài ra, do sự có mặt của các vách bên trong nên phần nào ảnh hưởng đến công năng sử dụng của công trình

2.2.3 Các dạng kết cấu đặc biệt

2.2.3.1 Kết cấu hệ dầm chuyển

Chân tường dọc ngang của vách cứng không kéo dài tới đáy tầng 1 hoặc một số tầng phía dưới mà đặt lên khung đỡ phía dưới Loại kết cấu này có thể đáp ứng yêu cầu không gian lớn ở tầng dưới như cửa hàng, khách sạn, lại có khả năng chống tải trọng ngang tương dối

lớn Do đó loại hình kết cấu này được sử dụng nhiều ở nhà cao tầng mà tầng dưới làm cửa hàng hay nhà hàng

2.2.3.2 Kết cấu có tầng cứng

Trong kết cấu ống - lõi, mặc dù cả ống và lõi đều được xem như các công xôn ngàm vào đất để cùng chịu tải trọng ngang, nhưng do các dầm sàn có độ cứng nhỏ nên hầu như tải trọng ngang do lõi cứng gánh chịu Hiện tượng này làm cho kết cấu ống làm việc không hiệu quả Vấn đề này được khắc phục nếu như tại vị trí một số tầng, người ta tạo ra các dầm hoặc dàn có độ cứng lớn nối lõi trong với ống ngoài Dưới tác dụng của tải trọng ngang, lõi cứng

bị uốn làm cho các dầm này bị chuyển vị theo phương thẳng đứng và tác dụng lên các cột của ống ngoài các lực theo phương thẳng đứng Mặc dầu các cột có độ cứng chống uốn nhỏ, song độ cứng dọc trục lớn đã cản trở sự chuyển vị của các dầm cứng và kết quả là chống lại chuyển vị ngang của cả công trình

Trong thực tế, các dầm này có chiều cao bằng cả tầng nhà và được bố trí tại tầng kĩ thuật nên còn được gọi là các tầng cứng

2.2.3.3 Kết cấu có hệ giằng liên tầng

Kết cấu có hệ giằng liên tầng là hệ kết cấu có hệ thống khung bao quanh nhà nhưng không thuần túy tạo thành kết cấu ống mà được bổ sung một hệ giằng chéo thông nhiều tầng, gọi

là hệ giằng liên tầng Hệ thống giằng liên tầng này có đặc điểm là làm cho hệ khung biên làm việc gần như một hệ giàn các cột và dầm của khung biên gần như chỉ chịu lực dọc trục

Ưu điểm của hệ kết cấu này là có độ cứng lớn theo phương ngang, thích hợp với những ngôi nhà siêu cao tầng Ngoài ra hệ giằng liên tầng có ưu điểm là không ảnh hưởng nhiều đến công năng của công trình, ví dụ như hệ giằng chéo chỉ bố trí trong 1 tầng, hệ thống cột không đặt dày đặc như kết cấu ống thuần túy Đây là một giải pháp kết cấu hiện đại, đang được thế giới quan tâm

2.2.3.4 Kết cấu khung ghép

Đặc điểm khác biệt giữa hệ khung ghép và khung bình thường là:

+ Khung bình thường do các cột và dầm tạo thành, các dầm và cột đều đồng thời chịu tác động của tải trọng đứng và tải trọng ngang Nói chung, tình trạng chịu lực của các cấu kiện gần như nhau, do đó vật liệu cũng gần như vậy

+ Khung ghép được cấu tạo theo cách liên kết một số tầng và một số nhịp, thường có kích thước và tiết diện lớn Khung ghép thường có độ cứng lớn, là kết cấu chịu lực chính của công trình Khung tầng trong hệ kết cấu này được xem là hệ kết cấu thứ cấp chủ yếu là để truyền các tải trọng đứng lên hệ khung ghép Trong một số trường hợp tại các tầng trên có thể bỏ hệ khung tầng để tạo ra không gian lớn

Kết cấu khung ghép thích hợp cho những ngôi nhà siêu cao tầng và hiện nay đang được thế giới quan tâm

2.3 CHỌN GIẢI PHÁP KẾT CẤU

 Kết cấu khung:

Các giải pháp kết cấu BTCT toàn khối được sử dụng phổ biến trong các nhà cao tầng bao gồm: Hệ kết cấu khung, hệ kết cấu tường chịu lực, hệ khung – vách hỗn hợp, hệ kết cấu hình ống và hệ kết cấu hình hộp Do đó lựa chọn hệ kết cấu hợp lý cho một công trình cụ thể

sẽ hạ giá thành xây dựng công trình, trong khi vẫn đảm bảo độ cứng và độ bền của công trình, cũng như chuyển vị tại đỉnh công trình Việc lựa chọn kết cấu dạng này hay dạng khác phụ thuộc vào điều kiện cụ thể của công trình, công năng sử dụng, chiều cao của nhà và độ lớn của tải trọng ngang (động đất, gió)

Hệ kết cấu của công trình là hệ kết cấu khung – vách cứng và lõi cứng với hệ cột, vách được bố trí xung quanh nhà với bước nhịp lớn nhất là 12m theo phương ngang và 12m theo

phương dọc, hệ lõi bao gồm hai lõi cứng (thang máy) được kết hợp làm giao thông theo phương đứng, lối thoát hiểm, khu vệ sinh và hộp kỹ thuật

Kết luận: Công trình chung cư QUANH ANH POWER được sử dụng hệ chịu lực chính

là hệ kết cấu chịu lực khung vách kết hợp đồng thời kết hợp với lõi cứng Lõi cứng được bố trí ở gần giữa công trình, cột được bố trí ở bên trong công trình Do đó, việc tính toán khung phải là kết cấu khung không gian

 Sàn:

Trong công trình phương án sàn ảnh hưởng rất lớn đến sự làm việc không gian kết cấu của kết cấu Việc lựa chọn phương án sàn phù hợp là cực kỳ quan trọng Do đó ta cần phân

tích đúng để chọn giải pháp kết cấu tối ưu nhất Ta xét các phương án sàn sau:

Sàn sườn toàn khối: cấu tạo bao gồm hệ dầm và bản sàn

Ưu điểm: Tính toán đơn giản, được sử dụng phổ biến, phương pháp thi công đa dạng nên thuận tiện việc lựa chọn công nghệ thi công

Nhược điểm: Chiều cao dầm và độ võng sàn lớn khi vượt nhịp lớn Chiều cao công trình lớn gây bất lợi cho kết cấu chịu lực theo phương ngang Hạn chế chiều cao thông thủy

Sàn phẳng: cấu tạo bao gồm các bản sàn kê trực tiếp lên cột

Ưu điểm: Chiều cao kết cấu nhỏ nên giảm chiều cao công trình, tiết kiệm không gian, phù hợp với nhịp vừa (6-8 m)

Nhược điểm: Tính toán phức tạp, kết cấu yếu

Kết luận: Dựa vào đặc điểm kiến trúc, đặc điểm kết cấu, phân bố tải trọng của công trình

Ở đồ án này sinh viên chọn phương án sàn sườn toàn khối để thiết kế cho công trình

 Móng:

Việc lựa chọn phương móng là hết sức quan trọng Ta chọn phương án móng sao cho phù

kết cấu và điều kiện kinh tế Ta xét các phương án móng sau:

Cọc khoan nhồi:

Ưu điểm: Tính toán đơn giản,sức chịu tải cọc lớn, phù hợp công trình cao tầng

Nhược điểm: phương pháp và công nghệ thi phức tạp, thời gian thi công lâu và gây tiếng ồn

Cọc đóng ép:

Ưu điểm: Tính toán đơn giản, sức chịu tải cọc nhỏ, sử dụng phổ biến, giá thành rẻ Nhược điểm: Phù hợp công trình thấp tầng, gây ra tiếng ồn lớn

Cọc ly tâm ứng suất trước:

Ưu điểm: sức chịu tải cọc nhỏ, sử dụng phổ biến, giá thành rẻ

Nhược điểm: Phù hợp công trình thấp tầng, khả năng chịu lực cắt ngang cọc kém

Kết luận: Dựa vào đặc điểm công trình có độ cao và kích thước lớn Ở đồ án này em

chọn phương án cọc khoan nhồi

2.4 LỰA CHỌN VẬT LIỆU

 Bê tông sàn, dầm, cột, vách, móng, cọc sử dụng bêtông có cấp độ bền B30 có chỉ

tiêu sau:

- Khối lượng riêng: γ = 25 kN/m3

. 2.5 HÌNH DẠNG CÔNG TRÌNH

2.5.1 Phương ngang

Đối với công trình nhà hình chữ nhật thì kết cấu trên thì tỷ số giữa chiều dài và chiều rộng

phải thỏa mãn điều kiện: Theo “TCXD 198-1997” tại Mục 2.2 “ Hình dạng công trình ”

Đối với nhà có mặt bằng gồm phần chính và các cánh nhỏ thì tỉ số giữa chiều

dài và bề rộng cánh phải thỏa mãn điều kiện: Theo “TCXD 198-1997” tại Mục 2.2 “Hình

Hình 2.1- Các tiêu chí về tính đều đặn của nhà có giật cấp

Tại tầng 6 có chiều cao 21.6 m so mặt đất công trình có sự giật cấp

Áp dụng sơ đồ hình d

2 43 30

0.302 0.343

L

=> Không thỏa điều kiện

Nếu các giật cấp không giữ được tính đối xứng, tổng kích thước của các giật cấp ở mỗi mặt tại tất cả các tầng không được lớn hơn 30 % kích thước mặt bằng tầng trệt hoặc mặt bằng trên đỉnh của phần cứng phía dưới và kích thước của mỗi giật cấp không được lớn hơn

10 % kích thước mặt bằng liền dưới Áp dụng tại kích thước cho tầng 7 và tầng 6

=> Không thỏa điều kiện

Kết luận : Công trình không đều đặn về mặt đứng công trình

2.6 CHỌN SƠ BỘ KÍCH THƯỚC TIẾT DIỆN

2.6.1 Chiều dày sàn

Chọn chiều dày của sàn phụ thuộc vào nhịp và tải trọng tác dụng

Có thể chọn sơ bộ chiều dày sàn tầng điển hình theo công thức:

Bảng 2.1 - Sơ bộ tiết diện dầm KÍCH THƯỚC TIẾT DIỆN DẦM

- F : diện tích tiết diện cột

- k : hệ số kể đến ảnh hưởng của sự lệch tâm (k = 0,9 ÷ 1,5)

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

- Dự kiến sẽ thay đổi tiết diện cột 3 lần

Việc tính toán cột và chọn lại tiết diện sẽ được thực hiện lại nhiều lần cho đến khi thỏa mãn yêu cầu về khả năng chịu lực và yêu cầu kiến trúc

Bảng 2.2- Công thức tính tiết diện cột

Bảng 2.5- Tĩnh tải các lớp cấu tạo sàn tầng trệt

Trọng lượng riêng

Chiều dày

Tỉnh tải tiêu chuẩn

Hệ

số vượt tải n

Tĩnh tải tính toán (kN/m 3 ) (mm) (kN/m 2 ) (kN/m 2 )

Chiều dày

Tỉnh tải tiêu chuẩn

Hệ

số vượt tải n

Tĩnh tải tính toán (kN/m 3 ) (mm) (kN/m 2 ) (kN/m 2 )

Chiều dày

Tỉnh tải tiêu chuẩn

Hệ

số vượt tải n

Tĩnh tải tính toán (kN/m 3 ) (mm) (kN/m 2 ) (kN/m 2 )

Hình 2.3- Mặt cắt tải trọng bản thân sàn (điển hình)

Bảng 2.8- Tĩnh tải các lớp cấu tạo sàn vệ sinh

Trọng lượng riêng

Chiều dày

Tỉnh tải tiêu chuẩn

Hệ

số vượt tải n

Tĩnh tải tính toán (kN/m 3 ) (mm) (kN/m 2 ) (kN/m 2 )

hdầm gtc n g1tt sàn (mm) (kN/m3 ) (m) (kN/m ) (kN/m )

Bảng 2.10- Tải trọng tường 200mm tác dụng lên dầm, sàn

Tường Vật liệu cấu

tạo sàn

Dày gtc

htầng-hdầm gtc n g1tt (mm) (kN/m3 ) (m) (kN/m ) (kN/m )

Bảng 2.11- Hoạt tải phân bố trên sàn

Khu vực Tải trọng tiêu chuẩn (daN/m2) Hệ số độ

tin cậy

Tải trọng tính toán (kN/m 2 ) Toàn phần Phần dài hạn

Tiêu chuẩn Tính toán Tiêu chuẩn Tính toán

Chú ý: Tĩnh tải các khu vực chỉ bao gồm các lớp, không bao gồm trọng lượng bê tông

cốt thép Vì khi nhập vào khi khai báo hệ số tĩnh tải thì phần mềm tự tính

W là giá trị của áp lực gió lấy theo bản đồ phân vùng phụ lục D và điều 6.4 TCVN

2737-1995 Công trình đang xây dựng ở Tp.Hồ Chí Minh thuộc khu vực II-A, và ảnh hưởng

0 83da /

k: là hệ số tính đến sự thay đổi của áp lực gió theo độ cao, lấy theo bảng 5, TCVN

2737-1995

Tải trọng gió tĩnh được qui về thành lực tập trung tại các cao trình sàn, lực tập trung này

lực gió tiêu chuẩn theo phương Y, lực gió bằng áp lực gió nhân với diện tích đón gió) Diện tích đón gió của từng tầng được tính như sau:

Cao

độ tầng (m)

Kích thước nhà Hệ số

k

Giá trị tính toán thành phần tĩnh của gió

Bx (m) By (m) Phương X

( KN )

Phương Y ( KN )

Công trình có độ cao 66.3m > 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 dộng riêng của công trình

Thiết lập sơ đồ tính toán động lực học:

Hình 2.4- Sơ đồ tính toán gió động lên công trình

Sơ đồ tính toán là hệ thanh công xôn có hữu hạn điểm tập trung khối lượng Chia công trình thành n phần sao cho mỗi phần có độ cứng và áp lực gió lên bề mặt côngtrình có thể coi như không đổi

Vị trí của các điểm tập trung khối lượng đặt tương ứng với cao trình sàn

Giá trị khối lượng tập trung bằng tổng của trọng lượng bản thân kết cấu, tải trọng các lớp

cấu tạo sàn (phân bố đều trên sàn), hoạt tải (phân bố đều trên sàn) TCVN 2737:1995 và

TCXD 229:1999 cho phép sử dụng hệ số chiết giảm đối với hoạt tải, tra bảng 1 (TCXD 229:1999), lấy hệ số chiết giảm là 0.5

Hình 2.5- Sơ đồ tính toán động lực tải trọng gió lên công trình

Việc tính toán tần số dao động riêng của 1 công trình nhiều tầng là rất phức tạp, do đó,

cần phải có sự hỗ trợ của các chương trình máy tính Trong luận văn này phần mềm Etabs

được dùng để tính toán các tần số dao động riêng của công trình

Việc mô hình trong chương trình Etabs được thực hiện như sau:

- Cột và dầm được mô hình bằng phần tử Frame

- Vách và sàn được mô hình bằng phần tử Shell

- Trọng lượng bản thân của kết cấu do Etabs tự tính toán

- Trọng lượng các lớp cấu tạo sàn được phân bố đều trên sàn

- Trọng lượng bản thân tường được gán thành từng dãy trên sàn

- Hoạt tải được gán phân bố đều trên sàn, sử dụng hệ số chiết giảm khối lượng là 0.5 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:

1

f  f  f 

Gió động của công trình được tính theo 2 phương X và Y, mỗi dạng dao động chỉ xét theo

phương có chuyển vị lớn hơn Tính toán thành phần động của gió, gồm các bước sau:

 Bước 1: Xác định tần số dao động riêng của công trình

Bảng 2.14- Kết quả 15 mode dao động

g Ghi chú

Từ kết quả dao động :

Mode 1 có: tấn số f1= 0.551 < fL= 1.3: Thỏa mãn quy định tính gió động

Mode 1 có: tấn số f2= 0.657 < fL= 1.3: Thỏa mãn quy định tính gió động

Ta có thể xác định sơ bộ chu kỳ dao động theo công thức sơ bộ sau:

Nhà cao tầng bê tông cốt thép: T= 0.1 n với n là số tầng nhà

 Bước 2: Công trình này được tính với 2 mode dao động 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

j

trình

j

j

12

j

Tra bảng 5, TCXD 229:1999 để có được 2 thông số này (mặt ZOX), D và H được xác định như hình sau (mặt màu đen là mặt đón gió):

Hình 2.6- Hệ tọa độ khi xác định hệ số không gian ν Bảng 2.15- Bảng tra hệ số tương quan không gian ν 1

Xác định hệ số: 1

2 1

n

ji Fj j

ji j j

công trình thứ j ứng với dạng dao động i, không thứ nguyên Xác định từ Etabs

 Bước 4: Tính giá trị tiêu chuẩn thành phần động của tải trọng gió khi chỉ kể đến ảnh

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

Bảng 2.17- Tọa độ tâm hình học và tâm khối lượng

Story Diaphragm Tâm KL ( m ) Tâm Hình Học ( m )

Ghi chú: Giá trị của gió tĩnh ta sẽ gán vào tâm hình học của công trình và gió động ta sẽ

gán vào tâm khối lượng của công trình (vì công trình không đối xứng)

2.7.3 Tải trọng động đất

2.7.3.1 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 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

2.7.3.3 Vị trí công trình và đặc trương nền công trình

Giả thuyết công trình nằm ở phường 1, Quận 6, TP HCM, Việt Nam, theo phụ lục H TCVN 9386 – 2012 :

Bảng 2.20- Bảng phân vùng gia tốc nền theo ví trí khu vực

Bảng 2.21- Đỉnh gia tốc nền công trình

Kinh độ Vĩ độ

2.7.3.4 Nhận dạng điều kiện địa chất

Căn cứ vào mặt cắt địa tầng, 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 nhận dạng nền đất tại khu vực xây dựng công trình này như sau:

Bảng 2.22- Gái trị tham số mô tả phổ phản ứng đàn hồi

 Xác định cấp độ, phân loại công trình

Theo Phụ lục E “Phân cấp, phân loại công trình xây dựng” của TCVN 9386-2012 thì công trình thuộc nhà chung cư có chiều cao công trình (20-29) tầng được xếp công trình cấp I

- Lựa chọn hệ kết cấu chịu lực của công trình là: Khung nhiều tầng, nhiều nhịp hoặc hệ kết cấu hỗn hợp tương đương khung

Suy ra : Từ hệ kết cấu trên xác định được tỷ số: u

1

1.3



Trong đó:

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

cho khớp dẻo hình thành trong một loạt tiết diện đủ để dẫn đến sự mất ổn định tổng thể kết

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

của TCVN 9386-2012

Bảng 2.23- Giá trị cơ bản hệ số ứng xử cho hệ số đều đặn theo mặt đứng

Loại kết cấu công trình thuộc loại: Hệ khung, hệ hỗn hợp, hệ tường kép.Tra bảng với hệ

2.7.3.5 Tính phổ phản ứng

Theo TCXDVN 9386-2012: với các thành phần nằm ngang của tác động động đất, phổ

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

i i

i i i

Bảng 2.24- Bảng tính toán Sd theo chu kỳ T

Hình 2.8- Biểu đồ phổ thiết kế đứng cho phân tích đàn hồi

( Kết quả tính được trình bày trong phụ lục mục 1.4 )

2.8 TỔ HỢP TẢI TRỌNG

Hình 2.9- Khai báo trường hợp tải trọng 2.8.1 Theo tải gió

Gồm có tổ hợp chính và tổ hợp phụ (thuộc tổ hợp cơ bản)

Tổ hợp chính : Tĩnh tải + 1 tải trọng tạm thời (lấy toàn bộ)

Tổ hợp phụ : Tĩnh tải + 2 hoặc 3 tải trọng tạm thời (lấy 90%)

Ngoài ra còn có một tổ hợp BAO, kể đến trường hợp nguy hiểm nhất

Với các trường hợp tải trên ta có các cấu trúc tổ hợp sau :

Bảng 2.25- Tổ hợp nội lực theo tải trọng gió STT TÊN TỔ HỢP LOẠI TỔ HỢP CÁC TRƯỜNG

HỢP TẢI

HỆ SỐ

0.000 0.250 0.500 0.750 1.000

0.000 0.500 1.000 1.500 2.000 2.500 3.000 3.500 4.000 4.500

Phổ phản ứng theo phương ngang

01 WX Add WTX; WDX 1; 1

Bảng 2.26- Tổ hợp nội lực theo tải động đất

26 Comb24 Add TT; HT; QY; QX 1; 0.3; 1; 0.3

27 Comb25 Add TT; HT; QY; QX 1; 0.3; 1; -0.3

28 Combbao Enve Comb1,… , Comb27 1,………., 1

CHƯƠNG 3 THIẾT KẾ SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH

- Chiều cao dầm lớn khi vượt nhịp lớn, ảnh hưởng đến thông thủy của tầng

- Ảnh hưởng đến số tầng của công trình

3.2 TÍNH TOÁN SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH ( PHƯƠNG ÁN DẦM SÀN )

Trong thiết kế sàn trực giao, sử dụng 02 phương pháp sau để tính toán:

Phương pháp tra bảng

Phương pháp phần tử hữu hạn (sử dụng phần mềm Safe để tính toán nội lực)

Phương pháp tra bảng (tính toán như sàn bản kê 04 cạnh) là kết quả của việc giải phương trình vi phân đạo hàm riêng thỏa mãn các điều kiện biên đối với các bản có tựa ngàm hoặc khớp trên các cạnh Đây là phương pháp đơn giản, dễ sử dụng Tuy nhiên, phương pháp này chỉ đúng khi các biên của bản là gối tựa lý tưởng là khớp hay ngàm

Phương pháp tính toán nội lực bằng phương pháp phần tử hữu hạn đang được sử dụng phổ biến hiện nay do tận dụng được khả năng tính toán mạnh của máy tính.Với các phần

mềm chuyên dụng như Etabs, Safe

Trong luận văn này sử dụng cả 2 phương pháp tra bảng và phần tử hữu hạn (dùng phần

mềm Safe), để so sánh kết quả nội lực

3.2.1 Các bước tính toán mô hình trong safe

Bước 1: Mô hình

Sau khi giải nôi lực khung, đồng thời mô hình sàn hợp lý trong phần mềm Etabs, ta tiến hành xuất bản sàn điển hình tầng 10 sang phần mềm Safe

Bươc 2: Gán tải trọng

Tải trọng sàn mô hình trong Safe được lấy từ Etabs xuất qua

Bước 3: Chia dải

Để thuận tiện cho việc tính toán cốt thép về sau, tiến hành chia sàn thành các dải strips Trong 1 dải strips thì nội lực được lấy tích phân Do đó, nếu chia 1 dải strips quá rộng thì việc tính toán cốt thép sau này sẽ không chính xác và nguy hiểm (do nội lực phân bố không đều, còn tính toán cốt thép xong thì phân bố cốt thép đều), còn nếu chia 1 dải có bề rộng quá nhỏ thì việc tính toán sẽ phức tạp và rất tốn thời gian

Chia dải với bề rộng dải L/4 m trên suốt mặt bằng sàn dầm theo 2 phương X và phương Y.(Về nguyên tắc ta nên chia dải sao cho biểu đồ moment gần đồng nhất với nhau, không chia chỗ có moment âm và dương là 1 dải vì phần mềm safe cộng dồn trung bình giá trị moment.)

Bảng 3.1- Bảng Load Pattern trong Safe

STT Tải trọng Ký hiệu Loại tải trọng Self Weight

Multiplier

3 Tải trọng tường xây

Hình 3.1- Mô hình sàn tầng điển hình – SAFE

Bảng 3.2- Bảng Load Cases trong Safe

STT Tải trọng Load Cases type Description

Hình 3.2- Khai báo tổ hợp tải trọng

Hình 3.3- Chia dãy Strip theo phương x

Hình 3.4- Chia dãy Strip theo phương y

Hình 3.5- Momen dãy strip theo phương X

Hình 3.6- Momen dãy strip theo phương Y

3.2.2 Kiểm tra độ võng sàn

Kiểm tra độ võng : Theo TCVN 5574:2012 thì độ võng của sàn kiểm tra theo điều kiện

5574:2012 tiêu chuẩn này là:

Hình 3.7- Độ võng ngắn hạn

Độ võng dài hạn:

Load Case

- Sh1: 1*TLBT (Nonlinear (Cracked) – Zero Initial Condition)

- Sh2: 1*TTHT+1*TTTX (Nonlinear (Cracked) – Continue from State at End of

- Lt2: 1*TTHT+1*TTTX (Nonlinear (Longterm Cracked) – Continue from State

at End of Nonlinear Case Lt1) Cr =1.7 và Sh = 0.0003

- Lt3: 0.3*HT1+0.3*HT2 (Nonlinear (Longterm Cracked) – Continue from State

at End of Nonlinear Case Lt2) Cr =1.7 và Sh = 0.0003

Xác định hệ số từ biến (Cr – Creep Coefficient), hệ số co ngót (SH – Shrinkage Strain)

được xác định trên tiêu chuẩn EN 1992-1-1:2004 + AC2:2010 Section 3.1.4

Load Combinations : COMF: f1-f2+f3

Trong đó: f1 = sh3-1; f2 = sh3-2; f3= lt3

3.2.3 Kiểm tra nứt cho sàn

3.2.3.1 Cơ sở lí thuyết

Đối với kết cấu sàn, nứt là vấn đề quan trọng Do đó cần phải kiểm tra nứt cho sàn

Tính toán hình thành vết nứt thẳng góc với trục dọc cấu kiện( Mục 7/TCVN 5574-2012 )

Tính toán cấu kiện chịu uốn, nén lệch tâm, cũng như kéo lệch tâm theo sự hình thành vết nứt được thực hiện theo điều kiện: Mr ≤ Mcrc

2 '

2

xhbS

2 0



 ; S's0 A'sxa; Ss0 As(h0 x); Abt b(hx)3

s A (h x)

s ' 0

s A x a

34500

s b

E E

0 '

23

;

22

3.2.3.4 Tính toán cấu kiện bê tông cốt thép theo sự mở rộng vết nứt

Đối với sàn yêu cầu cấp chống nứt cấp 3, bề rộng vết nứt được xác định với tổng tải trọng

Giá trị bề rộng vết nứt giới hạn để đảm bảo bể nước không bị thấm

s f

A bh

f f

h h