Thiết kế chung cư sky garden tower

- Tầng 6-8 gồm những dịch vụ như phòng ở cho thuê, khu dịch vu cộng đồng, - Từ tầng 10 đến tầng 17 gồm các căn hộ nhà ở cao cấp 3 sao với đầy đủ tiện nghi và hoàn thiện nội thấ

Trang 1

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH

XÂY DỰNG

THIẾT KẾ CHUNG CƯ SKY GARDEN TOWER

GVHD:TS NGUYỄN VĂN HẬU SVTT:HÀ HỒ THANH THIÊN MSSV:15149190

S KL 0 0 6 8 7 3

Trang 2

MỤC LỤC

CHƯƠNG 1 : GIỚI THIỆU CÔNG TRÌNH 9

1.1 NHU CẦU XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH 9

1.2 GIỚI THIỆU CÔNG TRÌNH 9

1.2.1 Vị trí công trình 9

1.2.2 Qui mô và đặc điểm công trình 9

1.3 GIẢI PHÁP KIẾN TRÚC 9

1.3.1 Mặt bằng phân khu chức năng 9

1.3.2 Giải pháp mặt đứng và hình khối 10

1.3.3 Giải pháp hệ thống giao thông 10

1.3.4 Giải pháp kết cấu kiến trúc 10

CHƯƠNG 2: TẢI TRỌNG TÁC ĐỘNG VÀO CÔNG TRÌNH 11

2.1 TỔNG QUAN 11

2.2 LỰA CHỌN GIẢI PHÁP KẾT CẤU 11

2.2.1 Hệ kết cấu chịu lực chính 11

2.2.2 Hệ kết cấu sàn 11

2.3 NGUYÊN TẮC TÍNH TOÁN KẾT CẤU 12

2.3.1 Nhóm trạng thái giới hạn thứ 1 13

2.3.2 Nhóm trạng thái giới hạn thứ 2 13

2.4 PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH NỘI LỰC 13

2.5 VẬT LIỆU SỬ DỤNG 13

2.6 SƠ BỘ KÍCH THƯỚC 14

2.6.1 Sơ bộ kích thước dầm: 14

2.6.2 Sơ bộ kích thước sàn: 15

2.6.3 Sơ bộ kích thước vách: 16

2.7 TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN SÀN 16

2.7.1 Tải đứng tác dụng lên công trình 16

2.7.2 Hoạt tải 19

Trang 3

2.7.3 Tải trọng gió tác động 20

2.7.4 Tải động đất 28

2.8 TỔ HỢP TẢI TRỌNG 33

2.8.1 Tổ hợp tải trọng gió 33

2.8.2 Tổ hợp tải trọng động đất 33

2.8.3 Các trường hợp tổ hợp và cấu trúc tổ hợp 34

CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ SÀN ĐIỂN HÌNH 35

3.1 MỞ ĐẦU 35

3.2 TẢI TRỌNG TÁC ĐỘNG 35

3.3 TÍNH TOÁN CỐT THÉP CHO SÀN 35

3.3.1 Phương án tính nội lực 35

3.3.2 Tính toán nội lực sàn điển hình 35

3.3.3 Tính toán thép sàn 36

3.3.4 Kiểm tra độ võng sàn 39

CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ CẦU THANG 41

4.1 KÍCH THƯỚC HÌNH HỌC VÀ SƠ BỘ TÍNH TOÁN 41

4.1.1 Kích thước hình học 41

4.1.2 Cấu tạo cầu thang 41

4.2 TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN CẦU THANG 41

4.2.1 Tĩnh tải 41

4.3 TÍNH TOÁN NỘI LỰC CHO VẾ THANG 43

4.3.1 Tính toán nội lực thang bằng phần mềm Etabs 43

4.3.2 Nhận xét kết quả tính toán cốt thép bằng 2 phương pháp 49

CHƯƠNG 5: TÍNH TOÁN BỂ NƯỚC 50

5.1 SƠ BỘ KÍCH THƯỚC BỂ NƯỚC 50

5.2 TÍNH TOÁN BỂ NƯỚC 51

5.2.1 Tải trọng tác động 51

5.2.2 Mô hình bể nước mái 52

5.2.3 Tính toán cốt thép bể nước 53

Trang 4

5.2.4 Tính toán dầm bể nước 57

CHƯƠNG 6 : THIẾT KẾ KẾT CẤU KHUNG 65

6.1 MỞ ĐẦU 65

6.2 MÔ HÌNH TÍNH TOÁN BẰNG ETABS 65

6.2.1 Tổ hợp tải trọng và kiểm tra chuyển vị đỉnh công trình 66

6.2.2 Kiểm tra ổn định chống lật 66

6.3 TÍNH TOÁN CỐT THÉP DẦM 67

6.3.1 Sơ đồ bố trí dầm: 67

6.3.2 Trình tự tính toán: 68

6.3.3 Tính toán cốt đai: 69

6.3.4 Tính cốt treo: 70

6.3.5 Neo và nối cốt thép: 70

6.4 TÍNH TOÁN CỐT THÉP KHUNG 71

6.4.1 Tính toán cốt thép vách 71

6.4.2 Kết quả tính toán cốt thép vách 76

CHƯƠNG 7: TÍNH TOÁN MÓNG CÔNG TRÌNH 77

7.1 TỔNG QUAN VỀ NỀN MÓNG 77

7.2 THỐNG KÊ SỐ LIỆU ĐỊA CHẤT 77

7.3 TÍNH TOÁN SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC 78

7.3.1 Thống kê số liệu tính toán 78

7.3.2 Phương án thiết kế móng 78

7.3.3 Sức chịu tải theo vật liệu làm cọc 79

7.3.4 Sức chịu tải theo chỉ tiêu cơ lý của đất nền 80

7.3.5 Theo chỉ tiêu cường độ đất nền (phụ lục G TCVN 10304:2014) 81

7.3.6 Sức chịu tải của cọc theo thí nghiệm SPT: 84

7.3.7 Xác định sức chịu tải thiết kế 87

7.4 THIẾT KẾ MÓNG M1 87

7.4.1 Xác định số lượng cọc và bố trí cọc 87

7.4.2 Kiểm tra tải trọng tác dụng lên cọc 88

7.4.3 Kiểm tra áp lực đất nền dưới tác dung mũi cọc: 90

Trang 5

7.4.4 Kiểm tra lún cho móng 92

7.4.5 Kiểm tra điều kiện chống xuyên thủng: Pcx > Pxt 93

7.4.6 Kiểm tra sức chống cắt đài móng M1 94

7.4.7 Bố trí thép cho đài móng 94

7.5.1 Xác định số lượng cọc và bố trí cọc 95

7.5.3 Kiểm tra áp lực đất nền dưới tác dựng mũi cọc: 98

7.7 THIẾT KẾ MÓNG M4 (M –LTM) 114

TÀI LIỆU THAM KHẢO 123

Trang 6

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 2 1 Mặt bằng kiến trúc tầng điển hình 12

Hình 2 2: Các lớp cấu tạo sàn điển hình 16

Hình 2 3: Hệ tọa độ khi xác định hệ số không gian ν 23

Hình 2 4: Bảng phân vùng gia tốc gia tốc nền theo địa danh hành chính 28

Hình 2 5: Biểu đồ phổ thiết kế theo phương ngang 33

Hình 3 1: Mặt bằng bố trí ô sàn 37

Hình 3 2: Dãy Strip theo phương X 38

Hình 3 3: Moment Strip theo phương X 38

Hình 3 4: Dãy Strip theo phương Y 38

Hình 3 5: Moment Strip theo phương Y 38

Hình 3 6: Độ võng của sàn 39

Hình 3.7: Chuyển vị của sàn do trường hợp tải dài hạn gây ra 40

Hình 4 1: Mặt bằng kiến trúc cầu thang 41

Hình 4 2: Sơ đồ tính toán bản thang 43

Hình 4 3: Tĩnh tải và hoạt tải cầu thang 43

Hình 4 4: Kết quả nội lực Moment cầu thang 44

Hình 4 5: Kết quả lực cắt cầu thang 44

Hình 4 6: Kết quả phản lực tại 2 gối cầu thang 45

Hình 4 7: Sơ đồ tính dầm chiếu tới 46

Hình 4 8: Nội lực dầm chiếu tới 46

Hình 4 9: Biểu đồ lực cắt 46

Hình 4.10: Mô hình 3D 48

Hình 4 11: Nội lực ở nhịp 48

Hình 4 12: Nội lực ở gối 48

Hình 5 1: Mô hình tính toán bể nước bằng SAP 2000 51

Hình 5 2: Mô hình tính toán bể nước bằng SAP 2000 52

Hình 5 3: Biểu đồ Moment bản nắp theo phương X và Y 53

Hình 5 4: Chuyển vị bản nắp 54

Hình 5 5: Biểu đồ Monent bản đáy theo 2 phương X và Y 55

Hình 5 6: Chuyển vị bản đáy 56

(cạnh dài) 56

Hình 5 8: Biểu đồ Moment bản thành 56

(cạnh ngắn) 56

Hình 5 9: Nội lực dầm DN1 ở vị trí gối và nhịp 57

Hình 5 13: Nội lực dầm DD1 ở vị trí gối và nhịp 60

Hình 5 17: Nội lưc chân cột bể nước 63

Hình 6 1: Mô hình khung không gian trong ETBAS 65

Hình 6 2: Chuyển vị đỉnh công trình lớn nhất 66

Hình 6 4: Sơ đồ bố trí dầm 67

Trang 7

Hình 6 5: Biểu đồ bao moment (Comb bao) 68

Hình 6 6: Nội lực vách cứng 71

Hình 6 7: Phân chia vùng chịu lực trên mặt cắt ngang và mặt đứng của vách 71

Hình 6 8: Tiết diện vách tính toán 75

Hình 7 1: Biểu đồ sức kháng cắt không thoát nước 82

Hình 7 2: Mặt bằng móng M1 88

Hình 7 3 : Mặt bằng móng M1 89

Hình 7 4: Khối móng quy ước cho móng 3 cọc (M1) 90

Hình 7.5 : Mặt cắt tháp xuyên thủng móng M1 93

Hình 7.6 : Lực cắt móng M1 94

Hình 7 7: Biểu đồ momen theo phương X (M1) 95

Hình 7 8: Biểu đồ momen theo phương Y (M1) 95

Hình 7.10 : Mặt bằng móng M2 97

Hình 7.11 : Khối móng quy ước cho móng 4 cọc (M2) 98

Hình 7.12 : Mặt cắt tháp xuyên thủng móng M2 102

Hình 7.13 : Lực cắt móng M2 103

Hình 7.17 : Mặt bằng móng M3 106

Hình 7 19: Mặt cắt tháp xuyên thủng móng M3 112

Hình 7.20 : Biểu đồ lực cắt móng M3 112

Hình 7 24: Phản lực đầu cọc móng M4 (COMBBAO Max) 115

Hình 7 25: Phản lực đầu cọc móng M4 (COMBBAO Min) 115

Hình 7 27: Mặt cắt tháp xuyên thủng móng M4 120

Hình 7 28: Lực cắt móng M4 121

Trang 8

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 2 1: Bê tông sử dụng 14

Bảng 2 2: Giá trị cường độ và module của thép 14

Bảng 2 3: Sơ bộ kích thước tiết diện dầm 15

Bảng 2 4: Tải trọng các lớp cấu tạo hoàn thiện khu vực căn hộ tầng điển hình 17

Bảng 2 5: Tải trọng các lớp hoàn thiện sàn nhà vệ sinh 17

Bảng 2 6: Tải trọng các lớp hoàn thiện sàn tầng mái 17

Bảng 2.7 : Tải trọng các lớp hoàn thiện sàn ban công, hành lang 18

Bảng 2.8 : Tải trọng các lớp hoàn thiện sàn tầng hầm 18

Bảng 2 9: Tĩnh tải tường xây tầng điển hình 19

Bảng 2 10: Bảng giá trị hoạt tải các loại phòng 19

Bảng 2 11: Giá trị thành phần tĩnh của tải trọng gió hình học 21

Bảng 2 12: Kết quả phân tích dao động và tần số công trình 22

Bảng 2 13: Bảng tra hệ số tương quan không gian ν1 23

Bảng 2 14: Các tham số ρ và χ 24

Bảng 2 15: Hệ số tương quan không gian áp lực động ν1 25

Bảng 2.16 : Bảng tính gió động theo phương X (mode 1) 25

Bảng 2 17: Bảng tính gió động theo phương Y (mode 3) 26

Bảng 2.18 : Khối lượng tầng 27

Bảng 2.19 : Giá trị đại lượng tính động đất 28

Bảng 2.20: Giá trị tham số mô tả phổ phản ứng đàn hồi 29

Bảng 2 21: Khối lượng tầng 30

Bảng 2 22 Chu kì và tần số tính động đất 31

Bảng 2 25: Giá trị phổ phản ứng thiết kế 31

Bảng 2 26: Các trường hợp tổ hợp tải trọng 34

Bảng 2 27: Các trường hợp tổ hợp tải trọng (động đất) 34

Bảng 4.1: Tĩnh tải bản chiếu nghỉ 41

Bảng 4.2: Tĩnh tải bản thang nghiêng 42

Bảng 4 3: Bảng kết quả tính toán cốt thép thang 45

Bảng 4 4: Bảng kết quả tính toán dầm 46

Bảng 4 5: Bảng kết quả tính toán cốt thép bản thang (3D) 49

Bảng 5 1: Bảng tĩnh tải sàn bản nắp 51

Bảng 5 2: Bảng tĩnh tải sàn bản đáy 52

Bảng 5 3: Kết quả tính toán cốt thép bản nắp 53

Bảng 5 4: Kết quả tính toán cốt thép bản đáy 55

Bảng 5 5: Kết quả tính toán cốt thép bản thành 57

Bảng 5 6: Kết quả giá trị nội lực dầm bản nắp 59

Bảng 5 7: Bảng tính cốt thép dầm bản nắp 59

Bảng 5 8: Kết quả giá trị nội lực dầm bản đáy 61

Bảng 5 9: Bảng tính cốt thép dầm bản đáy 62

Bảng 6 1: Chuyển vị đỉnh công trình 66

Bảng 6 2: Nội lực vách tầng điển hình 75

Bảng 7 1: Thống kê số liệu địa chất thiết kế 77

Bảng 7 2: Thông số bê tông 78

Bảng 7 3: Thông số cốt thép 78

Bảng 7 4: Dữ liệu cọc 78

Bảng 7 5: Bảng tính sức kháng thành theo chỉ tiêu cơ lí 80

Trang 9

Bảng 7 6: Lực ma sát thành cọc trong lớp đất cát 82

Bảng 7 7: Lực ma sát thành cọc trong lớp đất sét 83

Bảng 7 8: Lực ma sát thành cọc trong lớp đất cát 84

Bảng 7 9: Lực ma sát thành cọc trong lớp đất sét 86

Bảng 7 10: Bảng tổng hợp sức chịu tải 87

Bảng 7 11: Phản lực chân vách P22 87

Bảng 7 12: Bảng tính thép móng M1 95

Bảng 7 13: Phản lực chân vách P23 95

Bảng 7.14 : Bảng tính lún móng M2 101

Bảng 7.15: Bảng tính thép móng M2 104

Bảng 7.16: Phản lực chân vách P61 104

Bảng 7.17: Bảng tính lún móng M3 111

Bảng 7 18: Bảng tính thép móng M3 113

Bảng 7 19: Phản lực chân vách P60 (M4) 114

Bảng 7 20: Bảng tính lún móng M4 119

Bảng 7 21: Bảng tính thép móng M4 (M–LTM) 122

Trang 10

CHƯƠNG 1 : GIỚI THIỆU CÔNG TRÌNH

1.1 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, khu căn hộ phức hợp thương mại dịch vụ SKY GARDEN 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

1.2.GIỚI THIỆU CÔNG TRÌNH

1.2.1 Vị trí công trình

- Tọa lạc số 115 đường Định Công (đường Kim Đồng kéo dài, P Định Công, Q Hoàng Mai, TP Hà Nội, xung quanh có đầy đủ dịch vụ, giải trí, giao thông, giáo dục thích hợp cho di chuyển vào trung tâm thủ đô

1.2.2 Qui mô và đặc điểm công trình

- GARDEN 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 GARDEN 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

1.3.GIẢI PHÁP KIẾN TRÚC

1.3.1 Mặt bằng phân khu chức năng

- Khu phức hợp chung cư thương mại dịch vụ GARDEN TOWER gồm 20 tầng, trong đó có 2 tầng hầm

và 18 tầng nổi

- Kích thước công trình:

 Phần hầm có kích thước sàn 91.7 m × 44.85 m

 Tầng điển hình có kích thước sàn 30 m × 42.7 m

 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 1-5 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 -5.80m 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

Trang 11

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 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

- Tầng 1-5 được coi như khu sinh hoạt chung cho toàn khối nhà, được trang trí đẹp mắt Bố trí khu ăn uống, giải khát và cả sân khấu, không gian sinh hoạt chung cho tầng 1 của khối nhà Nói chung rất dễ hoạt động và quản lý khi bố trí các phòng như kiến trúc mặt bằng đã có

- Tầng kỹ thuật được dùng để điều khiển, vận hành các máy móc trong tòa nhà và chỉ có nhân viên kỹ thuật mới được phép ra vào

- Tầng 6-8 gồm những dịch vụ như phòng ở cho thuê, khu dịch vu cộng đồng,

- Từ tầng 10 đến tầng 17 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 20 là tầng mái

1.3.2 Giải pháp mặt đứng và hình khối

- Công trình có dạng khối thẳng đứng, chiều cao công trình là 75.8 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

1.3.3 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, 4 cầu thang bộ và thoát hiểm Trong

đó, 5 thang máy mỗi bên và được bố trí ngay giữa và chạy dọc theo chiều cao công trình cùng với 2 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

1.3.4 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

CHƯƠNG 2: TẢI TRỌNG TÁC ĐỘNG VÀO CÔNG TRÌNH

2.1.TỔNG QUAN

- Để đảm bảo các yêu cầu kết cấu, kết cấu sàn sườn bê tông toàn khối là phương án hợp lý được chọn cho công trình này, với chiều cao tầng thấp, để tạo không gian chọn phương án kết cấu là sàn phẳng Các phần tính toán sàn tầng điển hình như sau:

 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

2.2.LỰA CHỌN GIẢI PHÁP KẾT CẤU

2.2.1 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

2.2.2 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 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 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

2.3.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

Trang 14

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

2.3.1 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 bất lợi của môi trường

2.3.2 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

2.4.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 đặt 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 SAP2000 V14: phần mềm phần tử hữu hạn phân tích các cấu kiện

tổng quát

 Phần mềm ETABS 2017: phần mềm phần tử hữu hạn phân tích sự làm việc của toàn bộ công trình

 Phần mềm SAFE V12: phần mềm phần tử hữu hạn chuyên phân tích cấu kiện dạng tấm (bản sàn, móng,…)

- (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)

2.5.VẬT LIỆU SỬ DỤNG

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

Trang 15

- 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

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

2.6 SƠ BỘ KÍCH THƯỚC KẾT CẤU

2.6.1 Sơ bộ kích thước dầm:

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:

Trang 16

Bảng 2 3: Sơ bộ kích thước tiết diện dầm

Kích thước tiết diện dầm

Loại dầm Nhịp L (m) Chiều cao h Chiều rộng b

Một nhịp Nhiều nhịp Dầm phụ L  6 m 1 1

 Chọn tiết diện dầm chính D70x40, dầm phụ D50x30

2.6.2 Sơ bộ kích thước sàn:

 Đặt hs là chiều dày của bản sàn, hs được chọn theo điều kiện khả năng chịu lực và thuận tiện cho thi công, ngoài ra hs > hmin

 TCVN 5574:2012 (điều 8.2.2) quy định:

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: 1

m = 40 ÷ 50 đối với bản kê bốn cạnh

L1: nhịp tính toán theo phương cạnh ngắn

Trang 17

 Xét ô bản sàn có kích thước lớn nhất: 10m x 10m, tỉ lệ: 2

1

10

1 210

 Chọn hs = 180 mm (thỏa mãn điều kiện hs > hmin = 50mm đối với sàn dân dụng)

2.6.3 Sơ bộ kích thước vách:

- Sơ bộ kích thước vách và lõi thang:

Theo TCVN 198 – 1997 quy định:

 Các lỗ (cửa) trên các vách không được làm ảnh hưởng đáng kể đến sự làm việc chịu tải cuả vách và phải có biện pháp cấu tạo tăng cường cho vùng xung quanh lỗ

 Độ dày của thành vách (b) chọn không nhỏ hơn 150 mm và không nhỏ hơn 1/20 chiều cao tầng

 Chọn chiều dày vách: w

- 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 chuẩn

thiết kế

2.7.1 Tải đứng tác dụng lên công trình

2.7.1.1.Tĩnh tải do trọng lượng bản thân sàn

Hình 2 2: Các lớp cấu tạo sàn điển hình

Gach Ceramic Vua lot Lop BTCT Vua lot

Trang 18

Bảng 2 4: Tải trọng các lớp cấu tạo hoàn thiện khu vực căn hộ tầng điển hình

STT Các lớp cấu tạo sàn Bề

dày

Trọng lượng riêng tiêu chuẩn

Tĩnh tải tiêu chuẩn

Hệ số vượt tải

Tĩnh tải tính toán

Trang 19

STT Các lớp cấu tạo sàn Bề

dày

Trọng lượng riêng tiêu chuẩn

5 Trần + hệ thống kỹ thuật 0.3 1.2 0.36 Tải trọng chưa kể TLBT

Trang 20

Tổng tải trọng 4.45 5.14

2.7.1.2.Tĩnh tải tường xây

Do quan niệm sàn tuyệt đối cứng, tải tường tác dụng lên sàn dưới dạng phân bố đều:

qtường=Qt

(kN / m)S

Trong đó:

- S: Diện tích sàn tầng (m2)

- Qt  Vt t : Trọng lượng tường tác dụng lên tầng sàn (kN.m)

- Vt  Lt h : Thể tích tường đang xét, Lt-chiều dài tường xây (m), h-chiều cao tường xây

- t -Trọng lượng riêng gạch tường xây (kN/m2)

Bảng 2 94: Tĩnh tải tường xây tầng điển hình

Tầng Diện tích

sàn tầng S (m 2 )

Chiều cao tường xây (m)

Loại tường (mm)

Chiều dài tường xây (m)

Tải tường tiêu chuẩn tác dụng lên sàn (kN/m)

Tải tường tính toán tác dụng lên sàn (kN/m)

Điển hình 1087.8

3.28 100 231.62 1.8 1.257 2.7 200 181.8 3.6 1.624

Tầng thương mại qtường =1.59

2.7.2 Hoạt tải

Giá trị hoạt tải được lựa chọn dựa theo chức năng sử dụng của các loại phòng Hệ số độ tin cậy n đối với

tải trọng phân bố đều được xác định theo mục 4.3.3 trang 15 TCVN 2737:1995

Khi ptc < 2 (kN/m²) → n = 1.3

Khi ptc > 2 (kN/m²) → n = 1.2

Bảng 2 10: Bảng giá trị hoạt tải các loại phòng

STT Loại phòng Hệ số vượt tải

Hoạt tải tiêu chuẩn

kN/m

Hoạt tải tính toán  2

kN/m

Trang 21

2.7.3 Tải trọng gió tác động

- Theo TCVN 2737-1995 và TCXD 229-1999: Gió nguy hiểm nhất là gió vuông góc với mặt đón gió

- Tải trọng gió bao gồm 2 thành phần:

 Thành phần tĩnh của gió

 Thành phần động của gió

2.7.3.1.Thành phần tĩnh của gió

- 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:

W = W kc

Trong đó:

 W0: là giá trị của áp lực gió lấy theo bản đồ phân vùng phụ lục E và điều 6.4 TCVN 2737-1995

Công trình đang xây dựng ở Hà Nội vùng gió II-B, khu vực B, và ảnh hưởng của gió bão được đánh giá là yếu, lấy 2

0

W 95daN/m

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

Trang 22

Bảng 2 11: Giá trị thành phần tĩnh của tải trọng gió hình học

Tên Tầng

Chiều cao từng tầng

Khối lượng từng tầng

MAI

4 945.249 42.7 30 72.1 1.42235 373.242 262.231 TANG MAI 3.5 1425.469 42.7 30 68.1 1.40835 359.897 252.855 TANG PENHOUSE 3.4 1470.154 42.7 30 64.6 1.3961 328.277 230.639 TANG 17 3.4 1628.443 42.7 30 61.2 1.3842 320.732 225.338 TANG 16 3.4 1628.443 42.7 30 57.8 1.3712 317.77 223.258 TANG 15 3.4 1628.443 42.7 30 54.4 1.3576 314.634 221.054 TANG 14 3.4 1628.443 42.7 30 51 1.344 311.324 218.729 TANG 13 3.4 1628.443 42.7 30 47.6 1.3256 307.143 215.791 TANG 12 3.4 1628.443 42.7 30 44.2 1.3052 302.439 212.486 TANG 11 3.4 1628.443 42.7 30 40.8 1.2848 297.561 209.059 TANG 10 3.6 1627.453 42.7 30 37.4 1.2644 301.65 211.932 TANG 9 3.6 1487.969 42.7 30 33.8 1.2428 304.919 214.229 TANG 8 3.6 1483.966 42.7 30 30.2 1.2212 299.57 210.47 TANG 7 4.2 1480.601 42.7 30 26.6 1.1894 316.141 222.113 TANG 6 5 1482.225 42.7 30 22.4 1.1516 360.863 253.534 TANG 5 4.2 1482.953 42.7 30 17.4 1.104 346.013 243.101 TANG 4 4.2 1476.617 42.7 30 13.2 1.0512 300.861 211.378 TANG 3 4.2 1476.617 42.7 30 9 0.976 279.34 196.258 TANG 2 4.8 1480.421 42.7 30 4.8 0.872 267.473 187.92

Trang 23

2.7.3.2.Thành phần động của gió

- Thành phần động của gió được xác định theo tiêu chuẩn TCVN 2737 -1995

- Thành phần động của tải trọng gió được xác định theo các phương tương ứng với phương tính toán thành phần tĩnh của tải trọng gió Trong tiêu chuẩn chỉ kể đến thành phần gió dọc theo phương X và

phương Y bỏ qua thành phần gió ngang và momen xoắn

- Tùy mức độ nhạy cảm của công trình đối với tác dụng động lực của tải trọng gió mà thành phần động của tải trọng gió chỉ cần kể đến tác động do thành phần xung của vận tốc gió hoặc cả với lực quán tính của công trình

- Ta có giá trị giới hạn của tần số dao động riêng ứng với gió vùng II và độ giảm loga của  0.3 ứng

với công trình bê tông cốt thép: f L = 1.3Hz (bảng 2, TCXD 229:1999) Cột và vách được ngàm với

móng

- 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

 Các bước tính toán:

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

Bảng 2 12: Kết quả phân tích dao động và tần số công trình

10 0.171 5.848 0.0289 6.05E-06 8.52E-06 0.059 0.0001 > fL Loại

11 0.165 6.061 5.54E-06 0.0479 0.0756 1.10E-05 0.0008 > fL Loại

12 0.146 6.849 1.22E-06 3.94E-06 3.70E-06 1.41E-05 0.012 > fL Loại

- Sử dụng phần mềm ETABS khảo sát với 12 mode dao động của công trình

Bước 2: 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

Trang 24

- 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:

Fj j j j

W W S

Trong đó:

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

 j là hệ số áp lực động của tải trọng gió, ở độ cao ứng với phần thứ j của công trình, không thứ nguyên Các giá trị của j lấy theo bảng 3, TCXD 229:1999

 S là diện tích đón gió của phần j của công trình, được tính như sau: j

j j 1 j

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 1, còn đối với các dạng dao động còn lại, v lấy bằng 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 (mặt ZOX), D và H được xác định như hình sau (mặt

màu đen là mặt đón gió):

Hình 2 3: Hệ tọa độ khi xác định hệ số không gian ν

Bảng 2 5: Bảng tra hệ số tương quan không gian ν 1

0.1 0.95 0.92 0.88 0.83 0.76 0.67 0.56

5 0.89 0.87 0.84 0.8 0.73 0.65 0.54

Trang 25

 M : Khối lượng tập trung phần công trình thứ j, (T) Kết quả được tính bởi ETABS j

Bước 3: Xác định hệ số động lực (i) ứng với dạng dao động thứ 1 dựa vào hệ số (i) và đường số 1,

Hình 2, TCXD 229:1999

Ta có:

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

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

Bước 4: Tính 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 jiy

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

quán tính

Trang 26

p( ji) p( ji)

Trong đó:

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

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

Bảng 2 15: Hệ số tương quan không gian áp lực động ν1

Trang 27

TANG 4 4.2 0.087211 1.7817 5779.147 0.000001 42.7 14.25524 17.106 TANG 3 4.2 0.087211 1.7817 5779.147 0.000001 42.7 14.25524 17.106 TANG 2 4.8 0.087211 1.7817 5779.147 3.6E-07 42.7 5.145984 6.175

Bảng 2 67: Bảng tính gió động theo phương Y (mode 3)

Trang 28

Bảng 2.18 : Khối lượng tầng

Tầng Diaphragm MassX MassY XCM YCM DINH MAI D1 402.9578 402.9578 14.9700 21.3498 TANG BN D1 859.2248 859.2248 15.0032 21.3499 TANG MAI D1 1309.0172 1309.017 15.0489 21.4464 TANG PENHOUSE D1 1330.0445 1330.045 15.0658 21.3471 TANG 17 D1 1479.744 1479.744 15.0454 21.3711 TANG 16 D1 1479.744 1479.744 15.0454 21.3711 TANG 15 D1 1479.744 1479.744 15.0454 21.3711 TANG 14 D1 1479.744 1479.744 15.0454 21.3711 TANG 13 D1 1479.744 1479.744 15.0454 21.3711 TANG 12 D1 1479.744 1479.744 15.0454 21.3711 TANG 11 D1 1479.744 1479.744 15.0454 21.3711 TANG 10 D1 1478.8432 1478.843 15.0441 21.3711 TANG KT D1 1320.7977 1320.798 14.5923 22.1447 TANG 8 D1 1316.6627 1316.663 14.5910 22.1982 TANG 7 D1 1313.6035 1313.604 14.5915 22.1997 TANG 6 D1 1315.0802 1315.08 14.5918 22.1989 TANG 5 D1 1315.7423 1315.742 14.5925 22.1985 TANG 4 D1 1309.9823 1309.982 14.5914 22.2016 TANG 3 D1 1309.9823 1309.982 14.5914 22.2016 TANG 2 D1 1313.4398 1313.44 14.5913 22.1998

Trang 29

2.7.4 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

- Sử dụng tiêu chuẩn 9386-2012 có trong phần mềm ETABS 2016, sinh viên có được kết quả thành phần động đất theo phổ phản ứng đàn hồi

- Đánh giá mức độ động đất : Động đất mạnh (Ag > 0.08)

- Hệ số tổ hợp dùng để tính toán hệ quả của tác động động đất: 0.24 ( Khu vực nhà ở , các tầng được sử dụng đồng thời)

- Địa điểm xây dựng: Quận Hoàng Mai, TP Hà Nội

Hình 2 4: Bảng phân vùng gia tốc gia tốc nền theo địa danh hành chính

Bảng 2.19 : Giá trị đại lượng tính động đất

Đỉnh gia tốc nền tham chiếu Agr*g 0.1001*g

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

Trang 30

Hệ số nền S 1.15 Giới hạn dưới của chu kỳ TB 0.20 Giới hạn trên của chu kỳ TC 0.6

Bảng 2.20: Giá trị tham số mô tả phổ phản ứng đàn hồi

- Thành phần thẳng đứng của tải trọng động đất chỉ cần xem xét khi avg 0, 25gCông trình nằm ở Quận Hoàng Mai, Hà Nội có  2  2

T T T : S (T) a S

qT2.5

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

 T: chu kì dao động của hệ đàn hồi

Trang 31

 a g: gia tốc nền thiết kế, được tính toán bằng cách tra gia tốc nền trong phụ lục H, TCVN 9386:2012, lấy giá trị này nhân với g = 9.81 (m/s2)

 S: hệ số nền

 TB: giới hạn dưới của chu kì ứng với đoạn nằm ngang của phổ phản ứng đàn hồi

 TC: giới hạn trên của chu kì ứng với đoạn nằm ngang của phổ phản ứng đàn hồi

 TD : giá trị xác định điểm bắt đầu của phần phản ứng chuyển vị không đổi trong phổ phản ứng

 S T, B,T T C, Dxác định theo bảng 3.2 TCVN 9386:2012

Bảng 2 21: Khối lượng tầng

Tầng Diaphragm MassX MassY XCM YCM DINH MAI D1 329.7265 329.7265 14.9682 21.3498 TANG BN D1 748.8527 748.8527 15.0074 21.3499 TANG MAI D1 1232.963 1232.963 15.0566 21.396 TANG PENHOUSE D1 1268.789 1268.789 15.0486 21.3203 TANG 17 D1 1423.252 1423.252 15.0406 21.3719 TANG 16 D1 1423.252 1423.252 15.0406 21.3719 TANG 15 D1 1423.252 1423.252 15.0406 21.3719 TANG 14 D1 1423.252 1423.252 15.0406 21.3719 TANG 13 D1 1423.252 1423.252 15.0406 21.3719 TANG 12 D1 1423.252 1423.252 15.0406 21.3719 TANG 11 D1 1423.252 1423.252 15.0406 21.3719 TANG 10 D1 1422.352 1422.352 15.0391 21.3719 TANG KT D1 1202.597 1202.597 14.5924 22.1296 TANG 8 D1 1198.462 1198.462 14.5909 22.1883 TANG 7 D1 1195.403 1195.403 14.5915 22.1899 TANG 6 D1 1196.879 1196.879 14.5918 22.1891 TANG 5 D1 1197.541 1197.541 14.5926 22.1886 TANG 4 D1 1191.782 1191.782 14.5914 22.192

Trang 32

TANG 3 D1 1191.782 1191.782 14.5914 22.192 TANG 2 D1 1195.239 1195.239 14.5913 22.19 TANG 1 D1 1359.042 1359.042 14.7737 22.4121 HAM XE MAY D1 1350.955 1350.955 14.9531 19.9899

Bảng 2 22 Chu kì và tần số tính động đất

Dạng dao động

% KL tham gia dao động

Trang 33

0.1 0.923 0.925 0.587 1.75 0.31 2.575 0.245 3.4 0.245 0.125 0.918 0.95 0.571 1.775 0.306 2.6 0.245 3.425 0.245 0.15 0.914 0.975 0.557 1.8 0.302 2.625 0.245 3.45 0.245 0.175 0.909 1 0.543 1.825 0.297 2.65 0.245 3.475 0.245 0.2 0.905 1.025 0.53 1.85 0.293 2.675 0.245 3.5 0.245 0.225 0.905 1.05 0.517 1.875 0.29 2.7 0.245 3.525 0.245 0.25 0.905 1.075 0.505 1.9 0.286 2.725 0.245 3.55 0.245 0.275 0.905 1.1 0.494 1.925 0.282 2.75 0.245 3.575 0.245 0.3 0.905 1.125 0.483 1.95 0.278 2.775 0.245 3.6 0.245 0.325 0.905 1.15 0.472 1.975 0.275 2.8 0.245 3.625 0.245 0.35 0.905 1.175 0.462 2 0.271 2.825 0.245 3.65 0.245 0.375 0.905 1.2 0.452 2.025 0.265 2.85 0.245 3.675 0.245 0.4 0.905 1.225 0.443 2.05 0.258 2.875 0.245 3.7 0.245 0.425 0.905 1.25 0.434 2.075 0.252 2.9 0.245 3.725 0.245 0.45 0.905 1.275 0.426 2.1 0.246 2.925 0.245 3.75 0.245 0.475 0.905 1.3 0.418 2.125 0.245 2.95 0.245 3.775 0.245 0.5 0.905 1.325 0.41 2.15 0.245 2.975 0.245 3.8 0.245 0.525 0.905 1.35 0.402 2.175 0.245 3 0.245 3.825 0.245 0.55 0.905 1.375 0.395 2.2 0.245 3.025 0.245 3.85 0.245 0.575 0.905 1.4 0.388 2.225 0.245 3.05 0.245 3.875 0.245 0.6 0.905 1.425 0.381 2.25 0.245 3.075 0.245 3.9 0.245 0.625 0.869 1.45 0.374 2.275 0.245 3.1 0.245 3.925 0.245 0.65 0.835 1.475 0.368 2.3 0.245 3.125 0.245 3.95 0.245 0.675 0.804 1.5 0.362 2.325 0.245 3.15 0.245 3.975 0.245 0.7 0.776 1.525 0.356 2.35 0.245 3.175 0.245 4 0.245 0.725 0.749 1.55 0.35 2.375 0.245 3.2 0.245 0.75 0.724 1.575 0.345 2.4 0.245 3.225 0.245 0.775 0.701 1.6 0.339 2.425 0.245 3.25 0.245 0.8 0.679 1.625 0.334 2.45 0.245 3.275 0.245

Trang 34

Hình 2 5: Biểu đồ phổ thiết kế theo phương ngang 2.8 TỔ HỢP TẢI TRỌNG

 X: là momen uốn (xoắn), lực cắt, lực dọc, hoặc chuyển vị

 Xt: là momen uốn (xoắn), lực cắt, lực dọc, hoặc chuyển vị do thành phần tĩnh của tải trọng giĩ gây

- Việc tổ hợp các thành phần nằm ngang tác đợng đợng đất cĩ thể thực hiện như sau:

- Giá trị lớn nhất của mỗi hệ quả tác đợng lên kết cấu do hai thành phần nằm ngang của tác đợng đợng đất, cĩ thể xác định bằng căn bậc hai của tổng bình phương các giá trị của hệ quả tác đợng do mỗi thành phần nằm ngang gây ra

- Quy tắc ở trên nĩi chung cho kết quả thiên về an tồn

- Tổ hợp tải trọng đợng đất được xác định theo phương pháp căn bậc hai của tổng bình phương:

Emax Edx Edy

E   E  E (0.1)

Trong đĩ:

 EEmax Các giá trị hệ quả tác đợng lớn nhất do tác đợng đồng thời của các lực đợng đất ngang trong

cả 2 phương chính gây ra

 EEdx và EEdytương ứng là các giá trị hệ quả tác đợng do các lực đợng đất tác đợng theo phương x-x

và y-y gây ra

0.0000.2000.4000.6000.8001.000

S d

T ĐỒ THỊ PHỔ PHẢN ỨNG THIẾT KẾ

Trang 35

- Trong thực tế, lực động đất tác động theo hai phương ngang vuông góc với nhau không phải lúc nào

cũng cùng pha với nhau Vì vậy, TCVN 9386 – 2012 cho phép sử dụng một phương án tổ hợp khác

trong đó lấy 100% hệ quả tác động động đất theo một phương kết hợp với 30% hệ quả tác động động đất theo phương vuông góc

E E " "0.3E

2.8.3 Các trường hợp tổ hợp và cấu trúc tổ hợp

- Các trường hợp tổ hợp tải trọng có xét đến thành phần động của tải trọng gió và tải động đất theo phương pháp phổ phản ứng

Bảng 2 8: Các trường hợp tổ hợp tải trọng

Trang 36

CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ SÀN ĐIỂN HÌNH

3.1 MỞ ĐẦU

- Thiết kế sàn là nhiệm vụ quan trọng của quá trình thiết kế kết cấu bê tông cốt thép Vấn đề được đặt ra

là việc lựa chọn kết cấu sàn sao cho vừa hợp lý mà vẫn đảm bảo hiệu quả kinh tế Trong quá trình thiết

kế, tùy vào khẩu độ, kỹ thuật thi công, thẩm mỹ và yêu cầu kỹ thuật, người kỹ sư cần phải cân nhắc chọn lựa kết cấu sàn cho hợp lý

- Để đảm bảo các yêu cầu như trên, kết cấu sàn dầm bê tông là phương án hợp lý được chọn cho công trình này, với chiều cao tầng thấp, để tạo không gian chọn phương án kết cấu là sàn phẳng Các phần tính toán sàn tầng điển hình như sau:

 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

3.2.TẢI TRỌNG TÁC ĐỘNG

(Được trình bày ở chương 2)

3.3.TÍNH TOÁN CỐT THÉP CHO SÀN

3.3.1 Phương án tính nội lực

- Phương án thiết kế sàn sử dụng phần mềm ETABS để tính toán nội lực

- 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

3.3.2 Tính toán nội lực sàn điển hình

Trình tự tính toán trong phần mền ETABS

Bước 1: Mô hình

Trang 37

- Mô hình mặt bằng tầng điển hình với đầy đủ kết cấu dầm cột vách sàn hợp lí trong phần mềm Etabs

2017

Bước 2: Gán tải trọng và chia dãy Strip

- Tải trọng sàn mô hình trong ETABS được nhập đầy đủ

- Chia dải Strip lấy nội lực sàn từ ETABS

+ 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 ETABS cộng dồn trung bình giá trị moment.)

Bước 3: Chạy nội lực và xuất moment các ô bản của sàn điển hình

- Vì ô sàn tương đối đối xứng nên ta chỉ cần tính toán và bố trí côt thép cho ½ bản sàn

A

b h

 



 µmin: tỷ lệ cốt thép tối thiểu, thường lấy µmin = 0.05%

 µmax: tỷ lệ cốt thép tối đa

Trang 38

Hình 3 1: Mặt bằng bố trí ô sàn

Trang 39

3.3.3.1.Tính toán thép thép phương X:

Hình 3 2: Dãy Strip theo phương X Hình 3 3: Moment Strip theo phương X

Xem phụ lục 2.2 (giá trị tính toán thép sàn theo phương X)

3.3.3.2.Tính toán cốt thép theo phương Y:

Hình 3 4: Dãy Strip theo phương Y Hình 3 5: Moment Strip theo phương Y

Trang 40

Xem phụ lục 2.3 (giá trị tính toán thép sàn theo phương Y)

 Thõa điều kiện

- Kiểm tra võng sàn bằng SAFE V12 Độ võng sàn theo trường hợp tải dài hạn chủ yếu do tải trọng tĩnh tải, tải tường và hoạt tải với tải trọng tiêu chuẩn theo TTGHII

 CB-DV- DAI HAN : f1 - f2 + f3

Định dạng
Số trang	125
Dung lượng	5,83 MB