Thiết kế chung cư cao cấp dream building

17 Bảng 2.6 Kết quả các mode dao động dùng để tính thành phần động của tải trọng gió.. DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 2.1 Mô hình tính toán động lực tải trọng gió lên công trình trong ETABS.. 16

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

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 CAO CẤP DREAM BUILDING

GVHD:LÊ ANH THẮNG SVTH: VƯƠNG TRUNG TRỰC

SKL 0 0 5 5 1 2

MỤC LỤC

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ KIẾN TRÚC 8

1.1 Tổng quan về công trình 8

1.2 Đặc điểm khí hậu ở TPHCM: 8

1.2.1 Mùa mưa: Từ tháng 5 đến tháng 11 có 8

1.2.2 Mùa khô: 8

1.2.3 Gió: 8

1.3 Kiến trúc và công năng: 8

1.4 Giải pháp kết cấu: 9

CHƯƠNG 2 TẢI TRỌNG VÀ TÁC ĐỘNG 10

2.1 Tĩnh tải 10

2.1.1 Tải các lớp cấu tạo 10

2.1.2 Tải tường xây 10

2.2 Hoạt tải 10

2.3 Tải trọng gió 12

2.3.1 Tính toán thành phần tĩnh của tải trọng gió 13

2.3.2 Tính toán thành phần động của tải trọng gió 14

2.3.3 Xác định tổ hợp tải trọng 22

2.4 Tải trọng động đất 23

2.4.1 Cơ sở lý thuyết tính toán 23

2.4.2 Áp dụng lý thuyết vào tính toán : 27

CHƯƠNG 3 THIẾT KẾ SÀN 30

3.1 Số liệu tính toán 30

3.1.1 Vật liệu 30

3.1.2 Kích thước sơ bộ 30

3.1.3 Nội lực sàn theo mô hình làm việc 32

3.1.4 Kiểm tra độ võng 38

3.1.5 Bố trí thép 39

CHƯƠNG 4 THIẾT KẾ CẦU THANG BỘ 44

4.1 Tổng quan 44

4.2 Phân tích kết cấu 44

4.2.1 Nhiệm vụ thiết kế 44

4.2.2 Lựa chọn cầu thang thiết kế 44

4.2.3 Lựa chọn kích thước tiết diện 45

4.3 Tính toán nội lực 46

4.3.1 Sơ đồ tính 46

4.3.2 Tĩnh tải 46

4.3.3 Hoạt tải 47

4.3.4 Tổng hợp tải trọng 47

4.4 Sơ đồ tính 47

4.5 Nội lực 48

4.6 Bố trí thép 49

4.6.1 Bản thang 49

4.6.2 Dầm chiếu nghỉ 50

CHƯƠNG 5 THIẾT KẾ KHUNG 52

5.1 Nội lực khung 2 trục từ ETABS: 52

5.1.1 Nội lực khung trục C: 52

5.1.2 Nội lực khung trục 2: 54

5.2 Tính toán thiết kế cột: 55

5.2.1 Tổ hợp nội lực thiết kế cột: 55

5.2.2 Lý thuyết tính toán thiết kế cột: 59

5.2.3 Tính toán thiết kế cột khung: 61

5.2.4 Cấu tạo cốt thép cột: 64

5.3 Tính toán hệ dầm tầng điển hình: 67

5.3.1 Tính toán thiết kế dầm sàn điển hình: 67

5.3.2 Cốt thép trong dầm khi chịu động đất: 74

5.4 Tính toán thiết kế vách cứng khung: 74

5.4.1 Tổ hợp nội lực: 74

5.4.2 Lý thuyết tính toán: 74

5.4.3 Kết quả tính toán thép vách: 76

CHƯƠNG 6 THIẾT KẾ MÓNG KHUNG 81

6.1.1 Mặt cắt địa chất: 81

6.1.2 Các chỉ tiêu cơ lý: 83

6.2 Thông số vật liệu: 83

6.3 Lựa chọn phương án móng: 84

6.4 Thiết kế móng cọc khoan nhồi: 84

6.4.1 Chọn chiều sâu chôn móng và chiều dày đài cho cột: 84

6.4.2 Chọn loại cọc và chiều sâu đặt mũi cọc: 84

6.4.3 Sức chịu tải cọc thiết kế cho cột và cột vách ở góc: 85

6.4.4 Sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu cơ lý của đất nền: 85

6.4.5 Sức chịu tải cọc ở cột theo cường độ đất nền: 90

6.4.6 Sức chịu tải của cọc theo thí nghiệm SPT: 96

6.4.7 Sức chịu tải thiết kế của cọc: 101

6.4.8 Các móng cần tính toán và số lượng cọc trong móng: 102

6.5 Tinh toán thiết kế móng: 103

6.5.1 Tính toán độ cứng lò xo: 103

6.5.2 Áp dụng lý thuyết vào tính toán độ cứng lò xo k dưới vách lõi thang: 104

6.5.3 Tính toán ảnh hưởng của hệ số nhóm cọc trong một móng: 110

6.5.4 Áp dụng dụng lý thuyết vào tính toán cho móng M1: 110

6.6 Tính toán thiết kế móng: 112

6.6.1 Tính toán khối móng quy ước của các móng cọc: 112

6.6.2 Kiểm tra khả năng chịu tải của đất nền: 115

6.7 Kiểm tra điều kiện lún: 117

6.7.1 Kiểm tra độ lún và chọc thủng cho móng M1 118

6.7.2 Kiểm tra độ lún và chọc thủng cho móng M2 118

6.7.3 Kiểm tra độ lún và chọc thủng cho móng M3 119

6.8 Thiết kế thép cho đài móng: 121

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 2.1 Các lớp cấu tạo sàn 10

Bảng 2.2 Hoạt tải 11

Bảng 2.3 Gió tĩnh gán vào tâm sàn theo phương X 13

Bảng 2.4 Bảng tra hệ số tương quan không gian 1 16

Bảng 2.5 Chu kì dao động riêng của công trình 17

Bảng 2.6 Kết quả các mode dao động dùng để tính thành phần động của tải trọng gió 18

Bảng 2.7 Kết quả tổ hợp tải trọng gió có kể đến thành phần động 21

Bảng 2.8 Kết quả tổ hợp tải trọng gió có kể đến thành phần động 22

Bảng 2.9 Các loại đất nền 24

Bảng 2.10 Bảng tra các hệ số theo phương ngang 26

Bảng 2.11 Bảng chu kỳ dao động khi xét đến động đất 27

Bảng 2.12 Bảng tổng hợp phổ phản ứng ứng với từng chu kỳ 29

Bảng 3.1 Sơ bộ tiết diện cột 31

Bảng 3.2 Chọn sơ bộ kích thước cột 31

Bảng 3.3 Các loại tải trọng 33

Bảng 3.4 Tổng hợp giá trị Moment 39

Bảng 4.1 Cấu tạo bản chiếu nghỉ, chiếu tới 46

Bảng 4.2 Tĩnh tải tác dụng lên bản thang nghiêng 47

Bảng 4.3 Tổng hợp tải trọng tính toán 47

Bảng 4.4 Tính toán cốt thép bản thang 50

Bảng 4.5 Tính toán cốt thép dầm 50

Bảng 5.1 Ví dụ tính toán thép cột C13 tầng 16 56

Bảng 5.2 Kết quả chọn thép cột C13 tầng 16 58

Bảng 5.3 Điều kiện và ký hiệ tính toán theo mô hình phương X và Y 59

Bảng 5.4 Hệ số chuyển đổi m0 60

Bảng 5.5 Thống kê kết quả chọn thép cột C1 ứng với cột trục 1 – C (Cột C1) 61

Bảng 5.6 Thống kê kết quả chọn thép cột C7 ứng với cột trục 2 – D (Cột C2) 62

Bảng 5.7 Thống kê kết quả chọn thép cột C9 ứng với cột trục 2 – C (Cột C3) 63

Bảng 5.8 Thống kê kết quả chọn thép cột C13 ứng với cột trục 2 – B (Cột C4) 63

Bảng 5.9 Quy định về cốt dọc cột 64

Bảng 5.10 Quy định về cốt đai cột 64

Bảng 5.11 Bảng thống kê cốt thép dầm 68

Bảng 5.12 Bảng thống kê thép vách P1 77

Bảng 5.13 Bảng thống kê thép vách P4 78

Bảng 5.14 Bảng thống kê thép vách P2 79

Bảng 5.15 Bảng thống kê thép vách P3 80

Bảng 6.1 Bảng tính dung trọng đẩy nổi 82

Bảng 6.2 Bảng chỉ tiêu cơ lý của các lớp đất 83

Bảng 6.4 Bảng thống số vật liệu để thiết kế móng 84

Bảng 6.5 Bảng tính cf  f i L i ở cột 86

Bảng 6.6 Bảng tính f L cf i i     ở vách 88

Bảng 6.7 Bảng tính sức chịu tải do ma sát quanh cọc ở cột 91

Bảng 6.8 Bảng tính sức chịu tải do ma sát quanh cọc ở vách 93

Bảng 6.9 Bảng tính sức chịu tải do ma sát của cọc ở cột 97

Bảng 6.10 Bảng tính sức chịu tải do ma sát của cọc ở vách 99

Bảng 6.11 Tổ hợp nội lực nguy hiểm 102

Bảng 6.12 Xác định sơ bộ số lượng cọc trong móng 103

Bảng 6.13 Bảng tính độ cứng K cho móng có cọc dài 50m 104

Bảng 6.14 Bảng tính độ cứng K cho móng có cọc dài 55m 105

Bảng 6.15 Lực lớn nhất và nhỏ nhất tác dụng lên đầu cọc 109

Bảng 6.16 Bảng hệ số ảnh hưởng nhóm cọc ứng với các móng 111

Bảng 6.17 Bảng kiểm tra điều kiện tải trọng tác dụng 111

Bảng 6.18 Kích thước khối móng quy ước của các móng 114

Bảng 6.19 Bảng kiểm tra nội lực 114

Bảng 6.20 Bảng tính các giá trị kiểm tra điều kiện ổn định móng M1 116

Bảng 6.21 Bảng tính các giá trị kiểm tra điều kiện ổn định móng M2 vs M3 117

Bảng 6.22 Kết quả tính lún cho móng M1 118

Bảng 6.23 Kết quả tính lún cho móng M2 119

Bảng 6.24 Kết quả tính lún cho móng M3 120

Bảng 6.25 Tính toán bố trí thép cho móng M1 122

Bảng 6.26 Tính toán bố trí thép cho móng M2 122

Bảng 6.27 Tính toán bố trí thép cho móng M3 123

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 2.1 Mô hình tính toán động lực tải trọng gió lên công trình trong ETABS 12

Hình 2.2 Lưu đồ tính toán động lực 15

Hình 2.3 Xác định hệ số không gian  16

Hình 2.4 Sơ đồ tính toán động lực tải trọng gió lên công trình 17

Hình 3.1 Mô hình sàn sườn trong SAFE 32

Hình 3.2 Tĩnh tải tường xây 33

Hình 3.3 Tĩnh tải cấu tạo 34

Hình 3.4 Hoạt tải 1 35

Hình 3.5 Hoạt tải 2 35

Hình 3.6 Chia dãy Strip theo 2 phương X – A và Y – B 36

Hình 3.7 Biểu đồ Moment theo phương X 37

Hình 3.8 Biểu đồ Moment theo phương Y 37

Hình 3.9 Giá trị chuyển vị sàn từ SAFE 38

Hình 4.1 Mặt bằng cầu thang bộ 45

Hình 4.2 Sơ đồ tính 48

Hình 4.3 Sơ đồ tính của bản thang vế dưới 48

Hình 4.4 Biểu đồ Moment (kN.m) 48

Hình 4.5 Biểu đồ lực cắt (kN/m) 49

Hình 4.6 Phản lực gối tựa (kN) 49

Hình 5.1 Biểu đồ moment dầm cột khung trục C 52

Hình 5.2 Biểu đồ lực cắt dầm cột khung trục C 53

Hình 5.3 Biểu đồ moment dầm cột khung trục 2 54

Hình 5.4 Biểu đồ lực cắt dầm cột khung trục 2 55

Hình 5.5 Minh họa các ký hiệu 59

Hình 5.6 Quy định cách thức bố trí cốt thép trong cột 66

Hình 5.7 Cấu tạo cốt đai trong cột chịu tải động đất 67

Hình 5.8 Một số dạng bố trí cốt đai trong cột 67

Hình 5.9 Cấu tạo dầm 74

Hình 5.10 Mặt cắt và mặt đứng của vách 75

Hình 6.1 Mặt cắt địa chất 81

Hình 6.2 Khai báo độ cứng K1 107

Hình 6.3 Khai báo độ cứng K2 108

Hình 6.4 Mô hình đài móng và gán độ cứng lò xo 109

Hình 6.5 Hiển thị lực tác dụng lên đầu cọc với 21 tổ hợp nội lực 109

Hình 6.6 Bố trí cọc trong đài móng M1 112

Hình 6.7 Bố trí cọc trong đài móng M2 112

Hình 6.8 Bố trí cọc trong đài móng M3 113

Hình 6.9 Hình dạng khối móng quy ước 114

Hình 6.10 Kiểm tra chọc thủng đài 2 cọc 118

Hình 6.11 Kiểm tra chọc thủng đài 4 cọc 119 Hình 6.12 Kiểm tra chọc thủng đài 12 cọc 121

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ KIẾN TRÚC

trình được xây dựng trên khu vực địa chất đất nền tương đối tốt

- Lượng mưa trung bình: 274.4mm (tháng 4)

- Lượng mưa cao nhất: 638mm (tháng 5)

- Lượng mưa thấp nhất: 31mm (tháng 11)

- Độ ẩm tương đối trung bình: 48.5%

- Độ ẩm tương đối cao nhất: 79%

- Độ ẩm tương đối cao nhất: 100%

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

1.2.2 Mùa khô:

- Nhiệt độ trung bình: 270C

- Nhiệt độ cao nhất: 400C

1.2.3 Gió:

- Gió Đông Nam: chiếm 30% - 40%

- Gió Đông: chiếm 20% - 30%

- Gió Tây Nam: chiếm 66%

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

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

- Khu vực thành phố Hồ Chí Minh rất ít chịu ảnh hưởng của gió bão

1.3 Kiến trúc và công năng:

- Bãi đỗ xe được bố trí dưới tầng hầm công trình

1.1 Tổng qua

Dream Building

n về công trình

- Tên công trình :

- Công trình được xây dựng ở khu vực quận 5, Tp Hồ Chí Minh

- Chức năng sử dụng của công trình là căn hộ cho thuê hoặc bán

- Công trình có tổng cộng 20 tầng: 1 tầng hầm, 1 trệt, 1 tầng lửng, 16 tầng điển hình và 1 tầng thượng

- Tổng chiều cao của công trình là 65 m Kích thước mặt bẳng sử dụng 31 m × 33 m, công

- Tầng trệt với chiều cao tầng 2.9m, tầng lửng 2.6m, tầng 1 đến tầng thượng có cao độ bằng nhau 3.5m giành cho các hoạt động thương mại dịch vụ, văn phòng và các công năng phục vụ tiện ích đi kèm Các tầng còn lại sử dụng làm căn hộ

- Ngoài việc tổ chức dây chuyền công năng hợp lý, chúng ta cũng không quên việc tổ chức hình khối kiến trúc cho công trình với hình khối mạnh mẽ và hài hòa trên khối đế chắc chắn

1.4 Giải pháp kết cấu:

- 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)

- Kết cấu của công trình là hệ kết cấu khung – vách lõi cứng với hệ cột, vách được bố trí xung quanh nhà với bước nhịp lớn nhất là 9m theo phương ngang và 10m theo phương dọc, hệ lõi bao gồm 3 lõi cứng (thang máy) được kết hợp làm giao thông theo phương đứng, lối thoát hiểm, khu vệ sinh và hộp kỹ thuật

Chiều dày

Tĩnh tải tiêu chuẩn

Hệ

số vượt tải

Tĩnh tải tính toán

Tải trọng tiêu chuẩn với

2.1.2 Tải tường xây

- Công thức: gt =   b (ht −hd) n

+ Tường dày 200:

tc 200

- Tra hoạt tải theo TCVN 2737:1995 – Tải trọng và tác động

- Tải trọng tạm thời là các tải trọng có thể không có trong một giai đoạn nào đó của quá trình xây dụng và sử dụng

- Tải trọng tạm thời được chia làm hai loại:

+ Tạm thời dài hạn

+ Tạm thời ngắn hạn

Bảng 2.2 Hoạt tải

Giá trị tiêu chuẩn (kN/m²)

Hệ số vượt tải

Hoạt tải tính toán Phần

dài hạn

Phần ngắn hạn

2.3 Tải trọng gió

Hình 2.1 Mô hình tính toán động lực tải trọng gió lên công trình trong ETABS

- Tính toán thành phần tải trọng gió (theo mục số 2 TCVN 2737:1995 Tải trọng và tác động)

- Tải trọng gió gồm 2 thành phần: Thành phần tĩnh và thành phần động Tĩnh toán thành phần gió tĩnh theo mục 6 TCVN 2737:1995

- Các nhà nhiều tầng cao hơn 40m thì khi tính toán phải kể đến thành phần động của tải trọng gió theo mục 1.2 TCXD 229:1999 Thành phần động của tải trọng gió là lực do xung của vận tốc gió và lực quán tính của công trình gây ra Tính toán giá trị của lực này dựa trên thành phần tĩnh tải của tải trọng gió nhân với các hệ số ảnh hưởng của xung vận tốc gió và lực quán trính của công trình

- Trong đồ án này công trình có chiều cao 65m > 40m so với mặt đất có cốt cao độ +0.00m

do đó phải tính toán thêm thành phần động của tải trọng gió

2.3.1 Tính toán thành phần tĩnh của tải trọng gió

+ W0 là giá trị áp lực gió tiêu chuẩn được xác định từ vận tốc gió đã được xử lý trên

cơ sở số liệu quan trắc vận tốc gió ở độ cao 10m so với mốc chuẩn, giá trị áp lực gió xác định theo bảng 4 ứng với từng phân vùng áp lực gió quy định trong phụ lục

E TCVN 2737 – 1995

+ k( )zj là hệ số tính đến sự thay đổi của áp lực gió theo độ cao tra theo bảng 5 TCVN

2737 – 1995

+ c là hệ số khí động: Phía đón gió đẩy 0.8 Phía đón gió hút 0.6

+ Hệ số độ tin cậy của tải trọng gió là 1.2

Story h j (m) z j (m) WTX

(kN)

WTY (kN)

2.3.2 Tính toán thành phần động của tải trọng gió

- Công trình có độ cao 65.0m > 40m nên cần phải tính thành phần động của tải gió

- Tính toán thành phần động của tải trọng gió xác định dựa theo tiêu chuẩn TCVN 229 –

1999

- Thảnh 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 moment xoắn

- Xác định thành phần gió động theo tiêu chuẩn TCVN 229 – 1999 theo các bước:

- Bước 1: Thiết lập lưu đồ tính toán động lực

- Bước 2: Xác định tần số và dạng dao động theo phương X và phương Y

- Bước 3: Tính toán thành phần động theo phương X và phương Y

- Theo tiêu chuẩn thì sơ đồ tính toán động lực là hệ thanh consol có hữu hạn điểm tập trung khối lượng phục lục A của tiêu chuẩn

+ i: Hệ số được xác định bằng cách chia công trình thành n phần

+ yji: Là dịch chuyển ngang tỷ đối của trọng tâm phần thứ j ứng với dạng dao động riêng thứ i, không thứ nguyên

+  : Hệ số độ tin cạy của tải trọng gió, lấy bằng 1.2

+ Wj: Giá trị tiêu chuẩn thành phần tĩnh của áp lực gió, tác dụng lên phần thứ j của công trình

+ Sj: Diện tích phần đón gió thứ j của công trình

+ : Hệ số tương quan không gian áp lực động của tải trọng gió Đối với dao động thứ nhất 1phụ thuộc vào kích thước mặt đón gió

+ Đối với phương X: =L, = H

+ Đối với phương Y:=D, = H

+ Với các dạng dao động khác =i 1 (Tra bảng 4: Hệ số tương quan không gian1

- 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 công trình 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 sàn (phân bố đều trên sàn), hoạt tải (phân bố đều trên sàn)

Hình 2.4 Sơ đồ tính toán động lực tải trọng gió lên công trình

- Với vùng áp lực gió II và hệ số =0.3đối với công trình nhà cao tầng kết cấu bê-tông cốt thép, ta tra đượcfL = 1.3Hz

- Việc xác định tần số và dạng dao động động riêng của sơ đồ tính toán trên bằng phương pháp giả tích khá là phức tạp và không thể xác định được nếu công trình có độ cứng thay đổi theo chiều cao Do đó trong đồ án phân tích bài toán dao động bằng sự hỗ trợ của phần mềm chuyên dụng thiết ké nhà cao tầng ETABS

- Mô hình sô đồ kết cấu công trình trong phần mềm ETABS và phân tích dao động

- Dựa vào kết quả tính toán của chương trình ETABS ta xác định được các tần số dao động riêng của công trình ứng với các dao động riêng như bảng dưới đây:

Bảng 2.5 Chu kì dao động riêng của công trình

Mode Period UX UY UZ SumUX SumUY RX RY RZ

Bảng 2.6 Kết quả các mode dao động dùng để tính thành phần động của tải trọng gió

Mode Period Tần số f (1/s) Dao động So sánh vớifL = 1.3 Gió động

- Dựa vào kết quả bảng 2.6:

+ Theo phương X chỉ cần xét đến ảnh hưởng của mode 2 (dạng 1)

+ Theo phương Y chỉ cần xét đến ảnh hưởng của mode 1 (dạng 1)

Mode 1 theo Y Mode 2 theo X

Bảng 2.7 Kết quả tổ hợp tải trọng gió có kể đến thành phần động

Bảng 2.8 Kết quả tổ hợp tải trọng gió có kể đến thành phần động

- Trong đó:

+ Dead: Trọng lượng bản thân cấu kiện

+ Sdead (Super dead): Trọng lượng hoàn thiện + Tải trọng tường

+ Live: Hoạt tải sử dụng

- Phân tích và tính toán động đất có 2 phương án:

+ Phân tích đàn hồi tuyến tính

+ Phân tích đàn hồi phi tuyến

- Sinh viên chọn phương án phân tích đàn hồi tuyến tính cho công trình sử dụng phương pháp Phân tích phổ phản ứng dao động

➢ Trình tự tính toán động đất theo phương pháp phân tích dạng phổ dao động

- Bước 1: Xác định loại đất nền: Có 7 loại dất nền: Loại A, B, C, D, E, S1, S2

Bảng 2.9 Các loại đất nền

Các tham số

V s,30 (m/s)

N SPT (nhát/30 cm)

Cu (Pa)

A Đá hoặc các kiến tạo địa chất khác tựa đá, kể cả

các đất yếu hơn trên bề mặt với bề dày lớn nhất

C Đất cát, cuội sỏi chặt, chặt vừa hoặc đất sét cứng

có bề dày lớn từ hàng chục tới hàng trăm mét

250

D Đất rời trạng thái từ xốp đến chặt vừa (có hoặc

không xen kẹp vài lớp đất dính) hoặc có đa phần

đất dính trạng thái từ mềm đến cứng vừa

< 180 < 15 < 70

E Địa tầng bao gồm lớp đất trầm tích sông ở trên

mặt với bề dày trong khoảng 5 m đến 20 m có

giá trị tốc độ truyền sóng như loại C, D và bên

dưới là các đất cứng hơn với tốc độ truyền sóng

Vs lớn hơn 800 m/s

S1 Địa tầng bao gồm hoặc chứa một lớp đất sét

mềm/bùn (bụi) tính dẻo cao (Pl lớn hơn 40) và

độ ẩm cao, có chiều dày ít nhất là 10 m

< 100 (tham khảo)

S2 Địa tầng bao gồm các đất dễ hóa lỏng, đất sét

nhạy hoặc các đất khác với các đất trong các loại

nền A-E hoặc S1

 Dựa vào hồ sơ địa chất công trình, phân loại đất nền công trình theo chỉ số SPT Nền đất công trình thuộc loại C (15 < 18 – 33 < 50)

 Với công trình là chung cư 18 tầng sử dụng hệ số tầm quan trọng  =1 1

- Bước 4: Xác định giá trị gia tốc đất nền thiết kế a g

Gia tốc đất nền thiết kế a ứng với trạng thái cực hạn xác định như sau g

+ Động đất yếu ag 0.08g không cần thiết kế kháng chấn

 Công trình không cần thiết kế kháng chấn

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

Hệ khung hoặc hệ khung tương đương (hỗn hợp khung – vách), có thể xác định gần đúng như sau (cấp dẻo trung bình)

+ q = 3.3 - nhà một tầng

+ q = 3.6 - nhà nhiều tầng, khung một nhịp

+ q = 3.9 - nhà nhiều tầng, khung nhiều nhịp hoặc kết cấu hỗn hợp tương đương khung

 Công trình có hệ số ứng xử của công trình là q = 3.9

- Bước 6: Xây dựng phố thiết kế

Đối với các thành phần nằm ngang của tác động động đất, phổ thiết kế Sd(T) được xác định bằng các biểu thức sau:

q T

T S

a T S T T

B g

d B

q S a T S T T

d D C

a

T

T q S a T S T T T

.

5 , 2 ) ( :

d D

a

T

T T q S a T S T T

.

5 , 2 ) (



Trong đó:

- Sd(T) là phổ thiết kế;

- T là chu kỳ dao động của hệ tuyến tính một bậc tự do;

- ag là gia tốc nền thiết kế trên nền loại A (ag = l.agR);

- TB là giới hạn dưới của chu kỳ, ứng với đoạn nằm ngang của phổ phản ứng gia tốc;

- TC là giới hạn trên của chu kỳ, ứng với đoạn nằm ngang của phổ phản ứng gia tốc;

- TD là giá trị xác định điểm bắt đầu của phần phản ứng dịch chuyển không đổi trong phổ phản ứng;

- S là hệ số nền;

- q là hệ số ứng xử;

-  là hệ số ứng với cận dưới của phổ thiết kế theo phương nằm ngang,  = 0,2

Bảng 2.10 Bảng tra các hệ số theo phương ngang

2.4.2 Áp dụng lý thuyết vào tính toán :

- Sau khi gán tải và khai báo massource ta có chu kỳ của các mode như sau:

Bảng 2.11 Bảng chu kỳ dao động khi xét đến động đất

➔ Gia tốc quy chuẩn là: agR = 0.0774 × 9.81 = 0.7593

2 )(:0

q T

T S

a T S T T

B g

d B

d D C

a

T

T q S a T S T T T

.

5 , 2 ) ( :



d

2.5 0.60.7593 1.25 1.15 0.42

d D

a

T

T T q S a T S T T

.

5 , 2 ) (



2 d

a Chiều dày sơ bộ sàn

˗ Đặt h là chiều dày của bản sàn phụ thuộc vào tải trọng tác dụng lên bản sàn và đặc strưng làm việc của bản sàn, ngoài ra hs hmin

˗ Theo TCVN 5574:2012 (điều 8.2.2) quy định:

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

˗ Để thuận tiện cho việc chọn sơ bộ chiều cao sàn dựa vào công thức kinh nghiệm sau:

1 s

 Vậy ô bản liên kết bốn cạnh, chịu uốn 2 phương: m = (40 : 50)

+ L1 tính theo chiều dài cạnh ngắn , L2 tính theo chiều dài cạnh dài

- Đối với công trình này có nhịp > 6m (ô bản có phương cạnh ngắn lớn nhất

L =8 m ; L =8 m ), nhịp lớn nên nội lực trong ô bản lớn, chiều dày bản tăng lên, độ võng của bản cũng tăng, đồng thời trong quá trình sử dụng thì bản sẽ bị rung Để khắc phục nhược điểm này nên bố trí thêm các dầm ngang và dầm dọc thẳng góc nhau, để chia các ô bản thành nhiều ô nhỏ (hệ dầm trực giao)

- Tuy nhiên để đủ chiều cao thông thủy cho các tầng điển hình chọn dầm chính có tiết diện

q là tải trọng tiêu chuẩn sàn bao gồm trọng lượng sàn, dầm, tường trên sàn

S là diện truyền tải của cột

b

R =14.5 MPa ứng với bê tông B25

k=1.3 1.5− là hệ số kể đến ảnh hưởng của tác động ngang, khi kể đến tải động đất lấy k=1.5

Bảng 3.1 Sơ bộ tiết diện cột

3.1.3 Nội lực sàn theo mô hình làm việc

- Mô phỏng sàn tầng điển hình bằng phần mềm SAFEv12 – phần mềm tính toán theo phương pháp phần tử hữu hạn

b Các trường hợp tải trọng

- Quan niệm tải trọng ngang truyền vào cột và vách cứng nên có thể xem nội lực trong sàn

do tải trọng đứng gây ra Do đó, quá trình tính toán và tổ hợp nội lực, không xét tới tác động của tải ngang

Bảng 3.3 Các loại tải trọng

Hình 3.2 Tĩnh tải tường xây

Hình 3.3 Tĩnh tải cấu tạo

Hình 3.4 Hoạt tải 1

Hình 3.5 Hoạt tải 2

c Chia dải:

- Giá trị nội lực được dùng để tính toán là tổ hợp BAO theo phương X và phương Y

- Tiến hành chia các dải bản để truy xuất nội lực tính toán cho sàn

- Có 2 loại dải bản : dải dọc nhà – B Strip và dải ngang nhà – A Strip

- Bề rộng dải : lấy dải 1m cho Middle Strip và Column Strip

- Nội lực xuất theo dải bản và lấy giá trị theo Combo1

- Giá trị thép tính toán theo Momen sẽ được bố trí cho toán bộ dải bản có bề rộng Bstrips.

Giá trị Momen nguy hiểm nhất tại các gối, trong các nhịp theo phương X, Y lấy theo biểu

đồ bao (kN.m)

Hình 3.6 Chia dãy Strip theo 2 phương X – A và Y – B

d Nội lực:

Hình 3.7 Biểu đồ Moment theo phương X

Hình 3.8 Biểu đồ Moment theo phương Y

3.1.4 Kiểm tra độ võng