CHƯƠNG 2. TỔNG QUAN KẾT CẤU CÔNG TRÌNH
2.1. CƠ SỞ THIẾT KẾ
2.1.1. Tiêu chuẩn – Quy chuẩn áp dụng.
Căn cứ Nghị Định số 12/2009/NĐ – CP, ngày 10/02/2009 của Chính Phủ về quản lý dự án đầu tư xây dựng.
Căn cứ Nghị Định số 15/2013/NĐ – CP, ngày 03/02/2013 về quản lý chất lượng công trình xây dựng.
Các tiêu chuẩn quy phạm hiện hành của Việt Nam:
• TCVN 2737 – 1995: Tải trọng và tác động – Tiêu chuẩn thiết kế.
• TCVN 5574 – 2018: Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép – Tiêu chuẩn thiết kế.
• TCVN 5575 – 2012: Kết cấu thép – Tiêu chuẩn thiết kế.
• TCVN 10304 – 2014: Móng cọc – Tiêu chuẩn thiết kế.
• TCVN 9386 – 2012: Thiết kế công trình chịu động đất.
• TCVN 9362 – 2012: Thiết kế nền nhà và công trình.
• TCVN 9153 – 2012: Công trình thủy lợi, phương pháp chỉnh lý kết quả thí nghiệm đất.
• TCXD 229 – 1999: Chỉ dẫn tính toán thành phần động của tải trọng gió.
• QCVN 02-2009/BXD: Số liệu điều kiện tự nhiên dùng trong xây dựng
• QCVN 06 – 2010/BXD Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về An toàn cháy cho nhà và công trình
GVHD: TS. ĐÀO DUY KIÊN TRANG 8 2.1.2. Quan điểm tính toán kết cấu.
2.1.2.1. Giả thuyết tính toán.
Sàn tuyệt đối cứng trên mặt phẳng của nó, liên kết giữa sàn vào cột, vách được tính là liên kết cứng (xét cùng cao trình). Không kể đến biến dạng cong ngoài mặt phẳng sàn lên các phần tử liên kết.
Mọi thành phần hệ chịu lực trên từng tầng đều chuyển vị ngang như nhau.
Các cột, vách cứng thang máy đều được ngàm ở vị trí chân cột và chân vách cứng ngay ở đài móng.
Các tải trọng ngang tác dụng lên sàn dưới dạng lực tập trung tại từng tầng, từ đó sàn sẽ truyền vào cột, vách truyền xuống móng và nền.
2.1.2.2. Phương pháp xác định nội lực
Bảng 2.1 Các phương pháp xác định nội lực.
Phương pháp Phương pháp giải tích Phương pháp Số - Phần tử hữu hạn
Ưu điểm
Mô tả gần đúng cách thức ứng xử của hệ, các bộ phận kết cấu làm việc cùng nhau → tìm nội lực trực tiếp với độ chính xác
cao gần với thực tế.
Rời rạc hóa toàn bộ hệ chịu lực của tòa nhà, chia các hình dạng phức tạp thành đơn giản
→ thông qua các phần mềm → tìm nội lực gián tiếp và tính thép
Nhược điểm Chỉ giải quyết bài toán đơn giản
Đòi hỏi người dùng phải hiểu và sử dụng tốt phần mềm để có thể nhìn nhận đúng nội lực
và biến dạng vì phần mềm không mô tả chính xác thực tế
→ Ở đồ án, sinh viên lựa chọn phương pháp phần tử hữu hạn (thông qua sự hỗ trợ của các phần mềm) để thực hiện tính toán thiết kế. Thông qua các mô hình phân tích, sinh viên có thể dễ dàng xuất được nội lực, chuyển vị,... mà phương pháp giải tích phải tốn rất nhiều thời gian để
xác định. Tuy nhiên, một số cấu kiện sinh viên kết hợp phương pháp giải tích và phần tử hữu hạn để đem lại kết quả tin cậy hơn.
2.1.2.3. Kiểm tra theo trạng thái giới hạn.
Khi tính toán thiết kế kết cấu bê tông cốt thép cần phải thỏa mãn những yêu cầu về tính toán theo độ bền (TTGH I) và đáp ứng điều kiện sử dụng bình thường (TTGH II).
Trạng thái giới hạn thứ nhất TTGH I (về cường độ) nhằm đảm bảo khả năng chịu lực của kết cấu, cụ thể bảo đảm cho kết cấu:
• Không bị phá hoại do tác dụng của tải trọng và tác động;
• Không bị mất ổn định về hình dạng và vị trí;
Trạng thái giới hạn thứ hai TTGH II (về điều kiện sử dụng) nhằm đảm bảo sự làm việc bình thường của kết cấu, cụ thể cần hạn chế:
• Khe nứt không mở rộng quá giới hạn cho phép hoặc không xuất hiện khe nứt;
GVHD: TS. ĐÀO DUY KIÊN TRANG 9
• Không có những biến dạng quá giới hạn cho phép như độ võng, góc xoay, góc trượt, dao động.
2.1.3. Phần mềm tính toán và thể hiện bản vẽ.
Phần mềm phân tích kết cấu: ETABS 2018 (Hệ khung, cầu thang 3D), SAFE 2016 (Sàn, móng),
Phần mềm triển khi bản vẽ: Autocad 2019.
2.1.4. Vật liệu sử dụng.
Công trình được thiết kế dựa trên hệ thống TCVN. Vì vậy, vật liệu bê tông cũng phải tuân thủ nghiêm ngặt cấp phối đến kiểm tra xác định cường độ mẫu thử.
Bảng 2.2 Cấp bền bê tông dùng cho thiết kế các cấu kiện
Cấu kiện
Cấp độ bền chịu nén bê tông tương đương theo TCVN
5574_2018
Cường độ chịu nén, kéo của bê tông (Rb,Rbt)MPa Cọc khoan nhồi, bê tông móng,
vách cứng, dầm, sàn, sàn tầng hầm, sàn mái.
B30 (17;1.15)
Lớp lót B12.5 (8.5;0.75)
2.1.4.1. Cốt thép.
Bảng 2.3 Thông số vật liệu cốt thép theo TCVN 5574- 2018.
Stt Loại thép Đặc tính
1 CB240-T 10 Rs Rsc 210 MPa , Rsw 170 MPa , Es 2 10 MPa6
2 CB400-V 10 Rs Rsc 350 MPa , Es 2 10 MPa6
2.1.5. Lớp bê tông bảo vệ
Chiều dày lớp bê tông bảo vệ được xác định dựa trên các chỉ tiêu sau:
• QCVN 06 – 2010/BXD – Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia an toàn cháy cho nhà và công trình;
• Địa điểm xây dựng công trình ở Bình Dương, xa khu vực có độ xâm thực ăn mòn bê tông như bờ biển, miền sông nước,…
• TCVN 5574 – 2018, Mục 10.3.1 – Lớp bê tông bảo vệ.
Bảng 2.4 Lớp bê tông bảo vệ theo QC 06-2010 QUY CHUẨN KỸ THUẬT QUỐC GIA VỀ AN TOÀN CHÁY CHO NHÀ VÀ CÔNG TRÌNH
STT Cấu kiện Lớp bê tông bảo vệ
1 Cọc, đài móng 50 mm
2 Kết cấu tiếp xúc với đất, có bê tông lót, dầm 40 mm
3 Sàn, vách lõi 25 mm
4 Cầu thang 20 mm
GVHD: TS. ĐÀO DUY KIÊN TRANG 10 Bảng 2.5 Lớp bê tông bảo vệ TCVN 5574-2018
STT Cấu kiện Lớp bê tông bảo vệ
1 Cọc, đài móng 40 mm
2 Kết cấu tiếp xúc với đất, có bê tông lót 40 mm
3 Sàn, dầm, cầu thang,vách lõi 20 mm