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 1LỜI CẢM ƠN
Qua khoảng thời gian 4,5 năm học tại Khoa Xây Dựng Trường Đại Học Mở Thành phố Hồ Chí Minh, dưới sự giúp đỡ tận tình của các Thầy, Cô cũng như sự nỗ lực của bản thân, em đã tích lũy cho mình một số kiến thức để có thể tham gia vào đội ngũ những người làm công tác xây dựng sau này Và thước đo của kiến thức đó chính là việc có thể hoàn thành tốt môn học Thiết Kế Công Trình Đó thực sự là một thử thách lớn đối với một sinh viên như em khi mà chưa từng giải quyết một khối lượng công việc lớn như thế
Hoàn thành đồ án là lần thử thách đầu tiên của em với công việc tính toán phức tạp, gặp rất nhiều vướng mắc và khó khăn Tuy nhiên được sự hướng dẫn tận tình của các giáo viên hướng dẫn, đặc biệt là Thầy Phan Vũ Phương và Thầy Nguyễn Trọng Nghĩa – Giảng viên hướng dẫn, đã giúp em hoàn thành đồ án này Bên cạnh đó em cũng xin gửi lời cảm
ơn chân thành đến nhóm đồ án, các bạn đã có những chia sẻ, góp ý thẳng thắn để em có thể hoàn thành đồ án này Nhưng với kiến thức hạn hẹp của mình, đồng thời chưa có kinh nghiệm trong tính toán, nên đồ án thể hiện không tránh khỏi những sai sót Em kính mong tiếp tục được sự chỉ bảo của các Thầy, Cô để em hoàn thiện kiến thức hơn nữa
Cuối cùng, em xin chân thành cám ơn các Thầy, Cô Khoa Xây Dựng Trường Đại học
Mở Tp.HCM, gia đình em đã mọi điều kiện thuận lợi để em có thời gian tập trung vào bài làm Và cuối cùng em xin được chân thành cảm ơn Thầy Phan Vũ Phương và Thầy Nguyễn Trọng Nghĩa, người đã trực tiếp hướng dẫn, giúp em hoàn thành đồ án này
Tp Hồ Chí Minh, tháng 06 năm 2019
Sinh viên thực hiện
DƯƠNG TRÂN VỦ
Trang 2BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH:DƯƠNG TRÂN VỦ
MỤC LỤC
KIẾN TRÚC 1
GIỚI THIỆU VỀ CÔNG TRÌNH 1
Qui mô công trình 1
Giao thông công trình 1
Chức năng các tầng 1
Giải pháp thông thoáng 1
KIẾN TRÚC CÔNG TRÌNH 2
Mặt đứng chính công trình 2
Mặt bằng các tầng điển hình 3
Mặt cắt công trình 4
CỞ SỞ THIẾT KẾ 5
NHIỆM VỤ THIẾT KẾ 5
Thiết kế khung trục và sàn tầng điển hình 5
Thiết kế kết cấu Móng 5
TIÊU CHUẨN SỬ DỤNG 5
Tiêu chuẩn Việt Nam 5
Tiêu chuẩn USA 5
Phần mềm 6
LỰA CHỌN GIẢI PHÁP KẾT CẤU 7
Tải trọng 7
Chuyển vị 7
Hệ kết cấu chính 7
Hệ kết cấu sàn 8
Kết luận hệ kết cấu chịu lực chính 10
LỰA CHỌN VẬT LIỆU 10
Yêu cầu vật liệu sử dụng cho công trình 10
Chọn vật liệu sử dụng cho công trình 10
SƠ BỘ TIẾT DIỆN CHO CÔNG TRÌNH 13
Sơ bộ tiết diện sàn 13
Sợ bộ tiết diện dầm 14
Sợ bộ tiết diện vách 14
TẢI TRỌNG TÁC ĐỘNG VÀ MÔ HÌNH HÓA KẾT CẤU CÔNG TRÌNH 19
Trang 3BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH:DƯƠNG TRÂN VỦ
CƠ SỞ TÍNH TOÁN TẢI TRỌNG 19
TẢI TRỌNG THẲNG ĐỨNG 19
Tĩnh tải 19
Hoạt tải 22
Tải trọng thang máy 23
TẢI TRỌNG NGANG 24
Xác định thành phần tĩnh của gió 24
Tính toán thành phần động của gió cho công trình 28
TỔ HƠP TẢI TRỌNG 43
XÂY DỰNG MÔ HÌNH TRÊN PHẦN MỀM ETABS V17.0 45
Khai báo và xây dựng mô hình công trình 46
Kiểm tra kết cấu cho công trình 57
THIẾT KẾ KẾT CẤU SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH 59
LÍ THUYẾT TÍNH TOÁN 59
SƠ ĐỒ TÍNH 59
Mô hình tính toán 61
Mô hình sàn 3D trong SAFE v16 61
Xác định nội lực ô sàn 62
Tính toán thép sàn tầng điển hình 68
Kiểm tra 69
Tính toán cốt thép 76
Kiểm tra độ võng sàn 88
THIẾT KẾ KHUNG TRỤC D 89
Thiết kế dầm khung trục D 90
Lí thuyết tính toán 91
Tính cốt thép đai 103
Tính cốt treo tại vị trí dầm phụ gác lên dầm chính 106
Tính toán và bố trí cốt thép cho vách – Khung Trục D 108
Khái quát cở bản về kết cấu Lõi- Vách 109
Quan niệm tính toán vách 109
Tiêu chuẩn áp dụng 116
Nội lực tính toán trong vách 117
Tính toán cốt thép dọc cho vách 117
Tính toán và bố trí cốt đai cho vách 119
THIẾT KẾ CẦU THANG 129
Trang 4BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH:DƯƠNG TRÂN VỦ
SƠ BỘ KÍCH THƯỚC VÀ TIẾT DIỆN CẦU THANG 129
Cấu tạo cầu thang 129
Sơ bộ kích thước cầu thang 129
Vật liệu 131
XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG 132
Tải trọng tác dụng lên bản thang nghiêng 132
Tải trọng tác dụng lên bản chiếu nghỉ 134
TÍNH TOÁN BẢN THANG 135
Sơ đồ tính 135
Xác định nội lực 136
Tính toán cốt thép 137
THỐNG KÊ ĐỊA CHẤT 140
GIỚI THIỆU HỒ SƠ ĐỊA CHẤT 140
Đơn vị thi công khảo sát 140
Địa điểm xây dựng 140
Vị trí địa lý 140
Cấu tạo địa chất 140
Lí thuyết thống kê 147
Phân chia đơn nguyên lớp đất 147
Đặc trung tiêu chuẩn 149
Đặc trung tính toán 150
Kết quả tính toán 154
Lớp 1 154
Lớp 2 157
Lớp 3 161
Lớp 4 162
Lớp 5 164
Lớp 6 168
TỔNG HỢP SỐ LIỆU THỐNG KÊ ĐỊA CHẤT 171
THIẾT KẾ MÓNG CỌC ÉP 173
CÁC THÔNG SỐ THIẾT KẾ 173
Các thông số kỹ thuật của cọc ép bê tông ly tâm ứng suất trước 173
Kích thước sơ bộ 174
SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC 175
Khảo sát sức chịu tải cọc 175
Trang 5BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH:DƯƠNG TRÂN VỦ
Sức chịu tải cọc theo vật liệu 175
Tính toán sức chịu tải cọc theo điều kiện đất nền 175
TÍNH TOÁN MÓNG M1(P11) 182
Nội lực tính móng 182
Tính toán số lượng cọc móng M1 184
Kiểm tra tải trọng tác dụng lên cọc trong móng 185
Kiểm tra ứng suất dưới đáy móng 188
Kiểm tra độ lún móng cọc 191
Cọc chịu tải trọng ngang theo mô hình Winkler 193
Kiểm tra xuyên thủng 200
Tính cốt thép đài 202
Tính toán móng M2(P12) 208
Nội lực tính toán móng 208
Tính toán số lượng cọc móng M2 208
Kiểm tra tải trọng tác dụng lên cọc trong móng 210
Kiểm tra ứng suất dưới đáy móng 212
Kiểm tra độ lún móng cọc 215
Cọc chịu tải trọng ngang theo mô hình Winkler 218
Kiểm tra xuyên thủng 222
Tính cốt thép đài 224
Tính toán móng lõi thang(P35) 229
Tọa đô tâm lực của lõi thang 229
Nội lực tính toán móng 230
Sức chịu tải cọc theo vật liệu 230
Tính toán sức chịu tải cọc theo điều kiện đất nền 230
Tính toán số lượng cọc móng MLT 237
Kiểm tra tải trọng tác dụng lên cọc trong móng 238
Kiểm tra ứng suất dưới đáy móng 241
Kiểm tra độ lún móng cọc 244
Cọc chịu tải trọng ngang theo mô hình Winkler 247
Kiểm tra xuyên thủng 254
Tính cốt thép đài 255
MÓNG CỌC KHOAN NHỒI 259
GIỚI THIỆU VỀ CỌC KHOAN NHỒI 259
Đặc điểm 259
Trang 6BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH:DƯƠNG TRÂN VỦ
Phân loại 259
CÁC THÔNG THIẾT KẾ CỌC KHOAN NHÒI 260
Tiêu chuẩn áp dụng 260
Các thông số chung 260
Đài cọc 260
Kích thước sơ bộ đài 260
Cọc khoan nhòi 261
SỨC CHỊU TẢI CỌC 262
Tính toán sức chịu tải vật liệu 262
Theo điều kiện đất nền 264
Tính toán sức chịu tải theo thí nghiệm SPT- công thức viện kiến trúc Nhật Bản 267
Tính toán móng M1 271
Tính toán số lượng cọc móng M1 271
Kiểm tra tải trọng tác dụng lên cọc trong móng 272
Kiểm tra ứng suất dưới đáy móng 274
Kiểm tra độ lún móng cọc 278
Cọc chịu tải trọng ngang theo mô hình Winkler 280
Kiểm tra xuyên thủng 287
Tính cốt thép đài 288
Tính toán móng M2(P12) 293
Nội lực tính toán móng 293
Tính toán số lượng cọc móng M2 293
Kiểm tra tải trọng tác dụng lên cọc trong móng 294
Kiểm tra ứng suất dưới đáy móng 296
Kiểm tra độ lún móng cọc 300
Cọc chịu tải trọng ngang theo mô hình Winkler 302
Kiểm tra xuyên thủng 306
Tính cốt thép đài 307
Trang 7BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH:DƯƠNG TRÂN VỦ
DANH MỤC BẢNG
Bảng 2.1-Thông số bê tông sử dụng cho công trình 11
Bảng 3.1-Trọng lượng sàn tầng điển hình 20
Bảng 3.2- Trọng lượng sàn Sân Thượng 20
Bảng 3.3- Trọng lượng sàn Vệ sinh 21
Bảng 3.4-Hoạt tải sử dụng trên công trình 22
Bảng 3.5- Catalogue thông số thang máy Mitsubishi 23
Bảng 3.6-Thông số kỹ thuật của thang máy P13-CO 23
Bảng 3.7- Đặc điểm công trình 24
Bảng 3.8- Bảng giá trị áp lực gió theo bản đồ phân vùng áp lực gió 25
Bảng 3.9- Độ cao Gradient và hệ số mt 25
Bảng 3.10-Bảng tổng hợp giá trị tính toán 26
Bảng 3.11-Tính toán tải trọng gió tính toán theo phương X 26
Bảng 3.12-Tính toán tải trọng gió tính toán theo phương Y 27
Bảng 3.13- Hệ số áp lực động 𝜻 đối với các dạng địa hình 30
Bảng 3.14- Hệ số tương quan không gian áp lực động của tải trọng gió v 31
Bảng 3.15-Bảng thông số tính ban đầu 33
Bảng 3.16- Chu kì dao dộng riêng của công trinh 34
Bảng 3.17- Giá trị khối lượng từng tầng và tọa độ tấm cứng, tâm khối lượng 35
Bảng 3.18-Giá trị tần số dao động của công trình theo chu kì 36
Bảng 3.19-Giá trị tính toán thành phần động của gió theo phương X (Mode 2) 38
Bảng 3.20-Các thông số khác 39
Bảng 3.21-Giá trị tính toán thành phần động của gió theo phương Y (Mode 1) 40
Bảng 3.22-Các thông số khác 41
Bảng 3.23-Bảng tổng hợp thành phần của tải trọng gió 42
Bảng 3.24-Các trường hợp tải trọng 43
Bảng 3.25-Tổ hợp tải trọng trung gian 43
Bảng 3.26-Các trường hợp tải trọng 44
Bảng 4.1-Hệ số tải trọng xác định theo phương pháp cơ kết cấu 75
Bảng 4.2-Kết quả tính toán theo STRIP A theo phương X 76
Bảng 4.3-Kết quả tính toán theo STRIP B theo phương Y 82
Bảng 5.1-Bảng tính cốt thép dầm B5 94
Bảng 5.2-Bảng tính cốt thép dầm B39 99
Trang 8BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH:DƯƠNG TRÂN VỦ
Bảng 5.3- Tiêu Chuẩn Tính Toán Cốt Thép Vách 111
Bảng 5.4-Quy đổi cường độ bêtông từ TCVN 5574 – 2012 sang ACI 318 116
Bảng 5.5-Quy đổi cường độ cốt thép từ TCVN 5574 – 2012 sang ACI 318 116
Bảng 5.6- Combo Tính Toán Vách Khung theo hệ số ACI 318-11 117
Bảng 5.7- Kết quả Nội Lực Vách P11-Tầng Sân Thượng 117
Bảng 5.8-Bảng tính toán cốt thép Vách P11 120
Bảng 5.9- Bảng tính toán cốt thép Vách P10 123
Bảng 5.10- Bảng tính toán cốt thép Vách P12 126
Bảng 6.1- Bảng giá trị tải trọng tác dụng bản thang nghiêng 133
Bảng 6.2- Bảng giá trị tải trọng tác dụng lên bảng chiếu nghỉ 134
Bảng 6.3-Tính thép cho bảng thang 139
Bảng 7.1-Thông số địa chất 141
Bảng 7.2-Hệ số biến động tới hạn của đất 148
Bảng 7.3-Thống kê chỉ số v với độ tin vậy hai phía v = 0.95 149
Bảng 7.4-Giá trị t 151
Bảng 7.5-Bảng thống kê các số liệu của từng lớp đất 171
Bảng 8.1-Thông số các lớp đất cọc xuyên qua 175
Bảng 8.2- Cường độ sức kháng trên thân cọc fi 178
Bảng 8.3-Cường độ sức kháng trên thân cọc fi 180
Bảng 8.4-Thống kê sức chịu tải của cọc 180
Bảng 8.5- Giá trị lực dọc tính toán có kể đến tải trọng sàn Tầng Hầm 183
Bảng 8.6- Tải trọng tính toán tại chân vách M1 183
Bảng 8.7- Tải trọng tiêu chuẩn tại chân vách M1 183
Bảng 8.8- Các lực từ chân vách dời về trọng tâm của đáy đài 186
Bảng 8.9- Các thông số địa chất của lớp đất có cọc đi qua 188
Bảng 8.10- Kết quả ứng suất dưới đát móng khối quy ước 189
Bảng 8.11-Kết quả ứng suất dưới đáy móng khối quy ước 192
Bảng 8.12-Kết quả tính thép cho đài móng M1 207
Bảng 8.13- Tải trọng tính toán tại chân vách M1 208
Bảng 8.14 Tải trọng tiêu chuẩn tại chân vách M1 208
Bảng 8.15- Các lực từ chân vách dời về trọng tâm của đáy đài 211
Bảng 8.16 - Các thông số địa chất của lớp đất có cọc đi qua 212
Bảng 8.17- Kết quả ứng suất dưới đát móng khối quy ước 214
Bảng 8.18 -Kết quả ứng suất dưới đáy móng khối quy ước 216
Trang 9BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH:DƯƠNG TRÂN VỦ
Bảng 8.19-Kết quả tính thép cho đài móng M1 228
Bảng 8.20- Tải trọng tính toán tại chân vách MLT 230
Bảng 8.21- Tải trọng tiêu chuẩn tại chân vách MLT 230
Bảng 8.22-Thông số các lớp đất cọc xuyên qua 231
Bảng 8.23 - Cường độ sức kháng trên thân cọc fi 233
Bảng 8.24-Cường độ sức kháng trên thân cọc fi 235
Bảng 8.25-Thống kê sức chịu tải của cọc 236
Bảng 8.26- Giá trị phản lực các đầu cọc 240
Bảng 8.27- Các thông số địa chất của lớp đất có cọc đi qua 241
Bảng 8.28- Kết quả ứng suất dưới đát móng khối quy ước 243
Bảng 8.29-Kết quả ứng suất dưới đáy móng khối quy ước 245
Bảng 8.30-Kết quả tính thép cho đài móng M1 258
Bảng 9.1- Hệ số tỷ lệ trung bình k 263
Bảng 9.2 -Thông số các lớp đất cọc xuyên qua 264
Bảng 9.3- Cường độ sức kháng trên thân cọc fi 266
Bảng 9.4-Cường độ sức kháng trên thân cọc fi 269
Bảng 9.5-Thống kê sức chịu tải của cọc 269
Bảng 9.6- Tải trọng tính toán tại chân vách M1 271
Bảng 9.7- Tải trọng tiêu chuẩn tại chân vách M1 271
Bảng 9.8- Các lực từ chân vách dời về trọng tâm của đáy đài 273
Bảng 9.9- Các thông số địa chất của lớp đất có cọc đi qua 274
Bảng 9.10- Kết quả ứng suất dưới đát móng khối quy ước 276
Bảng 9.11-Kết quả ứng suất dưới đáy móng khối quy ước 279
Bảng 9.12-Kết quả tính thép cho đài móng M1 292
Bảng 9.13 - Tải trọng tính toán tại chân vách M1 293
Bảng 9.14 Tải trọng tiêu chuẩn tại chân vách M1 293
Bảng 9.15 - Các lực từ chân vách dời về trọng tâm của đáy đài 295
Bảng 9.16- Các thông số địa chất của lớp đất có cọc đi qua 296
Bảng 9.17- Kết quả ứng suất dưới đát móng khối quy ước 298
Bảng 9.18 -Kết quả ứng suất dưới đáy móng khối quy ước 301
Bảng 9.19-Kết quả tính thép cho đài móng M1 310
Trang 10
BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH:DƯƠNG TRÂN VỦ
DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1- Mặt đứng chính công trình trục 13-1 2
Hình 1.2- Mặt bằng kiến trúc tầng điển hình Tầng 2 đến tầng 8 3
Hình 1.3- Mặt cắt ngang E-D 4
Hình 2.1- Mặt bằng bố trí dầm sàn tầng điển hình 17
Hình 2.2- Mặt bằng bố trí vách 18
Hình 3.1- Các lớp cấu tạo sàn tầng điển hình 19
Hình 3.2- Các lớp cấu tạo sàn vệ sinh 19
Hình 3.3- Đồ thị xác định hệ số động lực i 28
Hình 3.4- Hệ số tương quan không gian áp lực động của tải trọng gió 30
Hình 3.5- Sơ đồ tính thanh consol có hữu hạn khối lượng tập trung 32
Hình 3.6- Sơ đồ tính toán động lực tải trọng gió lên công trình 32
Hình 3.7-Mô hình tổng thể công trình 45
Hình 3.8- Khái báo hệ lưới cho công trình 46
Hình 3.9- Khái báo vật liệu 46
Hình 3.10- Khái báo tiết diện vách 47
Hình 3.11- Khai báo tiết diện dầm 48
Hình 3.12- Khái báo tiết diện sàn 48
Hình 3.13- Khai báo các loại tải trọng 49
Hình 3.14-Khai báo các trường hợp tải trọng 49
Hình 3.15-Gắn tải hoàn thiện (đv: kN/m2) 49
Hình 3.16- Gắn hoạt tải (đv: kN/m2) 50
Hình 3.17- Gắn tải tường dầm trên sàn (đv: kN/m) 50
Hình 3.18- Gắn tải tường dầm trên sàn (đv: kN/m) 51
Hình 3.19- Khai báo tâm cứng cho sàn 51
Hình 3.20- Gán tâm cứng Diapharagms cho sàn 52
Hình 3.21- Khai báo khối lượng tham gia dao động 53
Hình 3.22- Chia nhỏ các ô sàn bằng Mesh ảo 53
Hình 3.23- Thành phần tĩnh của gió theo phương X (GTX) 54
Hình 3.24- Thành phần tĩnh của gió theo phương Y (GTY) 54
Hình 3.25- Thành phần động của gió theo phương X (GDX) 55
Hình 3.26- Thành phần động của gió theo phương Y (GDY) 55
Hình 3.27- Kiểm tra mô hình 56
Trang 11BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH:DƯƠNG TRÂN VỦ
Hình 3.28-Chuyển vị ngang max của công trình 58
Hình 4.1-Mặt bằng sàn tầng điển hình 60
Hình 4.2- Mô hình 3D xuất từ ETABS sang SAFE 61
Hình 4.3-Biểu đồ tải trọng hoạt tải (đ/v: kN/m2) 62
Hình 4.4-Biểu đồ tải trọng lớp hoàn thiện (đ/v: kN/m2) 62
Hình 4.5-Tải trọng tường trên dầm (đ/v: kN/m) 63
Hình 4.6-Tải trọng tường trên sàn (đ/v: kN/m) 63
Hình 4.7- STRIP LAYER A 64
Hình 4.8- STRIP LAYER B 64
Hình 4.9-Biểu đồ chuyyển vị sàn(đ/v:mm) 65
Hình 4.10-Giá trị moment gối theo dải phương X 66
Hình 4.11-Giá trị moment nhịp theo dải phương X 66
Hình 4.12-Giá trị moment gối theo dải phương Y 67
Hình 4.13-Giá trị moment nhịp theo dải phương Y 67
Hình 4.14- Độ võng của ô sàn trong SAFE (mm) 88
Hình 5.1- Khung trục D 89
Hình 5.2-Dầm khung trục D 90
Hình 5.3-Biểu đồ moment (ST-Tầng 10) (đv:kNm) 92
Hình 5.4- Biểu đồ moment (Tầng 10-Hầm) (đv:kNm) 93
Hình 5.5-Vách khung trục D 108
Hình 5.6-Nội lực tính vách 109
Hình 5.7- Xác định trục chính và Moment quán tính chính trung tâm của vách 110
Hình 5.8- Chia vách thành những phần tử nhỏ 110
Hình 5.9-Sơ đồ tính 112
Hình 5.10- Mặt cắt ngang của vách P11 và phần tử biên 118
Hình 6.1- Mặt cắt cầu thang 130
Hình 6.2-Mặt bằng cầu thang 131
Hình 6.3- Cấu tạo bản thang nghiêng 132
Hình 6.4-Cấu tạo bản chiếu nghỉ,chiếu tới 134
Hình 6.5-Sơ đồ tính vế thang 1 136
Hình 6.6- Sơ đồ tính vế thang 2 136
Hình 6.7-Biểu đồ moment 137
Hình 6.8-Biểu đồ lực cắt 137
Hình 7.1-Mặt cắt địa chất HK1-HK2 143
Hình 7.2- Hình trụ hố khoan 1,2,3 144
Trang 12BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH:DƯƠNG TRÂN VỦ
Hình 7.3-Hình trụ hố khoan lớp 3,4,5 145
Hình 7.4-Hình trụ hố khoan lớp 5,6 146
Hình 8.1-Mặt cắt tiết diện cọc ly tâm ứng suất trước 174
Hình 8.2- Trích Hình G.1, Biểu đồ xác định hệ số α 177
Hình 8.3- Biểu đồ xác định hệ số b và fL 179
Hình 8.4- Diện truyền tải sàn Tầng Hầm vào kết cấu móng tính toán 182
Hình 8.5-Sơ bộ móng M1 184
Hình 8.6-Biểu đồ quan hệ nén lún tại HK1 – 23 192
Hình 8.7-Khai báo vật liệu cọc 195
Hình 8.8-Khai báo tiết diện cọc 195
Hình 8.9- Khai báo liên kết gối cố định tại mũi cọc 196
Hình 8.10– Khai báo liên kết ngàm trượt cho đầu cọc 196
Hình 8.11-Khai báo độ cứng lò xo 197
Hình 8.12-Biểu đồ lực cắt tại đầu cọc 197
Hình 8.13- Biểu đồ momen tại đầu cọc 198
Hình 8.14-Biểu đồ lực cắt V và Biểu đồ moment M cọc móng M1 198
Hình 8.15- Gán lực ngang tại đầu cọc 199
Hình 8.16- Chuyển vị đầu cọc 199
Hình 8.17-Tháp xuyên thủng 200
Hình 8.18- Đài móng đã được gắn lò xo tại các vị trí cọc 203
Hình 8.19- Bề rộng dãy STRIP theo 2 phương X,Y 204
Hình 8.20- Moment (Combo Bao Max) theo các dãy STRIP phương X 204
Hình 8.21- Moment (Combo Bao Min) theo các dãy STRIP phương X 205
Hình 8.22- Moment (Combo Bao Max) theo các dãy STRIP phương Y 205
Hình 8.23- Moment (Combo Bao Min) theo các dãy STRIP phương Y 206
Hình 8.24-Sơ bộ móng M2 209
Hình 8.25-Biểu đồ quan hệ nén lún tại HK1 – 23 217
Hình 8.26- Biểu đồ lực cắt tại đầu cọc 219
Hình 8.27- Biểu moment cắt tại đầu cọc 220
Hình 8.28- Biểu đồ lực cắt Q và Biểu đồ moment M cọc móng M2 220
Hình 8.29- Gán lực ngang tại đầu cọc 221
Hình 8.30 - Chuyển vị đầu cọc 221
Hình 8.31-Tháp xuyên thủng 222
Hình 8.32- Đài móng đã được gắn lò xo tại các vị trí cọc 224
Trang 13BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH:DƯƠNG TRÂN VỦ
Hình 8.33- Bề rộng dãy STRIP theo 2 phương X,Y 224
Hình 8.34- Moment (Combo Bao Max) theo các dãy STRIP phương X 225
Hình 8.35-Moment (Combo Bao Min) theo các dãy STRIP phương X 225
Hình 8.36- Moment (Combo Bao Max) theo các dãy STRIP phương Y 226
Hình 8.37- Moment (Combo Bao Min) theo các dãy STRIP phương Y 226
Hình 8.38-Tọa độ tâm lực của vách lõi thang 229
Hình 8.39 - Trích Hình G.1, Biểu đồ xác định hệ số α 233
Hình 8.40- Biểu đồ xác định hệ số b và fL 234
Hình 8.41-Sơ bộ móng MLT 237
Hình 8.42-Gắn lò xo tại tại vị trí đầu cọc 239
Hình 8.43-Phản lực đầu cọc móng max MLT 239
Hình 8.44-Phản lực đầu cọc móng min MLT 240
Hình 8.45-Biểu đồ quan hệ nén lún tại HK2 – 22 246
Hình 8.46-Khai báo vật liệu cọc 248
Hình 8.47-Khai báo tiết diện cọc 249
Hình 8.48- Khai báo liên kết gối cố định tại mũi cọc 249
Hình 8.49– Khai báo liên kết ngàm trượt cho đầu cọc 250
Hình 8.50-Khai báo độ cứng lò xo 250
Hình 8.51-Biểu đồ lực cắt tại đầu cọc 251
Hình 8.52- Biểu đồ momen tại đầu cọc 251
Hình 8.53-Biểu đồ lực cắt V và Biểu đồ moment M cọc móng M1 252
Hình 8.54- Gán lực ngang tại đầu cọc 252
Hình 8.55- Chuyển vị đầu cọc 253
Hình 8.56-Tháp xuyên thủng 254
Hình 8.57- Bề rộng dãy STRIP theo 2 phương X,Y 255
Hình 8.58- Moment (Combo Bao Max) theo các dãy STRIP phương X 255
Hình 8.59- Moment (Combo Bao Min) theo các dãy STRIP phương X 256
Hình 8.60- Moment (Combo Bao Max) theo các dãy STRIP phương Y 256
Hình 8.61- Moment (Combo Bao Min) theo các dãy STRIP phương Y 257
Hình 9.1- Mặt cắt ngang của cọc 261
Hình 9.2 - Trích Hình G.1, Biểu đồ xác định hệ số α 266
Hình 9.3- Biểu đồ xác định hệ số b và fL 268
Hình 9.4 -Sơ bộ móng M1 272
Hình 9.5-Biểu đồ quan hệ nén lún tại HK1 – 23 279
Trang 14BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH:DƯƠNG TRÂN VỦ
Hình 9.6 -Khai báo vật liệu cọc 281
Hình 9.7-Khai báo tiết diện cọc 282
Hình 9.8- Khai báo liên kết gối cố định tại mũi cọc 282
Hình 9.9– Khai báo liên kết ngàm trượt cho đầu cọc 283
Hình 9.10-Khai báo độ cứng lò xo 283
Hình 9.11-Biểu đồ lực cắt tại đầu cọc 284
Hình 9.12- Biểu đồ momen tại đầu cọc 284
Hình 9.13-Biểu đồ lực cắt V và Biểu đồ moment M cọc móng M1 285
Hình 9.14- Gán lực ngang tại đầu cọc 286
Hình 9.15- Chuyển vị đầu cọc 286
Hình 9.16-Tháp xuyên thủng 287
Hình 9.17 - Đài móng đã được gắn lò xo tại các vị trí cọc 289
Hình 9.18- Bề rộng dãy STRIP theo 2 phương X,Y 290
Hình 9.19- Moment (Combo Bao Max) theo các dãy STRIP phương X 290
Hình 9.20- Moment (Combo Bao Min) theo các dãy STRIP phương X 291
Hình 9.21- Moment (Combo Bao Max) theo các dãy STRIP phương Y 291
Hình 9.22- Moment (Combo Bao Min) theo các dãy STRIP phương Y 291
Hình 9.23 -Sơ bộ móng M2 294
Hình 9.24 -Biểu đồ quan hệ nén lún tại HK1 – 23 301
Hình 9.25-Biểu đồ lực cắt tại đầu cọc 303
Hình 9.26- Biểu đồ momen tại đầu cọc 304
Hình 9.27-Biểu đồ lực cắt V và Biểu đồ moment M cọc móng M1 304
Hình 9.28- Gán lực ngang tại đầu cọc 305
Hình 9.29- Chuyển vị đầu cọc 305
Hình 9.30-Tháp xuyên thủng 306
Hình 9.31 - Đài móng đã được gắn lò xo tại các vị trí cọc 307
Hình 9.32- Bề rộng dãy STRIP theo 2 phương X,Y 307
Hình 9.33- Moment (Combo Bao Max) theo các dãy STRIP phương X 308
Hình 9.34- Moment (Combo Bao Min) theo các dãy STRIP phương X 308
Hình 9.35- Moment (Combo Bao Max) theo các dãy STRIP phương Y 309
Hình 9.36- Moment (Combo Bao Min) theo các dãy STRIP phương Y 309
Trang 16BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIÊP SVTH:DƯƠNG TRÂN VỦ
KIẾN TRÚC GIỚI THIỆU VỀ CÔNG TRÌNH
Qui mô công trình
Công trình là khu liên hợp giứa thương mại, văn phòng và chung cư, tọa lạc tại số
128 đường Hồng Hà, phường 9, quận Phú Nhuận, TPHCM Từ chung cư Orchard Garden
dễ dàng di chuyển tới phi trường Tân Sơn Nhất 5 phút, nhanh chóng dịch chuyển qua những con đường huyết quản Nguyễn Văn Trỗi, Nam Kỳ Khởi Nghĩa để đi đến khu vực trung tâm Quận 1, đường Phạm Văn Đồng để qua quận Bình Thạnh, quận 9, Thủ Đức,… và chỉ tích tích trong 7 phút tới kv trung tâm Quận Tân Bình và những quận khác giống quận 3, Tân Phú, Gò Vấp… Không chỉ thuận lợi về mặt hệ thống giao thông, Căn hộ Orchard Garden Phú Nhuận sở hữu một vị trí rất đặc biệt, nằm phía trên mặt tiền đường Hồng Hà,
Q, Phú Nhuận với đầy đủ những tính năng tiện ích ngoại khu như chợ, khu thương mại, hệ thống giáo dục Orchard Garden hứa hẹn sẽ mang đến cho bạn và gia đình 1 môi trường sống nhộn nhịp và tính năng tiện ích
Với diện tích đất là 4303 m2, tổng diện tích thương mại là 1296 m2 Chiều dài tòa nhà 60.2m, chiều rộng là 44.2m
Công trình bao gồm: 2 tầng hầm, 20 tầng lầu, 1 sân thượng
Cốt 0.50m tại cao độ sàn tầng 1, mặt đất tự nhiên hiện trạng tại vị trí ±0.00m, mặt sàn tầng hầm 2 tại cốt -6.80m, mặt sàn tầng hầm 1 tại cốt -3.50m Tổng chiều cao công trình là +70.150m tính từ cốt ±0.00m
Giao thông công trình
Giao thông đứng trong công trình được đảm bào bằng 7 buồng thang máy và 2 cầu thang bộ Trong đó, thang bộ đóng vai trò lối thoát hiểm
Giao thông ngang của mỗi đơn nguyên là hệ thống hành lang chung
Chức năng các tầng
Tầng hầm 1 cao 3.5m, tầng hầm 2 cao 3.3m dùng để giữ xe hơi và toàn bộ xe máy của tòa nhà, có xây lắp bể chứa nước, kho, phòng kĩ thuật,…
Tầng 1 cao 5.5m là khu thương mại
Tầng 2 đến tầng 8 là khu văn phòng Officetel, mỗi tầng cao 3.2m
Tầng 9 đến tầng 20 là khu căn hộ, mỗi tầng cao 3.2m
Tầng sân thượng cao 3.25m gồm kho, buồng thang máy và các thiết bị kĩ thuật khác như điện, nước,…
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 17BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIÊP SVTH:DƯƠNG TRÂN VỦ
TẦNG-2 FFL=+5,500
VỈA HÈ FFL = ±0,000 SÂN VƯỜN
1 2 3 4
5 6 7 8
9 10
11 12 13
FFL=+37,300
TẦNG-13 FFL=+40,700
TẦNG-14 FFL=+43,900
TẦNG-15 FFL=+47,100
TẦNG-16 FFL=+50,300
TẦNG-17 FFL=+53,500
TẦNG-18 FFL=+56,700
TẦNG-19 FFL=+59,900
TẦNG-20 FFL=+63,100
SÂN THƯỢNG FFL=+66,900
ĐỈNH MÁI FFL=+70,150
TẦNG-3 FFL=+8,700
TẦNG-4 FFL=+11,900
TẦNG-5 FFL=+15,100
TẦNG-6 FFL=+18,300
TẦNG-7 FFL=+21,500
TẦNG-8 FFL=+24,700
TẦNG-9 FFL=+27,900
TẦNG-10 FFL=+31,100
TẦNG-11 FFL=+34,300 TẦNG-12
Trang 18BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH:DƯƠNG TRÂN VỦ
Mặt bằng các tầng điển hình
Hình 1.2- Mặt bằng kiến trúc tầng điển hình Tầng 2 đến tầng 8
VĂN PHÒNG VĂN PHÒNG VĂN PHÒNG VĂN PHÒNG VĂN PHÒNG VĂN PHÒNG
SL-1 PL-1
PL-3
PL-2
ĐIỆN GAS
Trang 19CHƯƠNG 1:KIẾN TRÚC Trang 4
OFFICETEL WC SẢNH THANG
OFFICETEL HÀNHLANG
WC HÀNH OFFICETEL
LANG WC WC OFFICETEL WC WCWC OFFICETEL
OFFICETEL WC SẢNH THANG
OFFICETEL HÀNHLANG
WC HÀNH OFFICETEL
LANG WC WC OFFICETEL WC WC WC OFFICETEL
WC HÀNHLANG CĂN HỘSẢNH CĂN HỘ WC WC CĂN HỘ CĂN HỘ CĂN HỘ CÔNGBAN
CĂN HỘ
WC HÀNHLANG CĂN HỘSẢNH CĂN HỘ WC WC CĂN HỘ CĂN HỘ CĂN HỘ CÔNGBAN
CĂN HỘ
OFFICETEL WC HÀNHLANG WC WC WC OFFICETEL OFFICETEL WC WC WC SẢNH THANGOFFICETEL HÀNHLANG OFFICETEL
OFFICETEL WC SẢNH THANG
OFFICETEL HÀNHLANG
WC HÀNH OFFICETEL
LANG WC WC OFFICETEL WC WCWC OFFICETEL
OFFICETEL WC SẢNH THANG
OFFICETEL HÀNHLANG
WC HÀNH OFFICETEL
LANG WC WC OFFICETEL WC WC WC OFFICETEL
OFFICETEL WC SẢNH THANG
OFFICETEL HÀNHLANG
SẢNH CĂN HỘ
SẢNH THANG OFFICETEL
SẢNH THANG OFFICETEL
ĐẬU XE ĐẬU XE ĐẬU XE
ĐẬU XE ĐẬU XE ĐẬU XE
LANG WC CĂN HỘ CĂN HỘ CĂN HỘ
WC HÀNHLANG CĂN HỘSẢNH CĂN HỘ WC WC CĂN HỘ CĂN HỘ CĂN HỘ CÔNGBAN
OFFICETEL WC SẢNH THANG
OFFICETEL HÀNHLANG
WC HÀNH
LANG
PHÒNG QUẠT ĐIỆN
P.QUẠT
BỂ NƯỚC M ÁI 60m³ (2 SÀN) BỂ 1 30m ³ DT 13,2m²
M ỰC NƯỚC CAO 2,3M KHO
WC HÀNHLANG CĂN HỘSẢNH CĂN HỘ WC WC CĂN HỘ CĂN HỘ CĂN HỘ CÔNGBAN
CĂN HỘ
TẦNG HẦM 1 FFL=±3,500 FFL=±6,800 TẦNG HẦM 2
TẦNG-2 FFL=+5,500
TẦNG-3 FFL=+8,700
TẦNG-4 FFL=+11,900
TẦNG-5 FFL=+15,100
TẦNG-6 FFL=+18,300
TẦNG-7 FFL=+21,500
TẦNG-8 FFL=+24,700
TẦNG-9 FFL=+27,900
TẦNG-10 FFL=+31,100
TẦNG-11 FFL=+34,300
TẦNG-12 FFL=+37,300
TẦNG-13 FFL=+40,700
TẦNG-14 FFL=+43,900
TẦNG-15 FFL=+47,100
TẦNG-16 FFL=+50,300
TẦNG-17 FFL=+53,500
TẦNG-18 FFL=+56,700
TẦNG-19 FFL=+59,900
TẦNG-20 FFL=+63,100
SÂN THƯỢNG FFL=+66,900
ĐỈNH MÁI FFL=+70,150
VỈA HÈ FFL = ±0,000
Trang 20CHƯƠNG 2:CỞ SỞ THIẾT KẾ Trang 5
CỞ SỞ THIẾT KẾ 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
Thiết kế khung trục và sàn tầng điển hình
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
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
TIÊU CHUẨN SỬ DỤNG
Tiêu chuẩn Việt Nam
[1] TCVN 198–1997: Nhà cao tầng – Thiết kế kết cấu bê tông cốt thép toàn khối
[2] TCVN 2737–1995: Tải trọng và tác động –Tiêu chuẩn thiết kế
[3] TCVN 229–1999: Chỉ dẫn tính thành phần động của tải trọng gió
[4] TCVN 5574–2012: Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép – Tiêu chuẩn thiết kế
[5] TCVN 10304–2014: Móng cọc – Tiêu chuẩn thiết kế
[6] TCVN 9362–2012: Tiêu chuẩn thiết kế nền nhà và công trình
Tiêu chuẩn USA
[7] ACI 318M-11 (2011), Building Code Requirements for Structural Concrete and
Commentary, American Concrete Institute, USA
1 Sách tham khảo
[8] Châu Ngọc Ẩn (2008), Cơ học đất, NXB Đại học Quốc gia, TP Hồ Chí Minh
[9] Châu Ngọc Ẩn (2005) Nền móng NXB Đại Học Quốc gia TP.Hồ Chí Minh
[10] Nguyễn Đình Cống (2008),Tính toán thực hành cấu kiện bê tông cốt thép theo tiêu
chuẩn TCVN 356-2005
Trang 21CHƯƠNG 2:CỞ SỞ THIẾT KẾ Trang 6
[11] Nguyễn Văn Quảng (2011), Nền móng và tầng hầm Nhà cao tầng, NXB Xây dựng,Hà
Nội
[12] Nguyễn Tuấn Trung, Võ Mạnh Hùng, Phương pháp tính vách cứng, bộ môn công
trình BTCT - ĐH xây dựng Hà Nội biên soạn
[13] Phan Quang Minh (chủ biên),Ngô Thế Phong,Nguyễn Đình Cống (2012), Kết cấu bê
tông cốt thép-Phần cấu kiện cơ bản,NXB Khoa học và Kỹ thuật,Hà Nội
[14] Viện khoa học công nghệ (2008), Thi công cọc Khoan Nhồi, NXB Xây dựng
[15] Võ Bá Tầm (2011), Kết cấu bê tông cốt thép, tập 1, Cấu kiện cơ bản theo TCXDVN
356-2005,NXB Đại học Quốc gia TP.Hồ Chí Minh
[16] Võ Bá Tầm (2011), Kết cấu bê tông cốt thép, tập 2, Các cấu kiện nhà cửa theo
TCXDVN 356-2005,NXB Đại học Quốc gia TP.Hồ Chí Minh
[17] Võ Bá Tầm (2011), Kết cấu bê tông cốt thép, tập 3, Các cấu kiện đặc biệt theo
TCXDVN 356-2005,NXB Đại học Quốc gia TP.Hồ Chí Minh
[18] Võ Phán,Hoàng Thế Thao (2013),Phân tích và tính toán Móng cọc,NXB Đại học
Quốc gia TP.Hồ Chí Minh
[19] Võ Phán (2012), Các Phương pháp khảo sát hiện trường và thí nghiệm đất trong
phòng, NXB Đại Học Quốc Gia Tp Hồ Chí Minh
[20] Vũ Công Ngữ,Nguyễn Văn Thông (2000),Bài tập cơ học đất,NXB Giáo dục
[21] Vũ Mạnh Hùng (2010), Sổ tay thực hành kết cấu công trình, NXB Xây Dựng, Hà
Trang 22CHƯƠNG 2:CỞ SỞ THIẾT KẾ Trang 7
LỰA CHỌN GIẢI PHÁP KẾT CẤU
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
Hệ kết 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 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
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
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
Hệ kết 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
Trang 23CHƯƠNG 2:CỞ SỞ THIẾT KẾ Trang 8
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
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
Hệ sàn ô cờ
Cấu tạo gồm hệ dầm vuông góc với nhau theo hai phương, chia bản sàn thành các ô bản kê bốn cạnh có nhịp bé, theo yêu cầu cấu tạo khoảng cách giữa các dầm không quá 2m
Ưu điểm
Tránh được có quá nhiều cột bên trong nên tiết kiệm được không gian sử dụng và
có kiến trúc đẹp, thích hợp với các công trình yêu cầu thẩm mỹ cao và không gian
sử dụng lớn như hội trường, câu lạc bộ
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
Hệ 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
Trang 24CHƯƠNG 2:CỞ SỞ THIẾT KẾ Trang 9
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
Sàn không dầm dự 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
Sàn bê tông 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
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
Trang 25CHƯƠNG 2:CỞ SỞ THIẾT KẾ Trang 10
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
Kết luận hệ kết cấu chịu lực chính
Tổng quan kích thước công trình:
Quy mô công trình 2 tầng hầm và 21 tầng nổi, tổng chiều cao 70.15m, 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 21 tầng, với kích thước bước nhịp lớn nhất là 9m 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:
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
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
Bê tông:
(Bêtông sử dụng cho công trình theo [4] TCVN 5574 – 2012: Kết cấu bê tông và bê tông
cốt thép – Tiêu chuẩn thiết kế)
Trang 26CHƯƠNG 2:CỞ SỞ THIẾT KẾ Trang 11
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 / m3
Cường độ chịu nén tính toán: Rb 17 MPa
Cường độ chịu kéo tính toán:
(Thép sử dụng cho công trình theo)
Cốt thép trơn Ø 10 mm : 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 225 MPa
Cường độ chịu kéo tính toán Rsc 225 MPa
Cường độ chịu kéo tính cốt thép ngang: Rsw 175 MPa
Mođun đàn hồi Es 210000 MPa
Đối với cốt thép trong thiết kế cọc khoan nhồi, sử dụng thép gân Ø 10 mm thuộc nhóm cốt thép AII, có các chỉ tiêu:
Cường độ chịu kéo tính toán Rs 280 MPa
Cường độ chịu nén tính toán Rsc 280 MPa
Cường độ chịu kéo cốt thép ngang: Rsw 225 MPa
bt
b
Trang 27CHƯƠNG 2:CỞ SỞ THIẾT KẾ Trang 12
Mođun đàn hồi: Es 210000 MPa
Đối với cốt thép trong thiết kế sàn, dầm, cột và vách, sử dụng thép gân Ø 10 mm
thuộc nhóm cốt thép AIII, có các chỉ tiêu:
Cường độ chịu kéo tính toán Rs 365 MPa
Cường độ chịu nén tính toán Rsc 365 MPa
Cường độ chịu kéo cốt thép ngang: Rsw 290 MPa
Mođun đàn hồi: Es 200000 MPa
Đối với các cấu kiện đặc biệt, cốt thép sử dụng trong thiết kế sẽ được thể hiện chi tiết trong tính toán
Vật liệu khác:
Vữa ximăng – cát, gạch xây tường: 18kN / m3
Gạch lát nền Ceramic: 20kN / m3
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 )
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
Trang 28CHƯƠNG 2:CỞ SỞ THIẾT KẾ Trang 13
SƠ BỘ TIẾT DIỆN CHO CÔNG TRÌNH
Sơ bộ tiết diện sàn
Quan niệm tính toán xem sàn tuyệt đối cứng trong mặt phẳng ngang, do đó bề dày của sàn phải đủ lớn để đảm các điều kiện sau:
Sàn không bị rung động, dịch chuyển khi chịu tải trọng ngang (gió, bão,…) ảnh hưởng đến công năng sử dụng
Trên sàn, hệ tường ngăn không có hệ dầm đỡ có thể được bố trí bất kỳ vị trí nào trên sàn
mà không làm tăng đáng kể độ võng của sàn
Chiều dày bản sàn xác định sơ bộ theo công thức:
hs: chiều dày bản sàn
m: hệ số phụ thuộc vào bản sàn
Bản dầm m 30 35 , chọn m = 35 Bản kê m 40 45 , chọn m = 45 Bản consol m 10 18 , chọn m = 18
D: hệ số phụ thuộc vào tải trọng, D 0 8 1 4 . . , chọn D 0 8 .
hmin : chiều dày tối thiểu của bản sàn
h mm : đối với sàn nhà công nghiệp, công trình công cộng
Chọn tiết diện cho ô sàn điển hình: L1 L2 ( 9000 00 )mm
Xét tỉ số 2
1
9100
1 01 2 9000
Trang 29CHƯƠNG 2:CỞ SỞ THIẾT KẾ Trang 14
→ Chọn sơ bộ hs 150 mm
Sợ bộ tiết diện dầm
Chiều cao và bề rộng dầm được chọn lựa theo công thức kinh nghiệm sau:
d d d
L h m
Kích thước tiết diện các dầm còn lại thể hiện trong Bảng 2.1
Bảng 2.1- Tiết diện sơ bộ dầm
Tên dầm Kích thước sơ bộ (b h)mm
Sợ bộ tiết diện vách
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
Trang 30CHƯƠNG 2:CỞ SỞ THIẾT KẾ Trang 15
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)
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)
Trang 31CHƯƠNG 2:CỞ SỞ THIẾT KẾ Trang 16
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 cách chọn lớn hơn 150mm hoặc 1
20 Ht ( Ht : chiều cao tầng)
150 3200
160 20
Vậy chọn tv 500 mm cho các cả các vách đơn, vách thang máy chọn tv 300 mm.
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
Trang 32CHƯƠNG 2:CỞ SỞ THIẾT KẾ Trang 17
DX5(600x400) DX4(400x400) DX6(400x400)
DX11(600x400)
DX1(600x400) DX1(600x400) DX1(600x400) DX1(600x400) DX2(400x400)
DX3(600x400)
DX5(600x400)
DX7(600x400) DX6(400x400)
DX7(600x400) DX6(400x400)
DX7(600x400) DX6(400x400)
DX7(600x400) DX6(400x400)
DX7(600x400) DX6(400x400)
Trang 33CHƯƠNG 2:CỞ SỞ THIẾT KẾ Trang 18
Trang 34CHƯƠNG 3:TẢI TRỌNG TÁC ĐỘNG Trang 19
TẢI TRỌNG TÁC ĐỘNG
VÀ MÔ HÌNH HÓA KẾT CẤU CÔNG TRÌNH
CƠ SỞ TÍNH TOÁN TẢI TRỌNG
Căn cứ theo tiêu chuẩn [2] TCVN 2737–1995: Tải trọng và tác động –Tiêu chuẩn thiết kế
Hình 3.1- Các lớp cấu tạo sàn tầng điển hình
Hình 3.2- Các lớp cấu tạo sàn vệ sinh
Trang 35CHƯƠNG 3:TẢI TRỌNG TÁC ĐỘNG Trang 20
Bảng 3.1-Trọng lượng sàn tầng điển hình
STT Vật liệu
Trọng lượng riêng
Chiều dày
Tĩnh tải tiêu chuẩn
Hệ số vượt tải
Tĩnh tải tính toán (kN/m3) (mm) (kN/m2) (kN/m2)
Chiều dày
Tĩnh tải tiêu chuẩn
Hệ số vượt tải
Tĩnh tải tính toán
Trang 36CHƯƠNG 3:TẢI TRỌNG TÁC ĐỘNG Trang 21
Bảng 3.3- Trọng lượng sàn Vệ sinh
STT Vật liệu
Trọng lượng riêng
Chiều dày
Tĩnh tải tiêu chuẩn
Hệ số vượt tải
Tĩnh tải tính toán (kN/m3) (mm) (kN/m2) (kN/m2)
Trọng lượng tường xây trên dầm và sàn
Để đơn giản trong tính toán, tải trọng bản thân tường được phân thành tải phân bố đều trên sàn và trên dầm
Trang 37CHƯƠNG 3:TẢI TRỌNG TÁC ĐỘNG Trang 22
Hoạt tải
Tra tiêu chuẩn mục 4.3 [2] TCVN 2737–1995: Tải trọng và tác động –Tiêu chuẩn thiết kế
Được các giá trị hoạt tải thể hiện trong bảng sau:
Bảng 3.4-Hoạt tải sử dụng trên công trình
STT Tên sàn
Giá trị tiêu chuẩn (kN/m2) Hệ số
vượt tải
Hoạt tải tính toán Phần
dài hạn
Phần ngắn hạn
Toàn phần (kN/m2)
Trang 38CHƯƠNG 3:TẢI TRỌNG TÁC ĐỘNG Trang 23
TẢI TRỌNG THANG MÁY
Thang máy được dùng trong công trình là thang máy hiệu MITSUBISHI do Công ty cổ phần Đầu tư và Công nghệ Việt Nam (INVETECH) cung cấp và lắp đặt Các số liệu
thống kê chi tiết thang từ Catalogue (Thông tin từ nhà cung cấp)
Bảng 3.5- Catalogue thông số thang máy Mitsubishi
Với kích thước giếng thang của công trình là 2400x2220mm, tra theo Catalogue của nhà cung cấp, chọn thang máy mã hiệu P12-CO, có các thông số chi tiết:
Bảng 3.6-Thông số kỹ thuật của thang máy P13-CO
Số người
Các kích thước (mm) Phản lực (T) Khoảng
mở cửa
JJ
Phòng thang AAxBB
Hố thang XxY R1 R2 R3 R4
Phản lực do thang máy gây ra
Nhập tại 4 điểm góc phía trên phòng máy thang của công trình:
Trang 39CHƯƠNG 3:TẢI TRỌNG TÁC ĐỘNG Trang 24
TẢI TRỌNG NGANG
Xác định thành phần tĩnh của gió
Tải trọng ngang được tính toán trong công trình là tải trọng gió
Tác động của gió lên công trình mang tính chất của tải trọng động và phụ thuộc vào các thông số sau:
Thông số về dòng khí: tốc độ, áp lực, nhiệt độ, hướng gió
Thông số vật cản: hình dạng, kích thước, độ nhám bề mặt.Dao động công trình
Tải trọng gió gồm 2 thành phần: thành phần tĩnh và thành phần động Giá trị và phương tính toán thành phần tĩnh tải trong gió được xác định theo các điều khoản ghi trong tiêu
chuẩn tải trọng và tác động TCVN 2737–1995: Tải trọng và tác động –Tiêu chuẩn thiết kế
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
Thành phần động tải trọng gió tác động lên công trình là lực do xung của vận tốc gió và lực quán tính của công trình gây ra Giá trị của lực này được xác định trên cơ sở thành phần tĩnh của tải trọng gió nhân với các hệ số có kể đến ảnh hưởng của xung vận tốc gió và lực quán tính của công trình
Theo mục 1.2 TC 229:1999 [3] thì công trình có chiều cao > 40m thì khi tính phải kể đến
thành phần động của tải trọng gió
Công trình đồ án sinh viên với chiều cao tổng cộng tính từ cao độ +0.000m là 70.15m nên cần xét đến yếu tố thành phần động của tải trọng gió
Bảng 3.7- Đặc điểm công trình
Trang 40CHƯƠNG 3:TẢI TRỌNG TÁC ĐỘNG Trang 25
W : Giá trị áp lực gió lấy theo bản đồ phân vùng
kj : Hệ số tính đến sự thay đổi của áp lực gió theo độ cao
: Hệ số độ tin cậy của tải trọng gió, lấy bằng 1.37
c: Hệ số khí động, Gió đẩy: 0.80; gió hút: 0.60
Hj: Chiều cao đón gió của tầng thứ j
Lj: Bề rộng đón gió của tầng thứ j
Bảng 3.8- Bảng giá trị áp lực gió theo bản đồ phân vùng áp lực gió
Theo mục 6.4.1 [2] Đối với ảnh hưởng của bão được đánh giá là yếu, giá trị áp lực gió Wo
được giảm đi 10 daN/m2 đối với vùng I-A, 12 daN/m2 đối với vùng II-A và 15 daN/m2 đối với vùng III-A Dạng địa hình C
Công trình của sinh viên nằm ở Q.Phú Nhuận, Tp.Hồ Chí Minh thuộc vùng gió II-A: