Thiết kế và xây dựng Chung cư an dương vương

Thiết kế và xây dựng Chung cư an dương vương Thiết kế và xây dựng Chung cư an dương vương Thiết kế và xây dựng Chung cư an dương vương Thiết kế và xây dựng Chung cư an dương vương Thiết kế và xây dựng Chung cư an dương vương Thiết kế và xây dựng Chung cư an dương vương Thiết kế và xây dựng Chung cư an dương vương

MỤC LỤC

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 6

1.1 Giới thiệu chung 6

1.2 Phân khu chức năng 6

1.3 Các hệ thống kỹ thuật khác 6

1.3.1 Hệ thống diện 6

1.3.2 Hệ thống cấp nước 6

1.3.3 Hệ thống thoát nước 7

1.3.4 Hệ thống thông gió 7

1.3.5 Hệ thống chiếu sang 7

1.3.6 Hệ thống PCCC 7

1.3.7 Hệ thống chống sét 7

1.3.8 Hệ thống thoát rác 7

1.4 Giải pháp thiết kế kết cấu 7

1.5 Phần mềm ứng dụng trong phân tích tính toán 8

1.6 Tiêu chuẩn áp dụng 8

1.7 Vật liệu sứ dụng 8

CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH 10

2.1 Sơ đồ và kích thước sơ bộ dầm sàn 10

2.2 Mô hình tính toán nội lực sàn bằng phần mềm SAFE V12 11

2.3 Tính toán thép sàn 14

2.4 Kiểm tra chuyển vị sàn 17

CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ CẦU THANG BỘ 18

3.1 Kiến trúc 18

3.2 Tính toán 18

3.2.1 Sơ bộ kích thước 18

3.2.2 Xác định tải trọng 19

3.2.3 Tính toán bản thang 21

3.2.4 Tính toán dầm chiếu nghĩ 23

CHƯƠNG 4: TẢI TRỌNG VÀ TÁC ĐỘNG 26

4.1 Tĩnh tải 26

4.2 Hoạt tải 27

4.3 Sơ bộ tiết diện cột 27

4.4 Tải gió 28

4.4.1 Gió tĩnh 28

4.4.2 Gió động 29

CHƯƠNG 5: TÍNH TOÁN KHUNG TRỤC 3 – B 37

5.1 Quan niệm tính toán 37

5.2 Các trường hợp tải và tổ hợp tải trọng 37

5.2.1 Các trường hợp tải 37

5.2.2 Tổ hợp tải trọng 37

5.3 Kết quả nội lực 37

5.4 Tính toán thép cho hệ khung 39

5.4.1 Tính toán dầm 39

5.4.2 Tính toán thép cột 50

5.4.3 Tính toán phần tử vách 55

CHƯƠNG 6: THỐNG KÊ ĐỊA CHẤT KHU ĐÁT XÂY DỰNG 60

6.1 Tổng quan về nền móng 60

6.2 Địa chất khu đất xây dựng 60

6.3 Tổng hợp địa chất 63

CHƯƠNG 7: THIẾT KẾ KẾT CẤU NỀN MÓNG 66

7.1 Tổng quan về cọc khoan nhồi 66

7.2 Chọn sơ bộ thông số cọc 67

7.3 Tính toán sức chịu tải của cọc D01 67

7.3.1 Theo vật liệu làm cọc 67

7.3.2 Sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu cơ lý đất nền 68

7.3.3 Sức chịu tải của coc theo SPT 70

7.3.4 Sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu cường độ đất nền 71

7.3.5 Xác định độ cứng của cọc 73

7.4 Tính toán sức chịu tải của cọc D02 74

7.4.1 Theo vật liệu làm cọc 74

7.4.2 Sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu cơ lý đất nền 75

7.4.3 Sức chịu tải của coc theo SPT 77

7.4.4 Sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu cường độ đất nền 78

7.5 Tính toán móng M1 80

7.5.1 Xác định số lượng cọc 80

7.5.2 Kiểm tra ổn định của khối móng quy ước 82

7.5.3 Kiểm tra xuyên thủng 84

7.5.4 Tính thép đài cọc 84

7.6 Tính móng M2 85

7.6.1 Xác định số lượng cọc 85

7.6.2 Kiểm tra ổn định của khối móng quy ước 87

7.6.3 Kiểm tra xuyên thủng 90

7.6.4 Tính thép đài cọc 90

7.7 Tính móng M3 91

7.7.1 Xác định số lượng cọc 91

7.7.2 Kiểm tra ổn dịnh của khối móng quy ước 92

7.7.3 Kiểm tra xuyên thủng 95

7.7.4 Tính thép đài cọc 95

7.8 Tính móng M4 96

7.8.1 Xác định số lượng cọc 96

7.8.2 Kiểm tra ổn định của khối móng quy ước 98

7.8.3 Tính thép đài cọc 100

DANH SÁCH HÌNH ẢNH

Hình 2.1 Mặt bằng hệ dầm sàn tầng điển hình 5

Hình 2.2 Mô hình sàn bằng phần mềm SAFE 6

Hình 2.3 Hoạt tải sàn SAFE 6

Hình 2.4 Tĩnh tải sàn SAFE 6

Hình 2.5 Chuyển vị của sàn SAFE 8

Hình 2.6 Nội lực dải Strip theo phương x 8

Hình 2.7 Nội lực dải Strip theo phương y 9

Hình 3.1 Mặt bằng cầu thang tầng điển hình 183

Hình 3.2 Mặt cắt cầu thang 183

Hình 3.3 Các lớp cấu tạo bậc thang 15

Hình 3.4 Các lớp cấu tạo bản chiếu nghĩ 16

Hình 3.5 Hoạt tải tác dụng 16

Hình 3.6 Tĩnh tải tác dụng 17

Hình 3.7 Nội lực bản thang 17

Hình 3.8 Tải trọng truyền vào dầm 19

Hình 3.9 Sơ đồ tính dầm chiếu nghĩ 19

Hình 3.10 Biểu đồ momen 19

Hình 3.11 Biểu đồ lực cắt 240

Hình 4.1 Các lớp cấu tạo sàn 261

Hình 4.2 Đồ thị xác định hệ số động lực 25

Hình 4.3 Biểu đồ phổ thiết kế dùng cho phân tích đàn hồi 361

Hình 5.1 Biểu đồ moment khung trục B Error! Bookmark not defined.4 Hình 5.2 Biểu đồ moment khung trục 3 394

Hình 5.3 Mặt bằng kết cấu khung 35

Hình 5.4 Sơ đồ nén lệch tâm xiên 46

Hình 5.5 Nội lực trong vách cứng 561

Hình 5.6 Phân chia vùng cho vách cứng 561

Hình 6.1 Biểu đồ SPT của hố khoan 651

Hình 7.1 Bảng tra hệ số αp 66

Hình 7.2 Biểu đò xác định hệ số α 68

Hình 7.3 Bố trí cọc đài móng M1 76

Hình 7.4 Phản lực đầu cọc móng M1 76

Hình 7.5 Nội lực trong đài móng M1 850

Hình 7.6 Bố trí cọc đài móng M2 861

Hình 7.7 Phản lực đầu cọc móng M2 872

Hình 7.8 Nội lực trong đài móng M2 85

Hình 7.9 Bố trí cọc đài móng M3 86

Hình 7.10 Phản lực đầu cọc móng M3 87

Hình 7.11 Nội lực trong đài móng M3 951

Hình 7.12 Bố trí cọc đài móng M4 972

Hình 7.13 Phản lực đầu cọc móng M4 983

Hình 7.14 Nội lực trong đài móng M4 97

DANH SÁCH BẢNG BIỂU

Bảng 2.1 Kết quả thép sàn 151

Bảng 3.1 Chiều dày tương đương của các lớp cấu tạo bậc thang theo phương bản xiên 16

Bảng 3.2 Bảng tải trọng tác dụng lên chiếu nghĩ 17

Bảng 3.3 Thép bản thang 19

Bảng 3.4 Chuyển vị 19

Bảng 4.1 Bảng giá trị tĩnh tải các ô sàn thường tầng điển hình 22

Bảng 4.2 Bảng giá trị tĩnh tải các ô sàn: nhà vệ sinh, lô gia, mái 22

Bảng 4.3 Bảng giá trị tải tường gạch 23

Bảng 4.4 Bảng giá trị hoạt tải các loại phòng 23

Bảng 4.5 Bảng tiết diện cột 23

Bảng 4.6 Bảng tải trọng gió tĩnh theo phương X và Y 24

Bảng 4.7 Chu kỳ và khối lượng hữu hiệu các mode 26

Bảng 4.8 Khối lượng, tâm khối lượng, tâm cứng tại mỗi cao trình sàn 27

Bảng 4.9 Giá trị dich chuyển theo phương X mode 2 27

Bảng 4.10 Giá trị dich chuyển theo phương Y mode 1 28

Bảng 4.11 Gió động theo phưỡng X 28

Bảng 4.12 Gió động theo phưỡng Y 29

Bảng 4.13 Bảng đỉnh gia tốc nền của công trình 30

Bảng 4.14 Bảng giá trị của các tham số đất nền 30

Bảng 4.15 Phân tích phổ thiết kế 31

Bảng 5.1 Bảng các trường hợp tải tác dụng lên khung 33

Bảng 5.2 Bảng Cốt thép dầm tầng điển hình Story3 37

Bảng 5.3 Tổng hợp thép cột 49

Bảng 5.4 Tổng hợp thép vách V1 54

Bảng 6.1 Bảng các lớp đất trên mặt cắt địa chất 56

Bảng 6.2 Bảng thống kê dung trọng riêng tự nhiên lớp đất số 1 57

Bảng 6.3 Bảng thống kê độ ẩm tự nhiên lớp đất số 1 57

Bảng 6.4 Bảng thống kê dung trọng riêng đẩy nổi lớp đất số 1 57

Bảng 6.5 Bảng thống kê chỉ số dẻo lớp đất số 1 57

Bảng 6.6 Bảng thống kê chỉ số dẻo lớp đất số 1 (hiệu chỉnh) 58

Bảng 6.7 Bảng thống kê độ sệt lớp đất số 1 58

Bảng 6.8 Bảng thống kê độ sệt lớp đất số 1 (hiệu chỉnh) 58

Bảng 6.9 Bảng thống kê hệ số rỗng theo cấp áp lực lớp đất số 1 58

Bảng 6.10 Bảng thống kê lực dính và góc ma sát trong lớp đất số 1 59

Bảng 6.11 Bảng tổng hợp địa chất 59

Bảng 7.1 Bảng sức kháng ma sát thành của cọc khoan nhồi theo chỉ tiêu cơ lí D01 65

Bảng 7.2 Bảng sức kháng ma sát thành của cọc khoan nhồi theo chỉ tiêu cơ lí D02 67

Bảng 7.3 Nội lực móng M1 76

Bảng 7.4 Bảng tính thép M1 81

Bảng 7.5 Nội lực móng M2 851

Bảng 7.6 Bảng tính thép M2 86

Bảng 7.7 Nội lực móng M3 87

Bảng 7.8 Bảng tính thép M3 952

Bảng 7.9 Nội lực móng M4 962

Bảng 7.10 Bảng tính thép móng M4 97

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN

1.1 Giới thiệu chung

Tên công trình: Chung cư An Dương Vương

Địa điểm xây dựng: Quận 2 – TP.HCM

Quy mô công trình gồm 1 tầng hầm,15 tầng điển hình, 1 tầng thượng.

Chiều cao công trình: 56 m tính từ mặt đất tự nhiên

1.2 Phân khu chức năng

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

ra còn bố trí phòng kỹ thuật điện, nước, chữa cháy, phòng bảo vệ … Hệ thống hồ chứa nướcđược đặt ở góc của tầng hầm

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

Các tầng trên được sử dụng làm phòng ở, căn hộ cho thuê Chiều cao tầng là 3,3m,mỗi tầng có 8 căn hộ

Công trình có 2 hệ thống thang chính gồm 2 thang máy và 2thang bộ đáp ứng đủ nhu cầu di chuyển của toàn bộ khu chung cư

1.3 Các hệ thống kỹ thuật khác

1.3.1 Hệ thống diện

Công trình sử dụng điện được cung cấp từ 2 nguồn: lưới điện TP Hồ Chí Minh vàmáy phát điện có công suất 150 kVA (kèm theo 1 máy biến áp tất cả được đặt dưới tầng hầm

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

Toàn bộ đường dây điện được đi ngầm (được tiến hành lắp đặt đồng thời với lúc thicông) Hệ thống cấp điện chính được đi trong hộp kỹ thuật luồn trong gen điện và đặt ngầmtrong tường và sàn, đảm bảo không đi qua khu v ực ẩm ướt và tạo điều kiện dễ dàng khi cầnsửa chữa

Ở mỗi tầng đều lắp đặt hệ thống điện an toàn: hệ thồng ngắt điện tự động từ 1A ÷ 80Ađược bố trí theo tầng và theo khu vực (đảm bảo an toàn phòng chống cháy nổ)

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

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

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

nước đi ngầm trong các hộp kỹ thuật Các đường ống cứu hỏa chính luôn được bố trí ở mỗitầng dọc theo khu vực giao thông đứng và trên trần nhà

1.3.3 Hệ thống thoát nước

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

1.3.4 Hệ thống thông gió

Các tầng đều có cửa sổ thông thoáng tự nhiên Bên cạnh đó, công trình còn có cáckhoảng trống thông tầng nhằm tạo sự thông thoáng thêm cho tòa nhà Hệ thống máy điều hòađược cung cấp cho tất cả các tầng Họng thông gió dọc cầu thang bộ, sảnh thang máy Sửdụng quạt hút để thoát hơi cho các khu vệ sinh và ống gain được dẫn lên mái

Bố trí hệ thống cứu hoả gồm các họng cứu hoả tại các lối đi, các sảnh … với khoảngcách tối đa theo đúng tiêu chuẩn TCVN 2622 –1995

1.4 Giải pháp thiết kế kết cấu

• Giải pháp kết cấu phần thân

Hệ kết cấu chịu lực chính của công trình là hệ bao gồm các dầm BTCT kết hợp vớivách để chịu toàn bộ tải trong đứng và tải trọng ngang Vách bằng BTCT có bề dày 300 mm

Hệ kết cấu dầm - sàn là dầm – sàn bê tông cốt thép có bề dày là 140 mm kết hợp với các dầm

• Giải pháp kết cấu phần móng

Phương án móng cọc khoan nhồi BTCT Đường kính cọc D = 0.8m

1.5 Phần mềm ứng dụng trong phân tích tính toán

Mô hình hệ kết cấu công trình: ETABS, SAFE

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

1.6 Tiêu chuẩn áp dụng

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Bên cạnh các tài liệu trong nước, để giúp cho quá trình tính toán được thuận lợi, đadạng về nội dung tính toán, đặc biệt những cấu kiện (phạm vi tính toán) chưa được tiêu chuẩnthiết kế trong nước qui định rõ như: Thiết kế các vách cứng, lõi cứng Nên trong quá trìnhtính toán có tham khảo các tiêu chuẩn nước ngoài như: ACI 318-2005

Ngoài các tiêu chuẩn quy phạm trên còn sử dụng một số sách, tài liệu chuyên ngành

của nhiều tác giả khác nhau (Trình bày trong phần tài liệu tham khảo)

1.7 Vật liệu sứ dụng

Bê tông sử dụng cho công trình là loại bê tông có cấp độ bền B25 cho hệ cột – dầm – sàn, B30

sủ dụng cho móng công trình

- Bê tông B25

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

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

+ Module đàn hồi: Eb = 32500 MPa

- Bê tông B30

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

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

+ Module đàn hồi: Eb = 36000 MPa

- Cốt thép

• Cốt thép loại AI ( đối với cốt thép có  ≤ 10mm)

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

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

+ Cường độ tính toán cốt ngang: Rsw = 175 MPa + Module đàn hồi: Es = 210000 MPa

• Cốt thép loại AIII ( đối với cốt thép có  > 10mm) + Cường độ tính toán chịu nén: Rsc = 365 MPa + Cường độ tính toán chịu kéo: Rs = 365 MPa + Module đàn hồi: Es = 210000 MPa

CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH

2.1 Sơ đồ và kích thước sơ bộ dầm sàn

Từ bản vẽ kiến trúc kết hợp với các yêu cầu về cấu tạo ta bố trí hệ dầm trên sàn điển hình và chia ô sàn như sau:

2.2 Mô hình tính toán nội lực sàn bằng phần mềm SAFE V12

Hình 2.2 Mô hình sàn bằng phần mềm SAFE

Hình 2.3 Hoạt tải sàn SAFE

Hình 2.4 Tĩnh tải sàn SAFE

Hình 2.5 Chuyển vị của sàn SAFE

Hình 2.6 Nội lực dải Strip theo phương x

Hình 2.7 Nội lực dải Strip theo phương y

+ Kiểm tra hàm lượng cốt thép: min   max

Trong đó : min 0.1%, max R b

s

R R



Bảng 2.1 Kết quả thép sàn

SÀN Kí

hiệu

M (daN.m)

b (mm)

h (mm)

a (mm)

h0 (mm)

SÀN Kí

hiệu

M (daN.m)

b (mm)

h (mm)

a (mm)

h0 (mm)

2.4 Kiểm tra chuyển vị sàn

Kiểm tra độ võng của sàn theo công thức f  f 

CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ CẦU THANG BỘ 3.1 Kiến trúc

Hình 3.1 Mặt bằng cầu thang tầng điển hình

h l

Gồm trọng lượng bản thân các lớp cấu tạo

Tĩnh tải được xác định theo công thức sau: g = itdi ni

Trong đó: i : khối lượng của lớp thứ i;

tdi : chiều dày tương đương của lớp thứ i theo phương bản nghiêng;

Trong đó: lb: Chiều dài bậc thang;

hb: Chiều cao bậc thang;

i : chiều dày tương đương của lớp thứ i ;

 : Góc nghiêng của thang

 Hoạt tải

Tra bảng TCVN 2737-1995 p = pcnp

Trong đó : pc : hoạt tải tiêu chuẩn được tra bảng TCVN 2737-1995

np : hệ số tin cậy được tra bảng TCVN 2737-1995

3.2.2.1 Tải trọng tác dụng lên bản nghiêng

Cấu tạo cầu thang

Hình 3.3 Các lớp cấu tạo bậc thang

 Tĩnh tải:

Bảng 3.1 Chiều dày tương đương của các lớp cấu tạo bậc thang theo phương bản xiên

Lớp cấu tạo Trọng lượng riêng

(kN/m3)

Chiều dày thực tế (m)

Chiều dày tương đương (m)

Hệ số vượt tải n

Tĩnh tải tính toán (kN/m2)

3.2.2.2 Tải trọng tác dụng lên bản chiếu nghỉ

Cấu tạo bản chiếu nghỉ:

Hình 3.4 Các lớp cấu tạo bản chiếu nghĩ Bảng 3.2 Bảng tải trọng tác dụng lên chiếu nghĩ

Tải trọng Vật liệu Chiều dày

(mm)

γ (kN/m3) HSVT n

Tải tiêu chuẩn (kN/m2)

Tải tính toán (kN/m2)



=

+ Kiểm tra hàm lượng cốt thép: min   max

Trong đó : min 0.1%, max R b

s

R R

Gồm tải trọng do bản thang truyền vào và tải trọng bản thân dầm thang

- Tải do bản thang truyền vào: RA = 27.83 kN , q1 = 27.83 kN/m

Hình 3.8 Tải trọng truyền vào dầm

- Tải trọng bản thân dầm thang: q2 = 0.3 x 0.4 x 25 x 1.1 = 3.3 kN/m

- Tải trọng tường xây trên dầm: gt = n  bt  ht  t = 1.1 0.21.7518 = 6.93 kN/m

β = 0.01: hệ số phụ thuộc loại bê tông

Asw: diện tích tiết diện ngang một lớp đai

Q  0.3.w1..Rb.b.h = 0.31.05 0.85517 200 360 10−3 = 329 kN

Qmax = 54.05 kN  Q = 422 kN

Vậy bê tông đủ khả năng chịu cắt

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

i :khối lượng riêng;

n : hệ số vượt tải

Bảng 4.1 Bảng giá trị tĩnh tải các ô sàn thường tầng điển hình

Vật liệu

Trọng lượng riêng (kN/m 3 )

Chiều dày (mm)

Tĩnh tải tiêu chuẩn (kN/m 2 )

Hệ số vượt tải

Tĩnh tải tính toán (kN/m 2 )

Chiều dày (mm)

Tĩnh tải tiêu chuẩn (kN/m 2 )

Hệ số vượt tải

Tĩnh tải tính toán (kN/m 2 )

Bảng 4.3 Bảng giá trị tải tường gạch

Bảng 4.4 Bảng giá trị hoạt tải các loại phòng

4.3 Sơ bộ tiết diện cột

Việc chọn sơ bộ kích thước tiết diện cột theo được tính toán một cách gần đúng theo công thức sau:

t b b

k N A R

=Trong đó:

Rb: Cường độ tính toán về nén của bê tông

N: Tổng lực nén sơ bộ, N = ntầng × q × Fs Fs: Diện tích mặt sàn truyền tải trọng lên cột đang xét

ntầng: Số tầng phía trên tiết diện đang xét kể cả tầng mái

q: Tải trọng tương đương tính trên mỗi mét vuông mặt sàn, trong đó gồm tải trọng thường xuyên và tạm thời trên bản sàn, trọng lượng dầm, tường, cột đem tính ra phân bố đều trên sàn Giá trị q được lấy theo kinh nghiệm thiết kế (q = 10 - 20 kN/m2) Lấy q = 10 kN/m2

kt: Hệ số xét đến ảnh hưởng khác như Moment uốn, hàm lượng cốt thép, độ mảnh của cột (kt = 1.1 ÷ 1.5) Lấy kt = 1.2

Bảng 4.5 Bảng tiết diện cột

Tầng Tiết diện b × h(mm)

Công trình nằm ở vùng gió IIA, dạng địa hình B

Công trình có độ cao h = 56m so với mặt đất > 40m nên phải tính phần gió tĩnh và cả gió động

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

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

4.4.1 Gió tĩnh

Với quan niệm tính toán xem sàn là tuyệt đối cứng theo phương ngang, tải trọng gió được

truyền vào trọng tâm sàn

Gió tĩnh được xác định theo công thức:

Wtc = WjBh = Wo.kcBh (kN)

Wtt = nWjBh = n.Wo.k.c.B.h (kN)

Trong đó:

Wo : Giá trị áp lực gió, lấy theo bản đồ phân vùng (phụ lục D và điều 6.4 TCVN

2737- 1995) Do công trình được xây dựng tại TPHCM thuộc vùng áp lực gió IIA

B : Bề rộng đón gió của khung đang xét (B = 27.8 m theo phương X, B=47.2 m

h : Diện truyền tải.(h = 3.3m)

Bảng 4.6 Bảng tải trọng gió tĩnh theo phương X và Y

Tên Tầng Chiều cao tầng

(m)

Cao độ tầng (m)

 Các bước tính toán gió động:

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

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

WFj = W.ξ ν Trong đó:

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

Wo: Áp lực gió lấy theo bản đồ phân vùng

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

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

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

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

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

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

Wp = Mk.ξ.ψ.y Trong đó:

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

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

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

Wo: Giá trị tiêu chuẩn của áp lực gió (N/m2) xác định theo vùng gió = 0.83(kN/m2)

fi: Tần số ứng với dạng dao động thứ i (Hz)

Hình 4.2: Đồ thị xác định hệ số động lực

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

Công trình bằng bê tông cốt thép  = 0.3 Theo đường cong số 1; xác định hệ số động lực ξ

y : Dịch chuyển ngang của công trình ở độ cao z ứng với dạng dao động thứ i

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

1 2 1

.w

r

Fi K

r

K K

Mk: Khối lượng của phần công trình mà trọng tâm có độ cao z lấy bằng toàn bộ tĩnh tải đứng và 50% hoạt tải trên sàn

y: Dịch chuyển ngang của trọng tâm phần thứ k

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

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

(trang 12 TCVN 229-1999) [4]

Wtt = Wp..

Trong đó:

Wtt là giá trị tính toán của tải trọng gió hoặc áp lực gió

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

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

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

 Tính toán

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

Bảng 4.7 Chu kỳ và khối lượng hữu hiệu các mode

f2 = 0.56 Hz : Dao động theo phương X

f3 = 0.57 Hz : Xoắn Vậy f4 > fL = 1.3 Hz nên ta dừng lại ở mode 3, nhưng mode 3 là xoắn nên việc xác định thành phần dao động của tải trọng gió cần kể đến ảnh hưởng của dao động 1, 2

Bảng 4.8 Khối lượng, tâm khối lượng, tâm cứng tại mỗi cao trình sàn

Đối với Mode 1: Dao động theo phương X nên ta lấy giá trị dịch chuyển UX trong bảng bên dưới:

Bảng 4.9 Giá trị dich chuyển theo phương X mode 2

STORY2 D1 2 -0.0008 0 0 0 0 0

Đối với Mode 2: dao động theo phương Y nên ta lấy giá trị dịch chuyển UY trong bảng bên dưới:

Bảng 4.10 Giá trị dich chuyển theo phương Y mode 1

Khối lượng tầng

TANG 2 5.000 -0.8 1263653.81 0.880 41.972 6.551

Bảng 4.12 Gió động theo phưỡng Y

Tên Tầng Cao độ tầng y Chuyển vị

ij (mm)

Khối lượng tầng

❖ Tính toán tải trọng động đất theo phương pháp phổ phản ứng

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

Đỉnh gia tốc nền agR được xác định như sau:

Bảng 4.13 Bảng đỉnh gia tốc nền của công trình

C D g

C D g

TB - Giới hạn dưới của chu kỳ, ưng với đoạn nằm ngang của phổ phản ứng gia tốc

TC – Giới hạn trên của chu kỳ, ưng với đoạn nằm ngang của phổ phản ứng gia tốc

TD – Giá trị xác định điểm bắt đầu của phần phản ứng dịch chuyển không đổi trong phổ

- Gia tốc đỉnh đất nền thiết kế ag ứ ng với trạng thái giới hạn cực hạn xác định thông qua gia tốc trọng trường:

0.0856 1 0.0856

g

gR I

a a

20.0856 9.81 0.84( / )

 = 0.2 - Hệ số ứng xử với cận dưới của nền thiết kế theo phương nằm ngang

q0 = 3.9 – hệ sớ ứng xử phụ thuộc vào loại kết cấu và tính đều đặn của nó théo mặt đứng tra theo bảng 5.1 với hệ kết cấu khung hổn hợp nhiều tầng nhiều nhịp

kw = 1.0 – hệ số phản ứng dạng phá hoại phổ biến trong kết cấu có tường với hệ kết cấu khung hổn hợp nhiều tầng nhiều nhịp

q = q0.kw = 3.9 – Hệ số ứng xử với tác động theo phương ngang của công trình (q ≥ 1.5)

0 0.644 0.225 0.619 0.65 0.571 2.1 0.168 0.025 0.641 0.25 0.619 0.7 0.531 2.2 0.168 0.05 0.638 0.275 0.619 0.75 0.495 2.3 0.168 0.075 0.635 0.3 0.619 0.8 0.464 2.4 0.168 0.1 0.631 0.325 0.619 0.85 0.437 2.5 0.168 0.125 0.628 0.35 0.619 0.9 0.413 2.6 0.168 0.15 0.625 0.375 0.619 0.95 0.391 2.7 0.168 0.175 0.622 0.4 0.619 1 0.371 2.8 0.168 0.2 0.619 0.425 0.619 1.05 0.354 2.9 0.168

1.55 0.24 3.9 0.168 1.6 0.232 4 0.168

CHƯƠNG 5: TÍNH TOÁN KHUNG TRỤC 3 – B 5.1 Quan niệm tính toán

- Đây là công trình thuộc hệ khung chịu lực

- Ta có tỷ số L/B = 47.2/27.8 = 1.7 < 2, do đó độ cứng khung ngang và khung dọc chênh lệch nhau không nhiều nên phải tính nội lực theo khung không gian Ở đây ta quan niệm liên kết giữa dầm và cột là các nút cứng, công trình được ngàm tại vị trí đáy sàn tầng bán hầm

5.2 Các trường hợp tải và tổ hợp tải trọng

5.2.1 Các trường hợp tải

- Kết cấu khung bê tông cốt thép là hệ kết cấu siêu tĩnh bậc cao, vì vậy ứng với mỗi trường hợp đặt tải sẽ

có một trường hợp nội lực tương ứng Tuy nhiên để có được nội lực xuất hiện trong khung nguy hiểm nhất

ta thường chất tải theo các cách dưới đây

Bảng 5.1 Bảng các trường hợp tải tác dụng lên khung

5.2.2 Tổ hợp tải trọng

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

5.3 Kết quả nội lực

Hình 5.12 Biểu đồ moment khung trục B

Hình 5.2 Biểu đồ moment khung trục 3

5.4 Tính toán thép cho hệ khung

Hình 5.3 Mặt bằng kết cấu khung

5.4.1 Tính toán dầm

 Tính toán cốt đai

Chon dầm B2 tầng điển hình tính dại diện

Qmax = 208.76 (KN) Dầm có tiết diện 300x600 mm, chiều dài L=5.5m

Điều kiện tính toán cốt đai:

b3 (1+f +n )b R bt bh0  Q  0.3wlblb R b bh0

b3 = 0.6 đối với bêtông nặng

1= 0 hệ số xét đến ảnh hưởng của cánh chịu nén.

n = 0 hệ số xét đến ảnh hưởng lực dọc Thông số tính toán cốt đai:

• Chọn thép AIII làm cốt đai có; Rs=Rsc=365 MPa

→ Bêtông không đủ khả năng chịu cắt nên phải bố trí thêm cốt đai

Khoảng cách giữa các cốt đai theo tính toán:

Vậy khoảng cách thiết kế của cốt đai là S=minS S tt; max;S S ct; kc=150mm

Chọn khoảng cách thiết kế cốt đai là s = 150mm

Kiểm tra lại điều kiện Q  0.3wlblbRbbh0