Đề 85 chung cư tân hòa đông 20f + 1b đồ án tốt nghiệp đại học

1 Tải trọng các lớp cấu tạo sàn căn hộ tầng điển hình .... Tải trọng ngang: Tải gió gió tĩnh, gió động, tải động đất: là yếu tố rất quan trọng trong thiết kế nhà cao tầng, quyết định nội

Trang 1

Mục lục

1 GIỚI THIỆU VỀ CÔNG TRÌNH: 14

1.1 Quy mô công trình: 14

1.2 Giao thông công trình: 14

1.3 Chức năng các tầng: 14

1.4 Giải pháp thông thoáng: 14

1.5 Giởi thiệu về kiến trúc công trình: 15

1.5.1 Mặt đứng của công trình: 15

2 Nhiệm vụ thiết kế: 22

2.1 Thiết kế kết cấu khung: 22

2.2 Tiêu chuẩn sử dụng: 22

2.3 Giải pháp kết cấu: 22

2.3.1 Tải trọng: 22

2.3.2 Chuyển vị: 22

2.3.3 Hệ kết cấu chính: 23

2.3.4 Hệ kết cấu sàn: 23

2.4 Lựa chọn vật liệu: 24

2.4.1 Các tiêu chí lựa chọn vật liệu cho công trình: 24

2.4.2 Lựa chọn vật liệu để thiết kế cho công trình: 24

2.4.3 Lớp bê tông bảo vệ : 25

2.5 Sơ bộ kích thước tiết diện cho công trình : 26

2.5.1 Sơ bộ tiết diện dầm : 26

2.5.2 Sơ bộ tiết diện vách 27

3.1 Xác định tải trọng: 32

3.1.1 Tĩnh tải: 32

3.1.2 Hoạt tải: 35

3.1.3 Tổng tải trọng tác dụng lên sàn: 36

3.1.4 Tính toán theo phương pháp cổ điển: 36

3.1.5 Tính toán sàn bằng phần mềm SAFE: 56

4.1 Cấu tạo của cầu thang: 65

4.2 Chọn các kích thước của cầu thang: 65

Trang 2

4.3 Chọn các kích thước: 67

4.4 Xác định tải trọng: 67

4.4.1 Các lớp cấu tạo tầng thang: 67

4.4.2 Tải trọng tác dụng lên bản chiếu nghỉ: 68

4.4.3 Xác định nội lực trong cầu thang: 71

5 Nguyên tắc tính toán: 81

5.1 Xác định tải trọng tác dụng lên công trình: 81

5.1.1 Tĩnh tải tác dụng lên sàn: 81

5.1.2 Hoạt tải tác dụng lên sàn: 82

5.1.3 Tải trọng thang bộ: 82

5.1.4 Tải trọng thang máy: 82

5.1.5 Thành phần tĩnh của tải trọng gió: 83

5.1.6 Thành phần động của tải trọng gió: 86

5.2 Tổ hợp tải trọng: 98

5.2.1 Các trượng hợp tổ hợp tải trọng: 98

5.2.2 Các trượng hợp tổ hợp tải trọng: 98

5.3 Mô hình công trình trong ETABS: 99

5.3.1 Mô hình tổng thể kết cấu công trình: 99

5.3.2 Khai báo các vật liệu sử dựng trong công trình: 100

5.3.3 Khai báo các trường hợp tải trọng: 102

5.3.4 Khai báo các tổ hợp tải trọng: 102

5.3.5 Gán tải trọng tác dụng lên công trình: 103

5.3.6 Gán tải trọng tác dụng lên công trình: 105

5.3.7 Khai báo tuyệt đối cứng cho sàn: 106

5.3.8 Chia nhỏ ô sàn: 106

5.3.9 Gán tải trọng gió vào tâm công trình: 107

5.3.10 Kiểm tra mô hình: 109

5.3.11 Giải mô hình: 109

5.4 Kiểm tra kết cấu công trình: 109

5.4.1 Kiểm tra chuyển vị ngang của công trình: 109

5.4.2 Kiểm tra ổn định chống lật cho công trình: 110

5.4.3 Kiểm tra chuyển vị lệch tầng: 110

5.4.4 Kiểm tra chuyển vị võng cho dầm: 111

5.5 Tính toán và bố trí thép dầm cho khung trục 1: 114

Trang 3

5.5.1 Nội lực tính toán: 114

5.5.2 Tính cốt thép dọc: 115

5.5.2.1 Công thức tính toán: 115

5.5.2.2 Tính cốt thép cho dầm điển hình: 116

5.5.2.3 Tính toán vị trí cắt thép dựa vào biểu đồ bao vật liệu: 118

5.5.3 Tính toán cốt đai: 125

5.6 Tính toán và bố trí thép vách cho khung trục 1: 127

5.6.1 Giới thiệu tổng quát: 127

5.6.2 Công thức tính toán: 127

5.6.3 Công thức tính toán: 134

5.6.5 Kết quả tính toán vách khung trục 1: 136

6.1 Điều kiện địa chất công trình: 166

6.2 Điều kiện địa chất công trình: 166

6.2.1 Phân chia lớp nguyên chất: 166

6.2.2 Xác định các đặc trƣng tiêu chuẩn: 167

6.2.3 Đặc trƣng tính toán: 168

6.3 Kết quả tính toán các đặc trƣng cơ lý của đất nền: 170

6.3.1 Lớp 1-a: 170

6.3.1.1 Dung trọng tự nhiên: 170

6.3.1.2 Dung trọng khô: 170

6.3.1.3 Lực dính đơn vị và góc ma sát trong: 171

6.3.2 Lớp 1: 173

6.3.3 Lớp 2: 176

6.3.4 Lớp 3: 179

Trang 4

6.3.5 Lớp 4: 185

6.3.6 Lớp TK: 189

6.3.6.1 Dung trọng tự nhiên, dung trọng khô: 189

7.1 CÁC THÔNG SỐ CỌC ÉP: 192

7.1.1 Thông số cọc theo nhà sản xuất: 192

7.1.2 Vật liệu sử dụng: 192

7.1.3 Chọn kích thước sơ bộ: 193

7.2 Tính toán móng M1: 194

7.2.2 Tính toán sức chịu tải của cọc: 195

7.2.3 Tính toán sơ bộ lượng cọc: 202

7.2.4 Kiểm tra tải trọng tác dụng lên cọc trong móng: 204

7.2.5 Kiểm tra ứng suất dưới móng khối quy ước: 205

7.2.6 Kiểm tra độ lún của cọc: 208

7.2.7 Kiểm tra cọc chịu tải ngang theo mô hình Winker: 212

7.2.8 Kiểm tra xuyên thủng: 218

7.2.9 Tính cốt thép trong đài móng: 221

7.3.7 Kiểm tra độ lún của cọc: 243

7.3.10 Tính toán cốt thép trong đài móng: 250

7.4 Tính toán móng lõi thang: 255

Trang 5

7.4.2 Nội lực tính toán móng: 255

7.4.4 Tính toán sơ bộ số lượng cọc: 263

7.4.6 Kiểm tra ứng suất dưới khối móng quy ước: 267

7.4.7 Kiểm tra độ lún của móng cọc: 270

8 Tính toán móng cọc khoan nhồi: 283

8.1 Các thông số của cọc khoan nhồi: 283

8.2.6 Kiểm tra độ lún của móng cọc: 299

8.2.7 Kiểm tra cọc theo mô hình Winker: 303

8.3.7 Kiểm tra độ lún của móng: 327

8.3.10 Tính toán cốt thép của đài móng: 334

Trang 6

8.4 Tính toán móng lõi thang: 338

8.4.7 Kiểm tra ứng suất dưới khối móng quy ước: 353

8.4.8 Kiểm tra độ lún của móng: 355

Mục lục bảng Bảng 2 1 Bảng sơ bộ tiết diện dầm 26

Bảng 2 2 Bảng sơ bộ tiết diện cột C1 30

Bảng 2 3 Bảng sơ bộ tiết diện cột C2 31

Bảng 3 1 Tải trọng các lớp cấu tạo sàn căn hộ tầng điển hình 34

Bảng 3 2 Tải trọng các lớp cấu tạo sàn nhà vệ sinh tầng điển hình 34

Bảng 3 3 Hoạt tải sử dụng trên công trình 35

Bảng 3 4 Sơ đồ tính và giá trị nội lực của ô bản đơn theo cơ học kết cấu 38

Bảng 3 5 Bảng tổng hợp moment bản kê 4 cạnh (2 phương) 38

Bảng 3 6 Bảng tổng hợp moment bản dầm (1 phương) 39

Bảng 3 7 Hệ số tải trọng  xác định theo phương pháp cơ kết cấu 46

Bảng 3 8 Hệ số tính toán Moment của ô sàn S1 46

Bảng 3 9 Kiểm tra nứt tại gối 49

Bảng 3 10 Kiểm tra bề rộng vết nứt tại gối 52

Bảng 3 11 Bảng kết quả tính toán cốt thép của bản sàn 2 phương 54

Bảng 3 12 Thép sàn bản 1 phương 55

Bảng 3 13 Khái niệm và ý nghĩa các loại tải trọng trong khai báo 57

Bảng 3 14 Tổ hợp tải trọng 57

Bảng 3 15 Bảng tính thép theo giải strip A và B 61

Trang 7

Bảng 4 1 Tải trọng các lớp cấu tạo lên bản thang 68

Bảng 4 2 Tải trọng các lớp cấu tạo trên bản thang 68

Bảng 4 3 So sánh kết quả giữa 2 phương pháp tính 76

Bảng 4 4 Kết quả tính toán cốt thép cầu thang 78

Bảng 4 5 Kết quả tính toán cốt thép dầm chiếu tới 79

Bảng 5 1 Tải trọng các lớp cấu tạo sàn căn hộ tầng điển hình 81

Bảng 5 2 Tải trọng các lớp cấu tạo sàn nhà vệ sinh tầng điển hình 81

Bảng 5 3 Hoạt tải phân bố lên sàn 82

Bảng 5 4 Địa điểm và vị trí xây dựng công trình 83

Bảng 5 5 Độ cao Gradient và hệ số mt 84

Bảng 5 6 Bảng tổng hợp các giá trị tính toán 84

Bảng 5 7 Kết quả tính thành phần tĩnh của tải trọng gió theo phương X 85

Bảng 5 8 Chu kỳ giao động riêng cảu công trình 90

Bảng 5 9 Giá trị khối lượng từng tầng và tọa độ tấm cứng, tâm khối lượng 91

Bảng 5 10 Giá trị tần số dao động của công trình theo chu kì 95

Bảng 5 11 Giá trị tính toán thành phần động của gió theo phương X (Mode 2) 96

Bảng 5 12 Giá trị tính toán thành phần động của gió theo phương Y (Mode 1) 97

Bảng 5 13 Các trượng hợp tải trọng 98

Bảng 5 14 Các trường hợp tổ hợp tải trọng trung gian 98

Bảng 5 15 Các tổ hợp tải trọng 98

Bảng 5 16 Tổng hợp chuyển vị đỉnh của công trình 110

Bảng 5 17 Kết quả chuyển vị lệch tầng 111

Bảng 5 18 Kết quả tính võng dầm 114

Bảng 5 19 Bảng tính dầm từ tầng 1 đến tầng 4 121

Bảng 5 22 Bảng tính dầm từ tầng 15 đến tầng kỹ thuật 124

Bảng 5 23 Lọc dầm có lực cắt lớn nhất 126

Bảng 5 24 Kết quả nội lực vách P16 cạnh dài 134

Bảng 5 25 Kết quả tính toán thép vách P16 cạnh dài – Khung trục 1 137

Bảng 5 26 Kết quả tính toán thép vách P16 cạnh ngắn – Khung trục 1 142

Trang 8

Bảng 6 1 Hệ số biến động tới hạn của đất 167

Bảng 6 2 Giá trị tα ( bảng A1 – TCVN 9362 - 2012 ) 169

Bảng 6 3 BẢNG TỔNG HỢP CÁC CHỈ TIÊU CƠ LÝ CỦA ĐẤT 191

Bảng 7 1 Tải trọng tính toán tại chân vách M1 194

Bảng 7 2 Tải trọng tiêu chuẩn tại chân vách M1 194

Bảng 7 3 Các lực từ chân cột dời về trọng tâm đáy đài 204

Bảng 7 4 Giá trị phản lực đầu cọc 205

Bảng 7 5 Tính lún móng M1 210

Bảng 7 6 Tính độ cứng của lò xo cho từng lớp đất 213

Bảng 7 7 Kết quả tính thép cho đài móng M1 229

Bảng 7 8 Tải trọng tính toán tại chân cột C12 và C13 231

Bảng 7 9 Tải trọng tiêu chuẩn tại chân cột C12 và C13 231

Bảng 7 12 Tính độ cứng lò xo cho từng lớp đất 247

Bảng 7 13 Tải trọng tính toán tại chân vách P1 255

Bảng 7 14 Tải trọng tiêu chuẩn tại chân vách P1 256

Bảng 7 15 Giá trị phản lực đầu cọc (Phần mềm SAFE) 267

Bảng 7 17 Tính độ cứng của lò xo cho từng lớp đất 304

Bảng 8 1 Tải trọng tính toán tại chân vách M1 284

Bảng 8 2 Tải trọng tiêu chuẩn tại chân vách M1 284

Trang 9

Bảng 8 5 Tải trọng tính toán tại chân cột C12 và C13 313

Bảng 8 7 Tải trọng tính toán tại chân vách P1 339

Bảng 8 9 Giá trị phản lực đầu cọc (Phần mềm SAFE) 352

Mục lục hình Hình 2 1 Mặt đứng trục 1-7 15

Hình 2 2 Mặt đứng trục D1-A1 và A-D1 16

Hình 2 3 Mặt đứng trục 7-1 17

Hình 2 4 Mặt cắt C-C 18

Hình 2 5 Mặt cắt B-B 19

Hình 2 6 Mặt cắt D-D 20

Hình 2 7 Mặt bằng tầng điển hình 21

Hình 2 8 Mặt bằng cột vách dầm sàn tầng điển hình 28

Hình 3 1 Mặt bằng sàn dầm đánh số 32

Hình 3 2 Mặt cắt cấu tạo các lớp của sàn căn hộ 32

Hình 3 3 Mặt cắt lớp cấu tạo nhà vệ sinh 33

Hình 3 4 Mô hình SAFE 3D 56

Hình 3 5 Mặt bằng gán tĩnh tải sàn tầng điển hình (kN/m2) 57

Hình 3 6 Mặt bằng gán hoạt tải sàn tầng điển hình (kN/m2) 58

Hình 3 7 Dãy strip theo phương X,Y bề rộng 1m 59

Hình 3 8 Biểu đồ Moment theo phương X (kN.m) 59

Hình 3 9 Biểu đồ Moment theo phương Y (kN.m) 60

Hình 3 10 Độ võng của ô sàn trong SAFE (mm) 63

Hình 4 1 Mặt bằng cầu thang 66

Hình 4 2– Mặt cắt cầu thang 66

Hình 4 3 Mặt cắt cấu tạo cầu thang 67

Hình 4 4 Sơ đồ vế thang 1 70

Hình 4 6 Sơ đồ tính vế thang 1 73

Trang 10

Hình 4 8 Biểu đồ moment vế thang 1 74

Hình 4 9 Biểu đồ moment vế thang 2 74

Hình 4 10 Biểu đồ lực cắt vế thang 1 75

Hình 4 11 Sơ đồ dầm chiếu tới 77

Hình 4 12 Biểu đồ moment chiếu tới 77

Hình 4 13 Biểu đồ lực cắt chiểu tới 77

Hình 5 1 Catalogue thông số thang máy 82

Hình 5 2 Đồ thị xác định hệ số động lực i 86

Hình 5 3 Sơ đồ tính thanh consol có hữu hạn khối lượng tập trung 88

Hình 5 4 Sơ đồ tính toán động lực tải trọng gió lên công trình 88

Hình 5 5 Dạng dao động thứ 1 - Theo phương Y (Mode 1) 92

Hình 5 6 Dạng dao động thứ 2 - Theo phương X (Mode 2) 93

Hình 5 7 Dạng dao động thứ 3 - Theo phương X (Mode 3) 94

Hình 5 8 Mô hình tổng thể kết cấu công trình 99

Hình 5 9 Mặt bằng sàn điển hình trong Etabs 100

Hình 5 10 Khai báo vật liệu sử dụng bêtông B30 100

Hình 5 11 Khai báo tiết diện dầm 350600 101

Hình 5 12 Khai báo sàn dày 180 101

Hình 5 13 Khai báo vách dày 400mm 102

Hình 5 14 Khai báo các trường hợp tải trọng 102

Hình 5 15 Khai báo các tổ hợp tải trọng 103

Hình 5 16 Trọng lượng các lớp hoàn thiện tác dụng lên sàn (kN/m ) 1032 Hình 5 17 Trọng lượng tường tác dụng lên sàn (kN/m2) 104

Hình 5 18 Tải trọng tường tác dụng lên dầm (kN/m) 104

Hình 5 19 Hoạt tải 1 tác dụng lên sàn (kN/m2) 105

Hình 5 20 Hoạt tải 2 tác dụng lên sàn (kN/m2) 105

Hình 5 21 Khai báo Mass Source khối lượng tham gia dao động 106

Hình 5 22 Gán tâm cứng Diaphragm cho sàn 106

Hình 5 23 Chia nhỏ các ô sàn bằng cách Mesh ảo 107

Hình 5 24 Thành phần tĩnh của gió theo phương X (GTX) 107

Hình 5 25 Thành phần tĩnh của gió theo phương Y(GTY) 108

Hình 5 26 Thành phần động của gió theo phương X (GDX) 108

Hình 5 27 Thành phần động của gió theo phương Y (GDY) 109

Trang 11

Hình 5 28 Mô hình đã kiểm tra không có lỗi 109

Hình 5 29 Khung trục 1 trong mô hình ETABS 115

Hình 5 30 Nội lực tác dụng lên vách 127

Hình 5 31 Xác định trục chính và Moment quán tính chính trung tâm của vách 128

Hình 5 32 Chia vách thành những phần tử nhỏ 128

Hình 5 33 Xác định tung độ điểm chịu nén lấy với trục quán tính chính trung tâm 128

Hình 5 34 Sơ đồ tính vách 130

Hình 5 35 Biểu đồ ứng suất trong bêtông, Biểu đồ biến dạng, Quan hệ ứng suất biến dạng của cốt thép theo tiêu chuẩn ACI318, BS8110 và AS3600 132

Hình 5 36 Trình tự thiết lập biểu đồ tương tác 133

Hình 5 37 Biểu đồ tương tác 133

Hình 7 1 Thông số cọc bê tông ly tâm ứng suất trước 192

Hình 7 2 Thông số tiết diện ngang cọc D600 194

Hình 7 3 Kích thước móng M1 203

Hình 7 4 Biểu đồ quan hệ nén lún tại HK2-14 209

Hình 7 5 Khai báo vật liệu cọc 213

Hình 7 6 Khai báo tiết diện cọc 214

Hình 7 7 Khai báo lien kết gối cố định tại mũi cọc 214

Hình 7 8 Khai báo liên kết ngàm trượt cho đầu cọc 215

Hình 7 9 Khai báo độ cứng lò xo 215

Hình 7 10 Biểu đồ mô ment tại đầu cọc 216

Hình 7 11 Biểu đồ lực cắt tại đầu cọc 216

Hình 7 12 Biểu đồ lực cắt 216

Hình 7 13 Biểu đồ moment 216

Hình 7 14 Gán lực ngang tại đầu cọc 217

Hình 7 15 Chuyển vị đầu cọc 217

Hình 7 16 Tháp xuyên thủng của đài móng M1 219

Hình 7 17 Xuất nội lực từ ETABS sang phần mềm SAFE 221

Hình 7 18 Chọn tầng và tải trọng xuất sang SAF 222

Hình 7 19 Import file.F2K vào phần mềm SAFE 222

Hình 7 20 Khai báo vật liệu bê tông B30 223

Hình 7 21 Khai báo chiều dày đài móng M1 223

Hình 7 22 Khai báo độ cứng lò xo 225

Hình 7 23 Đài móng đã được gắn lò xo tại các vị trí cọc 225

Trang 12

Hình 7 24 Khai báo các trường hợp tổ hợp tải trọng 226

Hình 7 25 Kích thước bề rộng dãy STRIP 226

Hình 7 26 Bề rộng dãy STRIP theo 2 phương X,Y 226

Hình 7 27 Chạy bài toán 227

Hình 7 28 Moment(Combo Bao Max) theo các dãy STRIP theo phương X 227

Hình 7 29 Moment(Combo Bao Max) theo các dãy STRIP theo phương Y 228

Hình 7 30 Moment(Combo Bao Min) theo các dãy STRIP theo phương X 228

Hình 7 31 Moment(Combo Bao Min) theo các dãy STRIP theo phương Y 228

Hình 7 35 Tháp xuyên thủng đài móng M2 249

Hình 7 37 Bề rộng dãy STRIP theo 2 phương X và Y 252

Hình 7 38 Moment (Combo Bao Max) theo các dãy STRIP phương X 253

Hình 7 39 Moment (Combo Bao Max) theo các dãy STRIP phương Y 253

Hình 7 40 Moment (Combo Bao Min) theo các dãy STRIP phương X 253

Hình 7 41 Moment (Combo Bao Min) theo các dãy STRIP phương Y 254

Hình 7 44 Phản lực đầu cọc trong phần mềm SAFE (MAX) 266

Hình 7 45 Phản lực đầu cọc trong phần mềm SAFE (MIN) 267

Hình 7 47 Tháp xuyên đài móng lõi thang máy 276

Hình 7 48 Đài đã được gán lò xò 279

Hình 7 54 Tháp xuyên đài móng lõi thang máy 362

Hình 8 2 Biểu đồ quan hệ e-P 300

Trang 13

Hình 8 4 Tháp xuyên thủng của đài móng M1 306

Hình 8 5 Đài đã được gắn lò xo 309

Hình 8 6 Bề rộng dải bản Strip theo hai phương Y và X 310

Hình 8 13 Tháp xuyên thủng móng M2 332

Hình 8 14 Đài đã được gắn lò xo 335

Hình 8 15 Bề rộng dải bản Strip theo hai phương Y và X 335

Hình 8 20 Kích thước móng lõi thang máy 349

Hình 8 22 Phản lực đầu cọc trong phần mềm SAFE (MAX) 352

Hình 8 23 Phản lực đầu cọc trong phần mềm SAFE (MIN) 352

Hình 8 24 Biểu đồ quan hệ e-P 357

Hình 8 25 Đài đã được gán lò xò 364

Trang 14

CHƯƠNG 1 : Kiến trúc

1 GIỚI THIỆU VỀ CÔNG TRÌNH:

1.1 Quy mô công trình:

Công trình là chung cư Tân Hòa Đông 243 tọa lạc tại vị trí đắc địa ở quận 6 tọa lạc ngay mặt

tiền đường Tân Hòa Đông tiếp giáp với dòng sông Sài Gòn thơ mộng Mỗi căn hộ đều có ba mặt tiếp xúc với thiên nhiên: gió trời và không khí thoáng đãng, …

Diện tích đất là 1.1 Ha,diện tích sàn xây dựng là 56729.1 m2

Công trình gồm 20 tầng, trong đó gồm có: 1 tầng hầm, 1 tầng trệt, 17 tầng lầu, 1 tầng kỹ thuật

Cốt 0.00m đặt tại mặt sàn tầng trệt, mặt đất tự nhiên hiện trạng tại vị trí –0.45m, mặt bằng sàn tầng hầm tại cốt –3.45m Tổng chiều cao công trình là 72.2m tính từ cốt 0.00m.

1.2 Giao thông công trình:

Giao thông đứng trong công trình được đảm bảo bằng 3 buồng thang máy và 2 cầu thang

bộ, được đặt tại vị trí giữa khối nhà Trong đó, thang bộ phụ được đặt ở hướng Tây của chung

cư đóng vai trò luôn lối thoát hiểm

Giao thông ngang của mỗi đơn nguyên là hệ thống hành lang chung

1.4 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 Ngoài ra, mỗi căn hộ đều có lô gia để gia chủ tận hưởng khí trời

Trang 15

1.5 Giởi thiệu về kiến trúc công trình:

1.5.1 Mặt đứng của công trình:

Hình 2 1 Mặt đứng trục 1-7

Trang 16

Hình 2 2 Mặt đứng trục D1-A1 và A-D1

D C

B

Trang 17

Hình 2 3 Mặt đứng trục 7-1

1 2

3 4

5 6

7

Trang 18

Hình 2 4 Mặt cắt C-C

1 2

3 6

A1 B1

C1 D1

5 4

A

1 2

3 6

1 2

3 6

1 2

3 6

1 2

3 6

1 2

3 6

1 2

3 6

1 2

3 6

1 2

3 6

1 2

3 6

1 2

3 6

1 2

3 6

1 2

3 6

1 2

3 6

1 2

3 6

1 2

3 6

1 2

3 6

1 2

3 6

Trang 19

Hình 2 5 Mặt cắt B-B

1

1 2

3 4

5 6

7

1 1

5 4

1

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

1

Trang 20

2 3 6 1

Trang 21

Hình 2 7 Mặt bằng tầng điển hình

D(200x350) D(200x350) D(200x350) D(200x350)

2 1

D(350x600)

D(350x600) D(350x600) D(350x600) D(350x600) D(350x600) D(350x600)

D(350x600) D(350x600) D(350x600) D(350x600)

D(350x600) D(350x600) D(350x600) D(350x600) D(350x600) D(350x600) D(350x600) D(350x600) D(350x600) D(350x600) D(350x600) D(350x600)

D(350x600) D(350x600) D(350x600) D(350x600)

D(350x600) D(350x600) D(350x600) D(350x600) D(350x600) D(350x600) D(350x600) D(350x600) D(350x600) D(350x600)

D(350x950) D(350x600) D(350x600)

Trang 22

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ THIẾT KẾ

2 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 Thiết kế kết cấu khung:

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

2.2 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 Giải pháp kết cấu:

2.3.1 Tải trọng:

Tải trọng đứng: Trọng lượng bản thân, hoạt tải sử dụng… có giá trị khá lớn và tăng dần theo

số tầng cao của tòa nhà

Tải trọng ngang: Tải gió (gió tĩnh, gió động), tải động đất: là yếu tố rất quan trọng trong thiết

kế nhà cao tầng, quyết định nội lực và chuyển vị của công trình

2.3.2 Chuyển vị:

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

Trang 23

2.3.3 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

2.3.3.1.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

2.3.3.2.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

2.3.4 Hệ kết cấu sàn:

Trong công trình hệ sàn có ảnh hưởng rất lớn tới sự làm việc không gian của kết cấu Việc lựa chọn phương án sàn hợp lý là rất quan trọng Do vậy, cần phải có sự phân tích đúng để lựa chọn ra phương án phù hợp với kết cấu của công trình

Xét các phương án sàn

Cấu tạo bao gồm hệ dầm và bản sàn

2.3.4.1.Hệ sàn sườn:

 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 24

2.4 Lựa chọn vật liệu:

2.4.1 Các tiêu chí lựa chọn vật liệu 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 Lựa chọn vật liệu để thiết kế 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.Bê tông:

 (Bêtông sử dụng cho công trình theo TCVN 5574 – 2012: Kết cấu bê tông và bê tông cốt

thép – Tiêu chuẩn thiết kế)

 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 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:

bt

R 1.2MPab

E 32500MPa

Trang 25

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.Các 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 )

 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 )

Trang 26

 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 tiết diện dầm :

2 Chiều cao và bề rộng dầm được chọn lựa theo công thức kinh nghiệm sau:

d d d

Lhm

5 Kích thước tiết diện các dầm còn lại thể hiện trong

Bảng 2 1 Bảng sơ bộ tiết diện dầm

Trang 27

2.5.2 Sơ bộ tiết diện vách

2.5.2.1.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)

 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)

2.5.2.2.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 cách chọn lớn hơn 150mm hoặc 1 Ht

Trang 28

 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

 F là diện tích sàn tầng, chọn tầng điển hình là tầng 2 có st Fst 804m2

Tổng diện tích mặt cắt ngang vách cứng trên bề mặt bằng công trình có

2 v

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 28ang đáng kể độ võng của sàn

 Chiều dày bản sàn xác định sơ bộ theo công thức:

A

B C D

2 1

D1

a a

2 1

Trang 29

 D: hệ số phụ thuộc vào tải trọng, D0.8 1.4 , chọn D 1

 hmin : chiều dày tối thiểu của bản sàn

h 100mm : đối với sàn nhà công nghiệp, công trình công cộng

 Chọn tiết diện cho ô sàn điển hình

Trang 30

2.5.2.3.Sơ bộ tiết diện cột:

Bảng 2 2 Bảng sơ bộ tiết diện cột C1

Trang 31

Bảng 2 3 Bảng sơ bộ tiết diện cột C2

Trang 32

Tĩnh tải của sàn bêtông cốt thép chủ yếu phụ thuộc vào các lớp cấu tạo sàn và trọng lượng

thiết bị treo bên dưới của sàn (nếu có) Trong công trình thiết kế, sàn có các lớp cấu tạo như

S8

S9

S11 S10

S12

S10 S13

2 1

D(350x600)

D(350x600) D(350x600) D(350x600) D(350x600) D(350x600) D(350x600)

D(350x600) D(350x600) D(350x600) D(350x600)

D(350x600) D(350x600) D(350x600) D(350x600) D(350x600) D(350x600) D(350x600) D(350x600) D(350x600) D(350x600) D(350x600) D(350x600)

D(350x600) D(350x600) D(350x600) D(350x600)

D(350x600) D(350x600) D(350x600) D(350x600) D(350x600) D(350x600) D(350x600) D(350x600) D(350x600) D(350x600)

D(350x950) D(350x600) D(350x600)

Trang 33

Hình 3 3 Mặt cắt lớp cấu tạo nhà vệ sinh 3.1.1.1.Tải trọng của tường:

sàn chịu tải trọng tường lớn hơn để tính toán điển hình

 Tải trọng tường phân bố trên dầm: Tường bao dày 200mm, tường bên trong dày 100mm

 Dầm D350600:

200 t

 Dầm D200350:

150 MM

Trang 34

3.1.1.2.Tải trọng cái lớp cấu tạo căn hộ và nhà vệ sinh:

Bảng 3 1 Tải trọng các lớp cấu tạo sàn căn hộ tầng điển hình

Bảng 3 2 Tải trọng các lớp cấu tạo sàn nhà vệ sinh tầng điển hình

Tải trọng tiêu chuẩn

g kN / m

Hệ số vƣợt tải n

Tải trọng tính toán

Trọng lƣợng riêng γ (kN/m3)

g kN / m

Trang 35

g kN / m

Tra mục 4.3 tiêu chuẩn [TCVN 2737-1995] đƣợc các giá trị hoạt tải thể hiện trong Bảng 3.3

Bảng 3 3 Hoạt tải sử dụng trên công trình

Công năng Trị số tiêu chuẩn tc 2

Trang 36

Tỷ số

Loại ô bản Tĩnh tải

tính toán

Tổng tải

trọng Hoạt

tải tính toán

L1(cạnh ngắn)

L2(cạnh dài)

Các lớp cấu tạo sàn

 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 đƣợc xem là ngàm

Trang 37

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)

3.1.4.1.1 Đối với ô sàn làm việc 2 phương:

Cắt ô bản theo mỗi phương với bề rộng b=1m, giải với tải phân bố đều tìm được moment nhịp và gối

 Giá trị tải trọng: P(gsp ).L L (kN)s 1 2

 Sơ đồ tính: Tra phụ lục 15 – Kết cấu bê tông cốt thép Tập 3 – Võ Bá Tầm

Hình 2.1 – Sơ đồ tính số 9 ứng với ô sàn có liên kết ngàm 4 cạnh

Trang 38

Trong đó:

- M , M1 2 : Momen dương giữa bản

- M , M : Momen âm ở gối I II

- Các hệ số m , m , k , k tra theo tỉ số i1 i2 i1 i2 L / L2 1 Trong phụ lục 15 – Kết cấu bê tông cốt thép Tập 3 – Võ Bá Tầm

3.1.4.1.2 Đối với ô sàn làm việc 1 phương:

Xét 1 dãi bản có bề rộng b = 1m theo phương cạnh ngắn và tính thép cho dải bản đó như một dầm kích thước (b h ) s với 2 đầu được xét với tỷ số (h / h )d s để xác định được liên kết là ngàm hay khớp

Giá trị tải trọng phân bố đều tác dụng : q(gsp )s b N/ m(k )

Giá trị nội lực và sơ đồ tính: Xác định theo sơ đồ cơ học kết cấu, Bảng 3.4

Bảng 3 4 Sơ đồ tính và giá trị nội lực của ô bản đơn theo cơ học kết cấu

91

m 0.02708 M 1 13.41 92

m 0.0125 M 2 6.19 91

k 0.04746 M I -23.503 92

k 0.02854 MII -14.133

91

m 0.0198 M 1 3.302 92

m 0.0226 M 2 4.17

Trang 39

Ô sàn L1 (m) L2 (m) L2/L1 Sơ đồ

tính

Tải trọng q(kN/m2) Các hệ số Moment(kN.m)

91

k 0.0556 M I -10.257 92

k 0.0417 MII -7.693

91

m 0.02035 M 1 5.897 92

m 0.0077 M 2 1.97 91

k 0.0447 M I -11.436 92

k 0.01705 MII -4.36

91

m 0.0197 M 1 6.67 92

m 0.0064 M 2 2.17 91

k 0.0431 M I -14.6 92

A (%)

b h

 



Trong đó:

- M : Moment tính toán ở nhịp hoặc ở gối

- Rb : Cường độ chịu nén của bêtông B30 : Rb 17MPa

- Rs : Cường độ chịu kéo của cốt thép:

 Rs225MPa đối với thép (Ø <10mm) loại AI

 Rs280MPa đối với thép (Ø10mm) loại AII

- b : Bề rộng dải bản đem đi tính toán Lấy b = 1m

Trang 40

- R : Tra Bảng E.2 – [TCVN 5574-2012: Kết cấu bêtông và bê tông cốt thép –

Tiêu chuẩn thiết kế] Ứng với bêtông B30 và b 1, ta có:

 Đối với nhóm thép AI (Ø <10mm)  R 0.419, R 0.596

 Đối với thép AII (Ø10mm) có  R 0.409, R 0.573

 Đối với thép AIII (Ø10mm) có  R 0.395, R 0.541

- b : hệ số điều kiện làm việc Chọn b 1, tra Bảng 15 – [TCVN 5574-2012: Kết

cấu bêtông và bê tông cốt thép – Tiêu chuẩn thiết kế]

s b max R b

 Tính toán khả năng kháng nứt của sàn:

Kiểm tra sự hình thành vứt nứt, theo mục 7.1.2.4, [TCVN 5574-2012: Kết cấu bêtông

và bê tông cốt thép – Tiêu chuẩn thiết kế], vết nứt đƣợc hạn chế theo điều kiện:

r crc bt,ser pl rp

M M R W M

Trong đó:

Định dạng
Số trang	370
Dung lượng	22,14 MB