CHƯƠNG 2: TẢI TRỌNG TÁC ĐỘNG VÀO CÔNG TRÌNH 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
Trang 1BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
THIẾT KẾ CHUNG CƯ SKY GARDEN TOWER
GVHD: NGUYỄN MINH ĐỨC SVTH: VÕ HỮU TRIÊM
MSSV: 15149200
Tp Hồ Chí Minh, tháng 6/2019
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG
SKL 0 0 6 1 8 6
Trang 2MỤC LỤC
DANH MỤC HÌNH ẢNH v
DANH MỤC BẢNG BIỂU vii
BẢNG NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN BẢNG NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CÔNG TRÌNH 1
Nhu cầu xây dựng công trình 1
giới thiệu công trình 1
Vị trí công trình 1
Qui mô và đặc điểm công trình 1
Giải pháp kiến trúc 1
Mặt bằng phân khu chức năng 1
Giải pháp mặt đứng và hình khối 2
Giải pháp hệ thống giao thông 2
Giải pháp kết cấu kiến trúc 2
CHƯƠNG 2: TẢI TRỌNG TÁC ĐỘNG VÀO CÔNG TRÌNH 3
Tổng quan 3
Lựa chọn giải pháp kết cấu 3
Hệ kết cấu chịu lực chính 3
Hệ kết cấu sàn 3
Nguyên tắc tính toán kết cấu 4
Nhóm trạng thái giới hạn thứ 1 4
Nhóm trạng thái giới hạn thứ 2 5
Phương pháp xác định nội lực 5
Vật liệu sử dụng 5
Sơ bộ kích thước kết cấu 6
Sơ bộ kích thước dầm: 6
Sơ bộ kích thước sàn: 7
Sơ bộ kích thước vách: 7
Tải trọng tác dụng lên sàn 8
Tải đứng tác dụng lên công trình 8
Hoạt tải 10
Tải trọng gió tác động 11
Tải động đất 188
Tổ hợp tải trọng 22
Tổ hợp tải trọng gió 22
Trang 3Tổ hợp tải trọng động đất 22
Các trường hợp tổ hợp và cấu trúc tổ hợp 23
CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ SÀN ĐIỂN HÌNH 244
MỞ ĐẦU 24
TẢI TRỌNG TÁC ĐỘNG 24
TÍNH TOÁN CỐT THÉP CHO SÀN 24
Phương án tính nội lực 24
Tính toán nội lực sàn điển hình 24
Tính toán thép sàn 24
Kiểm tra độ võng sàn 277
Kiểm tra nứt sàn 28
CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ CẦU THANG 30
KÍCH THƯỚC HÌNH HỌC VÀ SƠ BỘ TÍNH TOÁN 30
Kích thước hình học 30
Cấu tạo cầu thang 30
TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN CẦU THANG 30
Tĩnh tải tác dụng lên bản chiếu nghỉ 30
Tĩnh tải tác dụng lên bản thang nghiêng 31
Hoạt tải 31
TÍNH TOÁN NỘI LỰC CHO VẾ THANG 32
Tính toán nội lực thang bằng phần mềm Etabs 32
Nhận xét kết quả tính toán cốt thép bằng 2 phương pháp 37
CHƯƠNG 5: TÍNH TOÁN BỂ NƯỚC 38
CÁC KÍCH THƯỚC BỂ NƯỚC 38
TÍNH TOÁN BỂ NƯỚC 39
Tải trọng tác động 39
Mô hình bể nước mái 40
Tính toán cốt thép bể nước 41
Tính toán dầm bể nước 44
CHƯƠNG 6: THIẾT KẾ KẾT CẤU KHUNG 54
Mở đầu 54
mô hình tính toán bằng etabs 54
Tổ hợp tải trọng và kiểm tra chuyển vị đỉnh công trình 54
Kiểm tra ổn định chống lật 56
TÍNH TOÁN CỐT THÉP DẦM 566
Sơ đồ bố trí dầm: 566
Trang 4Trình tự tính toán: 577
Tính toán cốt đai: 577
Tính cốt treo: 59
Neo và nối cốt thép: 59
TÍNH TOÁN CỐT THÉP KHUNG 600
Tính toán cốt thép vách 600
Kết quả tính toán cốt thép vách 655
CHƯƠNG 7: TÍNH TOÁN MÓNG CÔNG TRÌNH 666
TỔNG QUAN VỀ NỀN MÓNG 666
THỐNG KÊ SỐ LIỆU ĐỊA CHẤT 666
TÍNH TOÁN SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC 677
Thống kê số liệu tính toán 677
Phương án thiết kế móng 677
Sức chịu tải theo vật liệu làm cọc 688
Sức chịu tải theo chỉ tiêu cơ lý của đất nền 69
Theo chỉ tiêu cường độ đất nền (phụ lục G TCVN 10304:2014) 70
Sức chịu tải của cọc theo thí nghiệm SPT: 73
Xác định sức chịu tải thiết kế 75
Thiết kế móng M1 75
Xác định số lượng cọc và bố trí cọc 75
Kiểm tra áp lực đất nền dưới tác dựng mũi cọc: 76
Kiểm tra lún cho móng 79
Kiểm tra điều kiện chống xuyên thủng: Pcx > Pxt 79
Kiểm tra sức chống cắt đài móng M1 80
Bố trí thép cho đài móng 81
Thiết kế móng M2 81
Xác định số lượng cọc và bố trí cọc 81
Kiểm tra áp lực đất nền dưới tác dựng mũi cọc: 833
Kiểm tra lún cho móng 855
Kiểm tra điều kiện chống xuyên thủng: Pcx > Pxt 866
Kiểm tra sức chống cắt đài móng M2 877
Bố trí thép cho đài móng 877
Thiết kế móng M3 888
Xác định số lượng cọc và bố trí cọc 888
Kiểm tra áp lực đất nền dưới tác dựng mũi cọc: 89
Kiểm tra lún cho móng 92
Trang 5Kiểm tra điều kiện chống xuyên thủng: Pcx > Pxt 93
Kiểm tra sức chống cắt đài móng M3 944
Bố trí thép cho đài móng 944
Thiết kế móng M4 (M –LTM) 955
Xác định số lượng cọc và bố trí cọc 955
Kiểm tra áp lực đất nền dưới tác dựng mũi cọc: 977
Kiểm tra lún cho móng 99
Kiểm tra điều kiện chống xuyên thủng: Pcx > Pxt 101
Kiểm tra sức chống cắt đài móng M4 101
Bố trí thép cho đài móng 1011
TÀI LIỆU THAM KHẢO 1033
Trang 6DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 2 1 Mặt bằng kiến trúc tầng điển hình 4
Hình 2 2: Các lớp cấu tạo sàn điển hình 8
Hình 2 3: Hệ tọa độ khi xác định hệ số không gian ν 14
Hình 2 4: Bảng phân vùng gia tốc gia tốc nền theo địa danh hành chính 19
Hình 2 5: Biểu đồ phổ thiết kế theo phương ngang 22
Hình 3 1: Mặt bằng bố trí ô sàn 255
Hình 3 2: Dãy Strip theo phương X 266
Hình 3 3: Moment Strip theo phương X 266
Hình 3 4: Dãy Strip theo phương Y 276
Hình 3 5: Moment Strip theo phương Y 276
Hình 3 6: Độ võng của sàn 28
Hình 4 1: Mặt bằng kiến trúc cầu thang 30
Hình 4 2: Sơ đồ tính toán bản thang 32
Hình 4 3: Tĩnh tải và hoạt tải cầu thang 32
Hình 4 4: Kết quả nội lực Moment cầu thang 33
Hình 4 5: Kết quả lực cắt cầu thang 33
Hình 4 6: Kết quả phản lực tại 2 gối cầu thang 33
Hình 4 7: Sơ đồ tính dầm chiếu tới 34
Hình 4 8: Nội lực dầm chiếu tới 34
Hình 4 9: Biểu đồ lực cắt 34
Hình 4 10: Mô hình 3D 36
Hình 4 11: Nội lực ở gối 37
Hình 4 12: Nội lực ở nhịp 37
Hình 5 1: Mặt bằng bản nắp và bản đáy 39
Hình 5 2: Mô hình tính toán bể nước bằng SAP 2000 40
Hình 5 3: Biểu đồ Moment bản nắp theo phương X và Y 41
Hình 5 4: Chuyển vị bản nắp 42
Hình 5 5: Biểu đồ Monent bản đáy theo 2 phương X và Y 42
Hình 5 6: Chuyển vị bản đáy 43
Hình 5 7: Biểu đồ Moment bản thành 44
Hình 5 8: Biểu đồ Moment bản thành 44
Hình 5 9: Nội lực dầm DN1 ở vị trí gối và nhịp 44
Hình 5 10: Nội lực dầm DN3 ở vị trí gối và nhịp 45
Hình 5 11: Nội lực dầm DN2 ở vị trí gối và nhịp 45
Hình 5 12: Nội lực dầm DN4 ở vị trí gối và nhịp 45
Hình 5 13: Nội lực dầm DD1 ở vị trí gối và nhịp 48
Hình 5 14: Nội lực dầm DD3 ở vị trí gối và nhịp 48
Hình 5 15: Nội lực dầm DD2 ở vị trí gối và nhịp 48
Hình 5 16: Nội lực dầm DD4 ở vị trí gối và nhịp 49
Hình 5 17: Nội lưc chân cột bể nước 53
Hình 6 1: Mô hình khung không gian trong ETBAS 54
Hình 6 2: Chuyển vị đỉnh công trình lớn nhất 55
Hình 6 3: Biểu đồ bao moment khung trục 2 Error! Bookmark not defined. Hình 6 4: Sơ đồ bố trí dầm 566
Hình 6 5: Biểu đồ bao moment (Comb bao) 577
Hình 6 6: Nội lực vách cứng 600
Trang 7Hình 6 7: Phân chia vùng chịu lực trên mặt cắt ngang và mặt đứng của vách 600
Hình 6 8: Tiết diện vách tính toán 64
Hình 7 1: Biểu đồ sức kháng cắt không thoát nước 711
Hình 7 2: Mặt bằng móng M1 766
Hình 7 3: Phản lực đầu cọc móng M1 (COMBBAO Max) 766
Hình 7 4: Phản lực đầu cọc móng M1 (COMBBAO Min) 766
Hình 7 5: Khối móng quy ước cho móng 3 cọc (M1) 777
Hình 7 6: Mặt cắt tháp xuyên thủng móng M1 80
Hình 7 7: Biểu đồ momen theo phương X (M1) 81
Hình 7 8: Biểu đồ momen theo phương Y (M1) 81
Hình 7 9: Mặt bằng móng M2 82
Hình 7 10: Phản lực đầu cọc móng M2 (COMBBAO Max) 82
Hình 7 11: Phản lực đầu cọc móng M2 (COMBBAO Min) 83
Hình 7 12: Khối móng quy ước cho móng 4 cọc (M2) 83
Hình 7 13: Mặt cắt tháp xuyên thủng móng M2 86
Hình 7 14: Biểu đồ momen theo phương X (M2) 87
Hình 7 15: Biểu đồ momen theo phương Y (M2) 87
Hình 7 16: Mặt bằng móng M3 88
Hình 7 17: Phản lực đầu cọc móng M3 (COMBBAO Max) 89
Hình 7 18: Phản lực đầu cọc móng M3 (COMBBAO Min) 89
Hình 7 19: Khối móng quy ước cho móng 6 cọc (M3) 90
Hình 7 20: Mặt cắt tháp xuyên thủng móng M3 93
Hình 7 21: Biểu đồ momen theo phương X (M3) 94
Hình 7 22: Biểu đồ momen theo phương Y (M3) 94
Hình 7 23: Mặt bằng móng M4 95
Hình 7 24: Phản lực đầu cọc móng M4 (COMBBAO Max) 96
Hình 7 25: Phản lực đầu cọc móng M4 (COMBBAO Min) 96
Hình 7 26: Khối móng quy ước cho móng 48 cọc (M4) 97
Hình 7 27: Mặt cắt tháp xuyên thủng móng M4 101
Hình 7 28: Biểu đồ momen theo phương X (M4) 102
Hình 7 29: Biểu đồ momen theo phương Y (M4) 102
Trang 8DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 2 1: Bê tông sử dụng 6
Bảng 2 2: Giá trị cường độ và module của thép 6
Bảng 2 3: Sơ bộ kích thước tiết diện dầm 6
Bảng 2 4: Tải trọng các lớp cấu tạo hoàn thiện sàn tầng điển hình 8
Bảng 2 5: Tải trọng các lớp hoàn thiện sàn nhà vệ sinh 8
Bảng 2 6: Tải trọng các lớp hoàn thiện sàn tầng hầm 9
Bảng 2 7: Tải trọng các lớp hoàn thiện sàn tầng mái 9
Bảng 2 8: Tải trọng các lớp hoàn thiện sàn ban công, hành lang 9
Bảng 2 9: Tĩnh tải tác dụng tường 200 mm 10
Bảng 2 10: Tĩnh tải tác dụng tường 100 mm 10
Bảng 2 11: Tĩnh tải tường xây tầng điển hình 10
Bảng 2 12: Bảng giá trị hoạt tải các loại phòng 100
Bảng 2 13: Giá trị thành phần tĩnh của tải trọng gió hình học 12
Bảng 2 14: Kết quả phân tích dao động và tần số công trình 13
Bảng 2 15: Bảng tra hệ số tương quan không gian ν1 14
Bảng 2 16: Các tham số ρ và χ 14
Bảng 2 17: Hệ số tương quan không gian áp lực động ν1 15
Bảng 2 18: Bảng tính gió động theo phương X (mode 1) 15
Bảng 2 19: Bảng tính gió động theo phương X (mode 4) 16
Bảng 2 20: Bảng tính gió động theo phương X 166
Bảng 2 21: Bảng tính gió động theo phương Y (mode 3) 17
Bảng 2 22: Khối lượng tầng 18
Bảng 2 23: Giá trị đại lượng tính động đất 19
Bảng 2 24: Giá trị tham số mô tả phổ phản ứng đàn hồi 19
Bảng 2 25: Giá trị phổ phản ứng thiết kế 21
Bảng 2 26: Các trường hợp tổ hợp tải trọng 23
Bảng 2 27: Các trường hợp tổ hợp tải trọng (động đất) 23
Bảng 4 1: Các lớp cấu tạo chiếu nghỉ 31
Bảng 4 2: Tĩnh tải bản nghiêng thang 31
Bảng 4 3: Bảng kết quả tính toán cốt thép thang 34
Bảng 4 4: Bảng kết quả tính toán dầm 34
Bảng 4 5: Bảng kết quả tính toán cốt thép bản thang (3D) 37
Bảng 5 1: Bảng tĩnh tải sàn bản nắp 39
Bảng 5 2: Bảng tĩnh tải sàn bản đáy 39
Bảng 5 3: Kết quả tính toán cốt thép bản nắp 41
Bảng 5 4: Kết quả tính toán cốt thép bản đáy 43
Bảng 5 5: Kết quả tính toán cốt thép bản thành 44
Bảng 5 6: Kết quả giá trị nội lực dầm bản nắp 46
Bảng 5 7: Bảng tính cốt thép dầm bản nắp 46
Bảng 5 8: Kết quả giá trị nội lực dầm bản đáy 49
Bảng 5 9: Bảng tính cốt thép dầm bản đáy 49
Bảng 6 1: Chuyển vị đỉnh công trình 55
Bảng 6 2: Nội lực vách tầng điển hình 63
Bảng 7 1: Thống kê số liệu địa chất thiết kế 666
Bảng 7 2: Thông số bê tông 677
Bảng 7 3: Thông số cốt thép 677
Bảng 7 4: Dữ liệu cọc 677
Trang 9Bảng 7 5: Bảng tính sức kháng thành theo chỉ tiêu cơ lí 69
Bảng 7 6: Lực ma sát thành cọc trong lớp đất cát 71
Bảng 7 7: Lực ma sát thành cọc trong lớp đất sét 72
Bảng 7 8: Lực ma sát thành cọc trong lớp đất cát 733
Bảng 7 9: Lực ma sát thành cọc trong lớp đất sét 744
Bảng 7 10: Bảng tổng hợp sức chịu tải dưới vách 755
Bảng 7 11: Bảng tổng hợp sức chịu tải dưới lõi thang máy 755
Bảng 7 12: Phản lực chân vách P22 755
Bảng 7 13: Bảng tính thép móng M1 811
Bảng 7 14: Phản lực chân vách P23 822
Bảng 7 15: Bảng tính lún móng M2 866
Bảng 7 16: Bảng tính thép móng M2 888
Bảng 7 17: Phản lực chân vách P60 888
Bảng 7 18: Bảng tính lún móng M3 92
Bảng 7 19: Bảng tính thép móng M3 94
Bảng 7 20: Phản lực chân vách P61 (M4) 95
Bảng 7 21: Bảng tính lún móng M4 100
Bảng 7 22: Bảng tính thép móng M4 (M–LTM) 1022
Trang 10TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA XÂY DỰNG
CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập – Tự do – Hạnh Phúc
2 Ưu điểm:
3 Khuyết điểm:
4 Đề nghị cho bảo vệ hay không?
5 Đánh giá loại:
6 Điểm:……….(Bằng chữ: )
Tp Hồ Chí Minh, ngày 10 tháng 06 năm 2019 Giáo viên hướng dẫn (Ký & ghi rõ họ tên) TS Nguyễn Minh Đức BẢNG NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN Họ và tên sinh viên: VÕ HỮU TRIÊM - MSSV: 15149200 Ngành: Công nghệ Kỹ thuật Công trình Xây dựng Tên đề tài: Thiết kế chung cư SKY GARDEN TOWER Họ và tên giảng viên hướng dẫn: TS NGUYỄN MINH ĐỨC NHẬN XÉT: 1 Về nội dung đề tài & khối lượng thực hiện:
Trang 11TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA XÂY DỰNG
CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập – Tự do – Hạnh Phúc
BẢNG NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN
Họ và tên sinh viên: VÕ HỮU TRIÊM - MSSV: 15149200
Ngành: Công nghệ Kỹ thuật Công trình Xây dựng
Tên đề tài: Thiết kế chung cư SKY GARDEN TOWER
Họ và tên giảng viên phản biện: : TS NGUYỄN THANH HƯNG
NHẬN XÉT:
1 Về nội dung đề tài & khối lượng thực hiện:
2 Ưu điểm:
3 Khuyết điểm:
4 Đề nghị cho bảo vệ hay không?
5 Đánh giá loại:
6 Điểm:……….(Bằng chữ: )
Tp Hồ Chí Minh, ngày 10 tháng 06 năm 2019
Giáo viên phản biện
(Ký & ghi rõ họ tên)
TS Nguyễn Thanh Hưng
Trang 12LỜI CÁM ƠN
Lời đầu tiên em xin chân thành cảm ơn tất cả thầy cô trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật
TP HCM nói chung và thầy cô Khoa Xây dựng nói riêng dã dạy bảo em trong 4 năm học vừa qua, từ những bước đầu chập chững với những kiến thức cơ sở cho đến những kiến thức chuyên ngành, giúp em nhận thức rõ ràng về công việc của một người kỹ sư Xây dựng trong nhiều khía cạnh khác nhau Những kiến thức mà thầy cô truyền đạt là một hành trang không thể thiếu trong quá trình nghề nghiệp của em sau này
Đồ án tốt nghiệp kết thúc quá trình học tập ở trường đại học, đồng thời mở ra trước mắt chúng em một hướng đi mới vào cuộc sống trong tương lai Quá trình làm luận văn giúp chúng
em tổng hợp được nhiều kiến thức đã học trong các học kỳ trước và thu thập, bổ sung thêm những kiến thức mới, qua đó rèn luyện khả năng tính toán, khả năng nghiên cứu và giải quyết vấn đề có thể phát sinh trong thực tế, bên cạnh đó còn là những kinh nghiệm quý báu hỗ trợ chúng em rất nhiều trong thực tế sau này
Trong khoảng thời gian thực hiện đồ án tốt nghiệp, em đã nhận được sự giúp đỡ tận tình của thầy Nguyễn Minh Đức cũng như các thầy cô khác trong Khoa Thầy đã giúp em có cái nhìn đúng đắn, khái quát hơn về việc thiết kế, tiếp cận với những phần mềm, những phương pháp tính toán quan trọng cần thiết cho một người kỹ sư Xây dựng Đó là một kinh nghiệm quý báu cho bản thân em sau này
Tôi xin cảm ơn bạn bè trong lớp, những người luôn sát cánh cùng tôi trong suốt những năm học vừa qua Cảm ơn các bạn đã cùng hợp tác trao đổi, thảo luận và đóng góp ý kiến để giúp cho quá trình làm luận văn của tôi được hoàn thành Cám ơn ba mẹ và gia đình đã là hậu phương vững chắc cho em trong suốt những năm tháng qua
Mặc dù đã cố gắng hết sức nhưng do kiến thức và kinh nghiệm còn hạn chế, do đó đồ
án tốt nghiệp của em không thể tránh khỏi những sai sót, kính mong nhận được sự chỉ dẫn của quý Thầy cô để em củng cố hoàn thiện kiến thức của mình hơn
Cuối cùng em xin chúc quý Thầy Cô thành công và luôn dồi dào sức khỏe để có thể tiếp tục sự nghiệp truyền đạt kiến thức cho thế hệ sau
Em xin chân thành cảm ơn!
Tp Hồ Chí Minh, ngày 10 tháng 06 năm 2019
Sinh viên thực hiện
Võ Hữu Triêm
Trang 13SUMMARY OF THE GRADUATE PROJECT
Student : VO HUU TRIEM Student ID: 15149200
Faculty : Civil Engineering
Major : Civil Engineering Building Construction Technology
Project name : SKY GARDEN TOWER
Input information
Architectural record (A little dimension are edited follow Instructor)
Soil Profile (provided by Advitor)
A part content of theory and calculation
Overview of Architecture
Overview of Structure
Calculation loads and effects
Calculation and design for the typical floor
Calculation and design for the stairs
Calculation and design for the roof tank
Calculation and design for the slab with beams
Calculation and design for the wall
Calculation and design for the Foundations
Establish solution for the pressure pile construction
Presentation and drawing
One Presentation by Word
Twenty-two drawing A1 ( Five Architecture drawing, thirteen Structure drawing, five Foundation drawing)
Instructor : DR NGUYEN MINH DUC
Assignment date : 28/01/2019
Complete date : 10/06/2019
Ho Chi Minh City June 10 th , 2019
Dr Nguyen Minh Duc
Trang 14NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN
Sinh viên : VÕ HỮU TRIÊM MSSV: 15149200
Khoa : Xây dựng
Ngành : Công nghệ Kỹ thuật Công trình Xây dựng
Tên đề tài : Chung cư cao cấp SKY GARDEN TOWER
Dữ liệu ban đầu:
Hồ sơ kiến trúc ( Có điều chỉnh theo sự hướng dẫn của GVHD)
Hồ sơ địa chất ( Được GVHD chỉ định)
Nội dung các phần lý thuyết và tính toán:
Tổng quan về kiến trúc
Tổng quan về kết cấu
Tính toán các tải trọng và ảnh hưởng
Tính toán và thiết kế sàn điển hình
Tính toán và thiết kế cầu thang
Tính toán và thiết kế bể nước mái
GVHD : Tiến sĩ Nguyễn Minh Đức
Ngày giao nhiệm vụ : 28/01/2019
Ngày hoàn thành nhiệm vụ : 10/06/2019
Tp Hồ Chí Minh, ngày 10 tháng 06 năm 2019
(ký và ghi rõ họ tên)
TS NGUYỄN MINH ĐỨC
Trang 15CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CÔNG TRÌNH
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
GIỚI THIỆU CÔNG TRÌNH
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
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
GIẢI PHÁP KIẾN TRÚC
Mặt bằng phân khu chức năng
- Khu phức hợp chung cư thương mại dịch vụ GARDEN TOWER gồm 20 tầng, trong đó có
- 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 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
Trang 16xe 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
Giải pháp mặt đứng và hình khối
- Công trình có dạng khối thẳng đứng, chiều cao công trình là 74.2 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
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
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 17CHƯƠNG 2: TẢI TRỌNG TÁC ĐỘNG VÀO CÔNG TRÌNH
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
LỰA CHỌN GIẢI PHÁP KẾT CẤU
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
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
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
Trang 18Hình 2 1 Mặt bằng kiến trúc tầng điển hình
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 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
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
15 12 10 9 8 7 4
18 15 12
10 9 8 7 4 1
Trang 19 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
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
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
VẬT LIỆU SỬ DỤNG
- Vật liệu cần có cường độ cao, trọng lượng nhỏ, chống cháy tốt, có giá thành hợp lý
- Vật liệu có tính biến dạng cao: khả năng biến dạng cao có thể bổ sung cho tính năng chịu lực thấp
- 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
Trang 202 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
SƠ BỘ KÍCH THƯỚC KẾT CẤU
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:
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
Trang 21Sơ 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: h s D.L1
m
m = 40 ÷ 50 đối với bản kê bốn cạnh
L1: nhịp tính toán theo phương cạnh ngắn
Xét ô bản sàn có kích thước lớn nhất: 12.35m x 10.05m, tỉ lệ: 2
1
12.351.2289 210.05
L
L nên sàn làm việc theo 2 phương, chọn m = 60, suy ra 0.9 10050 181 ( )
50
s
h mm
Chọn hs = 120 mm (thỏa mãn điều kiện hs > hmin = 50mm đối với sàn dân dụng)
Sơ bộ kích thước vách:
- Sơ bộ kích thước vách và lõi thang:
Trang 22TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN SÀN
- 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
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 Bảng 2 4: Tải trọng các lớp cấu tạo hoàn thiện sàn 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
Tĩnh tải tiêu chuẩn
Hệ số vượt tải
Tĩnh tải tính toán
Trang 23Bảng 2 6: Tải trọng các lớp hoàn thiện sàn tầng hầm
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
Tĩnh tải tiêu chuẩn
Hệ số vượt tải
Tĩnh tải tính toán
Tĩnh tải tiêu chuẩn
Hệ số vượt tải
Tĩnh tải tính toán
2.7.1.2 Tĩnh tải tường xây
- Giả sử các tường đều có chiều cao 3.08m (chiều cao tầng là 3.2m và chiều cao sàn là 0.12m), giá trị của tải tường dày 100mm và 200mm được cho trong bảng sau:
Trang 24Bảng 2 9: Tĩnh tải tác dụng tường 200 mm
Các lớp hoàn thiện
Chiều dày
Trọng lượng riêng
Tải tiêu chuẩn n
Tải tính toán
mm (kN/m3) (kN/m2) (kN/m2) Vữa trát (2 bên) 20 18 0.36 1.3 0.47
Trọng lượng riêng
Tải tiêu chuẩn n
Tải tính toán
mm (kN/m3) (kN/m2) (kN/m2)
Bảng 2 11: Tĩnh tải tường xây tầng điển hình
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
Chiều cao tường (m)
Hệ số
n
Tính toán (kN/m) Tường 100 1.18 h Ht = h - hd,s 1.1 1.18 x h t x 1.1
Tường 200 2.30 h Ht = h - hd,s 1.1 2.30 x h t x 1.1
Trang 25- 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:
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 26Bảng 2 13: Giá trị thành phần tĩnh của tải trọng gió hình học
Tên Tầng
Chiề
u cao từng tầng
Khối lượng từng tầng
- 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
Các bước tính toán:
Bước 1: Xác định tần số dao động riêng của công trình
Trang 27Bảng 2 14: Kết quả phân tích dao động và tần số công trình
11 0.22 4.545 0.0304 2.13E-05 3.206E-05 0.0569 0.0001 > f L Loại
12 0.212 4.717 1.592E-05 0.0491 0.0727 2.905E-05 0.0006 > f L Loại
13 0.188 5.319 1.994E-05 2.892E-06 7.23E-06 4.523E-05 0.0121 > f L Loại
- Sử dụng phần mềm ETABS khảo sát với 15 mode dao động của công trình
Bước 2: Công trình này được tính với 3 mode dao động (mode 1, mode 3, mode 4) 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 xung vận tốc gió, có thứ nguyên là lực, xác định theo công thức:
Trang 28 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 15: Bảng tra hệ số tương quan không gian ν 1
song song với bề mặt tính
Trang 29Trong đó:
yji: Chuyển vị ngang tương đối của trọng tâm phần công trình thứ j ứng với dạng dao động i, không thứ nguyên Xác định bằng cách xuất từ ETABS
Mj: Khối lượng tập trung phần công trình thứ j, (T) Kết quả được tính bởi ETABS
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
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 17: Hệ số tương quan không gian áp lực động ν1
Trang 30TANG 12 43.8 0.118748 1.992051 5582.749 0.000004 42.9 97.90437 117.4852 TANG 11 40.6 0.118748 1.992051 5582.749 0.000004 42.9 97.90437 117.4852 TANG 10 37.4 0.118748 1.992051 5582.749 0.000004 42.9 98.01656 117.6199 TANG KT 33.8 0.118748 1.992051 5582.749 0.000003 42.9 72.45249 86.94298 TANG 8 30.2 0.118748 1.992051 5582.749 0.000003 42.9 71.4918 85.79016 TANG 7 26.6 0.118748 1.992051 5582.749 0.000002 42.9 47.54704 57.05644 TANG 6 22.4 0.118748 1.992051 5582.749 0.000002 42.9 48.04436 57.65324 TANG 5 17.4 0.118748 1.992051 5582.749 0.000001 42.9 25.18685 30.22421 TANG 4 13.2 0.118748 1.992051 5582.749 0.000001 42.9 24.7353 29.68236
Trang 31TANG 2 4.8 0.071694 1.678202 8205.35 2.47E-07 34.9 7.573206 9.087848
Trang 32vô 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
Trang 33Hình 2 4: Bảng phân vùng gia tốc gia tốc nền theo địa danh hành chính
Bảng 2 23: Giá trị đại lượng tính động đất
Đỉnh gia tốc nền tham chiếu Agr*g 0.1001*g
Giới hạn dưới của chu kỳ TB 0.20
Giới hạn trên của chu kỳ TC 0.6
Bảng 2 24: 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, 25 gCông trình nằm ở Quận Hoàng Mai, Hà Nội có 2 2
vg
a 1.001 m / s 0.25 g 2.5 m / s nên không cần xét đến thành phần đứng của tải động đất Do đó, không cần xây dựng phổ phản ứng theo phương đứng
Trang 34- Phổ thiết kế được xác định bằng các biểu thức sau:
B
C g
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
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
Trang 36Hình 2 5: Biểu đồ phổ thiết kế theo phương ngang
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 ra
Xd: là momen uốn (xoắn), lực cắt, lực dọc, hoặc chuyển vị do thành phần động của tải trọng giĩ gây ra
s: là số dao động tính tốn
Tổ hợp tải trọng động đất
- Việc tổ hợp các thành phần nằm ngang tác động động đất cĩ thể thực hiện như sau:
- Giá trị lớn nhất của mỗi hệ quả tác động lên kết cấu do hai thành phần nằm ngang của tác động động đất, cĩ thể xác định bằng căn bậc hai của tổng bình phương các giá trị của hệ quả tác động 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 động đất được xác định theo phương pháp căn bậc hai của tổng bình phương:
- Trong thực tế, lực động đất tác động theo hai phương ngang vuơng gĩc với nhau khơng phải
lúc nào cũng cùng pha với nhau Vì vậy, TCVN 9386 – 2012 cho phép sử dụng một phương
án tổ hợp khác trong đĩ lấy 100% hệ quả tác động động đất theo một phương kết hợp với 30% hệ quả tác động động đất theo phương vuơng gĩc
E E " "0.3E
0.0000.2000.4000.6000.8001.000
S d
T ĐỒ THỊ PHỔ PHẢN ỨNG THIẾT
KẾ
Trang 37Các 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 26: Các trường hợp tổ hợp tải trọng STT TÊN TỔ HỢP LOẠI TỔ
Trang 38CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ SÀN ĐIỂN HÌNH
Chọn sơ bộ tiết diện các cấu kiện
Phương án tính nội lực
- Phương án thiết kế sàn sử dụng phần mềm SAFE 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 SAFE
Tính toán nội lực sàn điển hình
Trình tự tính toán trong phần mền SAFE
Bước 1: Mô hình
- Mô hình mặt bằng tầng điển hình với đầy đủ kết cấu dầm cột vách sàn hợp lí trong phần mềm SAFE
Bước 2: Gán tải trọng và chia dãy Strip
- Tải trọng sàn mô hình trong SAFE được nhập đầy đủ
- Chia dải Strip lấy nội lực sàn từ SAFE
+ 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 1 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.)
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
Tính toán thép sàn
- Tính toán thép sàn được thực hiện như cho cấu kiện chịu uốn có kích thước
Trang 39b h
µmin: tỷ lệ cốt thép tối thiểu, thường lấy µmin = 0.05%
µmax: tỷ lệ cốt thép tối đa
Hình 3 1: Mặt bằng bố trí ô sàn
-
Trang 403.3.3.1 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: