Đề 57 cao ốc 19f + 1b đồ án tốt nghiệp đại học

[8] TCVN 10304–2014: Móng cọc – Tiêu chuẩn thiết kế LỰA CHỌN KẾT CẤU PHẦN THÂN Giải pháp kết cấu phần thân Giải pháp kết cấu theo phương đứng Hệ kết cấu chịu lực thẳng đứng có va

Trang 1

MỤC LỤC

KHÁI QUÁT VỀ KIẾN TRÚC CÔNG TRÌNH 1

GIỚI THIỆU VỀ CÔNG TRÌNH 1

QUY MÔ CÔNG TRÌNH 1

THIẾT KẾ SƠ BỘ 3

NHIỆM VỤ THIẾT KẾ 3

TIÊU CHUẨN THIẾT KẾ 3

LỰA CHỌN KẾT CẤU PHẦN THÂN 3

 Giải pháp kết cấu phần thân 3

 Giải pháp kết cấu theo phương ngang 4

GIẢI PHÁP VẬT LIỆU 6

 Lớp bê tông bảo vệ 7

CHỌN SƠ BỘ VÀ BỐ TRÍ TIẾT DIỆN CỘT DẦM SÀN 7

 Nguyên tắc bố trí hệ kết cấu 7

 Lựa chọn sơ bộ kích thước tiết diện của các cấu kiện 8

THIẾT KẾ SÀN PHẲNG BÊ TÔNG CỐT THÉP, SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH ( TẦNG 6 ) 11

MẶT BẰNG KẾT CẤU SÀN 11

THÔNG SỐ THIẾT KẾ 11

 Vật liệu 11

 Kích thước sơ bộ 12

Tải trọng tác động 12

 Tĩnh tải 12

 Tải trọng tường trên sàn 13

 Hoạt tải 13

Xác định nội lực bằng phương pháp phần tử hữu hạn 14

Trang 2

 Các trường hợp tải trọng 16

 Chia các dải strip 16

Kiểm tra độ võng sàn 19

Tính toán cốt thép 20

 Cơ sở tính toán 20

 Kết quả tính toán 20

Tính toán chọc thủng sàn 24

 Áp dụng tính toán 24

THIẾT KẾ CẦU THANG TRỤC 2 26

Số liệu tính toán 26

 Kích thước sơ bộ 26

 Vật liệu 26

 Tải trọng 27

Tính toán bản thang 29

 Sơ đồ tính toán 29

 Kết quả nội lực 30

 Tính toán cốt thép 30

 Kiểm tra khả năng chịu cắt của bản thang 32

THIẾT KẾ KHUNG TRỤC 1 33

SỐ LIỆU TÍNH TOÁN 33

 Tiêu chuẩn thiết kế 33

 Vật liệu thiết kế 33

TÍNH TOÁN TẢI TRỌNG NGANG 33

 Nguyên tắc tính toán thành phần tải trọng gió (Theo mục 2 TCVN 2737 : 1995) 33

 Thành phần tĩnh của gió 34

Trang 3

 Thành phần động của gió 37

 Tổ hợp tải trọng gió 44

MÔ HÌNH TÍNH TOÁN 45

 Khai báo vật liệu 46

 Khai báo trường hợp tải trọng 46

 Gắn hoạt tải 47

 Gắn tải hoàn thiện 47

 Gắn tải tường 48

 Khai báo khối lượng dao động 48

 Mô hình 3D 49

 Gắn tải gió tỉnh 50

 Gắn tải gió động 50

 Kí hiệu tiết diện dầm khung trục 51

 Kí hiệu Pier khung trục 1 52

CÁC TRƯỜNG HỢP TẢI TRỌNG VÀ TỔ HỢP TẢI TRỌNG 53

GIẢI MÔ HÌNH 55

 Biểu đồ baomomen dầm 55

 Biểu đồ bao lực cắt dầm 55

 Biểu đồ bao momen vách 56

 Biểu đồ bao lực dọc vách 56

KIỂM TRA CHUYỂN VỊ ĐỈNH CÔNG TRÌNH 57

 Áp dụng tính toán 57

TÍNH TOÁN CỐT THÉP DẦM 58

 Tính toán thép dầm B29 – T2 58

 Tính toán cốt đai cho dầm 66

TÍNH TOÁN CỐT THÉP VÁCH 68

Trang 4

 Tính toán thép dọc cho vách 68

 Tổng hợp cốt thép dọc 79

 Tính toán cốt đai cho vách 80

THỐNG KÊ ĐỊA CHẤT 82

ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH 82

GIẢI PHÁP KẾ CẤU NỀN MÓNG 84

THỐNG KÊ ĐỊA CHẤT 84

BẢNG TỔNG HỢP 97

MÓNG CỌC LY TÂM DỰ ỨNG LỰC TRƯỚC 98

THÔNG SỐ CỦA CỦA LY TÂM DỰ ỨNG LỰC TRƯỚC 98

 Vật liệu sử dụng 98

 Sơ bộ kích thước đài móng M1 100

CÁC LOẠI TẢI TRỌNG TÍNH TOÁN 101

 Tải trọng tính toán 102

 Tải trọng tiêu chuẩn 103

KHẢO SÁT SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC 103

 Các chỉ tiêu cơ lý của mẫu đất 103

 Sức chịu tải của cọc theo cường độ vật liệu 105

 Sức chịu tải của cọc theo cường độ đất nền 106

 Sức chịu tải của cọc theo kết quả thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn SPT 108

 Kiểm tra cọc theo điều kiện cẩu lắp 111

 Tổng hợp sức chịu tải của cọc 111

MÔ HÌNH MẶT BẰNG MÓNG TRONG PHẦN MỀM SAFEV16 112

TÍNH TOÁN MÓNG M1 114

 Nội lực tính toán 114

 Tính toán sơ bộ số lượng cọc 114

 Bố trí cọc trong đài 115

Trang 5

 Kiểm tra phản lực đầu cọc 115

 Kiểm tra phản lực đầu cọc bằng phương pháp phần tử hữu hạn SAFEv16 116

 Kiểm tra hiệu ứng nhóm cọc 118

 Kiểm tra ổn định đất nền dưới mũi cọc 119

 Kiểm tra độ lún của móng theo phương pháp cộng lún từng lớp 122

 Kiểm tra độ lún móng theo công thức kinh nghiệm 125

 Kiểm tra xuyên thủng 126

 Kiểm tra cọc chịu tải trọng ngang ( Theo mô hình Winkler ) 127

 Tính toán thép đài 132

TÍNH TOÁN MÓNG LÕI THANG M3 155

 Sức chịu tải của cọc theo vật liệu 155

Trang 6

MÓNG CỌC KHOAN NHỒI 184

THÔNG SỐ CỌC KHOAN NHỒI 184

 Vật liệu sử dụng 184

 Sơ bộ kích thước đài móng M1 184

 Tổng hợp sức chịu tải của cọc 192

MÔ HÌNH MẶT BẰNG MÓNG TRONG PHẦN MỀM SAFEV16 192

Trang 7

 Kiểm tra phản lực đầu cọc bằng phương pháp phần tử hữu hạn SAFEv16

197

TÍNH TOÁN MÓNG LÕI THANG M3 237

Trang 8

SO SÁNH VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN 265

PHƯƠNG ÁN CỌC ÉP 265

 ĐIỀU KIỆN THI CÔNG 265

 ĐIỀU KIỆN KINH TẾ 265

PHƯƠNG ÁN CỌC KHOAN NHỒI 266

 ĐIỀU KIỆN THI CÔNG 266

 ĐIỀU KIỆN KINH TẾ 266

KẾT LUẬN 267

Trang 9

MỤC LỤC BẢNG

Bảng 2 1 : Bê tông 6

Bảng 2 2 : Cốt thép 7

Bảng 2 3 : Sơ bộ bề dày sàn 8

Bảng 2 4 : Bảng sơ bộ lực dọc vách góc A1,A4,D1,D4 9

Bảng 2 5 : Bảng thống kê chu kì dao động 39

Bảng 3 1 : Tải trọng của ô sàn điển hình 12

Bảng 3 2 : Hoạt tải sử dụng trong công trình 13

Bảng 3 3 : Hoạt tải trung bình của các ô sàn 14

Bảng 3 4 : Các trường hợp tải trọng 16

Bảng 3 5 : Tổ hợp trung gian 16

Bảng 3 6 : Các tổ hợp tải trọng 16

Bảng 3 7 : Bảng tính toán cốt thép sàn 22

Bảng 4 1 : Tải trọng tác dụng lên bản nghiêng 28

Bảng 4 2 : Tải trọng tác dụng lên bản chiếu nghỉ 29

Bảng 5 1 : Đặc điểm công trình 34

Bảng 5 2 : Bảng giá trị áp lực gió theo bản đồ phân vùng áp lực gió 35

Bảng 5 3 : Độ cao Grandient và hệ số m t 35

Bảng 5 4 : Tải trọng gió theo phương X 36

Bảng 5 5 : Bảng tải trọng gió theo phương Y 37

Bảng 5 6 : Đặc điểm công trình 42

Bảng 5 7 : Các thông số dẫn xuất 42

Bảng 5 8 : Bảng giá trị tính toán thành phần động của tải trọng gió theo phương X ứng với dạng dao động thứ 1 ( Mode 2 ) 43

Bảng 5 9 : Các thông số tính toán thành phần động theo phương X 43

Bảng 5 10 : Bảng giá trị tính toán thành phần độ của tải trọng gió theo phương Y ứng với dạng dao động thứ 1 ( Mode 1 ) 44

Bảng 5 11 : Các thông số tính toán thành phần động theo phương Y 44

Bảng 5 12 : Bảng tổ hợp giá trị tính toán gió tác dụng lên công trình 45

Bảng 5 13 : Các trường hợp tải trọng 53

Bảng 5 14 : Tổ hợp trung gian 53

Bảng 5 15 : Các trường hợp tổ hợp tải trọng 53

Bảng 5 16 : Tính toán cốt thép dọc của dầm B29 và B32 62

Bảng 5 17 : Tính toán bố trí cốt đai cho dầm B29 và B32 68

Bảng 5 18 : Kết quả tính cốt thép COMBO14 – BOTTOM khi dùng EXCEL 76

Bảng 5 19 : Bảng tính toán cốt thép vách SW1 trục 1-D ( Pier 1 ) 76

Trang 10

Bảng 5 20 : Bảng tính toán cốt thép vách SW2 trục 1-C ( Pier 7 ) 77

Bảng 5 21 : Tổng hợp cốt thép vách SW1 trục 1-D 79

Bảng 5 22 : Tổng hợp cốt thép vách SW2 trục 1-C 80

Bảng 6 1 : Số liệu tính toán dung trọng tự nhiên 84

Bảng 6 2 : Số liệu tính toán dung trọng khô 86

Bảng 6 3 : Số liệu tính toán dung trọng đẩy nổi 89

Bảng 6 4 : Số liệu tính toán lực dính và góc ma sát trong 92

Bảng 6 5 : Bảng tổng hợp các chỉ tiêu theo trạng thái giới hạn I và II 97

Bảng 7 1 : Tĩnh tải sàn hầm 101

Bảng 7 2 : Hoạt tải tra theo TCVN 2737 : 1995 101

Bảng 7 3 : Nội lực trong ETABS của móng vách trục 1-D ( M1) 102

Bảng 7 4 : Nội lực trong ETABS của móng vách trục 1-C (M2) 102

Bảng 7 5 : Tải trọng tính toán khi kể đến sàn hầm vách trục 1-D (M1) 102

Bảng 7 6 : Tải trọng tính toán khi kể đến sàn hầm vách trục 1-C (M2) 103

Bảng 7 7 : Tải trọng tiêu chuẩn khi kể đến sàn hầm vách trục 1-D (M1) 103

Bảng 7 8 : Tải trọng tính toán khi kể đến sàn hầm vách trục 1-C (M2) 103

Bảng 7 9 : Thống kê số búa SPT của từng lớp mà cọc đi qua 105

Bảng 7 10 : Bảng thống kê các chỉ tiêu tính sức chịu tải của đất nền 105

Bảng 7 11 : Bảng tính toán sức kháng do ma sát bên theo cường độ đất nền 108

Bảng 7 12 : Bảng tính toán sức kháng do ma sát bên theo SPT 110

Bảng 7 13 : Bảng tổng hợp sức chịu tải của cọc ly tâm ứng suất trước 111

Bảng 7 14 : Nội lực tính của của móng M1 114

Bảng 7 15 : Tải trọng đầu cọc trong móng M1 116

Bảng 7 16 : Bảng giá trị tính toán theo trạng thái giới hạn II 119

Bảng 7 17 : Bảng tính ứng suất bản thân móng M1 123

Bảng 7 18 : Bảng tính ứng suất gây lún móng M1 123

Bảng 7 19 : Hệ số rỗng trong thí nghiệm nén lún 124

Bảng 7 20 : Bảng tính lún theo phương pháp cộng lớp của móng M1 125

Bảng 7 21 : Tải trọng tính của trường hợp Q max 127

Bảng 7 22 : Tải trọng tiêu chuẩn của trường hợp Q max 128

Bảng 7 23 : Bảng tính toán hệ số lò xo của đất tại móng M1 128

Bảng 7 30 : Bảng tính lún theo phương pháp cộng lớp móng M2 145

Bảng 7 31 : Tải trọng tính toán của trường hợp Q max 148

Trang 11

Bảng 7 33 : Bảng tính toán hệ số lò xo của đất móng M2 149

Bảng 7 36 : Tải trọng tính toán trong ETABS của móng M3 158

Bảng 7 37 : Tải trọng tiêu chuẩn trong ETABS của móng M3 158

Bảng 7 38 : Nội lực tính toán cho móng M3 158

Bảng 7 39 : Phản lực đầu cọc max 162

Bảng 7 40 : Phản lực đầu cọc min 163

Bảng 7 43 : Bảng tính ứng suất gây lún M3 169

Bảng 7 45 : Bảng tính lún theo phương pháp cộng lớp 171

Bảng 7 49 : Bảng tính toán cốt thép đài móng M3 183

Bảng 8 2 : Bảng tính toán sức kháng do ma sát bên 192

Bảng 8 3 : Bảng tổng hợp sức chịu tải của cọc khoan nhồi 192

Bảng 8 6 : Bảng giá trị tính toán theo trạng thái giới hạn II 200

Bảng 8 7 : Bảng tính ứng suất bản thân của móng M1 204

Bảng 8 8 : Bảng tính ứng suất gây lún của móng M2 205

Trang 12

Bảng 8 26 : Tải trọng tính toán ETABS của móng M3 240

Bảng 8 27 : Tải trọng tiêu chuẩn trong ETABS của móng M3 240

Bảng 8 28 : Nội lực tính toán cho móng M3 241

Bảng 8 29 : Phản lực đầu cọc max 244

Bảng 8 30 : Phản lực đầu cọc min 244

Bảng 8 32 : Bảng tính ứng suất bản thân của móng M3 249

Bảng 8 33 : Bảng tính ứng suất gây lún của móng M3 250

Bảng 8 39 : Bảng tính toán cốt thép đái móng M3 264

Bảng 9 1 : Thống kê giá tiền cọc ép 265

Bảng 9 2 : Thống kê khối lượng bê tông và cốt thép đài móng phương án cọc ly tâm 266

Bảng 9 3 : Bảng thống kê bê tông và cốt thép cọc khoan nhồi 266

Bảng 9 4 : Bảng thống kê bê tông và cốt thép đài móng phương án cọc khoan nhồi 266

Trang 13

MỤC LỤC HÌNH

Hình 1 1 : Mặt đứng công trình 1

Hình 1 2 : Mặt cắt công trình 2

Hình 1 3 : Mặt bằng sần tầng điển hình ( tầng 6 ) 2

Hình 2 1 : Mặt bằng bố trí vách lõi tầng điển hình 10

Hình 2 2 : Mặt bằng bố trí dầm sàn 10

Hình 2 3 : Đồ thị xác định hệ số động lực I 41

Hình 3 1 : Mặt bằng đánh số các ô sàn 11

Hình 3 2 : Mặt cắt các lớp cấu tạo của sàn tầng điển hình 12

Hình 3 3 : Mô hình sàn tầng 2 bằng phần mềm SAFE 2016 14

Hình 3 4 : Hoạt tải 15

Hình 3 5 : Tải tường 15

Hình 3 6 : Tải hoàn thiện 15

Hình 3 7 : Chia dải strip layer A theo phương X 17

Hình 3 8 : Chai dải strip layer B theo phương Y 17

Hình 3 9 : Momen strip layer A theo phương X 18

Hình 3 10 : Momen strip layer B theo phương Y 18

Hình 3 11 : Chuyển vị của các ô sàn trong SAFE 19

Hình 3 12 : Diện tích xuyên thủng của vách 24

Hình 3 13 : Phản lực tải vách cần kiểm tra chọc thủng 25

Hình 4 1 : Mặt cắt cầu thang bộ 26

Hình 4 2 : Cấu tạo bản thang nghiêng 27

Hình 4 3 : Sơ đồ tính toán vế thang 30

Hình 4 4 : Nội lực sau khi dùng phần mềm SAP2000 30

Hình 5 1 : Khai báo sàn tuyệt đối cứng 38

Hình 5 2 : Khai báo khối lượng tham gia dao động 38

Hình 5 3 : Khai báo vật liệu 46

Hình 5 4 : Khai báo các trường hợp tải 46

Hình 5 5 : Hoạt tải 47

Hình 5 6 : Tải hoàn thiện 47

Hình 5 7 : Tải tường tác dụng lên sàn 48

Hình 5 8 : Tải tường toàn bộ công trình 48

Hình 5 9 : Khai báo khối lượng dạo động 49

Hình 5 10 : Mô hình 3D của công trình 49

Trang 14

Hình 5 11 : Gió tĩnh theo phương X 50

Hình 5 12 : Gió tĩnh theo phương Y 50

Hình 5 13 : Gió động theo phương X 50

Hình 5 14 : Gió động theo phương Y 51

Hình 5 15 : Tiết diện khung trục 1 51

Hình 5 16 : Kí hiệu tên dầm 52

Hình 5 17 : Vách khung trục 1 52

Hình 5 18 : Biểu đồ bao momen dầm 55

Hình 5 19 : Biểu đồ bao lực cắt của dầm 55

Hình 5 20 : Biểu đồ bao momen vách 56

Hình 5 21 : Lực dọc chân vách 56

Hình 5 22 : Chuyển vị đỉnh công trình 57

Hình 5 23 : Momen nhịp dầm B29 –T2 58

Hình 5 24 : Momen tại gối A dầm B29 – T2 59

Hình 5 25 : Momen tại gối B dầm B29 – T2 60

Hình 6 1 : Mặt cắt địa cắt công trình 83

Hình 7 1 : Catologue cọc ly tâm ứng suất trước của công ty BETON6 99

Hình 7 2 : Chi tiết cọc ly tâm ứng suất trước D500 100

Hình 7 3 : Hình trụ hố khoan 1 104

Hình 7 4 : Mặt cắt móng M1 tại hố khoan LK1 105

Hình 7 5 : Trích hình G2-TCVN 10304 – 2014 109

Hình 7 6 : Xuất nội lực tầng hầm qua safe 112

Hình 7 8 : Mô hình sàn hầm, gắn tỉnh tải vào hoạt tải 113

Hình 7 9 : Gắn lò xo các điểm mô phỏng là cọc 114

Hình 7 10 : Bố trí cọc trong đài 115

Hình 7 11 : Khai báo lò xo móng M1 117

Hình 7 12 : Phản lực đầu cọc max trong safe 118

Hình 7 13 : Phản lực đầu cọc min trong safe 118

Hình 7 14 : Khối móng quy ước 121

Hình 7 15 : Biểu đồ ứng suất 123

Hình 7 16 : Số liệu từ hồ sơ địa chất 124

Hình 7 17 : Biểu đồ quan hệ p và e 124

Hình 7 18 : Tháp xuyên xủng móng M1 126

Hình 7 19 : Mô hình cọc trong phần mềm SAP2000 130

Hình 7 20 : Chuyển vị trong phần mềm SAP2000 130

Hình 7 21 : Biểu đồ momen trong SAP2000 131

Hình 7 22 : Biểu đồ lực cắt của cọc 131

Trang 15

Hình 7 23 : Sơ đồ tính toán thép theo phương X móng M1 133

Hình 7 24 : Sơ đồ tính toán thép theo phương Y móng M1 134

Hình 7 26 : Khai báo lò xo móng M2 138

Hình 7 41 : Khai báo lò xo 161

Hình 7 44 : Kí hiệu các điểm mô phỏng cọc 162

Hình 7 50 : Cọc có phản lực lớn nhất 173

Hình 7 51: Tính toán xuyên thủng cho cọc biên 174

Hình 7 56 : Mô hình từ 3D từ phần mềm SAFE 180

Hình 7 57 : Vẽ strip theo phương X và Y 180

Hình 7 58 : Momen bao max theo phương X 180

Hình 7 59 : Momen bao min theo phương X 180

Hình 7 60 : Momen bao max theo phương Y 181

Hình 7 61 : Momen bao min theo phương Y 181

Trang 16

Hình 8 1 : Mặt cắt của cọc khoan nhồi 185

Hình 8 2 : Mặt cắt móng M1 tại hố khoan LK1 185

Hình 8 3 : Trích hình G2 –TCVN.10304 - 2014 191

Hình 8 4 : Xuất nội lực tầng hầm qua safe 193

Hình 8 6 : Mô phỏng sàn hầm, gắn tỉnh tải vào hoạt tải 194

Hình 8 7 : Gán lò xo các điểm mô phỏng là cọc 195

Hình 8 12 : Mặt bằng cọc M1 201

Hình 8 13 : Tiết diện quy đổi của móng M1 202

Hình 8 14 : Hố móng quy ước móng M1 202

Trang 17

Hình 8 43 : Kí hiệu các điểm mô phỏng cọc 244

Hình 8 49 : Cọc có phản lực lớn nhất 254

Hình 8 50: Tính toán xuyên thủng cho cọc biên 254

Hình 8 55 : Mô hình từ 3D từ phần mềm SAFE 261

Hình 8 56 : Vẽ strip theo phương X và Y 261

Hình 8 57 : Momen bao max theo phương X 262

Hình 8 58 : Momen bao min theo phương X 262

Hình 8 59 : Momen bao max theo phương Y 262

Hình 8 60 : Momen bao min theo phương Y 262

Trang 18

KHÁI QUÁT VỀ KIẾN TRÚC CƠNG TRÌNH

GIỚI THIỆU VỀ CƠNG TRÌNH

Cao ốc 19F + 1B là khu chung cư tọa lạc ở quận Bình Thạnh, Thành Phố Hồ Chí Minh Đây là cung đường đẹp nhất sài gịn, với hạ tầng quy hoạch hồn chỉnh, làn xe máy,xe ơ

tơ rõ ràng, khơng bị kẹt xe Chỉ mất tầm 5 phút di chuyển để đến các quận trung tâm thành phố

QUY MƠ CƠNG TRÌNH

Cơng trình với 19 tầng + 1 hầm Chiều cao 58.6m, so với cao độ mặt đất tự nhiên Tổng diện tích sàn sử dụng 8958.5 m2

Hình 1 1 : Mặt đứng cơng trình

+32.600 +55.700

+15.200

+35.500 +38.400 +41.300

TẦNG 11 SÂN THƯỢNG

TẦNG 5

TẦNG 12 TẦNG 13 TẦNG 14 TẦNG 15

TẦNG 1

TỈ LỆ 1/100

MẶT ĐỨNG B

+29.700 +53.300

+12.300 TẦNG 10 TẦNG 18

+9.400 TẦNG 9

A

TẦNG 17

TẦNG 3 +23.900

B

+47.100

+6.500 TẦNG 8 TẦNG 16

TẦNG 6

4400 6750 6750

MÁI +58.600

TẦNG KỸ THUẬT

Trang 19

+9.400 +32.600 +58.600

+12.300 +35.500

TẦNG 3

1

TẦNG 11 TẦNG KỸ THUẬT

TẦNG 4 TẦNG 12

MÁI

TẦNG 5 TẦNG 13

1

A

2

P NGỦ 1 9.5m²

BAN CÔNG

3m² BAN CÔNG

5

P NGỦ 1

3m²

KT-24 9.5m²

4 3

11m² CHI TIẾT THANG T1

3

2 2

12m² 3.8m²

7

WC4 2

Trang 20

THIẾT KẾ SƠ BỘ

NHIỆM VỤ THIẾT KẾ

Sinh viên thiết kế sàn tầng điển hình ( sàn tầng 6 ), cầu thang bộ trục 2, và tính toán thép cho khung trục 1

TIÊU CHUẨN THIẾT KẾ

[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] TCXDVN 375–2006: Thiết kế công trình chịu động đất

[6] TCVN 195–1997: Nhà cao tầng – Thiết kế cọc khoan nhồi

[7] TCVN 9362–2012: Tiêu chuẩn thiết kế nền nhà và công trình

[8] TCVN 10304–2014: Móng cọc – Tiêu chuẩn thiết kế

LỰA CHỌN KẾT CẤU PHẦN THÂN

Giải pháp kết cấu phần thân

Giải pháp kết cấu theo phương đứng

Hệ kết cấu chịu lực thẳng đứng có vai trò quan trọng đối với kết cấu nhà nhiều tầng bởi vì: + Chịu tải trọng của dầm sàn truyền xuống móng và xuống nền đất

+ Chịu tải trọng ngang của gió và áp lực đất lên công trình

+ Liên kết với dầm sàn tạo thành hệ khung cứng, giữ ổn định tổng thể cho công trình, hạn chế dao động và chuyển vị đỉnh của công trình

Hệ kết cấu chịu lực theo phương đứng bao gồm các loại sau :

+ Hệ kết cấu cơ bản: Kết cấu khung, kết cấu tường chịu lực, kết cấu lõi cứng, kết cấu ống + Hệ kết cấu hỗn hợp: Kết cấu khung-giằng, kết cấu khung-vách, kết cấu ống lõi và kết cấu ống tổ hợp

+ 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 đều có những ưu điểm, nhược điểm riêng, phù hợp với từng công trình có quy mô và yêu cầu thiết kế khác nhau Do đó, việc lựa chọn giải pháp kết cấu phải được cân nhắc kỹ lưỡng, phù hợp với từng công trình cụ thể, đảm bảo hiệu quả kinh tế - kỹ thuật

Trang 21

Hệ kết cấu khung có ưu điểm là có khả năng tạo ra những không gian lớn, linh hoạt, có sơ

đồ làm việc rõ ràng Tuy nhiên, hệ kết cấu này có khả năng chịu tải trọng ngang kém (khi công trình có chiều cao lớn, hay nằm trong vùng có cấp động đất lớn) Hệ kết cấu này được

sử dụng tốt cho công trình có chiều cao đến 15 tầng đối với công trình nằm trong vùng tính toán chống động đất cấp 7, 10 -12 tầng cho công trình 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 cấu khung – vách, khung – lõi chiếm ưu thế trong thiết kế nhà cao tầng do khả năng chịu tải trong ngang khá tốt Tuy nhiên, hệ kết cấu này đòi hỏi tiêu tốn vật liệu nhiều hơn

và thi công phức tạp hơn đối với công trình sử dụng hệ khung

Hệ kết cấu ống tổ hợp thích hợp cho công trình siêu cao tầng do khả năng làm việc đồng đều của kết cấu và chống chịu tải trọng ngang rất lớn

Tuỳ thuộc vào yêu cầu kiến trúc, quy mô công trình, tính khả thi và khả năng đảm bảo ổn định của công trình mà có lựa chọn phù hợp cho hệ kết cấu chịu lực theo phương đứng

Lựa chọn kết cấu cho công trình SGG TOWER

Căn cứ vào quy mô công trình ( 19 tầng nổi + 1 hầm), sinh viên sử dụng hệ chịu lực vách + lõi chịu lực

Giải pháp kết cấu theo phương ngang

Việc lựa chọn giải pháp kết cấu sàn hợp lý là việc làm rất quan trọng, quyết định tính kinh

tế của công trình Theo thống kê thì khối lượng bê tông sàn có thể chiếm 30 – 40 % khối lượng bê tông của công trình và trọng lượng bê tông sàn trở thành một loại tải trọng tĩnh chính Công trình càng cao tải trọng này tích lũy xuống các cột tầng dưới và móng càng lớn, làm tăng chi phí móng, cột, tăng tải trọng ngang do động đất Vì vậy cần ưu tiên giải pháp sàn nhẹ để giảm tải trọng thẳng đứng

Các loại kết cấu sàn được sử dụng rộng rãi hiện nay được trình bày như bên dưới Hệ sàn sườn: Cấu tạo 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

Trang 22

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 Không tiết kiệm không gian sử dụng

Sàn không dầm: Cấu tạo gồm các bản kê trực tiếp lên 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 Việc thi công phương án này nhanh hơn so với phương án sàn dầm bởi không phải mất công gia công cốp pha, cốt thép dầm, cốt thép được đặt tương đối định hình và đơn giản Việc lắp dựng ván khuôn và cốp pha cũng tương đối đơn giản

Nhược điểm: Trong phương án này các cột không được liên kết với nhau để tạo thành

khung do đó độ cứng nhỏ hơn so với phương án sàn dầm, vì vậy khả năng chịu lực theo phương ngang của phương án này kém hơn so với phương án sàn dầm, chính vì vậy tải trọng ngang hầu hết do vách chịu và tải trọng đứng do cột và vách chịu Sàn phải có chiều dày lớn để đảm bảo khả năng chịu uốn và chống chọc thủng do đó khối lượng sàn tăng

Sàn không dầm ứng lực trước

Cấu tạo gồm các bản kê trực tiếp lên cột Cốt thép được ứng lực trước

Ưu điểm: Tiết kiệm chi phí do giảm chiều dày sàn và chiều cao tầng, cho phép sử dụng với

các công trình có nhịp lớn và linh động trong việc bố trí mặt bằng kiến trúc Giảm thời gian xây dựng do tháo dỡ ván khuôn sớm, dễ dàng lắp đặt các hệ thống kỹ thuật

Nhược điểm: Tính toán phức tạp, thi công đòi hỏi thiết bị chuyên dụng

Tấm panel lắp ghép

Cấu tạo gồm những tấm panel được sản xuất trong nhà máy Các tấm này được vận chuyển

ra công trường và lắp dựng, sau đó rải cốt thép và đổ bê tông bù

Ưu điểm: Khả năng vượt nhịp lớn, thời gian thi công nhanh, tiết kiệm vật liệu

Nhược điểm: Kích thước cấu kiện lớn, quy trình tính toán phức tạp

Sàn bê tông Bubbledeck

Bản sàn bê tông Bubbledeck phẳng, không dầm, liên kết trực tiếp vào hệ cột, vách chịu lực, sử dụng quả bóng nhựa tái chế để thay thế phần bê tông không hoặc ít tham gia chịu lực ở thớ giữa bản sàn

Trang 23

Ưu điểm: Tạo tính linh hoạt cao trong thiết kế, có khả năng thích nghi với nhiều loại mặt

bằng Tăng khoảng cách lưới cột và khả năng vượt nhịp, có thể lên tới 15 m mà không cần ứng suất trước, giảm hệ tường, vách chịu lực Giảm thời gian thi công và các chi phí kèm theo

Nhược điểm: Đây là công nghệ mới vào Việt Nam nên lý thuyết tính toán chưa được phổ

biến Khả năng chịu uốn, chịu cắt giảm so với sàn bê tông cốt thép thông thường cùng chiều dày

Lựa chọn giải pháp kết cấu sàn cho công trình:

Căn cứ yêu cầu kiến trúc, lưới cột, công năng của công trình, sinh viên chọn giải sàn phẳng ( có dầm bo xung quanh ) để đảm bảo chiều cao thông thủy của ngôi nhà

GIẢI PHÁP VẬT LIỆU

+ Vật liệu xây dựng cần có cường độ cao, trọng lượng nhỏ, chống cháy tốt

+ 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 dụng 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

+ Vật liệu có giá thành hợp lý

Trong lĩnh vực xây dựng công trình hiện nay chủ yếu sử dụng vật liệu thép hoặc bê tông cốt thép với các lợi thế như dễ chế tạo, nguồn cung cấp dồi dào Ngoài ra còn có các loại vật liệu khác được sử dụng như vật liệu liên hợp thép – bê tông (composite), hợp kim nhẹ… Tuy nhiên các loại vật liệu mới này chưa được sử dụng nhiều do công nghệ chế tạo còn mới, giá thành tương đối cao

 Do đó, sinh viên lựa chọn vật liệu xây dựng công trình là bê tông cốt thép

Trang 24

2 Vữa xi măng; cát B5C Vữa xi măng xây, tô trát tường nhà

Lớp bê tông bảo vệ

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 >100 mm: 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 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 > 250mm: 15mm (20mm);

Giá trị trong ngoặc “( )” áp dụng cho cấu kiện ngoài trời hoặc những nơi ẩm ướt

CHỌN SƠ BỘ VÀ BỐ TRÍ TIẾT DIỆN CỘT DẦM SÀN

Nguyên tắc bố trí hệ kết cấu

Bố trí hệ chịu lực cần ưu tiên những nguyên tắc sau:

Đơn giản, rõ ràng Nguyên tắc này đảm bảo cho công trình hay kết cấu có độ tin cậy kiểm

soát được Thông thường kết cấu thuần khung sẽ có độ tin cậy dễ kiểm soát hơn so với hệ kết cấu vách và khung vách….là loại kết cấu nhạy cảm với biến dạng

Trang 25

Truyền lực theo con đường ngắn nhất Nguyên tắc này đảm bảo cho kết cấu làm việc hợp

lý, kinh tế Đối với kết cấu bê tông cốt thép cần ưu tiên cho những kết cấu chịu nén, tránh những kết cấu treo chịu kéo, tạo khả năng chuyển đổi lực uốn trong khung thành lực dọc Đảm bảo sự làm việc không gian của hệ kết cấu

Lựa chọn sơ bộ kích thước tiết diện của các cấu kiện

Giải pháp kết cấu ngang ( dầm, sàn )

 Sơ bộ chiều dày sàn

Chiều dày sàn được sơ bộ theo công thức sau

30

 n s

Trang 26

kN A R

N q n S

 Si : Là diện tích truyền tải của sàn truyền vào cột

 qi: Tải trọng phân bố đều trên sàn

Trang 27

Tầng S tr.tải q N k F tt b x h F chọn

Tầng 2 19.58 18 6343.92 1.2 4478 30 x 140 4200 Trệt 19.58 18 6696.36 1.2 4727 30 x 140 4200

 Chọn bề dày vách 300 mm, vách lõi thang 250mm

 Sau khi có kích thước sơ bộ, mô hình ETABS và điều chỉnh lại tiết diện cho hợp lý để đảm bảo độ cứng của công trình

300

2900 300

Trang 28

THIẾT KẾ SÀN PHẲNG BÊ TÔNG CỐT THÉP, SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH ( TẦNG 6 )

MẶT BẰNG KẾT CẤU SÀN

Hình 3 1 : Mặt bằng đánh số các ô sàn

THÔNG SỐ THIẾT KẾ

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

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

Trọng lượng riêng của các thành phần cấu tạo sàn lấy theo “ sổ tay thực hành kết cấu

Trang 29

Tải trọng tác dụng lên sàn bao gồm:

 Tĩnh tải phụ thuộc các lớp cấu tạo sàn

 Tĩnh tải tường trên sàn

 Hoạt tải phụ thuộc mục đích sử dụng của sàn

 Trọng lượng bản thân sàn

Tĩnh tải

Hình 3 2 : Mặt cắt các lớp cấu tạo của sàn tầng điển hình

Để đơn giản trong tính tốn và thiên về an tồn Sinh viên lấy tải hồn thiện của ơ sàn điển hình gắn phân bố đều trên tồn ơ sàn ( trong đĩ cĩ tính luơn khu vực nhà vệ sinh)

Bảng 3 1 : Tải trọng của ơ sàn điển hình

Trọng lượng riêng

Chiều dày

Tĩnh tải tiêu chuẩn

Hệ số vượt tải

Tĩnh tải tính tốn (kN/m 3 ) (mm) (kN/m 2 ) (kN/m 2 )

và trần

Lớp lát sàn Ceramic, dày 10 mm

Lớp trát trần, dày 15mm Bản sàn bê tông dày 130 Lớp vữa lót, dày 30mm

Trang 30

STT Vật liệu

Trọng lượng riêng

Chiều dày

Tĩnh tải tiêu chuẩn

Hệ số vượt tải

Tĩnh tải tính toán (kN/m 3 ) (mm) (kN/m 2 ) (kN/m 2 )

Tải trọng tường trên sàn

 Trọng lượng bản thân tường dày 200mm

Giá trị hoạt tải được chọn dựa theo chức năng sử dụng của các loại phòng Hệ số độ tin cậy

n đối với tải trọng phân bố đều xác định theo điều 4.3.3 TCVN 2737–1995: Tải trọng và tác động –Tiêu chuẩn thiết kế Khi ptc < 2(kN/m2)  n = 1.3

 Khi ptc ≥ 2(kN/m2)  n = 1.2

Bảng 3 2 : Hoạt tải sử dụng trong công trình

Loại tải trọng

Tải trọng tiêu chuẩn Hệ số vượt tải

Tải trọng tính toán

Trang 31

Bảng 3 3 : Hoạt tải trung bình của các ô sàn

Ô sàn Công năng Tải trọng Diện tích Tải trọng trung bình

S1

Phòng ngủ 2.4 34.45

2.24 Nhà vệ sinh 1.95 6.27

Bếp 1.95 12.3

S2

Phòng khách 1.95 37.74 2.37 Hàng lang 3.6 12.95

S3

Phòng ngủ 2.4 25.56

2.67

WC 1.95 5.59 Hành lang 3.6 11.75

Trang 32

Hình 3 4 : Hoạt tải

Hình 3 5 : Tải tường

Hình 3 6 : Tải hoàn thiện

Trang 33

Các trường hợp tải trọng

Bảng 3 4 : Các trường hợp tải trọng

1 TLBT DEAD Trọng lượng bản thân

2 HOANTHIEN SUPERDEAD Tải hoàn thiện

3 TUONG SUPERDEAD Tải tường

4 HTTC LIVE Hoạt tải tầng chẵn

5 HTTL LIVE Hoạt tải tầng lẻ

Chia các dải strip

Chia dải COLUMN STRIP với bề rộng L/4 ( với L là nhịp tính toán ) theo phương X ( layer A ), theo phương Y ( layer B )

Chia dải MIDDLE STRIP với bề rộng L/2 ( với L là nhịp tính toán ) theo phương X ( layer

A ), theo phương Y ( layer B )

Trang 34

Hình 3 7 : Chia dải strip layer A theo phương X

Hình 3 8 : Chai dải strip layer B theo phương Y

Sau khi chia dải strip, tiến hành mesh sàn để kết quả ra đúng nhất

Chạy nội lực, ta có momen của sàn theo trip 2 phương

Trang 35

Hình 3 9 : Momen strip layer A theo phương X

Hình 3 10 : Momen strip layer B theo phương Y

Trang 36

KIỂM TRA ĐỘ VÕNG SÀN

Hình 3 11 : Chuyển vị của các ô sàn trong SAFE

Từ kết quả SAFE, ta thấy chuyển vị lớn nhất là f1  3 2279 mm ( bỏ qua co ngót, từ biến…)

Trong trường hợp kể đến co ngót và từ biến

f : Độ võng dài hạn của tải dài hạn kể đến nứt và từ biến

Để thiên về an toàn, sinh viên lấy lấy độ võng thực tế = 3 lần độ võng ngắn hạn

1 3 3 2279 9 6837

Độ võng giới hạn được lấy theo Bảng 4 -TCVN 5574–2012: Kết cấu bê tông và bê tông

cốt thép – Tiêu chuẩn thiết kế

Trang 37

TÍNH TOÁN CỐT THÉP

Cơ sở tính toán

Giả thiết a, tính h0 = h – a;

2 0

Căn cứ vào cấp độ bền của bê tông B30,b 1, tra Bảng E2 -TCVN 5574–2012: Kết cấu

bê tông và bê tông cốt thép – Tiêu chuẩn thiết kế Ta xác định được các thông số

0 541 0 395

    đối với nhóm cốt thép AIII

Giả thiết a = 20 mm ( khoảng cách từ mép ngoài mặt dưới bê tông đến trọng tâm lớp cốt thép )

Tính thép lớp dưới từ các momen dương lớn nhất theo mỗi phương X và Y

Tính thép lớp trên từ các momen âm lớn nhất theo mỗi phương X và Y

Kết quả tính toán

Tính toán DTCA – CSA1 : Với bề rộng strip là 1.687 m

 Tại nhịp với moment M n = 33.95(kNm)

Chiều cao làm việc của sàn : h230 20 210( mm )

Trang 38

0 0 0272 1 17 1687 210

449365

 Thỏa điều kiện

 Tại gối 2 với moment M g = -100.84 (kNm)

Chiều cao làm việc của sàn : h230 20 210( mm )

Trang 39

 Tính toán tương tự ta cho các vị trí khác ta có diện tích cốt thép như Bảng 3 7

Nhịp 30.22 2778 230 20 0.015 0.015 3.97 10 200 10.91 10 200 10.91 0.37 DTC C ( CSA3) Gối -59.99 2778 230 20 0.029 0.029 7.94 12 200 15.71 12 200 15.71 0.54

Nhịp 31.25 2778 230 20 0.015 0.015 4.11 10 200 10.91 10 200 10.91 0.37 DTC D (CSA4) Gối -105.02 1687 230 20 0.083 0.087 14.32 14 200 12.98 14 200 12.98 0.73

Nhịp 34.78 1687 230 20 0.027 0.028 4.60 10 200 6.62 10 200 6.62 0.37 DGN AB ( MSA1) Gối -72.99 3375 230 20 0.029 0.029 9.66 12 200 19.09 12 200 19.09 0.54

Nhịp 63.43 3375 230 20 0.025 0.025 8.38 10 200 13.25 10 200 13.25 0.37 DGN BC (MSA2) Gối -23.76 2200 230 20 0.014 0.015 3.12 12 200 12.44 12 200 12.44 0.54

Nhịp 20.69 2200 230 20 0.013 0.013 2.72 10 200 8.64 10 200 8.64 0.37 DGN CD ( MSA3) Gối -75.46 3375 230 20 0.030 0.030 10.00 12 200 19.09 12 200 19.09 0.54

Nhịp 70.00 3375 230 20 0.028 0.028 9.26 10 200 13.25 10 200 13.25 0.37 DTC 1 ( CSB1) Gối -28.34 1625 230 20 0.023 0.024 3.74 12 200 9.19 12 200 9.19 0.54

Nhịp 18.42 1625 230 20 0.015 0.015 2.42 10 200 6.38 12 200 9.19 0.46 DTC 2 ( CSB2 ) Gối -147.37 3475 230 20 0.057 0.058 19.80 12 200 19.65 12 200 19.65 0.54

Nhịp 106.25 3475 230 20 0.041 0.042 14.16 12 200 19.65 12 200 19.65 0.54 DTC 3 ( CSB3 ) Gối -151.64 3475 230 20 0.058 0.060 20.40 14 200 26.75 14 200 26.75 0.73

Nhịp 108.33 3475 230 20 0.042 0.042 14.44 12 200 19.65 12 200 19.65 0.54 DTC 4 ( CSB4 ) Gối -28.17 1625 230 20 0.023 0.023 3.72 12 200 9.19 12 200 9.19 0.54

Trang 40

Tên dải Vị trí Mmax b h a = a'  m   C.thép tính Thép phân bố Thép gia cường ch

(kNm) (mm) (mm) (mm) A s (cm 2 ) Ø a A s (cm 2 ) Ø a A s (cm 2 ) (%)

Nhịp 18.46 1625 230 20 0.015 0.015 2.43 10 200 6.38 10 200 6.38 0.37 DGN 12 ( MSB1) Gối -146.74 3250 230 20 0.060 0.062 19.76 16 200 32.67 16 200 32.67 0.96

Nhịp 79.08 3250 230 20 0.032 0.033 10.49 12 200 18.38 12 200 18.38 0.54 DGN 23 ( MSB2) Gối -224.45 3700 230 20 0.081 0.084 30.57 16 200 37.20 16 200 37.20 0.96

Nhịp 96.71 3700 230 20 0.035 0.035 12.85 12 200 20.92 12 200 20.92 0.54 DGN 34 ( MSB3) Gối -151.28 3250 230 20 0.062 0.064 20.39 14 200 25.01 14 200 25.01 0.73

Nhịp 81.33 3250 230 20 0.033 0.034 10.79 12 200 18.38 12 200 18.38 0.54

Định dạng
Số trang	285
Dung lượng	15,97 MB