Sơ đồ làm việc rõ ràng, tuy nhiên khả năng chịu tải trọng ngang kém, sử dụng tốt cho công trình có chiều cao đến 15 tầng nằm trong vùng tính toán chống động đất cấp 7, 10 – 12 tầng nằm t
Trang 1Chương 1 | KIẾN TRÚC Trang 1
MỤC LỤC
CHƯƠNG 1: KIẾN TRÚC 18
1.1 GIỚI THIỆU VỀ CÔNG TRÌNH 18
1.1.1 Giao thông công trình 18
1.1.1 Quy mô công trình 18
1.1.2 Chức năng của các tầng 18
1.1.3 Giải pháp thông thoáng 18
1.2 KIẾN TRÚC CÔNG TRÌNH 19
1.2.1 Mặt đứng chính công trình 19
1.2.2 Mặt bằng tầng hầm 21
1.2.3 Mặt bằng các tầng điển hình 22
1.2.4 Mặt cắt công trình 23
CHƯƠNG 2: CƠ SỞ THIẾT KẾ 25
2.1 NHIỆM VỤ THIẾT KẾ 25
2.1.1 Thiết kế kết cấu khung 25
2.1.2 Thiết kế kết cấu móng 25
2.2 TIÊU CHUẨN SỬ DỤNG 25
2.3 LỰA CHỌN GIẢI PHÁP KẾT CẤU 25
2.3.1 Tải trọng 25
2.3.2 Chuyển vị 25
2.3.3 Hệ kế cấu chính 25
2.3.4 Hệ kết cấu sàn 26
2.3.5 Kết luận hệ kết cấu chịu lực chính 28
2.4 LỰA CHỌN VẬT LIỆU 28
2.4.1 Yêu cầu vật liệu sử dụng cho công trình 28
2.4.2 Chọn vật liệu sử dụng cho công trình 28
2.4.3 Lớp bê tông bảo vệ 29
2.5 SƠ BỘ KÍCH THƯỚC TIẾT DIỆN CHO CÔNG TRÌNH 30
2.5.1 Sơ bộ chiều dày bản sàn 30
2.5.2 Sơ bộ tiết diện dầm 31
2.5.3 Sơ bộ tiết diện cột 32
2.5.4 Sơ bộ tiết diện vách 35
CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ KẾT CẤU SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH 37
Trang 2Chương 1 | KIẾN TRÚC Trang 2
3.1 MẶT BẰNG ĐÁNH SỐ SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH 37
3.2 XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG 37
3.2.1 Tĩnh tải 37
3.2.1 Hoạt tải 39
3.2.2 Tổng tải trọng tác dụng lên sàn 40
3.3 TÍNH TOÁN THEO PHƯƠNG PHÁP CỔ ĐIỂN 40
3.3.1 Sơ đồ tính ô sàn 40
3.3.2 Nội lực các ô sàn 42
3.3.3 Tính toán cốt thép 43
3.3.4 Tính toán cụ thể cho ô sàn S1 43
3.3.5 Tính toán cốt thép cho tất cả các ô sàn 44
3.3.6 Kiểm tra 46
3.4 TÍNH TOÁN THEO PHƯƠNG PHÁP PHẦN TỬ HỮU HẠN – SỬ DỤNG PHẦN MỀM SAFE V16.2.0 56
3.4.1 Lý thuyết tính toán 56
3.4.2 Sơ đồ tính 56
3.4.3 Mô hình tính toán 57
3.4.4 Xác định nội lực sàn 58
3.4.5 Tính toán cốt thép 63
3.4.6 Kiểm tra vết nứt và độ võng sàn 65
3.5 SO SÁNH GIỮA HAI PHƯƠNG PHÁP TÍNH TAY VÀ GIẢI BẰNG PHẦN MỀM SAFE 65
CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ CẦU THANG TRỤC A-B 67
4.1 KÍCH THƯỚC CẦU THANG 67
4.2 XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG 68
Các lớp cấu tạo cầu thang 68
4.2.1 Tải trọng tác dụng lên bản chiếu nghỉ 68
4.2.2 Tải trọng tác dụng lên bản thang nghiêng 69
4.2.3 4.3 SƠ ĐỒ TÍNH TOÁN 70
4.4 XÁC ĐỊNH NỘI LỰC TRONG CẦU THANG 70
4.5 TÍNH TOÁN CỐT THÉP BẢN THANG 71
4.6 THIẾT KẾ DẦM CHIẾU NGHỈ 73
Tải trọng tác dụng 73
4.6.1 Sơ đồ tính 73 4.6.2
Trang 3Chương 1 | KIẾN TRÚC Trang 3
Nội lực chạy bằng phần mềm SAP2000 74
4.6.3 Tính thép dọc 74
4.6.4 Tính thép đai 74
4.6.5 4.7 THIẾT KẾ DẦM CHIẾU TỚI 75
Tải trọng tác dụng 75
4.7.1 Sơ đồ tính 76
4.7.2 Nội lực chạy bằng phần mềm SAP2000 76
4.7.3 Tính thép dọc 76
4.7.4 Tính thép đai 77
4.7.5 CHƯƠNG 5: THIẾT KẾ KẾT CẤU KHUNG TRỤC B 78
5.1 MÔ HÌNH CÔNG TRÌNH 78
5.2 XÁC ĐỊNH TẢI TRG TÁC DỤNG LÊN CÔNG TRÌNH 81
Tĩnh tải 81
5.2.1 Hoạt tải 83
5.2.2 Tải trọng thang bộ 84
5.2.3 Tải trọng thang máy 84
5.2.4 Tải trọng gió 86
5.2.5 5.3 TỔ HỢP TẢI TRỌNG 96
Các trường hợp tải trọng 96
5.3.1 Các trường hợp tổ hợp tải trọng 96
5.3.2 5.4 GÁN TẢI TRỌNG VÀ GIẢI MÔ HÌNH 97
5.5 MÔ HÌNH ETAB 103
Mô hình xuất dạng dao động và tính toán gió động công trình: 103
5.5.1 Mô hình tính toán tổng thể tòa nhà 104
5.5.2 5.6 KIỂM TRA KẾT CẤU CÔNG TRÌNH 105
Kiểm tra chuyển vị ngang tại đỉnh công trình 105
5.6.1 Kiểm tra ổn định chống lật của công trình 106
5.6.2 Kiểm tra võng cho dầm 106
5.6.3 5.7 TÍNH TOÁN THÉP CỘT: 109
Cốt dọc chịu lực 109
5.7.1 Cốt thép ngang trong cột 118
5.7.2 Lý thuyết tính toán 118
5.8 TÍNH TOÁN THÉP DẦM 121
Nội lực tính toán 121 5.8.1
Trang 4Chương 1 | KIẾN TRÚC Trang 4
Tính cốt thép dọc 121
5.8.2 Tính toán cốt đai 126
5.8.3 128
5.6.4 Tinh cốt treo tại vị trí dầm phụ gác lên dầm chính 5.9 TÍNH TOÁN THÉP VÁCH KHUNG TRỤC B 129
Lý thuyết tính toán 129
5.9.1 Tính toán cốt thép dọc cho vách 133
5.9.2 Tính toán và bố trí cốt đai cho vách 145
5.9.3 CHƯƠNG 6: THỐNG KÊ ĐỊA CHẤT 146
6.1 ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH 146
6.2 LÝ THUYẾT THỐNG KÊ 147
Phân chia đơn nguyên lớp đất 147
6.2.1 Xác định các đặc trưng tiêu chuẩn 148
6.2.2 Đặc trưng tính toán 149
6.2.3 6.3 KẾT QUẢ TÍNH TOÁN CÁC ĐẶC TRƯNG CƠ LÝ CỦA ĐẤT NỀN 151
Lớp 1a 151
6.3.1 Lớp 1b 154
6.3.2 Lớp 2 157
6.3.3 Lớp 3 160
6.3.4 Lớp 4 163
6.3.5 Lớp 5 170
6.3.6 Bảng tổng hợp các chỉ tiêu cơ lý của đất 174
6.3.7 6.4 LỰA CHỌN GIẢI PHÁP MÓNG 176
CHƯƠNG 7: THIẾT KẾ MÓNG CỌC ÉP BÊ TÔNG LY TÂM 177
7.1 SƠ BỘ KÍCH THƯỚC MÓNG VÀ SỐ LƯỢNG CỌC CHO ĐÀI MÓNG 177
7.2 TÍNH TOÁN MÓNG M9 –VÁCH P3 180
Kích thước sơ bộ 180
7.2.1 Vật liệu sử dụng của đài cọc 180
7.2.2 Các thông số kĩ thuật cọc bê tông ly tâm 180
7.2.3 Sức chịu tải của cọc theo vật liệu 182
7.2.4 Sức chịu tải của cọc theo điều kiện đất nền 182
7.2.5 Sức chịu tải của cọc theo thí nghiệm SPT ( công thức viện kiến trúc Nhật Bản) 184 7.2.6 Tải trọng tác dụng xuống móng 186
7.2.7 Chọn số cọc cho móng 187
7.2.8 Kiểm tra cọc làm việc theo nhóm 188 7.2.9
Trang 5Chương 1 | KIẾN TRÚC Trang 5
Kiểm tra tải trọng tác dụng lên cọc trong móng 188 7.2.10
Xác định móng khối quy ước và kiểm tra điều kiện ổn định 189 7.2.11
Tính lún móng cọc 191 7.2.12
Kiểm tra cọc chịu tải trọng ngang theo mô hình Winker 193 7.2.13
Kiểm tra xuyên thủng của đài móng 199 7.2.14
Tính toán cốt thép đài móng 200 7.2.15
7.3 TÍNH TOÁN MÓNG M4 – CỘT C27 205
Kích thước sơ bộ 205 7.3.1
Vật liệu sử dụng của đài cọc 205 7.3.2
Các thông số kĩ thuật cọc bê tông ly tâm 205 7.3.3
Sức chịu tải của cọc theo vật liệu 207 7.3.4
Sức chịu tải của cọc theo điều kiện đất nền 207 7.3.5
Sức chịu tải của cọc theo thí nghiệm SPT ( công thức viện kiến trúc Nhật Bản) 209 7.3.6
Tải trọng tác dụng xuống móng 211 7.3.7
Chọn số cọc cho móng 212 7.3.8
Kiểm tra cọc làm việc theo nhóm 213 7.3.9
Kiểm tra tải trọng tác dụng lên cọc trong móng 213 7.3.10
Xác định móng khối quy ước và kiểm tra điều kiện ổn định 214 7.3.11
Tính lún móng cọc 216 7.3.12
Kiểm tra cọc chịu tải trọng ngang theo mô hình Winker 218 7.3.13
Kiểm tra xuyên thủng của đài móng 224 7.3.14
Tính toán cốt thép đài móng 226 7.3.15
7.4 TÍNH TOÁN MÓNG M13 – LÕI THANG MÁY 231
Kích thước sơ bộ 231 7.4.1
Vật liệu sử dụng của đài cọc 231 7.4.2
Các thông số kĩ thuật cọc bê tông ly tâm 231 7.4.3
Sức chịu tải của cọc theo vật liệu 233 7.4.4
Sức chịu tải của cọc theo điều kiện đất nền 233 7.4.5
Sức chịu tải của cọc theo thí nghiệm SPT ( công thức viện kiến trúc Nhật Bản) 235 7.4.6
Tải trọng tác dụng xuống móng 237 7.4.7
Chọn số cọc cho móng 238 7.4.8
Kiểm tra cọc làm việc theo nhóm 239 7.4.9
Kiểm tra tải trọng tác dụng lên cọc trong móng 239 7.4.10
Xác định móng khối quy ước và kiểm tra điều kiện ổn định 241 7.4.11
Trang 6Chương 1 | KIẾN TRÚC Trang 6
Tính lún móng cọc 243
7.4.12 Kiểm tra cọc chịu tải trọng ngang theo mô hình Winker 246
7.4.13 Kiểm tra xuyên thủng của đài móng 251
7.4.14 Tính toán cốt thép đài móng 252
7.4.15 CHƯƠNG 8: THIẾT KẾ MÓNG CỌC KHOAN NHỒI 259
8.1 SƠ BỘ KÍCH THƯỚC MÓNG VÀ SỐ LƯỢNG CỌC CHO ĐÀI MÓNG 259
8.2 TÍNH TOÁN MÓNG M9 –VÁCH P3 261
8.2.1 CÁC THÔNG SỐ CỌC KHOAN NHỒI 261
Chọn kích thước sơ bộ 261
8.2.2 Tính toán sức chịu tải của cọc 262
8.2.3 Sức chịu tải của cọc theo điều kiện đất nền 264
8.2.4 Sức chịu tải của cọc theo thí nghiệm SPT ( công thức viện kiến trúc Nhật Bản) 266 8.2.5 Nội lực tính toán 268
8.2.6 Chọn số cọc cho móng 269
8.2.7 Kiểm tra cọc làm việc theo nhóm 269
8.2.8 Kiểm tra tải trọng tác dụng lên cọc trong móng 270
8.2.9 Xác định móng khối quy ước và kiểm tra điều kiện ổn định 271
8.2.10 Tính lún móng cọc 273
8.2.11 Kiểm tra cọc chịu tải trọng ngang theo mô hình Winker 275
8.2.12 Kiểm tra xuyên thủng của đài móng 281
8.2.13 Tính toán cốt thép đài móng 282
8.2.14 8.3 TÍNH TOÁN MÓNG M4 – CỘT C27 287
Các thông số cọc khoan nhồi 287
8.3.1 Chọn kích thước sơ bộ 288
8.3.2 Tính toán sức chịu tải của cọc 288
8.3.3 Sức chịu tải của cọc theo điều kiện đất nền 290
8.3.4 Sức chịu tải của cọc theo thí nghiệm SPT ( công thức viện kiến trúc Nhật Bản) 292 8.3.5 Nội lực tính toán 294
8.3.6 Chọn số cọc cho móng 295
8.3.7 Kiểm tra cọc làm việc theo nhóm 296
8.3.8 Kiểm tra tải trọng tác dụng lên cọc trong móng 296
8.3.9 Xác định móng khối quy ước và kiểm tra điều kiện ổn định 297
8.3.10 Tính lún móng cọc 299
8.3.11 Kiểm tra cọc chịu tải trọng ngang theo mô hình Winker 301 8.3.12
Trang 7Chương 1 | KIẾN TRÚC Trang 7
Kiểm tra xuyên thủng của đài móng 307 8.3.13
Tính toán cốt thép đài móng 308 8.3.14
8.4 TÍNH TOÁN MÓNG M13 – LÕI THANG MÁY 312
Các thông số cọc khoan nhồi 312 8.4.1
Chọn kích thước sơ bộ 313 8.4.2
Tính toán sức chịu tải của cọc 314 8.4.3
Sức chịu tải của cọc theo điều kiện đất nền 315 8.4.4
Sức chịu tải của cọc theo thí nghiệm SPT ( công thức viện kiến trúc Nhật Bản) 318 8.4.5
Nội lực tính toán 320 8.4.6
Chọn số cọc cho móng 321 8.4.7
Kiểm tra cọc làm việc theo nhóm 322 8.4.8
Kiểm tra tải trọng tác dụng lên cọc trong móng 322 8.4.9
Xác định móng khối quy ước và kiểm tra điều kiện ổn định 324 8.4.10
Tính lún móng cọc 326 8.4.11
Kiểm tra cọc chịu tải trọng ngang theo mô hình Winker 328 8.4.12
Kiểm tra xuyên thủng của đài móng 334 8.4.13
Tính toán cốt thép đài móng 335 8.4.14
8.5 SO SÁNH VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN MÓNG 312
So sánh số lượng cọc 312 8.5.1
So sánh khối lượng thép 312 8.5.2
So sánh khối lượng bê tông 312 8.5.3
Lựa chọn phương án móng 312 8.5.3
Trang 8Chương 1 | KIẾN TRÚC Trang 8
MỤC LỤC BẢNG
Bảng 2 1 Sơ bộ dầm 32
Bảng 2 2 Sơ bộ tiết diện cột biên 34
Bảng 2 3 Sơ bộ tiết diện cột góc 35
Bảng 3 1 Tải trọng tường tác dụng lên các ô sàn 38
Bảng 3 2 Tải trọng các lớp cấu tạo sàn căn hộ tầng điển hình 39
Bảng 3 3 Tải trọng các lớp cấu tạo sàn nhà vệ sinh tầng điển hình 39
Bảng 3 4 Hoạt tải sử dụng trên công trình 40
Bảng 3 5 Tổng tải trọng tác dụng lên các ô sàn tầng điển hình 40
Bảng 3 6 Sơ đồ tính và giá trị nội lực của ô bản đơn theo cơ học kết cấu 42
Bảng 3 7 Bảng tổng hợp moment bản kê 4 cạnh (2 phương) 42
Bảng 3 8 Bảng tổng hợp moment bản dầm (1 phương) 43
Bảng 3 9 Bảng kết quả tính toán cốt thép của bản sàn 2 phương 45
Bảng 3 10 Bảng kết quả tính toán cốt thép của bản sàn 1 phương 45
Bảng 3 11 Hệ số tải trọng xác định theo phương pháp cơ kết cấu 50
Bảng 3 12 Kiểm tra nứt tại gối 53
Bảng 3 13 Kiểm tra bề rộng vết nứt tại gối 55
Bảng 3 14 Khái niệm và ý nghĩa các loại tải trọng trong khai báo 57
Bảng 3 15 Tổ hợp tải trọng 58
Bảng 3 16 Độ võng của ô sàn trong SAFE (mm) 65
Bảng 4 1 Tải trọng tác dụng lên bản chiếu nghỉ 68
Bảng 4 2 Tải trọng tác dụng lên bản thang 70
Bảng 5 1 Tải trọng sàn hầm 81
Bảng 5 2: Tải trọng sàn căn hộ tầng điển hình 81
Bảng 5 3: Tải trọng sàn vệ sinh 81
Bảng 5 4: Tải trọng sàn sân thượng, mái 82
Bảng 5 5 Tải trọng tường tác dụng lên sàn 83
Bảng 5 6 Giá trị hoạt tải cho sàn 84
Bảng 5 7: Thông số kĩ thuật của thang máy P14-CO 85
Bảng 5 8 Giá trị thành phần tĩnh của gió theo phương X 88
Bảng 5 9 Giá trị thành phần tĩnh của gió theo phương Y 88
Trang 9Chương 1 | KIẾN TRÚC Trang 9
Bảng 5 10 Bảng chu kì dao động 91
Bảng 5 11 Giá trị khối lượng, tâm cứng, tâm khối lượng từng tầng 93
Bảng 5 12 Giá trị thành phần động của gió theo phương X 95
Bảng 5 13 Kết quả tổng hợp tải trọng gió phương Y 95
Bảng 5 14: Các trường hợp tải trọng 96
Bảng 5 15: Tổ hợp tải trọng trung gian 96
Bảng 5 16: Các trường hợp tổ hợp tải trọng 96
Bảng 5 17 Bảng hàm lượng thép trong cột tối thiểu 114
Bảng 5 18 Tính toán chiều dài đoạn nối thép cột 114
Bảng 5 19 Tính và bố trí thép cột 117
Bảng 5 20 Kết quả tính toán và bố trí thép đai cột 120
Bảng 5 21 Kết quả tính toán cốt thép dầm – Khung trục B 125
Bảng 5 22 Kết quả tính toán thép vách P1 139
Bảng 5 23Kết quả tính toán thép vách P2 144
Bảng 7 1 Sơ bộ số lượng cọc cho công trình 178
Bảng 7 2 Tải tính toán móng M9 186
Bảng 7 3 Tải tiêu chuẩn móng M9 187
Bảng 7 4 Giá trị phản lực đầu cọc 189
Bảng 7 5 Ứng suất hữu hiệu theo phương đứng của các lớp đất 190
Bảng 7 6 Bảng tính lún móng M9 193
Bảng 7 7 Nội lực kiểm tra chuyển vị ngang của cọc 194
Bảng 7 8 Hệ số tra bảng K 194
Bảng 7 9 Độ cứng lò xo 195
Bảng 7 10 Bố trí thép mặt bằng cọc móng M9 204
Bảng 7 11 Tải tính toán móng M4 211
Bảng 7 12 Tải tiêu chuẩn móng M4 212
Bảng 7 13 Giá trị phản lực đầu cọc 214
Bảng 7 14 Ứng suất hữu hiệu theo phương đứng của các lớp đất 215
Bảng 7 15 Bảng tính lún móng M4 218
Bảng 7 16 Nội lực kiểm tra chuyển vị ngang của cọc 218
Bảng 7 17 Hệ số tra bảng K 219
Bảng 7 18 Độ cứng lò xo 219
Bảng 7 19 Bố trí thép mặt bằng cọc móng M4 231
Trang 10Chương 1 | KIẾN TRÚC Trang 10
Bảng 7 20 Tải tính toán móng M13 237
Bảng 7 21 Tải tiêu chuẩn móng M13 238
Bảng 7 22 Giá trị phản lực đầu cọc 241
Bảng 7 23 Ứng suất hữu hiệu theo phương đứng của các lớp đất 242
Bảng 7 24 Bảng tính lún móng M13 245
Bảng 7 25 Nội lực kiểm tra chuyển vị ngang của cọc 246
Bảng 7 26 Hệ số tra bảng K 246
Bảng 7 27 Độ cứng lò xo 247
Bảng 7 28 Bố trí thép mặt bằng cọc móng M13 258
Bảng 8 1: Đặc trưng hình học của cọc 180
Bảng 8 2: bảng xác định hệ số ki , N’q 183
Bảng 8 3: Đặc trưng hình học của cọc 205
Bảng 8 4: bảng xác định hệ số ki , N’q 208
Bảng 8 5: Đặc trưng hình học của cọc 231
Bảng 8 6: bảng xác định hệ số ki , N’q 234
Bảng 8 7 Sơ bộ số lượng cọc cho công trình 260
Bảng 8 8: bảng xác định hệ số ki , N’q 264
Bảng 8 9 Tải tính toán móng M9 268
Bảng 8 10 Tải tiêu chuẩn móng M9 269
Bảng 8 11 Giá trị phản lực đầu cọc 271
Bảng 8 12 Ứng suất hữu hiệu theo phương đứng của các lớp đất 272
Bảng 8 13 Bảng tính lún móng M9 275
Bảng 8 14 Nội lực kiểm tra chuyển vị ngang của cọc 275
Bảng 8 15 Hệ số tra bảng K 276
Bảng 8 16 Độ cứng lò xo 276
Bảng 8 17: bảng xác định hệ số ki , N’q 291
Bảng 8 18 Tải tính toán móng M4 294
Bảng 8 19 Tải tiêu chuẩn móng M4 295
Bảng 8 20 Giá trị phản lực đầu cọc 297
Bảng 8 21 Ứng suất hữu hiệu theo phương đứng của các lớp đất 298
Bảng 8 22 Bảng tính lún móng M4 301
Bảng 8 23 Nội lực kiểm tra chuyển vị ngang của cọc 301
Bảng 8 24 Hệ số tra bảng K 302
Trang 11Chương 1 | KIẾN TRÚC Trang 11
Bảng 8 25 Độ cứng lò xo 302
Bảng 8 26 Bảng xác định hệ số ki , N’q 317
Bảng 8 27 Tải tính toán móng M13 320
Bảng 8 28 Tải tiêu chuẩn móng M13 321
Bảng 8 29 Giá trị phản lực đầu cọc 324
Bảng 8 30 Ứng suất hữu hiệu theo phương đứng của các lớp đất 325
Bảng 8 31 Bảng tính lún móng M13 328
Bảng 8 32 Nội lực kiểm tra chuyển vị ngang của cọc 328
Bảng 8 33 Hệ số tra bảng K 329
Bảng 8 34 Độ cứng lò xo 329
Bảng 8 35 Bố trí thép mặt bằng cọc móng M13 341
Bảng 8 36 So sánh số lượng cọc hai phương án móng 341
Bảng 8 37 So sánh khối lượng cốt thép sử dụng hai phương án móng 342
Trang 12Chương 1 | KIẾN TRÚC Trang 12
MỤC LỤC HÌNH ẢNH
Hình 1 1 Mặt đứng chính công trình trục K-A 19
Hình 1 2 Mặt đứng phụ công trình trục K-A 20
Hình 1 3 Mặt bằng tầng hầm 21
Hình 1 4 Mặt bằng tầng điển hình (tầng 3 đến tầng 18) 22
Hình 1 5 Mặt cắt A - A 23
Hình 1 6 Mặt cắt B - B 24
Hình 2 1 Tiết diện sơ bộ dầm 31
Hình 2 2 MẶt bằng bố trí cột vách sàn tầng điển hình 36
Hình 3 1 Mặt bằng đánh số ô sàn tầng điển hình 37
Hình 3 2 Mặt cắt các lớp cấu tạo sàn căn hộ 37
Hình 3 3 Mặt cắt các lớp cấu tạo sàn nhà vệ sinh
Hình 3 4 Sơ đồ tính số 9 ứng với ô sàn có liên kết ngàm 4 cạnh 41
Hình 3 5 Mô hình sàn 3D xuất từ ETABS trong SAFE 57
Hình 3 6 Sàn tầng điển hình 58
Hình 3 7 Khai báo vật liệu 59
Hình 3 8 Các trường hợp tải trọng 59
Hình 3 9 Khai báo các tổ hợp tải trọng 60
Hình 3 10 Vẽ các dải strip bề rộng 1m 61
Hình 3 11 Nội lực dải strip theo phương X 61
Hình 3 12 Nội lực dải strip theo phương Y 62
Hình 3 13 Độ võng ô sàn 62
Hình 4 1 Mặt bằng cầu thang bộ 67
Hình 4 2 Mặt cắt cầu thang bộ 67
Hình 4 3 Mặt cắt các lớp cấu tạo cầu thang 68
Hình 4 4 Sơ đồ tính cầu thang 70
Hình 4 5 Tải trọng tác dụng lên bản thang 71
Hình 4 6 Biểu đồ momen bản thang 71
Hình 5 1 Mô hình 3D công trình 78
Trang 13Chương 1 | KIẾN TRÚC Trang 13
Hình 5 2 Khai báo vật liệu 79
Hình 5 3 Khai báo tiết diện dầm 300x600 79
Hình 5 4 Khai báo tiết diện sàn 80
Hình 5 5 Khai báo tiết diện vách 80
Hình 5 6: Phản lực tại gối của vế thang 84
Hình 5 7: Catalogue thang máy 85
Hình 5 8: Đồ thị xác định hệ số động lực ξi 89
Hình 5 9 Tải trọng các lớp hoàn thiện sàn tầng điển hình 97
Hình 5 10 Hoạt tải sàn tầng điển hình 98
Hình 5 11 Tải trọng tường trên sàn tầng điển hình 98
Hình 5 12 Tải trọng tường trên dầm tầng điển hình 99
Hình 5 13 Khai báo các trường hợp tải trọng 99
Hình 5 14 Khai báo các Combo tải trọng 99
Hình 5 15: Khai báo khối lượng tham gia dao động 100
Hình 5 16: Khai báo và gán sàn tuyệt đối cứng 100
Hình 5 17 Gán gió tĩnh theo phương X 101
Hình 5 18 Gán gió tĩnh theo phương Y 101
Hình 5 19 Gán gió động theo phương X 102
Hình 5 20 Gán gió động theo phương Y 102
Hình 5 21: Kiểm tra mô hình 103
Hình 5 22 Chuyển vị đỉnh công trình 106
Hình 5 23 Nội lực tác dụng lên vách 129
Hình 5 24 Chia vách thành những phần tử nhỏ 130
Hình 5 25 Sơ đồ tính vách 131
Hình 5 26: Gán pier vách khung trục D 133
Hình 5 27: Mặt cắt ngang của vách P1 và vùng biên 134
Hình 6 1 Biểu đồ quan hệ τ - σ 153
Hình 6 2 Biểu đồ quan hệ τ - σ 156
Hình 6 3 Biểu đồ quan hệ τ - σ 159
Hình 6 4 Biểu đồ quan hệ τ - σ 162
Hình 6 5 Biểu đồ quan hệ τ - σ 169
Hình 6 6 Biểu đồ quan hệ τ - σ 173
Trang 14Chương 1 | KIẾN TRÚC Trang 14
Hình 6 1 Biểu đồ quan hệ τ - σ 153
Hình 6 2 Biểu đồ quan hệ τ - σ 156
Hình 6 3 Biểu đồ quan hệ τ - σ 159
Hình 6 4 Biểu đồ quan hệ τ - σ 162
Hình 6 5 Biểu đồ quan hệ τ - σ 169
Hình 6 6 Biểu đồ quan hệ τ - σ 173
Hình 7 1 Cấu kiện bố trí trên mặt bằng trên móng 177
Hình 7 2 Bố trí mặt bằng cọc công trình 178
Hình 7 3 Mặt cắt địa chất và chiều sâu chôn cọc 179
Hình 7 4 Catalogue cọc ly tâm ứng suất trước 181
Hình 7 5 Chi tiết cọc li tâm ứng suất trước 182
Hình 7 6 Biểu đồ xác định hệ số α 183
Hình 7 7 Hình G.2a và G.2b TCVN 10304-2014 185
Hình 7 8 Mặt bằng định vị cọc trong đài móng M9 187
Hình 7 9 Khai báo vật liệu cọc 195
Hình 7 10 Khai báo tiết diện cọc 196
Hình 7 11 Khai báo liên kết đầu cọc 196
Hình 7 12 Khai báo liên kết mũi cọc 196
Hình 7 13 Chuyển vị đầu cọc 198
Hình 7 14 Tháp xuyên thủng đài móng M9 199
Hình 7 15 Khai báo vật liệu bê tông B30 201
Hình 7 16 Khai báo chiều dày đài móng 201
Hình 7 17 Khai báo độ cứng cọc 202
Hình 7 18 Mô hình đài móg M9 và vẽ trip 1m 203
Hình 7 19 Momen theo phương X 203
Hình 7 20 Momen theo phương Y 204
Hình 7 22 Catalogue cọc ly tâm ứng suất trước 206
Hình 7 23 Chi tiết cọc li tâm ứng suất trước 207
Hình 7 24 Biểu đồ xác định hệ số α 208
Hình 7 25 Hình G.2a và G.2b TCVN 10304-2014 210
Hình 7 26 Mặt bằng định vị cọc trong đài móng M4 212
Hình 7 26 Khai báo vật liệu cọc 220
Trang 15Chương 1 | KIẾN TRÚC Trang 15
Hình 7 27 Khai báo tiết diện cọc 220
Hình 7 28 Khai báo liên kết đầu cọc 221
Hình 7 29 Khai báo liên kết mũi cọc 221
Hình 7 30 Chuyển vị đầu cọc 223
Hình 7 31 Tháp xuyên thủng đài móng M4 224
Hình 7 32 Tháp xuyên thủng đài móng M4 225
Hình 7 33 Khai báo vật liệu bê tông B30 226
Hình 7 34 Khai báo chiều dày đài móng 227
Hình 7 35 Khai báo độ cứng cọc 227
Hình 7 36 Mô hình đài móg M4 và vẽ dải trip 1m 228
Hình 7 37 Momen theo phương X 229
Hình 7 38 Momen Mmax theo phương Y 230
Hình 7 41 Catalogue cọc ly tâm ứng suất trước 232
Hình 7 42 Chi tiết cọc li tâm ứng suất trước 233
Hình 7 43 Biểu đồ xác định hệ số α 234
Hình 7 44 Hình G.2a và G.2b TCVN 10304-2014 236
Hình 7 45 Mặt bằng định vị cọc trong đài móng M13 238
Hình 7 46 Khai báo vật liệu cọc 247
Hình 7 47 Khai báo tiết diện cọc 248
Hình 7 48 Khai báo liên kết đầu cọc 248
Hình 7 49 Khai báo liên kết mũi cọc 248
Hình 7 50 Chuyển vị đầu cọc 250
Hình 7 51 Tháp xuyên thủng đài móng M13 251
Hình 7 52 Khai báo vật liệu bê tông B30 253
Hình 7 53 Khai báo chiều dày đài móng 253
Hình 7 54 Khai báo độ cứng cọc 254
Hình 7 55 Mô hình đài móg M13 và vẽ dải trip 1m 255
Hình 7 54 Momen theo phương X 256
Hình 7 55 Momen theo phương Y 257
Hình 7 66 Bố trí thép mặt bằng cọc móng M9 287
Hình 7 79 Bố trí thép mặt bằng cọc móng M4 312
Hình 8 1 Cấu kiện bố trí trên mặt bằng trên móng 259
Hình 8 2 Bố trí mặt bằng cọc công trình 260
Trang 16Chương 1 | KIẾN TRÚC Trang 16
Hình 8 3 Biểu đồ xác định hệ số α 264
Hình 8 4 Hình G.2a và G.2b TCVN 10304-2014 267
Hình 8 5 Mặt bằng định vị cọc trong đài móng M9 269
Hình 8 6 Khai báo vật liệu cọc 277
Hình 8 7 Khai báo tiết diện cọc 277
Hình 8 8 Khai báo liên kết đầu cọc 278
Hình 8 9 Khai báo liên kết mũi cọc 278
Hình 8 10 Chuyển vị đầu cọc 280
Hình 8 11 Tháp xuyên thủng đài móng M9 281
Hình 8 12 Khai báo vật liệu bê tông B30 283
Hình 8 13 Khai báo chiều dày đài móng 283
Hình 8 14 Khai báo độ cứng cọc 284
Hình 8 15 Mô hình đài móg M9 và vẽ trip 1m 285
Hình 8 16 Momen theo phương X 286
Hình 8 17 Momen theo phương Y 286
Hình 8 18 Biểu đồ xác định hệ số α 291
Hình 8 19 Hình G.2a và G.2b TCVN 10304-2014 293
Hình 8 20 Mặt bằng định vị cọc trong đài móng M4 295
Hình 8 21 Khai báo vật liệu cọc 303
Hình 8 22 Khai báo tiết diện cọc 303
Hình 8 23 Khai báo liên kết đầu cọc 304
Hình 8 24 Khai báo liên kết mũi cọc 304
Hình 8 25 Chuyển vị đầu cọc 306
Hình 8 26 Tháp xuyên thủng đài móng M4 307
Hình 8 27 Khai báo vật liệu bê tông B30 309
Hình 8 28 Khai báo chiều dày đài móng 309
Hình 8 29 Khai báo độ cứng cọc 310
Hình 8 30 Mô hình đài móg M4 và vẽ dải trip 1m 311
Hình 8 31 Momen theo phương X 311
Hình 8 32 Momen Mmax theo phương Y 312
Hình 8 33 Biểu đồ xác định hệ số α 316
Hình 8 34 Hình G.2a và G.2b TCVN 10304-2014 319
Hình 8 35 Mặt bằng định vị cọc trong đài móng M13 321
Hình 8 36 Khai báo vật liệu cọc 330
Trang 17Chương 1 | KIẾN TRÚC Trang 17
Hình 8 37 Khai báo tiết diện cọc 330
Hình 8 38 Khai báo liên kết đầu cọc 331
Hình 8 39 Khai báo liên kết mũi cọc 331
Hình 8 40 Chuyển vị đầu cọc 333
Hình 8 41 Tháp xuyên thủng đài móng M13 334
Hình 8 42 Khai báo vật liệu bê tông B30 336
Hình 8 43 Khai báo chiều dày đài móng 336
Hình 8 44 Khai báo độ cứng cọc 337
Hình 8 45 Mô hình đài móg M13 và vẽ dải trip 1m 338
Hình 8 46 Momen theo phương X 339
Hình 8 47 Momen theo phương Y 340
Trang 18Chương 1 | KIẾN TRÚC Trang 18
CHƯƠNG 1: KIẾN TRÚC
1.1 GIỚI THIỆU VỀ CÔNG TRÌNH
1.1.1 Giao thông công trình
Giao thông đứng trong công trình được đảm bảo bằng thang máy và cầu thang bộ, được đặt tại vị trí giữa khối nhà cảu mỗi Block
1.1.1 Quy mô công trình
Hòa Đông, P14, Q6 Vị trí cách Vòng Xoay Phú Lâm, siêu thị Coop Mart Phú Lâm chỉ 800m
Dự án Summer Square sở hữu vị trí đắc địa, trung tâm Quận 6, toạ lạc tại số 243 Tân
Hoà Đông, Phường 14, Quận 6 Khu căn hộ Summer Square được xây dựng và thiết
kế rất phù hợp với nhu cầu sở hữu căn hộ hiện nay của nhiều khách hàng, đặc biệt
là với những gia đình trẻ, mong muốn an cư, ổn định lâu dài
Bên cạnh các tiện ích hiện hữu của khu vực, như công viên, siêu thị, bệnh viện, Summer Square còn được Gotec Land tích hợp hàng loạt tiện ích ngay trong nội khu như:
Công viên cây xanh
Cà phê vườn treo
Nhà hàng
Nhà trẻ
Phòng gym
Spa, trung tâm chăm sóc sắc đẹp
Hồ bơi chân mây trên tầng 3…
Đặc biệt, khu trung tâm thương mại hai tầng quy tụ hầu hết các thương hiệu cao cấp trong và ngoài nước
Dự án bao gồm 2 Block nhà cao 18 tầng với 256 căn hộ các loại có diện tích từ 50m2 đến 76 m2 Thiết kế chung cư mới gồm 2 tầng thương mại và tổng diện tích xây dựng là 3204 m2, (khi giao đề giáo viên chỉnh sửa thành 20 tầng, 1 hầm)
1.1.2 Chức năng của các tầng
Tầng hầm cao 3.9 m dùng để giữ xe hơi và toàn bộ xe máy của tòa nhà, có phòng bảo vệ, phòng kỹ thuật, phòng máy phát điện, phòng biến thế, phòng máy bơm…
Tầng trệt cao 4.2m, khu liên hợp căn hộ và kinh doanh
Tầng 1 cao 5.4m, khu vực vui chơi giải trí và câu lạc bộ tích hợp
Tầng 2 cao 3.2m, khu căn hộ, kèm quán café
Tầng điển hình (từ tầng 3 đến tầng 17) là khu căn hộ cao 3.2 m
Tầng lầu mái áp
1.1.3 Giải pháp thông thoáng
Tất cả các phòng đều được thiết kế có các cửa sổ lớn để lấy có ánh sáng tự nhiên chiếu vào
Ngoài việc tạo thông thoáng bằng hệ thống cửa sổ ở mỗi phòng, còn sử dụng hệ thống thông gió nhân tạo xuyên suốt chiều cao công trình, máy điều hòa, quạt ở các tầng…
Trang 19Chương 1 | KIẾN TRÚC Trang 19
1.2.1 Mặt đứng chính công trình
Hình 1 1 Mặt đứng chính công trình trục K-A
A B
C D
E F
G H
tÇng TRÖT lÇu 3
lÇu 16
lÇu 15
Trang 20Chương 1 | KIẾN TRÚC Trang 20
m¸i
m¸i
lÇu 16
lÇu 17
Trang 21Chương 1 | KIẾN TRÚC Trang 21
Trang 22Chương 1 | KIẾN TRÚC Trang 22
1.2.3 Mặt bằng các tầng điển hình
Hình 1 4 Mặt bằng tầng điển hình (tầng 3 đến tầng 18)
C¸C TH¤NG Sè Kü THUËT B¶NG CHØ TI£U DIÖN T?CH C¡N Hé
D E F G
H K
Trang 23Chương 1 | KIẾN TRÚC Trang 23
lÇu 15 lÇu 16 lÇu 17
trÇn kü thuËt trÇn kü thuËt
lÇu 17
Trang 24Chương 1 | KIẾN TRÚC Trang 24
Hình 1 6 Mặt cắt B - B
A B
C D
E F
G H
Trang 25Chương 3 | CƠ SỞ THIẾT KẾ Trang 25
2.1 NHIỆM VỤ THIẾT KẾ
Nội dung tính toán đặt ra gồm 2 yêu cầu: Thiết kế kết cấu khung trục và Thiết kế kết cấu móng cho công trình được giao
2.1.1 Thiết kế kết cấu khung
Yêu cầu thiết kế khung tối thiểu 15 tầng trở lên
Thiết kế sàn tầng điển hình
Thiết kế cầu thang, lõi thang máy
Thiết kế 1 khung trục: Sử dụng mô hình khung không gian, có tính thành phần động của gió và bố trí vách cứng hợp lý
2.1.2 Thiết kế kết cấu móng
Tính toán 2 phương án móng cho công trình: Móng cọc ép và móng cọc khoan nhồi cho:
Khung thiết kế tương ứng
Lõi thang máy của công trình
2.2 TIÊU CHUẨN SỬ DỤNG
TCVN 2737 – 1995: Tải trọng và tác động – Tiêu chuẩn thiết kế
TCVN 5574 – 2012: Kết cấu bêtông và bê tông cốt thép – Tiêu chuẩn thiết kế
TCVN 198 – 1997: Nhà cao tầng Thiết kế kết cấu bê tông cốt thép toàn khối
TCXD 195-1997: Nhà Cao Tầng - Thiết Kế Cọc Khoan Nhồi
TCVN 10304 – 2014: Móng cọc – Tiêu chuẩn thiết kế
TCVN 299 – 1999: Chỉ dẫn tính toán thành phần động của tải trọng gió theo
tiêu chuẩn TCVN 2737 – 1995
TCVN 9362 – 2012: Tiêu chuẩn thiết kế nền nhà và công trình
2.3.LỰA CHỌN GIẢI PHÁP KẾT CẤU
Bao gồm chuyển vị ngang và chuyển vị đứng Trong đó nếu chuyển vị ngang lớn
sẽ làm tăng giá trị nội lực, do độ lệch tâm tăng theo, có thể làm hư hỏng các bộ phận phi kết cấu (tường, vách ngăn…), làm tăng dao động ngôi nhà, làm cho con người có cảm giác khó chịu và hoảng sợ, có thể làm mất ổn định tổng thể nhà Chuyển vị ngang nhà
không được vượt quá giới hạn cho phép.Theo Bảng C.4 – [TCVN 5574 - 2012: Kết cấu
bêtông và bê tông cốt thép – Tiêu chuẩn thiết kế] có quy định:
Kết cấu khung nhà nhiều tầng: f/H ≤ 1/500
2.3.3 Hệ kế cấu 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
Các hệ kết cấu hỗn hợp: Kết cấu khung-giằng, kết cấu khung-vách, kết cấu ống lõi
Các hệ kết cấu đặc biệt: Hệ kết cấu có tầng cứng, hệ kết cấu có dầm truyền, kết cấu có hệ giằng liên tầng và kết cấu có khung ghép
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
Trang 26Chương 3 | CƠ SỞ THIẾT KẾ Trang 26
2.3.3.1 Hệ khung
Được cấu tạo từ các cấu kiện dạng thanh (cột, dầm) liên kết cứng với nhau tạo nút
Hệ khung có khả năng tạo ra không gian tương đối lớn và linh hoạt với những yêu cầu kiến trúc khác nhau
Sơ đồ làm việc rõ ràng, tuy nhiên khả năng chịu tải trọng ngang kém, sử dụng tốt cho công trình có chiều cao đến 15 tầng nằm trong vùng tính toán chống động đất cấp 7, 10 – 12 tầng nằm trong vùng tính toán chống động đất cấp 8 và không nên áp dụng cho công trình nằm trong vùng tính toán chống động đất cấp 9
2.3.3.2 Hệ khung vách
Sử dụng phù hợp với mọi giải pháp kiến trúc nhà cao tầng
Thuận tiện cho việc áp dụng linh hoạt các công nghệ xây khác nhau như vừa có thể lắp ghép vừa có thể đổ tại chỗ các kết cấu bêtông cốt thép
Vách cứng chủ yếu chịu tải trọng ngang, được đổ toàn khối bằng hệ thống ván khuôn trượt, có thể thi công sau hoặc trước
Hệ khung vách có thể sử dụng hiệu quả với các kết cấu có chiều cao trên 40m
2.3.3.3 Hệ khung lõi
Lõi cứng chịu tải trọng ngang của hệ, có thể bố trí trong hoặc ngoài biên
Hệ sàn gối trực tiếp lên tường lõi hoặc qua các cột trung gian
Phần trong lõi thường bố trí thang máy, cầu thang và các hệ thống kỹ thuật của nhà cao tầng
Sử dụng hiệu quả với các công trình có độ cao trung bình hoặc lớn có mặt bằng đơn giản
Xét các phương án sàn
2.3.4.1 Hệ sàn sườn
Cấu tạo bao gồm hệ dầm và bản sàn
Ưu điểm
Tính toán đơn giản
Được sử dụng phổ biến ở nước ta với công nghệ thi công phong phú nên thuận tiện cho việc lựa chọn công nghệ thi công
Nhược điểm
Chiều cao dầm và độ võng của bản sàn rất lớn khi vượt khẩu độ lớn, dẫn đến chiều cao tầng của công trình lớn nên gây bất lợi cho kết cấu công trình khi chịu tải trọng ngang và không tiết kiệm chi phí vật liệu
Không tiết kiệm không gian sử dụng
Trang 27Chương 3 | CƠ SỞ THIẾT KẾ Trang 27
Nhược điểm
Không tiết kiệm, thi công phức tạp
Khi mặt bằng sàn quá rộng cần phải bố trí thêm các dầm chính Vì vậy, nó cũng không tránh được những hạn chế do chiều cao dầm chính phải lớn để giảm độ võng
2.3.4.3 Sàn không dầm có mũ cột (sàn nấm)
Sàn nấm là sàn không có dầm, bản sàn tựa trực tiếp lên cột Xung quanh vùng sàn gối lên cột
có thể loe rộng đầu cột ra thành mũ cột, hoặc tăng chiều dày bản sàn thành bản đầu cột
Ưu điểm
Chiều cao kết cấu nhỏ nên giảm được chiều cao công trình
Tiết kiệm được không gian sử dụng
Dễ phân chia không gian
Dễ bố trí hệ thống kỹ thuật điện, nước…
Thích hợp với những công trình có khẩu độ vừa
Việc thi công phương án này nhanh hơn so với phương án sàn dầm bởi không phải mất công gia công cốp pha, côt thép dầm, cốt thép được đặt tương đối định hình và đơn giản, việc lắp dựng ván khuôn và cốp pha cũng đơn giản
Do chiều cao tầng giảm nên thiết bị vận chuyển đứng cũng không cần yêu cầu cao, công vận chuyển đứng giảm nên giảm giá thành
Tải trọng ngang tác dụng vào công trình giảm do công trình có chiều cao giảm so với phương án sàn dầm
Nhược điểm
Trong phương án này các cột không được liên kết với nhau để tạo thành khung do đó
độ cứng nhỏ hơn nhiều so với phương án sàn dầm, do vậy khả năng chịu lực theo phương ngang phương án này kém hơn phương án sàn dầm, chính vì vậy tải trọng ngang hầu hết do vách chịu và tải trọng đứng do cột chịu
Sàn phải có chiều dày lớn để đảm bảo khả năng chịu uốn và chống chọc thủng do đó dẫn đến tăng khối lượng sàn
2.3.4.4 Sàn không dầm ứng lực trước – Sàn dự ứng lực
Ưu điểm
Ngoài các đặc điểm chung của phương án sàn không dầm thì phương án sàn không dầm ứng lực trước sẽ khắc phục được một số nhược điểm của phương án sàn không dầm
Giảm chiều dày sàn khiến giảm được khối lượng sàn dẫn tới giảm tải trọng ngang tác dụng vào công trình cũng như giảm tải trọng đứng truyền xuống móng
Tăng độ cứng của sàn lên, khiến cho thoả mãn về yêu cầu sử dụng bình thường
Sơ đồ chịu lực trở nên tối ưu hơn do cốt thép ứng lực trước được đặt phù hợp với biểu đồ mômen do tĩnh tải gây ra, nên tiết kiệm được cốt thép
Nhược điểm
Thiết bị thi công phức tạp hơn, yêu cầu việc chế tạo và đặt cốt thép phải chính xác do
đó yêu cầu tay nghề thi công phải cao hơn, tuy nhiên với xu thế hiện đại hoá hiện nay thì điều này sẽ là yêu cầu tất yếu
Thiết bị giá thành cao và còn hiếm do trong nước chưa sản xuất được
2.3.4.5 Sàn bêtông BubbleDeck & Uboot Beton
Bản sàn bêtông BubbleDeck & Uboot Beton phẳng, không dầm, liên kết trực tiếp với hệ cột, vách chịu lực, sử dụng quả bóng nhựa, hộp nhựa tái chế để thay thế phần bêtông không hoặc
ít tham gia chịu lực ở thớ giữa bản sàn
Ưu điểm
Trang 28Chương 3 | CƠ SỞ THIẾT KẾ Trang 28
Tạo tính linh hoạt cao trong thiết kế, có khả năng thích nghi với nhiều loại mặt bằng Tạo không gian rộng cho thiết kế nội thất Tăng khoảng cách lưới cột và khả năng vượt nhịp, và có thể lên tới 15m mà không cần ứng suất trước, giảm hệ tường, vách chịu lực Giảm thời gian thi công và các chi phí dịch vụ kèm theo
Nhược điểm
Đây là các công nghệ mới vào Việt Nam nên lý thuyết tính toán chưa được phổ biến Khả năng chịu cắt, chịu uốn giảm so với sàn bêtông cốt thép thông thường cùng độ dày
2.3.5 Kết luận hệ kết cấu chịu lực chính
Tổng quan kích thước công trình
Quy mô công trình 1 tầng hầm và 15 tầng nổi, tổng chiều cao 48.3m, dựa trên đặc điểm của các giải pháp kết cấu đã trình bày, chọn hệ khung kết hợp vách làm kết cấu chịu lực cho công trình là phù hợp nhất
Công trình với tổng quy mô là 16 tầng, với kích thước bước nhịp lớn nhất là 8.5m Chính vì vậy cần có lựa chọn giải pháp kết cấu phù hợp và đảm bảo tính hiệu quả cho công trình
Do công trình là dạng nhà cao tầng, có bước nhịp lớn, đồng thời để đảm bảo tính mỹ quan cho các căn hộ nên giải pháp kết cấu chính của công trình được lựa chọn như sau:
2.4.1 Yêu cầu vật liệu sử dụng cho công trình
Vật liệu tận dụng được nguồn vật liệu tại địa phương, nơi công trình được xây dựng,
có giá thành hợp lý, đảm bảo về khả năng chịu lực và biến dạng
Vật liệu xây có cường độ cao, trọng lượng nhỏ, khả năng chống cháy tốt
Vật liệu có tính biến dạng cao: Khả năng biến dạng dẻo 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 dụng của tải trọng lặp lại (động đất, gió bão)
Vật liệu có tính liền khối cao: Có tác dụng trong trường hợp tải trọng có tính chất lặp lại không bị tách rời các bộ phận công trình
2.4.2 Chọn vật liệu sử dụng cho công trình
Dựa vào tính chất đặc thù của nhà cao tầng là thường có tải trọng lớn Vậy nên cần sử dụng loại vật liệu có tính chất vừa giảm được tải trọng cho công trình, tiết kiệm được chi phí, và phổ biển Do vậy lựa chọn vật liệu thích hợp để đi thiết kế cho công trình là bêtông cốt thép
2.4.2.1.Bêtông
(Bêtông sử dụng cho công trình theo TCVN 5574 – 2012: Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép
– Tiêu chuẩn thiết kế)
Trang 29Chương 3 | CƠ SỞ THIẾT KẾ Trang 29
Bêtông sử dụng cho kết cấu bên trên công trình là bêtông có cấp độ bền B30 với các chỉ tiêu như sau:
Khối lượng riêng: 25kN / m 3
Cường độ chịu nén tính toán: Rb 17MPa
Cường độ chịu kéo tính toán:
Riêng kết cấu móng công trình (Phần kết cấu chịu lực của công trình trong đất), bêtông sử dụng cho kết cấu sẽ thể hiện trong thiết kế chi tiết
2.4.2.2.Cốt thép
(Thép sử dụng cho công trình theo)
Cốt thép trơn Ø 10mm : Dùng tính toán cốt đai cho dầm, cột và cốt dọc cho sàn…Sử dụng thép AI có các chỉ tiêu:
Cường độ chịu nén tính toán Rs 225MPa
Cường độ chịu kéo tính toán Rsc 225MPa
Cường độ chịu kéo tính cốt thép ngang: Rsw 175MPa
Mođun đàn hồi Es 210000MPa
Đối với cốt thép trong thiết kế cọc khoan nhồi, sử dụng thép gân Ø 10mm thuộc nhóm cốt thép AII, có các chỉ tiêu:
Cường độ chịu kéo tính toán Rs 280MPa
Cường độ chịu nén tính toán Rsc 280MPa
Cường độ chịu kéo cốt thép ngang: Rsw 225MPa
Mođun đàn hồi: Es 210000MPa
Đối với cốt thép trong thiết kế sàn, dầm, cột và vách, sử dụng thép gân Ø 10mm
thuộc nhóm cốt thép AIII, có các chỉ tiêu:
Cường độ chịu kéo tính toán Rs 365MPa
Cường độ chịu nén tính toán Rsc 365MPa
Cường độ chịu kéo cốt thép ngang: Rsw 290MPa
Mođun đàn hồi: Es 200000MPa
Đối với các cấu kiện đặc biệt, cốt thép sử dụng trong thiết kế sẽ được thể hiện chi tiết trong tính toán
2.4.2.3.Vật liệu khác
Vữa ximăng – cát, gạch xây tường: 18kN / m3
Gạch lát nền Ceramic: 20kN / m3
2.4.3 Lớp bê tông bảo vệ
Mục 8.3.2 [TCVN 5574-2012: Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép – Tiêu chuẩn thiết kế]
Đối với cốt thép dọc chịu lực (không ứng lực trước, ứng lực trước, ứng lực trước kéo trên
bệ), chiều dày lớp bê tông bảo vệ cần được lấy không nhỏ hơn đường kính cốt thép hoặc dây cáp và không nhỏ hơn:
Trong bản và tường có chiều dày > 100mm: ….….… 15mm ( 20mm )
bt
R 1.2MPab
E 32500MPa
Trang 30Chương 3 | CƠ SỞ THIẾT KẾ Trang 30
Trong dầm và dầm sườn có chiều cao ≥ 250mm:… …20mm ( 25mm )
Trong cột: 20mm ( 25mm )
Trong dầm móng: 30mm
Trong móng:
Toàn khối khi có lớp bê tông lót:……… 35mm
Toàn khối khi không có lớp bê tông lót:……… 70mm
Chiều dày lớp bê tông bảo vệ cho cốt thép đai, cốt thép phân bố và cốt thép cấu tạo cần
được lấy không nhỏ hơn đường kính của các cốt thép này và không nhỏ hơn:
Khi chiều cao tiết diện cấu kiện nhỏ hơn 250mm:…… 10mm ( 15mm )
Khi chiều cao tiết diện cấu kiện từ 250mm trở lên: 15mm ( 20mm )
Chú thích: giá trị trong ngoặc ( ) áp dụng cho kết cấu ngoài trời hoặc những nơi ẩm ướt.
2.5 SƠ BỘ KÍCH THƯỚC TIẾT DIỆN CHO CÔNG TRÌNH
2.5.1 Sơ bộ chiều dày bản sàn
Quan niệm tính: xem sàn là tuyệt đối cứng trong mặt phẳng nằm ngang Sàn không bị rung động, không dịch chuyển khi chịu tải trọng ngang Chuyển vị tại mọi điểm trên sàn là như nhau khi chịu tải trọng ngang
Việc chọn chiều dày của sàn phụ thuộc vào nhịp và tải trọng tác dụng lên sàn Có thể xác định sơ bộ chiều dày của bản sàn theo công thức:
- m = (40 45) đối với bản kê bốn cạnh chịu uốn 2 phương Chọn m = 45
m = (30 35) đối với bản loại dầm chịu uốn 1 phương Chọn m = 33
- L1 là chiều dà cạnh ngắn của ô bản
- D = 0,8 1,4 : Hệ số phụ thuộc vào tải trọng lên sàn ( thường lấy D = 1)
- : chiều dày tối thiểu của bản sàn
- 60mm đối với sàn mái
- 80mm: đối với sàn nhà dân dụng
- 100mm: đối với sàn nhà công nghiệp, công trình công cộng
- Gọi L1, L2 lần lượt là chiều dài cạnh ngắn và cạnh dài của ô bản:
Nếu L2/L1 2 thì ô bản thuộc loại bản kê bốn cạnh, bản làm việc 2 phương
Nếu L2/L1 2 thì ô bản thuộc loại bản dầm, bản làm việc 1 phương
Chọn tiết diện cho ô sàn điển hình S19(7800 9000)mm
Trang 31Chương 3 | CƠ SỞ THIẾT KẾ Trang 31
2.5.2 Sơ bộ tiết diện dầm
Chiều cao và bề rộng dầm được chọn lựa theo công thức kinh nghiệm sau:
d d d
Lhm
Trang 32Chương 3 | CƠ SỞ THIẾT KẾ Trang 32
Kích thước tiết diện các dầm còn lại thể hiện trong Bảng 2.1
Tên dầm Kích thước sơ bộ (bh)mm
Bảng 2 1 Sơ bộ dầm
2.5.3 Sơ bộ tiết diện cột
Về điều kiện ổn định cột, phải hạn chế độ mảnh , với lo gh
R : cường độ tính toán chịu nén của bêtông, Rb 17MPa
N (kN): lực dọc tính toán, được tính gần đúng theo công thức
Trang 33Chương 3 | CƠ SỞ THIẾT KẾ Trang 33
Trang 34Chương 3 | CƠ SỞ THIẾT KẾ Trang 34
Trang 35Chương 3 | CƠ SỞ THIẾT KẾ Trang 35
2 32.76 13 4334.85 1.3 3314.6 60 60 3600
Trệt 32.76 13 3878.55 1.3 2965.5 60 60 3600
Bảng 2 3 Sơ bộ tiết diện cột góc
2.5.4 Sơ bộ tiết diện vách
2.5.4.1 Điều kiện bố trí và sơ bộ tiết diện vách
Việc lựa chọn một “cấu hình kết cấu” hợp lý cho công trình liên quan tới dạng hình học của kết cấu, loại kết cấu (khung hay vách) và loại cấu kiện sử dụng là trong những yếu tố quan trọng quyết định sự làm việc của cả công trình Một cấu hình kết cấu tồi có thể dẫn đến tình trạng tập trung ứng suất nghiêm trọng, vì vậy, trong quá trình thiết kế nên lưu ý một số điều kiện:
Khi thiết kế các công trình sử dụng vách và lõi cứng chịu tải trọng ngang, phải bố trí ít nhất 3 vách cứng và không được gặp nhau tại một điểm
Nên thiết kế các vách giống nhau (về độ cứng cũng như kích thước hình học) và bố trí sao cho tâm cứng của hệ trùng với tâm khối lượng của nó Trong trường hợp chỉ đối xứng về độ cứng (độ cứng trong giai đoạn đàn hồi) mà không đối xứng về kích thước hình học thì khi vật liệu làm việc ở giai đoạn dẻo dưới tác động lớn như động đất vẫn
có thể dẫn đến sự thay đổi độ cứng Điều này sẽ gây ra biến dạng và chuyển vị khác nhau trong các vách khác nhau Hệ quả là sự đối xứng về độ cứng bị phá vỡ và phát sinh ra các tác động xoắn rất nguy hiểm đối với công trình
Không nên chọn các vách có khả năng chịu tải lớn nhưng số lượng ít mà nên chọn nhiều vách nhỏ có khả năng chịu tải tương đương và phân đều các vách trên mặt công trình
Hệ kết cấu chịu tải trọng ngang như lõi, tường, khung, vách phải liên tục từ móng tới mái của công trình hoặc tới đỉnh của vùng có gió giật cấp của công trình nếu có gió giật cấp tại các cao độ khác nhau
Không nên chọn khoảng cách giữa các vách và từ các vách đến biên quá lớn
Từng vách nên có chiều cao chạy suốt từ móng đến mái và có độ cứng không đổi trên toàn bộ chiều cao của nó
Các lỗ (cửa) trên các vách không được làm ảnh hưởng đáng kể đến sự làm việc chịu tải của vách và phải có biện pháp cấu tạo tăng cường cho vùng xung quanh lỗ
Bố trí khung vách sao cho độ cứng không được khác nhau rõ rệt theo cả 2 phương và không được bằng nhau theo 2 phương, mà phải đồng đều và khác nhau theo 2 phương (khác nhau về chu kỳ dao động theo 2 phương)
Trang 36Chương 3 | CƠ SỞ THIẾT KẾ Trang 36
Tránh bố trí các cấu kiện đứng (hệ khung, vách hay lõi) bất đối xứng (gây ra dao động xoắn), tác dụng chống xoắn của vách cứng nhỏ, nên bố trí các cấu kiện đứng đối xứng (để giảm dao động xoắn)
2.5.4.2 Sơ bộ tiết diện vách cho công trình
Theo mục 3.4.1 – [TCVN 198-1997_Nhà cao tầng – Thiết kế kết cấu bê tông cốt thép toàn
khối], chọn sơ bộ kích thước vách như sau:
Chiều dày vách chọn lớn hơn 150mm hoặc 1 Ht
Kiểm tra lại tiết diện lựa chọn
Tổng diện tích mặt cắt vách cứng có thể xác định theo công thức:
v vl st
F f F Trong đó
D
A
8 7
6 5
7800
Trang 37Chương 3 | THIẾT KẾ KẾT CẤU SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH Trang 37
PHƯƠNG ÁN : SÀN BÊTÔNG CỐT THÉP TOÀN KHỐI – HỆ SÀN SƯỜN 3.1 MẶT BẰNG ĐÁNH SỐ SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH
Trang 38Chương 3 | THIẾT KẾ KẾT CẤU SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH Trang 38
3.2.1.1 Tải trọng bản thân tường
Tải tường trên sàn
- Thông thường dưới các tường thường có kết cấu dầm đỡ nhưng để tăng tính linh hoạt trong việc bố trí tường ngăn nên một số tường không có dầm đỡ bên dưới
- Do đó, khi xác định tải trọng tác dụng lên ô sàn ta phải kể thêm trọng lượng tường ngăn,
tải này được quy về phân bố đều trên toàn bộ ô sàn Được xác định theo công thức:
n: hệ số vượt tải
t : trọng lượng riêng của tường xây (kN/m3)
B : bề rộng tường (m) t
Ht : chiều cao tường (m)
Lt : chiều dài tường (m)
Ssan : diện tích ô sàn có tường (m2)
- Đối với các ô sàn có cùng kích thước nhưng được bố trí tường ngăn khác nhau, ta chọn ô
sàn chịu tải trọng tường lớn hơn để tính toán điển hình
- Tải tường quy về phân bố đều trên sàn: Tường ngăn rộng 100mm, cao 3050mm được
tính toán trong từng ô sàn có xây tường được tính trong Bảng 3.1
Trọng lượng riêng
S sàn g tường
100 t 200 (m) t100 t200 (kN/m3) (m2) (kN/m2) S1 7.45 8.7 0.1 0.2 3.12 9.65 4.81 18 64.815 1.84
S2 2.4 7.45 0.1 0.2 3.12 1.55 8.87 18 17.88 6.66
Bảng 3 1 Tải trọng tường tác dụng lên các ô sàn
Tải trọng tường phân bố trên dầm:
Dầm D300600:
200 t 100 t
Trang 39Chương 3 | THIẾT KẾ KẾT CẤU SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH Trang 39
Trọng lượng riêng γ (kN/m3)
Tải trọng tiêu chuẩn
g kN / m
Hệ số vượt tải n
Tải trọng tính toán
Tải trọng tiêu chuẩn
g kN / m
Hệ số vượt tải n
Tải trọng tính toán
Tra mục 4.3 tiêu chuẩn [TCVN 2737-1995] được các giá trị hoạt tải thể hiện trong Bảng 3.4
Công năng Trị số tiêu chuẩn tc 2
Trang 40Chương 3 | THIẾT KẾ KẾT CẤU SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH Trang 40
2 1
LLLoại ô bản
Tĩnh tải tính toán
2 s
g (kN/ m ) Hoạt tải
tính toán
2 s
p (kN / m )
Tổng tải trọng
2 s
q (kN / m )
L1(cạnh ngắn)
L2(cạnh dài)
Các lớp cấu tạo sàn
Tải tường trên sàn
S1 8 7.45 8.7 1.17 2 phương 7.16 1.84 1.95 10.95
S2 3 2.4 7.45 3.1 1 phương 7.16 6.66 1.95 15.77
S2 3 1.5 2.2 1.5 2 phương 7.16 0 1.95 9.11
Bảng 3 5 Tổng tải trọng tác dụng lên các ô sàn tầng điển hình
3.3 TÍNH TOÁN THEO PHƯƠNG PHÁP CỔ ĐIỂN
3.3.1 Sơ đồ tính ô sàn
Hệ kết cấu sàn được thiết kế là sàn dầm bêtông cốt thép toàn khối Phương pháp tính toán bản sàn được xem như cấu kiện chịu uốn Nội lực trong các ô bản được tính toán theo sơ đồ đàn hồi: tùy theo điều kiện liên kết của bản với các dầm bêtông cốt thép là tựa đơn hay ngàm xung quanh mà chọn sơ đồ tính bản cho phù hợp
Xét điều kiện liên kết của bản sàn với dầm
Khi bản tựa lên dầm bêtông cốt thép đổ toàn khối mà d
s
h3
h , liên kết được xem là ngàm
Khi bản sàn tựa lên dầm bêtông cốt thép đổ toàn khối mà d
s
h3
h , liên kết được xem là khớp
Tính toán nội lực theo kiểu ô bản đơn
(L1: kích thước cạnh ngắn của ô bản, L2: kích thước cạnh dài của ô bản)
Dựa vào tỉ số 2
1L
L chia làm 2 loại bản sàn: