TỔNG QUAN
KHÁI QUÁT VỀ KIẾN TRÚC CÔNG TRÌNH
1.1.1 Mục đích xây dựng công trình.
Với xu hướng hội nhập và công nghiệp hoá hiện đại, nhu cầu nâng cao mức sống của người dân ngày càng trở nên cấp thiết Để đáp ứng kịp thời nhu cầu về chỗ ở, nghỉ ngơi và giải trí, việc phát triển các công trình nhà ở cao tầng là rất quan trọng Căn hộ chung cư cao cấp BCONS SUỐI TIÊN ra đời nhằm phục vụ nhu cầu này, đồng thời góp phần thay đổi bộ mặt đô thị, phản ánh sự phát triển của một đất nước đang trên đà tiến bộ.
1.1.2 Vị trí đặc điểm công trình.
Tên dự án: BCONS SUỐI TIÊN
Vị trí dự án: Mặt tiền đường 45, Tân Lập, Thị xã Dĩ An, tỉnh Bình Dương
Chủ đầu tư: Công ty Cổ Phần Địa Ốc BCONS
Nhà phát triển dự án: Công ty Cổ Phần Đầu tư Xây dựng BCONS & PPSN COMPANY LIMITED (Thái Lan)
Nhà thầu xây dựng : Công ty Cổ Phần Đầu tư Xây dựng BCONS Đơn vị tư vấn thiết kế: Công ty Cổ Phần Tư vấn Thiết kế BCONS
Tổng diện tích đất dự án: 5.875m2
Tổng số căn hộ: 656 căn hộ & Shophouse
Thời điểm bàn giao căn hộ : Quý III/2020
Hình 1.1 – Vị trí BCONS SUỐI TIÊN
Bcons Suối Tiên nằm tại 45 Đường Tân Lập, P 14, Dĩ An, Bình Dương, với vị trí đắc địa đối diện Suối Tiên Mặc dù có pháp lý thuộc Bình Dương, nhưng về mặt địa lý, dự án lại nằm trong khu vực TP Hồ Chí Minh.
Sở hữu hạ tầng giao thông hoàn hiện, từ dự án quý khách có thể dễ dàng di chuyển tới các vị trí:
Bệnh viện ung bướu cơ sở 2: 400m
Khu du lịch suối tiên: 1 Km
Ngã tư Thủ Đức: 2 Km
1.1.3 Quy mô tiện ích dự án.
Tổng diện tích lô đất: 5.875m2
Dự án gồm Block A và Block B với khoảng 656 căn hộ & shophouse
Trong đó bao gồm: 02 tầng hầm, 01 tầng kỹ thuật, 01 tầng mái, 02 tầng sinh hoạt cộng đồng và 18 tầng điển hình
Dự án BCONS SUỐI TIÊN bao gồm shophouse tại tầng trệt và các tầng trên dành cho chung cư, với chiều cao tầng trệt là 4.4m, tầng 2 là 3.6m và từ tầng 3 trở lên là 3.3m Dự án cung cấp đầy đủ tiện ích như hồ bơi, phòng gym, nhà trẻ, công viên, khu vui chơi cho trẻ em và phòng sinh hoạt cộng đồng, phục vụ nhu cầu sống tiện nghi cho cư dân.
CƠ SỞ THIẾT KẾ
1.2.1 Quy trình thiết kế xây dựng công trình.
Theo Điều 23 của Nghị định 59/2015/NĐ-CP, quy trình thiết kế xây dựng bao gồm các bước: thiết kế sơ bộ (đối với báo cáo nghiên cứu tiền khả thi), thiết kế cơ sở, thiết kế kỹ thuật, thiết kế bản vẽ thi công và các bước thiết kế bổ sung khác nếu cần thiết.
Mỗi dự án đầu tư xây dựng đều có cấp công trình riêng, phụ thuộc vào loại, quy mô, yêu cầu kỹ thuật và điều kiện thi công Do đó, số bước thiết kế công trình được xác định bởi nhà đầu tư Dự án BCONS SUỐI TIÊN được thiết kế theo ba bước: thiết kế cơ sở, thiết kế kỹ thuật và thiết kế bản vẽ thi công.
1.2.2 Tiểu chuẩn áp dụng thiết kế.
Công trình “BCONS SUỐI TIÊN” được thiết kế dựa trên tiêu chuẩn xây dựng hiện hành của Việt Nam như sau:
Bảng 1.1 – Tiêu chuẩn áp dụng thiết kế cho công trình BCONS SUỐI TIÊN
STT Kí hiệu tiêu chuẩn
LỰA CHỌN GIẢI PHÁP KẾT CẤU
1.3.1 Phân tích lựa chọn giải pháp kết cấu phần thân
1.3.1.1 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 bao gồm các thành phần như tầng cứng, dầm truyền, hệ giằng liên tầng và khung ghép, tạo nên một cấu trúc vững chắc và hiệu quả Những yếu tố này không chỉ tăng cường tính ổn định mà còn cải thiện khả năng chịu lực của công trình.
Mỗi loại kết cấu có những ưu điểm và nhược điểm riêng, phù hợp với quy mô và yêu cầu thiết kế của từng công trình Do đó, việc lựa chọn giải pháp kết cấu cần được xem xét kỹ lưỡng để đảm bảo tính hiệu quả về kinh tế và kỹ thuật cho từng dự án cụ thể.
Hệ kết cấu khung mang lại lợi ích trong việc tạo ra không gian rộng rãi và linh hoạt với sơ đồ làm việc rõ ràng Tuy nhiên, nhược điểm lớn của nó là khả năng chịu tải trọng ngang kém, đặc biệt khi áp dụng cho các công trình cao tầng hoặc ở khu vực có cấp động đất lớn Hệ kết cấu này phù hợp cho công trình cao tối đa 15 tầng ở vùng chống động đất cấp 7, 10-12 tầng ở vùng cấp 8, và không nên sử dụng cho công trình ở vùng cấp 9.
Hệ kết cấu khung – vách và khung – lõi là lựa chọn phổ biến trong thiết kế nhà cao tầng nhờ vào khả năng chịu tải ngang hiệu quả Mặc dù vậy, hệ kết cấu này yêu cầu sử dụng nhiều vật liệu hơn và quy trình thi công phức tạp hơn cho các công trình áp dụng.
Hệ kết cấu ống tổ hợp là lựa chọn lý tưởng cho các công trình siêu cao tầng nhờ vào khả năng làm việc đồng đều và khả năng chịu tải trọng ngang lớn.
Tùy thuộc vào yêu cầu kiến trúc, quy mô công trình và tính khả thi, việc lựa chọn hệ kết cấu chịu lực theo phương đứng cần đảm bảo sự ổn định và an toàn cho công trình.
Dựa trên quy mô công trình với 22 tầng và 2 hầm, sinh viên đã áp dụng hệ chịu lực khung lõi, trong đó khung chịu toàn bộ tải trọng đứng và lõi chịu tải trọng ngang cùng các tác động khác Hệ thống này không chỉ đảm bảo khả năng chịu lực chính cho công trình mà còn tăng cường độ cứng, góp phần nâng cao tính ổn định và an toàn cho toàn bộ công trình.
Hệ kết cấu đứng của công trình sử dụng giải pháp khung cột vách, bao gồm các vách thang máy, thang bộ và hệ vách cột kéo dài từ tầng hầm 2 đến mái.
Hệ kết cấu theo phương thẳng đứng đóng vai trò quan trọng trong việc chịu tải trọng ngang và tải trọng đứng của công trình.
- Các nhóm chiều dày vách: 400mm.
1.3.1.2 Giải pháp kết cấu theo phương ngang.
Việc chọn giải pháp kết cấu sàn phù hợp là rất quan trọng, ảnh hưởng đến hiệu quả kinh tế của công trình Đối với các công trình cao, tải trọng tích lũy từ các tầng trên xuống cột và móng dưới sẽ tăng, dẫn đến chi phí cao hơn cho móng và cột, cũng như tăng tải trọng ngang do động đất Do đó, cần ưu tiên lựa chọn giải pháp sàn nhẹ để giảm tải trọng thẳng đứng.
Các loại kết cấu sàn đang được sử dụng rông rãi hiện nay gồm:
Cấu trúc bao gồm hệ dầm và bản sàn, mang lại ưu điểm là tính toán đơn giản và tăng cường độ cứng cho hệ kết cấu khung – vách, khung – lõi Công nghệ thi công đa dạng tại Việt Nam giúp thuận tiện trong việc lựa chọn phương pháp thi công phù hợp.
Nhược điểm của thiết kế này là chiều cao dầm và độ võng của bản sàn rất lớn khi vượt khẩu độ lớn, điều này dẫn đến việc tăng chiều cao tầng của công trình, gây lãng phí không gian sử dụng.
Cấu trúc bao gồm các bản kê trực tiếp lên cột, mang lại nhiều ưu điểm như chiều cao kết cấu nhỏ giúp giảm chiều cao công trình và tiết kiệm không gian sử dụng Phương án này dễ dàng phân chia không gian và thi công nhanh hơn so với phương án sàn dầm, vì không cần gia công cốp pha và cốt thép phức tạp Việc lắp dựng ván khuôn và cốp pha cũng trở nên đơn giản hơn.
Phương án này có nhược điểm là các cột không được liên kết với nhau, dẫn đến độ cứng thấp hơn so với phương án sàn dầm Điều này làm cho khả năng chịu lực theo phương ngang kém hơn, khiến tải trọng ngang chủ yếu do vách chịu, trong khi tải trọng đứng do cột và vách đảm nhận Để đảm bảo khả năng chịu uốn và chống chọc thủng, sàn cần có chiều dày lớn, do đó khối lượng sàn tăng lên.
Sàn không dầm ứng lực trước
Cấu tạo của hệ thống bao gồm các bản kê trực tiếp lên cột với cốt thép được ứng lực trước Ưu điểm của thiết kế này là giảm chiều dày và độ võng của sàn, từ đó giảm chiều cao công trình và tiết kiệm không gian sử dụng Ngoài ra, việc phân chia không gian các khu chức năng cũng trở nên dễ dàng hơn.
Nhược điểm: Tính toán phức tạp Thi công đòi hỏi thiết bị chuyên dụng.
TẢI TRỌNG
TĨNH TẢI
TẢI TRỌNG VÀ TÁC ĐỘNG
Xác định hệ số Mass Source Phân tích dao động Tính toán
Tĩnh tải tác dụng lên sàn bao gồm trọng lượng bản thân bản BTCT, trọng lượng các lớp hoàn thiện và đường ống thiết bị.
Bảng 2.1 – Tỉnh tải các lớp cấu tạo sàn điển hình
Các lớp hoàn thiện sàn và trần
Tổng tĩnh tải chưa kể trọng lượng bản thân sàn
Tải trọng vói hệ số vượt tải trung bình n = 1.2
Bảng 2.2 – Tỉnh tải các lớp cấu tạo sàn tầng sân thượng và mái
Các lớp hoàn thiện sàn và trần
Tổng tĩnh tải chưa kể trọng lượng bản thân sàn
Tải trọng vói hệ số vượt tải trung bình n = 1.2
Bảng 2.3 – Tỉnh tải các lớp cấu tạo sàn vệ sinh
Các lớp hoàn thiện sàn và trần
Tổng tĩnh tải chưa kể trọng lượng bản thân sàn
Tải trọng vói hệ số vượt tải trung bình n = 1.2
Bảng 2.4 – Tỉnh tải các lớp cấu tạo sàn sảnh, hành lang (tầng điển hình)
Các lớp hoàn thiện sàn và trần
Tổng tĩnh tải chưa kể trọng lượng bản thân sàn
Tải trọng vói hệ số vượt tải trung bình n = 1.2
Bảng 2.5 – Tỉnh tải các lớp cấu tạo ban công (tầng điển hình)
Các lớp hoàn thiện sàn và trần
Tổng tĩnh tải chưa kể trọng lượng bản thân sàn
Tải trọng vói hệ số vượt tải trung bình n = 1.2
Bảng 2.6 – Tỉnh tải các lớp cấu tạo sàn kỹ thuật(tầng điển hình)
Các lớp hoàn thiện sàn và trần
Tổng tĩnh tải chưa kể trọng lượng bản thân sàn
Tải trọng vói hệ số vượt tải trung bình n = 1.2
Bảng 2.7 – Tỉnh tải các lớp cấu tạo cầu thang
Các lớp hoàn thiện sàn và trần
Tổng tĩnh tải chưa kể trọng lượng bản thân sàn
Tải trọng vói hệ số vượt tải trung bình n = 1.2
Bảng 2.8 – Trọng lượng tường xây trên dầm và sàn
Tường gạch có lỗ dày 200
Ghi chú: Tại vị trí thường có cửa ta lấy 80% tải trọng tường.
HOẠT TẢI
Hoạt tải tác dụng lên công trình được xác định dựa trên TCVN 2737 – 1995 và công năng của từng khu vực Giá trị hoạt tải cho từng khu chức năng được quy định cụ thể như sau.
Bảng 2.9 – Hoạt tải tác dụng lên sàn
Phòng ngủ, phòng khách, phòng ăn, vệ sinh và bếp
Sảnh, hành lang, cầu thang tầng căn hộ
7 Mái bằng có sử dụng
8 Mái bằng không có sử dụng
Theo TCVN 2937:1995, hệ số độ tin cậy cho tải trọng phân phối đều trên sàn và cầu thang được quy định là 1.3 khi tải trọng tiêu chuẩn nhỏ hơn 2 kN/m², và 1.2 khi tải trọng tiêu chuẩn lớn hơn hoặc bằng 2 kN/m².
TẢI TRỌNG GIÓ
Theo TCVN 2737:1995 và TCXD 229:1999: gió nguy hiểm nhất là gió vuông góc với mặt đón gió.
Tải trọng gió bao gồm 2 thành phần:
Thành phần tĩnh của gió.
Thành phần động của gió.
Tải trọng gió tĩnh được tính toán như sau:
-Wo = 0.83 kN/m 2 Công trình đang xây dựng ở Tp Hồ Chí Minh thuộc khu vực II-A, và ảnh hưởng của gió bão được đánh giá là yếu.
-kz: là hệ số tính đến sự thay đổi của áp lực gió theo độ cao, lấy theo bảng 5, TCVN 2737:1995
-c: là hệ số khí động, đối với mặt đón gió c = + 0.8, mặt hút gió c = - 0.6 Hệ số tổng cho mặt đón gió và hút gió là: c = 0.8 + 0.6 = 1.4
-Hệ số độ tin cậy của tải trọng gió là = 1.2
Tải trọng gió tĩnh được quy về thành lực tập trung tại các cao trình sàn, với lực gió tiêu chuẩn theo phương X (W tcx) và phương Y (W tcy) được đặt tại tâm cứng của mỗi tầng Lực gió này được tính bằng áp lực gió nhân với diện tích đón gió.
Bảng 2.10 – Kết quả tính toán gió tĩnh theo phương X, phương Y
Vị trí công trình: BCons Garden Tỉnh/Thành phố:
- Chiều dài công trình By
- Chiều rộng công trình Bx
- Áp lực gió tiêu chuẩn W 0
Vị trí công trình: BCons Garden Tỉnh/Thành phố:
- Chiều dài công trình By
- Chiều rộng công trình Bx
- Áp lực gió tiêu chuẩn W 0 -
Sinh viên quy định bề rộng đón gió theo phương X, Y lần lượt là chiều rộng, chiều dài của công trình.
Giá trị tính toán thành phần tĩnh của tải trọng gió theo phương X và Y trong bảng tính được xác định bằng tổng giá trị của tải trọng gió đẩy và gió hút Hệ số độ tin cậy cho tải trọng gió được quy định là 1.2.
Thiết lập sơ đồ tính toán động lực học:
- Sơ đồ tính toán là hệ thanh console có hữu hạn điểm tập trung khối lượng.
- Chia công trình thành n phần sao cho mỗi phần có độ cứng và áp lực gió lên bề mặt công trình có thể coi như không đổi.
- Vị trí của các điểm tập trung khối lượng đặt tương ứng với cao trình sàn.
Giá trị khối lượng tập trung được xác định bằng tổng trọng lượng bản thân kết cấu và tải trọng các lớp cấu tạo sàn hoạt tải Theo tiêu chuẩn TCVN 2737-1995 và TCXD 229-1999, có thể áp dụng hệ số chiết giảm cho hoạt tải, với giá trị hệ số chiết giảm là 0.5 theo bảng 1 của TCXD 229-1999.
Hình 2.1 – Sơ đồ tính toán động lực tải gió tác dụng lên công trình
Việc xác định tần số dao động riêng của một công trình nhiều tầng là một quá trình phức tạp, đòi hỏi sự hỗ trợ từ các phần mềm máy tính Trong đồ án này, phần mềm ETABS được sử dụng để tính toán các tần số dao động riêng của công trình.
Theo quy định trong [TCXD 229-1999], việc tính toán thành phần động của tải trọng gió chỉ cần dựa vào dạng dao động đầu tiên Tần số dao động riêng cơ bản thứ s phải thỏa mãn bất đẳng thức: f s < fL < f s + 1.
Trong đó: f L được tra trong bảng 2 TCXD 229:1999, đối với kết cấu sử dụng bê tông cốt thép, lấy δ = 0.3, ta được f L = 1.3 Hz Cột và vách được ngàm với móng.
Để tính toán gió động của công trình, cần xem xét hai phương X và Y, trong đó chỉ tập trung vào phương có chuyển vị lớn hơn Các bước để tính toán thành phần động của gió bao gồm nhiều giai đoạn khác nhau.
Bước 1: Xác định tần số dao động riêng của công trình.
Sử dụng phần mềm Etabs khảo sát mode dao động của công trình
Bảng 2.11 – Giá trị giới hạn của tần số dao động riêng
Tần số dao động riêng f của hệ kết cấu phụ thuộc vào:
- Khối lượng M của hệ ( Khối lượng tăng thì TSDDR giảm và ngược lại)
- Độ cứng K của hệ (Độ cứng tăng thì TSDDR tăng và ngược lại) Đối với công trình xây dựng TSDDR còn phụ thuộc vào:
- Loại đất dưới chân công trình
- Khả năng giảm chấn của công trình
Bảng 2.12 – Kết quả 12 mode dao động với Mass Source 1TT+0.5HT.
Bước 2: Công trình này được tính với 4 mode dao động
Tính toán thành phần động của tải trọng theo [Điều 4.3 đến Điều 4.9 TCXD 229–1999].
Để tính giá trị tiêu chuẩn thành phần động của tải trọng gió, chỉ cần xem xét ảnh hưởng của xung vận tốc gió, có đơn vị là lực, được xác định theo công thức cụ thể.
WFj Wj jSj [Công thức 4.6 - TCXD 229-1999]
Giá trị được xác định theo [Bảng 4 - TCXD 229-1999], phụ thuộc vào hai tham số và Để lấy được hai thông số này, hãy tham khảo [Bảng 5 - TCXD 229-1999] Mặt ZOX, cùng với các thông số D và H, được xác định theo hình minh họa, trong đó mặt màu đen là mặt đón gió.
Hình 2.2 – Hệ tọa độ khi xác định hệ số không gian v
Bảng 2.13 – Hệ số tương quan không gian1 khi xét tương quan xung vận tốc gió theo chiều cao và bề rộng đón gió, phụ thuộc vào và
Bảng 2.14 – Các tham số và
Mp tọa độ cơ bán song song với bề mặt tinh toán
Xác định các hệ số: i
Với yji : Chuyển vị ngang tương đối của trọng tâm phần công trình thứ j ứng với dạng dao động i, không thứ nguyên Xác định từ Etabs.
Bảng 2.15 – Thông số chuyển vị UX, UY lấy ra từ Etabs
Thông số chuyển vị UX , UY (m)
Story 8 7 6 5 4 3 2 1 Đồ thị chuyển vị ngang UX, UY ứng với các dạng dao động Bước 3: Xác định hệ số động lực (i ) ứng với dạng dao động thứ i
Dựa vào hệ sối và [Đường số 1 - Hình 2 - TCXD 229:1999]
Bước 4: Tính giá trị tiêu chuẩn thành phần động của tải trọng gió có xét đến ảnh hưởng của xung vận tốc gió
Wp( ji) M jii yji [Công thức 4.3 - TCXD 229:1999]
Bước 5: Giá trị tính toán thành phần động của tải trọng gió có xét đến ảnh hưởng xung vận tốc gió và lực quán tính
1.2 : hệ số tin cậy đối với tải trọng gió.
1.2 : Hệ số điều chỉnh tải trọng gió theo thời gian sử dụng Bảng 4.4, QCVN 02:2009, lấy
Bảng 2.16 – Kết quả tính toán gió động theo phương X, phương Y.
KẾT QUẢ TÍNH TOÁN GIÓ TĨNH VÀ GIÓ ĐỘNG THEO PHƯƠNG X VÀ PHƯƠNG Y
Vị trí công trình: BCons Garden
Tỉnh/Thành phố: Hồ Chí Minh
- Chiều dài công trình Bx
- Chiều rộng công trình By
- Áp lực gió tiêu chuẩn W0
2.3.3 Nội lực cho thành phần tĩnh và động của tải gió xác định như sau: s
Để tổ hợp nội lực gió, chúng ta cần sử dụng phần mềm ETABS, vì quá trình tính toán tổ hợp này rất phức tạp và đòi hỏi khối lượng tính toán lớn Các bước thực hiện tổ hợp nội lực tải trọng bao gồm nhiều giai đoạn khác nhau.
Tạo ra 4 trường hợp tải bao gồm:
- Gió tĩnh theo phương X: WTX
- Gió tĩnh theo phương Y: WTY
- Gió động theo phương X: WDX
- Gió động theo phương Y: WDY
- Khai báo các tổ hợp cho các trường hợp tải (COMB)
- Tổ hợp nội lực thành phần tĩnh và động của tải trọng gió thông qua 2 CASE
- Gió theo phương X: WX = WDX “+” WTX
- Gió theo phương Y: WY = WDY “+” WTY
“+”: Tổ hợp theo dạng ADD
Giá trị tải trọng gió tĩnh ta sẽ gán vào mô hình ETABS ở tâm hình học còn gió động gán vào tâm khối lượng của công trình.
TẢI TRỌNG ĐỘNG ĐẤT
Động đất là yếu tố quan trọng và không thể thiếu trong thiết kế công trình cao tầng Mọi công trình xây dựng ở khu vực có nguy cơ động đất đều phải được tính toán để đảm bảo khả năng chịu tải trọng động đất.
Tính toán lực động đất theo tiêu chuẩn TCVN 9386- 2012 (Thiết kế công trình chịu động đất).
Theo TCVN 9386-2012, có hai phương pháp tính toán tải trọng động đất: phương pháp tĩnh lực ngang tương đương và phương pháp phân tích phổ phản ứng dao động Để tính toán lực động đất, cần xác định các thông số theo các bước đã được quy định.
Bước 1: Phân tích dao động công trình
Hệ số Mass Source: 100% Tĩnh tải + 30% Hoạt tải
Lựa chọn phương pháp phân tích động đất phù hợp.
Theo TCVN 9386 : 2012, có 2 phương pháp tính toán tải trọng động đất là phương pháp tĩnh lực ngang tương đương và phương pháp phân tích phổ dao động.
Với chu kì T1 = 3.15 Không thỏa mãn yêu cầu phương pháp tĩnh lực ngang tương đương:
Bước 2: Xác định các đặc trưng
- Xác định dạng đất nền;
- Xác định Gia tốc đỉnh agR ;
- Xác định Hệ số tầm quan trọng;
- Xác định Gia tốc nền đất thiết kế a g ;
- Bản chất dao động: Mức độ phân tán năng lượng thông qua hệ số ứng xử q
- Xác định khối lượng tham gia dao động thông qua bước phân tích trên.
Bước 3: Xác định phổ thiết kế
Tính toán phổ thiết kế Sd (T) theo phương ngang.
2.4.1 Đặc trưng sóng địa chất:
Đặc trưng đất nền công trình
Căn cứ vào vị trí công trình tại Quận Thủ Đức, Hồ Chí Minh Theo phụ lục H, TCVN
Theo TCVN 9386-2012, công trình được phân loại là công trình cấp I theo Phụ lục F “Phân cấp, phân loại công trình xây dựng” Đồng thời, hệ số tầm quan trọng của công trình cấp I này được xác định là γ I = 1.25 theo Phụ lục E “Mức độ và hệ số tầm quan trọng”.
Dựa vào Bảng 3.1 “Các loại nền đất” trong TCVN 9386-2012 và hồ sơ địa chất xây dựng, chỉ số N SPT của tất cả các mẫu đất đều nằm trong khoảng 15-50, cho thấy loại đất nền của công trình thuộc loại C Thêm vào đó, theo Bảng 3.2 “Giá trị của các tham số mô tả các phổ phản ứng đàn hồi”, các thông số này cung cấp thông tin quan trọng về khả năng phản ứng của nền đất.
Bảng 2.17 – Bảng giá trị các tham số mô tả phổ phản ứng đàn hồi
2.4.2 Phổ phản ứng (theo phương ngang):
Gia tốc nền thiết kế ag agR γI 0.1081 9.81 1.25 1.326(m/ s 2 )
Hệ số tầm quan trọng γ I = 1.25 với công trình thuộc cấp I. Độ cản nhớt= 5%.
Hệ số ứng xử q đối với các tác động động đất theo phương nằm ngang
Theo TCVN 9386-2012, tại mục 5.2.2.2, giá trị giới hạn trên của hệ số ứng xử q để tính khả năng tiêu tán năng lượng cần được xác định cho từng phương thiết kế Cụ thể, hệ số này được tính theo công thức q = qo kw, trong đó qo là giá trị cơ bản của hệ số ứng xử, phụ thuộc vào loại kết cấu và tính đồng nhất của nó theo mặt đứng, còn kw là hệ số phản ánh dạng phá hoại phổ biến trong hệ kết cấu có tường chịu lực.
Bảng 2.18 – Giá trị cơ bản của hệ số ứng xử q 0 cho hệ có sự đều đặn theo mặt đứng
Hệ khung, hệ hỗn hợp, hệ tường kép
Hệ không thuộc hệ tường kép
Hệ kết cấu chịu lực của công trình bao gồm khung nhiều tầng, nhiều nhịp và hệ kết cấu hỗn hợp tương đương khung Từ hệ kết cấu này, có thể xác định được các thông số kỹ thuật và khả năng chịu lực của công trình.
k w = 1 đối với hệ khung và hệ kết cấu hỗn hợp tương đương khung.
Tỷ số α u = 1.3 α1 α 1 là giá trị cần thiết để nhân vào giá trị thiết kế của tác động động đất theo phương nằm ngang, nhằm đảm bảo rằng mọi cấu kiện trong kết cấu sẽ đạt giới hạn độ bền chịu uốn trước tiên, trong khi các tác động khác vẫn không thay đổi Giá trị α u cũng cho phép hình thành khớp dẻo trong một loạt tiết diện đủ lớn để dẫn đến sự mất ổn định tổng thể của kết cấu, đồng thời giữ nguyên các giá trị thiết kế của các tác động khác Hệ số α u có thể được xác định thông qua phân tích phi tuyến tính tổng thể.
Hệ số ứng xử q với tác động theo phương ngang của công trình:
Phổ phản ứng đàn hồi theo phương ngang S d (T) của công trình được xác định qua các biểu thức sau:
Gia tốc đỉnh đất nền tham chiếu
Hệ số tầm quan trọng
Gia tốc đỉnh đất nền thiết kế
BIỂU ĐỒ PHỔ PHẢN ỨNG ĐÀN HỒI
BIỂU ĐỒ PHỔ PHẢN ỨNG ĐÀN HỒI
THIẾT KẾ CẦU THANG
CẤU TẠO CẦU THANG TẦNG ĐIỂN HÌNH
Tiến hành tính toán cho cầu thang tầng điển hình.
Hình 3.1 – Mặt bằng kiến trúc cầu thang điển hình.
KÍCH THƯỚC SƠ BỘ CẦU THANG
Chiều cao tầng điển hình là 3.3 m, có 20 bậc thang, cầu thang 2 vế, mỗi vế 10 bậc Kích thước bậc thang: h b = 165mm, l b = 280mm.
Chọn sơ bộ kích thước dầm chiếu tới D1 có kích thước 400x250mm.
- Bề rộng vế thang B = 1.050m Chiều dài đoạn giữa 2 vế thang d = 0.200m.
- Chiều cao vế thứ nhất: H1 = 1.650m Chiều cao về thứ hai: H2 = 1.650m.
- Chiều dài phần bản thang nghiêng L2 = 2.825 (m).
- Chiều dài phần bản chiếu nghỉ L1 = 1.410 (m).
Tải trọng
- Lớp đá Granite theo phương nghiêng
- Lớp vữa: theo phương nghiêng
- Lớp bậc thang: theo phương nghiêng
Tĩnh tải tác dụng lên bản thang g ’ bn có phương thẳng góc với trục của bản nghiêng, phân làm
Hình 3.2 – Tĩnh tải tác dụng lên bản thang Bảng 3.1 – Tĩnh tải tác dụng lên bản thang
Tổng tĩnh tải chưa kể trọng lượng bản thân sàn
Tải trọng vói hệ số vượt tải trung bình n = 1.2
Hoạt tải được lấy theo TCVN 2737-1995 cho cầu thang là p tc = 3 kN/m 2 , hệ số vượt tải lấy bằng 1.2 (chi tiết tải trọng xem Chương 2)
3.3.3 Tổng tải trọng tác dụng lên bản chiếu nghỉ (chiếu tới)
Bảng 3.2 – Tổng tải tác dụng lên bản chiếu nghỉ (chiếu tới)
TÍNH TOÁN THIẾT KẾ THANG VẾ 1
Chọn kiểu cầu thang có dạng bản 2 vế Dầm kích thước sơ bộ 250x400.
Quy bản thang về thành dạng tải phân bố đều Cắt một dãy có bề rộng b = 1 m.
< 3 thì liên kết giữa bản thang và dầm chiếu tới là liên kết khớp. h s
Sử dụng ETABS V19.0.0 để mô hình 2D suy ra sơ đồ tính và nội lực cầu thang.
Hình 3.3 – Tĩnh tải - hoạt tải cầu thang vế
Hình 3.4 – Momen cầu thang vế 1
Hình 3.5 – Độ võng cầu thang vế 1
Theo TCVN 5574-2018 độ võng của bản thang được kiểm tra theo điều kiện f < fgh
Vậy với nhịp bản thang L = 3.93 m < 5 m fgh = 200 1
L = 19.65(mm)Với độ võng f = 0.088(mm) < fgh 65(mm) Bản thang thỏa điều kiện độ võng
TÍNH TOÁN THIẾT KẾ THANG VẾ 2
Hình 3.6 – Tĩnh tải - hoạt tải cầu thang vế 2
Hình 3.7 – Nội lực cầu thang vế 2
Hình 3.8 – Độ võng cầu thang vế 2
Theo TCVN 5574-2018 độ võng của bản thang được kiểm tra theo điều kiện f < fgh
Vậy với nhịp bản thang L = 3.93 m < 5 m fgh = 200 1
L = 19.65(mm) Với độ võng f = 0.088(mm) < fgh 65(mm) Bản thang thỏa điều kiện độ võng.
TÍNH TOÁN VÀ BỐ TRÍ CỐT THÉP
Thông số vật liệu thiết kế
Bảng 3.3 – Bảng tính cốt thép cầu thang 2 vế theo TCVN 5574 –
2018 3.7 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ DẦM CHIẾU NGHỈ D400X250.
Hình 3.9 – Tải trọng do bản thang tác dụng vào dầm chiếu nghỉ 3.7.1 Tải trọng.
Gồm tải trọng do bản thang, bản chiếu nghỉ truyền vào, tải trọng tường xây và trọng lượng bản thân dầm.
Tải trọng do bản thang truyền vào: R A qbt 4.61(kN / m)
Tải trọng tường xây tác dụng lên dầm với kích thước tường xây rộng 200mm cao 1200mm q2 = n b t h t = 1.1 18 0.2 1.2 = 4.75 kN / m Tổng tải trọng: q q bt q 2 4.13 4.75 9.36(kN / m )
Lưu ý: Trọng lượng bản thân dầm etabs tự tính.
3.7.2 Sơ đồ tính và nội lực dầm.
Hình 3.10 – Tổng tải trọng tác dụng lên dầm chiếu nghỉ D400x250
Hình 3.11 – Nội lực xuất từ ETABS – dầm chiếu nghỉ D400x250
3.8 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ DẦM CHIẾU TỚI D400X250.
Gồm tải trọng do bản thang, bản chiếu tới truyền vào, tải trọng tường xây và trọng lượng bản thân dầm.
Tải trọng do bản thang truyền vào: R A q bt 59.4(kN / m)
3.8.2 Sơ đồ tính và nội lực
Hình 3.12 – Tổng tải trọng tác dụng lên dầm chiếu tới D400x250 không có tường xây
Hình 3.13 – Nội lực xuất từ ETABS – dầm chiếu tới D400x250 không có tường xây
3.9 TÍNH TOÁN CỐT THÉP DẦM
Bảng 3.4 – Bảng tính cốt thép dầm chiếu nghỉ, chiếu tới theo TCVN 5574 – 2018
Thông số vật liệu thiết kế
TÍNH TOÁN THIẾT KẾ DẦM CHIẾU TỚI D400x250
Gồm tải trọng do bản thang, bản chiếu tới truyền vào, tải trọng tường xây và trọng lượng bản thân dầm.
Tải trọng do bản thang truyền vào: R A q bt 59.4(kN / m)
3.8.2 Sơ đồ tính và nội lực
Hình 3.12 – Tổng tải trọng tác dụng lên dầm chiếu tới D400x250 không có tường xây
Hình 3.13 – Nội lực xuất từ ETABS – dầm chiếu tới D400x250 không có tường xây
TÍNH TOÁN cốt thép dầm
Bảng 3.4 – Bảng tính cốt thép dầm chiếu nghỉ, chiếu tới theo TCVN 5574 – 2018
Thông số vật liệu thiết kế
TÍNH TOÁN – THIẾT KẾ SÀN ĐIỂN HÌNH
TÍNH TOÁN SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH (PHƯƠNG ÁN SÀN SƯỜN)
4.2.1 Chọn sơ bộ kích thước tiết diện dầm sàn.
Chiều dày bản sàn được xác định sơ bộ theo công thức:
Trong đó: D = (0.8 ÷ 1.4) là hệ số xét đến tải trọng tác dụng lên sàn m
= (40 ÷ 45) là hệ số phụ thuộc vào dạng bản sàn L là chiều dài nhịp tính toán, L= 8 m. hs = mD
4.2.1.2 Kích thước dầm chính dầm phụ.
Chọn sơ bộ kích thước dầm nhằm giảm quá trình lặp phân tích mô hình tính toán sàn theo phương pháp phần tử hữu hạn.
Việc lựa chọn tiết diện dầm phụ thuộc vào chiều dài nhịp, các kích thước được chọn sơ bộ theo công thức kinh nghiệm:
Công trình gồm các ô sàn có kích thước 8000 x 7225 (mm)
Chiều cao dầm được chọn theo phương cạnh ngắn của ô sàn:
Từ đó ta chọn được sơ bộ tiết diện dầm
Bảng 4.1 – Sơ bộ tiết diện dầm
Từ đó ta chọn được sơ bộ tiết diện dầm
- Dầm chính: o 300x500 mm o 300x700 mm (Đối với dầm biên)
Kích thước vách BTCT được chọn và bố trí chịu được tải trọng công trình và đặc biệt chịu tải trọng ngang do gió, động đất,…
Chọn chiều dày vách tw = 0.35 m cho các vách cứng trên mặt bằng, đối với vách lõi thang máy và ngay hố thang bộ sử dụng vách tw = 0.3 m
4.2.2 Tải trọng tác dụng lên sàn.
Tải trọng thẳng đứng bao gồm hai loại: tải trọng thường xuyên (tĩnh tải) và tải trọng tạm thời (hoạt tải) Tải trọng thường xuyên là trọng lượng của các bộ phận công trình, trong khi tải trọng tạm thời có thể xuất hiện hoặc không trong một giai đoạn nhất định của quá trình xây dựng Việc tính toán tĩnh tải và hoạt tải được thực hiện theo tiêu chuẩn TCVN 2737:1995.
4.2.3 Mô hình tính toán sàn.
Sử dụng phần mềm SAFE Version 2016 để mô hình, phân tích chuyển vị đứng dầm sàn, nội lực sàn và tính thép.
Hình 4.2 – Mô hình sàn tầng điển hình – SAFE
Hình 4.3 – Vật liệu bê tông B30 dùng cho sàn điển hình
Hình 4.4 – Vật liệu thép CB400-V, CB300-T dùng cho dầm
4.2.3.2 Khai báo các loại sàn (SLAB)
Hình 4.5 – Khai báo các loại sàn trong SAFE 4.2.3.3 Khai báo các loại dầm (BEAM)
Hình 4.6 – Khai báo các loại dầm trong SAFE 4.2.3.4 Khai báo các loại tải trọng (LOAD PATTERNS)
Hình 4.7 – Khai báo LOAD PATTERNS trong SAFE 4.2.3.5 Khai báo các trường hợp tải (LOAD CASES)
Hình 4.8 – Khai báo LOAD CASES trong SAFE 4.2.3.6 Khai báo LOAD COMBINATIONS
Hình 4.9 – Khai báo LOAD COMBINATIONS trong SAFE
Hình 4.10 – Khai báo LOAD COMBINATIONS DATA trong SAFE
Nội lực sau khi phân tích mô hình.
Hình 4.12 – Momen theo phương Y (M22) 4.2.3.8 Chia dãy thiết kế (Design Strip)
Hình 4.13 – Chia dãy theo phương X
Hình 4.14 – Chia dãy theo phương Y
Hình 4.15 – Momen dãy Strip theo phương X
Hình 4.16 – Momen dãy Strip theo phương Y
Thông số vật liệu thiết kế
(Chi tiết tính toán thép sàn xem Phụ lục 2 – Mục 2.1)
4.2.4 Kiểm tra theo trạng thái giới hạn II.
Kiểm tra độ võng theo TCVN 5574:2018 (Phụ lục M, Bảng M1) thì độ võng của sàn kiểm tra theo điều kiện f < fgh Trong đó fgh :
[2] Độ võng sàn không nứt: Combo-F-Cracked [F3 + F4] f max = 33.01 mm < f = 36.125 mm Thỏa điều kiện.
Hình 4.17 – Độ võng sàn không có vết nứt trong vùng chịu kéo
[2] Độ võng sàn có nứt: Combo DV-F [F1 – F2 +
F1 = 1DL + 1SDL + 1WL + 1LL1 + 1LL2 (Cracked) : là tác dụng ngắn hạn của toàn bộ tải trọng
F2 = 1DL + 1SDL + 1WL + 0.3LL1 + 0.3LL2 (Cracked) : là tác dụng ngắn hạn của tải trọng dài hạn (theo TCVN 2737 – 1995 tải trọng dài hạn thường chiếm 25%
- 30% toàn bộ tải trọng nên ở đây ta lấy trung bình 30%)
The formula F3 = 1DL + 1SDL + 1WL + 0.3LL1 + 0.3LL2 represents the long-term effects of sustained loads, as defined by TCVN 2737 – 1995 According to this standard, long-term loads typically account for 25% to 30% of the total load, and for this calculation, an average of 30% is used.
Creep Cofficient = 1.6 (hệ số từ biến) và Sh = 0.0003, (hệ số co ngót)][Bảng 11, mục 6.1.3.6, TCVN 5574:2018] f max = 35.78mm < f = 36.125mm Thỏa điều kiện.
Hình 4.18 – Độ võng sàn có vết nứt trong vùng chịu kéo
TÍNH TOÁN HỆ KHUNG
MỞ ĐẦU
Công trình CAO ỐC BCONS SUỐI TIÊN gồm 19 tầng điển hình, 2 tầng hầm, 1 tầng dịch vụ, 1 tầng thượng, 1 tầng kỹ thuật, 1 tầng mái.
Việc tính toán khung không gian là rất phức tạp, do đó việc tính toán nội lực sẽ được tính toán bằng phần mềm ETABS.
Việc tính toán sẽ được thực hiện theo các bước sau đây:
Bước 1: Chọn sơ bộ kích thước.
Bước 2: Tính toán tải trọng.
Bước 3: Tổ hợp tải trọng.
Bước 4: Tính toán nội lực bằng phần mềm ETABS.
Hình 5.1 – Biểu đồ Momen dầm tầng điển hình
Công trình có tổng diện tích mặt bằng theo lưới cột là S = a × b = 118.25 × 27.2 3216.4 (m 2 ) Có tỉ số kích thước 2 cạnh i = b/a = 27.2/128.25 = 0.21 < 2.
Khi thiết kế kết cấu khung, việc lựa chọn giải pháp tính khung không gian sẽ tối ưu hóa khả năng hoạt động của công trình và phù hợp với các điều kiện thực tế Mô hình hóa các cấu kiện cần phải tương ứng với bản vẽ kiến trúc và các thuộc tính liên quan.
Cột, dầm: khai báo phần tử thanh (Frame)
Sàn, vách cứng: khai báo phần tử Shell.
CHỌN SƠ BỘ TIẾT DIỆN DẦM, CỘT, VÁCH
Trong kết cấu khung gồm 2 loại dầm: loại thứ nhất chỉ tác dụng chịu tải đứng, loại thứ
Dầm có vai trò chịu tải đứng và tải ngang, trong đó dầm phụ đảm nhận tải đứng, còn dầm khung chịu tải ngang Khi lựa chọn tiết diện cho dầm phụ, cần căn cứ vào cận dưới của công thức thiết kế.
Chọn sơ bộ tiết diện dầm chính:
Chọn sơ bộ tiết diện dầm phụ:
5.2.2 Chọn sơ bộ tiết cột (Hầm 2 – Tầng 1)
Việc chọn hình dáng, kích thước tiết diện cột dựa vào yêu cầu kiến trúc, kết cấu và thi công.
Về kiến trúc đó là yêu cầu về thẫm mỹ và yêu cầu về sử dụng không gian.
Về kết cấu, kích thước tiết diện cột cần đảm bảo độ bền và độ ổn định.
Tiết diện cột Ac được chọn thông qua ước lượng tổng tải đứng tác dụng trên cột: kN
Chọn tiết diện sơ bộ
Bảng 5.1 - Chọn sơ bộ tiết diện cột theo tầng
Story Tầng Hầm 2 -> Tầng Hầm 1 Tầng Hầm 1 -> Tẩng Trệt
5.2.3 Chọn sơ bộ tiết diện vách
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 trên vách không được làm giảm khả năng chịu tải của cấu trúc và cần có biện pháp tăng cường cho khu vực xung quanh lỗ.
Độ dày của thành vách (b) chọn không nhỏ hơn 150 mm và không nhỏ hơn 1/20 chiều cao tầng.
Tính toán tải trọng
(Xem mục 2.1 – Chương 3: Tải trọng)
(Xem mục 2.2 – Chương 3: Tải trọng)
Theo TCVN 2737:1995 và TCXD 229:1999: gió nguy hiểm nhất là gió vuông góc với mặt đón gió.
Công trình cao 74.8 (m) > 40 (m) nên tải gió gồm thành phần tĩnh và thành phần động.
Tải trọng gió bao gồm 2 thành phần:
Thành phần tĩnh của gió.
Thành phần động của gió.
BIỂU ĐỒ TẢI TRỌNG GIÓ TĨNH 23
( Chi tiết tính toán gió tĩnh, gió động xem mục 2.3.1, 2.3.2, 2.3.3 - Chương 2: Tải trọng )
(Xem mục 2.4 – Chương 3: Tải trọng)
Hình 5.2 – Thông số nhập vào mô hình để tính Phổ động đất
Hình 5.3 – Phổ tính toán mà Etabs 2018 tính được
Tổ hợp tải trọng động đất
Mỗi phương dao động có chu kỳ liền sau nhỏ hơn 0.9 lần chu kỳ liền trước, cho thấy các dạng dao động riêng là độc lập tuyến tính Do đó, tổ hợp tải trọng động đất được xác định theo phương pháp căn bậc hai của tổng bình phương.
Trong phương pháp phổ phản ứng, số dạng dao động cần xem xét là những dạng dao động có ảnh hưởng đáng kể đến phản ứng tổng thể của công trình Điều này có thể đạt được khi thoả mãn một trong hai điều kiện nhất định.
- Tổng các trọng lượng hữu hiệu của các dạng dao động được xem xét chiếm ít nhất 90% tổng trọng lượng của kết cấu.
- Tất cả các dạng dao động có trọng lượng hữu hiệu lớn hơn 5% của tổng trọng lượng đều được xét đến.
Việc sử dụng kết quả xác định để tổ hợp các hệ quả từ các tải trọng khác có thể dẫn đến giá trị phản ứng quá an toàn Thực tế, động đất tác động theo hai phương ngang vuông góc không phải lúc nào cũng cùng pha nhau, do đó có thể áp dụng tổ hợp khác để phản ánh chính xác hơn.
(Theo điều 4.3.3.5.1, TCVN 9386 – 2012: Thiết kế công trình chịu động đất)
Khi xem xét tác động của động đất, hệ số tham gia dao động của tải trọng cho khu vực nhà ở gia đình là 0.3 Tuy nhiên, khi các tầng được sử dụng đồng thời, cần áp dụng thêm hệ số 0.8 (theo điều 3.2.4 và 4.2.4, TCVN 9386:2012).
Tổ hợp tải trọng
5.4.1 Các trường hợp tải trọng
Bảng 5.2 – Các trường hợp tải trọng
Bảng 5.3 – Các tổ hợp thành phần tải trọng
Xác định tổ hợp tải trọng EX, EY từ phổ phản ứng trong phần mềm Etabs
2.4.2.1 Tổ hợp cơ bản theo trạng thái giới hạn II (TTGHII)
Bảng 5.4 – Tổ hợp cơ bản theo trạng thái giới hạn II
2.4.2.2 Tổ hợp cơ bản theo trạng thái giới hạn I (TTGHI)
Bảng 5.5 – Tổ hợp cơ bản theo trạng thái giới hạn I
KIỂM TRA ỔN ĐỊNH TỔNG THỂ CÔNG TRÌNH
5.5.1 Kiểm tra chuyển vị đỉnh công trình
Chuyển vị đỉnh của công trình TCVN 198-1997 Mục 2.6.3 TCXDVN 198-1997
Chuyển vị theo phương ngang tại đỉnh kết cấu của nhà cao tầng đối với kết cấu khung BTCT cần thõa mãn điều kiện:
Chuyển vị theo phương ngang tại đỉnh kết cấu của nhà cao tầng đối với kết cấu khung - vách cần thõa mãn điều kiện:
Trong đó: f là chuyển vị theo phương ngang tại đỉnh công trình
H là chiều cao của công trình
Tại tầng mái có chuyển vị theo phương Y cao nhất: h max 648mm < [h] 750 H
Thỏa điều kiện chuyển vị đỉnh công trình
(Chi tiết kiểm tra chuyển vị đỉnh công trình xem phụ lục)
5.5.2 Kiểm tra chuyển vị lệch tầng
5.5.2.1 Trường hợp không có tải trọng động đất
Theo TCVN 9386 – 2012, kiểm tra bổ sung về hạn chế hư hỏng cần thực hiện đối với những công trình có tầm quan trọng lớn trong bảo vệ dân sự hoặc chứa thiết bị nhạy cảm Điều kiện hạn chế chuyển vị ngang tương đối giữa các tầng được quy định trong bảng M.4 TCVN 5574:2018, với giá trị d r ≤ 1/500.
Trong đó: dr : là chuyển vị ngang thiết kế tương đối giữa các tầng h i : là chiều cao tầng
Bảng 5.6 – Kiểm tra chuyển vị lệch tầng (không xét đến tải trọng động đất)
Tầng Mai, Tầng KT, Tầng Thương, và các tầng từ 8 đến 20 là những cấp độ quan trọng trong cấu trúc của tòa nhà Mỗi tầng mang một chức năng và ý nghĩa riêng, từ Tầng 8 đến Tầng 20, tạo nên sự đa dạng và phong phú cho không gian sống và làm việc Việc hiểu rõ về từng tầng sẽ giúp người sử dụng tối ưu hóa trải nghiệm của mình trong tòa nhà.
TANG 7 TANG 7 TANG 6 TANG 6 TANG 5 TANG 5 TANG 4 TANG 4 TANG 3 TANG 3 TANG 2 TANG 2 TANG 1 TANG 1
5.5.2.1 Trường hợp có ảnh hưởng bởi tải trọng động đất
Căn cứ vào 4.4.3.2 TCVN 9386:2012 đối với nhà có bộ phận phi kết cấu là vật liệu giòn được gắn vào kết cấu
- d r là chuyển vị ngang thiết kế tương đối giữa các tầng
- là hệ số chiết giảm xét đến chu kỳ lặp thấp hơn của tác động động đất liên quan đến yêu cầu hạn chế hư hỏng, = 0.4
- dr được quy định trong các mục 4.4.2.2 và 4.3.4 có thể tóm lược như sau: d r d re q ,
- dre là chuyển vị lệch tầng
- q là hệ số ứng xử, q = 3.9
Bảng 5.7 – Kiểm tra chuyển vị lệch tầng (Có xét đến tải trọng động đất)
Tầng Mai, Tầng KT, Tầng Thượng, và các tầng từ 8 đến 20 là những khu vực quan trọng trong kiến trúc của tòa nhà Mỗi tầng đều có chức năng và thiết kế riêng biệt, từ Tầng 8 đến Tầng 20, tạo nên một không gian sống và làm việc đa dạng Các tầng 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, và 20 đều góp phần vào sự hoàn thiện của công trình, mang lại sự tiện nghi và thoải mái cho người sử dụng.
TANG 7 TANG 7 TANG 6 TANG 6 TANG 5 TANG 5 TANG 4 TANG 4 TANG 3 TANG 3 TANG 2 TANG 2 TANG 1 TANG 1
BIỂU ĐỒ CV LỆCH TẦNG (EQ
5.5.3 Kiểm tra hiệu ứng bậc 2 P-Delta
Dưới tác động của tải trọng ngang như động đất và gió, kết cấu nhà cao tầng sẽ trải qua chuyển vị ngang Sự dịch chuyển này khiến tải trọng đứng không còn ở vị trí ban đầu, dẫn đến việc tăng cường nội lực trong các cấu kiện Đồng thời, mô men cũng tăng lên với giá trị bổ sung là P.Δ.
Hiệu ứng bậc 2 (P-Delta) được đánh giá thông qua hệ số độ nhạy θ = (Ptot * dr)/(Vtot * h) Trong đó:
- Ptot là tổng trọng lực tại tầng đang xét và tất cả các tầng ở trên nó
- Vtot là tổng lực cắt tầng do động đất gây ra tại tầng đang xét
- dr là chuyển vị ngang thiết kế tương đối giữa các tầng
- h là chiều cao tầng đang xét.
Công thức xác định θ có thể viết lại như sau: θ = q * drif * (Ptot/Vtot)
- q là hệ số ứng xử của kết cấu q = 3.9
Drif là hiện tượng chuyển vị lệch tầng, phản ánh sự chuyển động tương đối giữa các tầng trong một công trình Hiện tượng này được xác định thông qua mô hình phân tích đàn hồi dưới tác động của phổ thiết kế, nhằm đảm bảo các điều kiện khống chế trong xây dựng.
Phụ thuộc giá trị hệ số độ nhạy θ :
Khi θ ≤ 0.1 : không cần xét đến hiệu ứng bậc 2
Khi 0.1 < θ ≤ 0.2 : các hiệu ứng bậc 2 có thể được xét đến một cách gần đúng bằng cách nhân các hệ quả tác động với hệ số bằng 1/(1-θ)
Để giảm thiểu các hiệu ứng bậc 2, giá trị θ không nên vượt quá 0.3 Hệ kết cấu cần được thiết kế với độ cứng ngang cao, giúp giảm giá trị drif và đồng thời làm giảm giá trị θ.
Bảng 5.8 – Kiểm tra hiệu ứng bậc 2 P-Delta
5.5.4 Kiểm tra lực dọc thiết kế qui đổi d
Theo TCVN 9386-2012, Mục 5.4.3.2.1 và Mục 5.4.3.4.1, để đảm bảo độ dẻo thiết kế trong các trường hợp kháng chấn chính, tỷ số nén hay giá trị lực dọc thiết kế quy đổi không được vượt quá 0.65 đối với cột và 0.4 đối với vách.
Tỉ số nén được xác định theo công thức:
N ed : Lực dọc trong các cấu kiện cột vách, lấy trong trường hợp tổ hợp có tải trọng động đất (Lực dọc P xuất từ Etabs)
Diện tích tiết diện bê tông được tính theo cường độ thiết kế fcd, theo quy định trong EC2, mục 3.1.6 Cường độ thiết kế này được xác định bằng công thức fcd = acc × fck / γc, trong đó fck là cường độ đặc trưng của mẫu lăng trụ, gần đúng với fck = 1.5 × fcu / 0.67 Cường độ đặc trưng của mẫu lập phương được quy định theo TCVN 5574 – 2018, và giá trị a cc được lấy bằng 1.
Bảng 5.9 – Kiểm tra lực dọc thiết kế quy đổi d cho vách tầng 1
TANG 1 TANG 1 TANG 1 TANG 1 TANG 1 TANG 1 TANG 1 TANG 1 TANG 1 TANG 1 TANG 1 TANG 1 TANG 1 TANG 1 TANG 1 TANG 1 TANG 1 TANG 1 TANG 1 TANG 1
Bảng 5.10 – Kiểm tra lực dọc thiết kế quy đổi d cho cột Tầng 1
TANG 1 TANG 1 TANG 1 TANG 1 TANG 1 TANG 1 TANG 1 TANG 1 TANG 1 TANG 1 TANG 1 TANG 1 TANG 1 TANG 1 TANG 1 TANG 1
Theo TCVN 198:1997, các nhà cao tầng bằng bê tông cốt thép có tỷ lệ chiều cao trên chiều rộng nhỏ hơn 5 cần phải được kiểm tra khả năng chống lật khi chịu tác động của tải trọng động đất và gió.
27.4 2.73 5Không cần kiểm tra khả nngw chống lật của công trình.
TÍNH TOÁN CỐT THÉP DẦM
Hình 5.4 – Biểu đồ Momen dầm tầng điển hình
Thiết kế cốt thép cho cấu kiện dầm theo công thức tính toán của cấu kiện chịu uốn theo
TCVN 5574:2018 quy định cách xuất dữ liệu từ ETABS, trong đó nội lực dầm được lấy từ tổ hợp BAO, tương ứng với biểu đồ bao nội lực dầm, để phục vụ cho việc tính toán cốt thép Việc xác định nội lực được thực hiện tại ba mặt cắt khác nhau.
Để tính toán cốt thép cho dầm, cần lấy moment từ biểu đồ BAO tại hai gối và giữa nhịp Đối với lực cắt, giá trị lớn nhất trong biểu đồ BAO sẽ được sử dụng để xác định cốt ngang cho dầm.
5.6.1 Phương pháp tính toán Dầm.
Trong đó: s,el là biến dạng tương đối của cốt thép chịu kéo khi ứng suất bằng Rs
Biến dạng tương đối của bê tông chịu nén khi ứng suất đạt giá trị Rb được xác định theo hướng dẫn trong mục 6.1.4.2, đặc biệt khi có tác động ngắn hạn của tải trọng.
Hàm lượng cốt thép tính toán và bố trí phải thỏa điều kiện sau:minmax
- min0.1%: Tỷ lệ cốt thép tối thiểu.
h s o : Hàm lượng cốt thép Hàm lượng hợp lý0.8% 1.5%
Nếu x R ho thì ta tăng A’ s rồi tính lại x.
Hàm lượng cốt thép tính toán và bố trí phải thỏa điều kiện sau:minmax
- min0.1%: Tỷ lệ cốt thép tối thiểu.
h s o : Hàm lượng cốt thép Hàm lượng hợp lý1.0% 1.5%
5.6.2.1 Tính toán cốt thép dọc.
Dầm D5.1 từ trục 14-15 (Label B4) tiết diện 300x700, Mgối 15 = -269.2 (kN.m).
5.6.2.2 Tính toán cốt thép đai chịu cắt.
Tính toán cấu kiện bê tông cốt thép theo tiết diện nghiêng chịu lực cắt theo Mục 8.1.3.3,
Hình 5.5 – Sơ đồ nội lực khi tính toán cấu kiện bê tông cốt thép theo tiết diện nghiêng chịu lực cắt
Trong đó: Q là lặc cắt trên tiết diện nghiêng với chiều dài hình chiếu C lên trục dọc cấu kiện
Qb là lực cắt chịu bởi bê tông trong tiết diện nghiêng
Q sw là lực cắt chịu bởi cốt thép ngang trong tiết diện nghiêng
Lực cắt Qb được xác định theo công thức:
Hệ số b2, có giá trị 1.5, phản ánh ảnh hưởng của cốt thép dọc, lực bám dính và đặc điểm trạng thái ứng suất của bê tông phía trên vết nứt xiên Lực cắt Q sw được tính toán dựa trên công thức cụ thể.
Hệ số sw phản ánh sự suy giảm nội lực dọc theo chiều dài hình chiếu của tiết diện nghiêng C, với giá trị nằm trong khoảng từ h0 đến 2h0, được xác định là 0.75 Lực dọc trong cốt thép ngang trên một đơn vị chiều dài cấu kiện, ký hiệu là qsw, được tính theo công thức qsw = Rsw Asw, trong đó Asw = n × πd²sw/4.
Dầm D5.1 từ trục 14-15 (Label B4) tiết diện 300x700, V max = 128.4 (kN).
Xác định khả năng chịu cắt của bê tông:
Bê tông không đủ khả năng chịu cắt, cần tính toán cốt đai cho dầm, chọn thép cốt đai d8,
Q max 128.4(kN) Qb Qsw 340.2 49.88 390.08(kN)
→ Bố trí cốt đai (d8a200) Đoạn L/4 đầu dầm bố trớ đai theo yờu cầu cấu tạo: ỉ8a100
81 Đoạn L/2 giữa dầm bố trớ đai theo yờu cầu cấu tạo: ỉ8a200
Bố trí cốt đai tương tự cho các dầm còn lại.
5.6.2.3 Tính toán cốt đai gia cường giữa dầm phụ và dầm chính.
Tại vị trí dầm phụ kê lên dầm chính, cần bổ sung cốt đai gia cường hoặc cốt xiên (cốt V) để chịu tải trọng tập trung lớn Những cốt này được gọi là cốt treo, giúp tăng cường khả năng chịu lực cho kết cấu.
Nếu dùng cốt đai gia cường thì cốt đai phải đặt dày, diện tích các lớp cốt treo cần thiết:
Số lượng cốt treo cần thiết ở mỗi phía của dầm phụ gối lên dầm chính là:
A m 2n.a tr sw n- là số nhánh cốt đai a sw - là diện tích một nhánh cốt đai.
Trong đoạn đặt cốt đai gia cường, không cần đặt thêm cốt đai nào khác nữa. Đoạn cần bố trí cốt đai gia cường : b 2h
Hình 5.6 – Đoạn gia cường cốt treo tại vị trí dầm phụ gối lên dầm chính (Mục 10.4.12)
5.6.2.4 Kết quả tính cốt thép dầm.
Bảng 5.11 – Bảng tính toán thép dầm D5.1 (300x700)
TÍNH TOÁN CỐT THÉP DẦM (TCVN 5574 – 2018)
Công tình: Bcons Suối Tiên
Vị trí công tình: Quận Thủ Đức
Thông số vật liệu thiết kế
(Kết quả tính toán các dầm còn lại xem Phụ lục 2 – Mục 2.2)
TÍNH TOÁN CỐT THÉP VÁCH ĐƠN
Sinh viên chọn 2 trục: Trục 9 và Trục B tính toán Vách
Hình 5.7 – Khung trục 9 Hình 5.8 – Khung trục B
5.7.1 Phương pháp tính toán Vách đơn.
Vách là cấu trúc chịu lực thiết yếu trong các tòa nhà cao tầng Với tiết diện ngang của vách cứng lớn hơn 4 lần chiều rộng, các phương pháp tính toán cốt thép cho cột không thể áp dụng cho vách này.
Trong thiết kế vách cứng chịu nén lệch tâm, tiêu chuẩn thiết kế của Việt Nam chưa đề cập cụ thể đến việc tính toán cốt thép Do đó, trong đồ án này, chúng tôi áp dụng phương pháp “Giả thiết vùng biên chịu mômen” để thực hiện tính toán cốt thép cho vách cứng.
Nội dung của phương pháp “Giả thiết vùng biên chịu mômen”.
Mô hình: Thông thường, các vách cứng dạng console phải chịu tổ hợp nội lực sau: N,
Vách cứng được thiết kế để chịu tải trọng ngang tác động song song với mặt phẳng, vì vậy có thể bỏ qua khả năng chịu mô men ngoài mặt phẳng Mx và lực cắt theo phương vuông góc với mặt phẳng Qy Chỉ cần xem xét tổ hợp nội lực gồm: N, My, và Qx.
Hình 5.9 – Nội lực vách cứng
Phương pháp này cho rằng cốt thép ở hai đầu vách được thiết kế để chịu toàn bộ momen, trong khi lực dọc trục được giả định phân bố đều trên toàn bộ chiều dài vách.
5.7.2 Các bước tính toán thép dọc cho vách
Bước đầu tiên trong phân tích kết cấu là giả định chiều dài B của vùng biên chịu moment Cần xem xét vách chịu lực dọc trục N và momen uốn trong mặt phẳng M y, momen này tương đương với một cặp ngẫu lực tác động tại hai vùng biên của vách.
[2] Bước 2: Xác định lực kéo hoặc nén trong vùng biên.
- F: Diện tích mặt cắt vách.
- Fb: Diện tích vùng biên.
[3] Bước 3: Tính diện tích cốt thép chịu kéo, nén.
Tính toán cốt thép cho cột chịu kéo - nén đúng tâm là rất quan trọng Khả năng chịu lực của cột này được xác định thông qua một công thức cụ thể.
No R n Fb R a Fa , Trong đó:
- Rn, Ra: Cường độ tính toán chịu nén của BT và của cốt thép.
- F b , F a : diện tích tiết diện BT vùng biên và của cốt thép dọc.
- 1 : hệ số giảm khả năng chịu lực do uốn dọc (hệ số uốn dọc) Xác định :
: độ mảnh của vách, Với: imin lo: chiều dài tính toán của vách. i min 0.288 b: bán kính quán tính của tiết diện theo phương mảnh.
Từ công thức trên ta suy ra diện tích cốt thép chịu nén: Fa nen R n A b
Khi N < 0, trong vùng biên chịu kéo, ứng lực kéo do cốt thép chịu được tính toán theo công thức Fa keo = N, từ đó xác định diện tích cốt thép chịu kéo.
Bước 4: Kiểm tra hàm lượng cốt thép Nếu không đạt yêu cầu, cần tăng kích thước B của vùng biên và tính toán lại từ Bước 1 Chiều dài B của vùng biên tối đa là L/2; nếu vượt quá, cần tăng bề dày vách.
Khi tính ra Fa < 0: Đặt cốt thép chịu nén theo cấu tạo Theo TCVN 5574-2012 Thép cấu tạo cho vách cứng trong vùng động đất trung bình và mạnh.
- Cốt thép đứng: hàm lượng 0.6% 4%.
- Cốt thép ngang: hàm lượng 0.4% nhưng không chọn ít hơn 1/3 hàm lượng của cốt thép dọc.
Trong tính toán nội lực vách này chọn hàm lượng thép dọc cấu tạo của các vùng:
Kiểm tra phần tường còn lại để đảm bảo các cấu kiện chịu nén được đặt đúng tâm Nếu bê tông đã đạt đủ khả năng chịu lực, cốt thép chịu nén trong khu vực này sẽ được bố trí theo thiết kế cấu tạo.
[6] Bước 6: Tính cốt thép ngang.
- Theo TCVN 5574:2018, cho phép tính toán các tiết diện nghiêng mà không cần xét các tiết diện nghiêng chịu lực cắt do ngoại lực theo điều kiện sau:
Q 1 là lực cắt trong tiết diện nghiêng thẳng góc do ngoại lực;
Q b,1 là lực cắt chịu bởi bê tông trong tiết diện nghiêng được xác định theo công thức:
Qb,1 = φn 0.5R bt bh0 ≤ 2.5R bt bh0, trong đó φn là hệ số phản ánh ảnh hưởng của ứng suất nén và kéo trong quá trình tính toán dải bê tông giữa các tiết diện nghiêng, dựa trên các điều kiện đã được thiết lập.
σ m là ứng suất nén trung bình trong bê tông do tác dụng của lực dọc, lấy dấu
“dương”, đại lượng này tính bằng ứng suất trung bình trong tiết diện cấu kiện có kể đến cốt thép:
N là lực dọc nén trong tiết diện thẳng góc do ngoại lực;
A là diện tích tiết diện bê tông;
Q sw,1 là lực cắt chịu bởi cốt thép ngang trong tiết diện nghiêng:
Q sw,1 q sw h 0 q sw là lực trong cốt thép ngang trên một đơn vị chiều dài cấu kiện:
A sw là diện tích cốt đai: Asw n asw ; n là số nhánh cốt đai; a sw là diện tích 1 nhánh cốt đai; s w là khoảng cách cốt đai.
[7] Bước 7: Bố trí cốt thép cho vách cứng.
Khoảng cách giữa các thanh cốt thép dọc và ngang không được lớn hơn trị số nhỏ nhất trong
Bố trí cốt thép cần phải tuân thủ theo “TCVN 5574:2018” như sau:
- Phải đặt hai lớp lưới thép Đường kính cốt thép chọn không nhỏ hơn 10 mm và không hơn 0.1b.
- Hàm lượng cốt thép đứng chọn 0.6% 3.5% (Với động đất trung bình mạnh).
- Cốt thép nằm ngang chọn không ít hơn 1/3 lượng cốt thép dọc với hàm lượng
0.4% (Với động đất trung bình và mạnh) Dùng đai 2 nhánh (n = 2).
- Cần có biện pháp tăng cường tiết diện ở khu vực biên các vách cứng.
- Tại các góc liên kết các vách cứng với nhau phải bố trí các đai liên kết.
Môment có thể đổi chiều nên cốt thép vùng biên F a max F a n ,F a k , cốt thép vùng giữa F a '
Vách Pier P-07 có kích thước bề rộng 0.4m và chiều dài 1.3m, kéo dài từ tầng BASE đến tầng TANG MAI, với diện tích mặt cắt ngang đạt 0.52m² Kết quả phân tích từ phần mềm ETABS cho thấy
Bảng 5.12 – Nội lực vách hầm 2 – hầm 1
5.7.3.1 Tính toán cốt thép dọc.
Giả thiết chiều dài vùng biên B left = B right = (0.2-0.25)L= 0.4m.
Diện tích vùng biên Fbien 0.4 0.4 0.16m2
- Xác định lực kéo , nén trong vùng biên:
- Tính toán cốt thép cho vùng biên như cột chịu kéo – nén đúng tâm:
+ Diện tích cốt thép chịu nén là:
Kiểm tra khả năng chịu lực của vùng giữa:
+ Lực nén do lực dọc N tác dụng lên vùng giữa là:
0.52 0.4 (1.3 2 0.4) 4277.8 kN + Khả năng chịu lực nén của BT vùng giữa:
5.7.3.2 Kiểm tra khả năng chịu cắt của cốt ngang
Bảng 5.13 – Nội lực vách hầm 2 – hầm 1
HAM 1 Ứng suất nén trung bình trong bê tông do tác dụng của lực dọc:
Xác định khả năng chịu cắt của bê tông trong tiết diện nghiêng:
Qb,1 n 0.5R bt bh 0 0.138 0.5 1.4 10 3 400 1250 48.3(kN) Vmax
428.89(kN) Bê tông không đủ khả năng chịu cắt, cần tính toán cốt đai cho dầm, chọn thép cốt đai d12, Số nhánh cốt đai n = 2
5.7.4 Kết quả tính cốt thép Vách.
Bảng 5.14 – Kết quả tính cốt thép Vách
THUYẾT MINH TÍNH TOÁN CỘT VÁCH BÊ TÔNG CỐT THÉP (Theo TCVN 5574-2018)
Công tình: Bcons Suối Tiên
Thông số vật liệu thiết kế
Tầng Tên Output Case vách
(Kết quả tính toán các vách còn lại xem Phụ lục 2 – Mục 2.3)
5.7.5 Kiểm tra vách P-07 bằng PROKON v3
Hình 5.10 – Mặt cắt ngang bố trí thép vách P-07
Bước 1: Khai báo tiết diện và vật liệu trong Prokon
- Sau khi triển khai mặt cắt thép vách P-07 bằng Autocad, dùng LISP (lệnh APPLOAD) kết hợp lệnh COOR để lấy tọa độ các điểm Point để đưa vào Prokon
- Sử dụng tiêu chuẩn Eurocode 2 – 2004 trong Prokon để kiểm tra tính toán
- Hệ số từ biến bê tông lấy bằng 1.4
- Độ mảnh của cấu kiện là = 0.972
Hình 5.11 – Mặt cắt ngang bố trí thép vách P-07
- Sau khi khai báo tiết diện ta được cấu kiện vách P-07 trong Prokon:
Hình 5.12 – Mặt cắt ngang bố trí thép vách P-07 (PROKON)
Bước 2: Nhập tải trọng tính toán được xuất từ Etabs vào Prokon
Các tổ hợp kiểm tra cho vách P-07:
Bảng 5.15 – Bảng số liệu tải trọng P-07
Hình 5.13 – Nhập tải trọng vào PROKON
Hình 5.14 – Biểu đồ tương tác Vách P-07 (2D – Phương X )
Hình 5.15 – Biểu đồ tương tác Vách P-07 (3D)
Hình 5.16 – Kết quả kiểm tra bằng phần mềm PROKON
Kết luận từ phần mềm PROKON cho thấy cấu kiện đạt hệ số an toàn 1.07, lớn hơn 1, tương ứng với LC1, trong đó tổ hợp nguy hiểm nhất là COMB1TT.
Từ đó có thể rút ra kết luận rằng cấu kiện vách lõi thang đủ khả năng chịu lực.
THIẾT KẾ VÁCH LÕI THANG
5.8.1 Gán phần tử và lấy nội lực trong Etabs.
Trong Etabs người dùng có thể tổng hợp nội lực để tính toán vách lõi bằng cách gán thuộc tính Pier hay Spandrel cho các phần tử vách.
Vách đứng gán Pier (P) – lấy nội lực như cột
Vách ngang gán Spandrel (S) – lấy nội lực như dầm
Vì tính toán lõi theo quan điểm các vách trong lõi làm việc chung với nhau nên sinh viên gán Pier và Spendral trong Etabs như sau:
5.8.2 Phương pháp tính toán Vách lõi thang.
Hiện nay, có nhiều phương pháp tính toán cấu kiện vách, bao gồm phương pháp vùng biên chịu moment, phương pháp phân bố ứng suất đàn hồi và phương pháp kiểm tra bằng biểu đồ tương tác Trong số đó, sinh viên thường lựa chọn phương pháp phân bố ứng suất đàn hồi để tính toán sơ bộ hàm lượng thép dọc, đồng thời kiểm tra khả năng chịu lực của cấu kiện vách bằng phần mềm PROKON.
5.8.3 Tính toán sơ bộ thép dọc lõi W-04.
Hình 5.17 – Phân chia phần tử W-
04 5.8.3.2 Xác định trọng tâm lõi và trọng tâm phần tử.
Trọng tâm lõi trong phần mềm Autocad được xác định thông qua việc tạo miền đặc bằng lệnh Region Sau đó, người dùng sử dụng lệnh Massprop để xem các thông số, bao gồm cả vị trí trọng tâm, và điều chỉnh gốc tọa độ về vị trí trọng tâm lõi.
Nội lực được phân phối như sau:
M x yi M y xi Ni Ai , Trong đó:
- M x M 2 ;M y M 3 : giá trị moment Pier quay quanh trục X, Y tương ứng với trục 2, trục 3 trong Etabs (kN.m)
- x i ,y i : giá trị tọa độ trọng tâm phần tử so với trọng tâm lõi (mm)
- I x ,I y : moment quán tính đối với trục X, Y của lõi (mm 4 )
- A i : diện tích tiết diện phần tử I (mm 2 )
- N i : lực dọc tác dụng lên phần tử thứ I (kN)
- Qui ước dấu ứng suất: ứng suất dương (+): nén, ứng suất âm (-): kéo
5.8.3.4 Tính toán cụ thể phần tử 1.
Bảng 5.16 – Thông số của lõi thang
Vậy phần tử 1 tương ứng với COMBO1TT chịu nén.
Bảng 5.18 – Kết quả phân phối nội lực các phần tử
HAM 1HAM 1HAM 1HAM 1HAM 1HAM 1HAM 1HAM 1HAM 1HAM 1103
Sinh viên tiến hành thiết kế thép dọc cho tất cả các phần tử chịu lực tại tầng 2, sau đó sẽ thực hiện kiểm tra toàn bộ các tầng bằng phần mềm Etabs để đảm bảo tính chính xác và an toàn của cấu trúc.
Thép dọc được sơ bộ như sau:
Phần tử chịu kéo (5574:2018): Ast R s , Trong đó:
- A st : diện tích thép chịu kéo (mm 2 )
- N: lực dọc của phần tử (kN)
- R s : cường độ chịu kéo của cốt thép (MPa)
Phần tử chịu nén: Đặt thép cấu tạo và kiểm tra khả năng chịu nén:
- Ab: diện tích tiết diện bê tông (mm 2 )
- A sc : diện tích thép chịu nén (mm 2 )
- Rb: cường độ chịu nén của bê tông (MPa)
- Rsc: cường độ chịu nén của cốt thép (MPa)
- c = 0.7 hệ số giảm đồ bền khi nén đối với vách bê tông
Tính toán cụ thể phần tử 1:
Phần tử 1 chịu nén nên ta đặt thép cấu tạo và kiểm tra lại khả năng chịu nén của phần tử
Sinh viờn chọn thộp dọc cho phần tử 1: 32ỉa20 (A s 10053.1 mm 2 )
6031 Kiểm tra hàm lượng cốt thép của phần tử: 1% 3100 300 0.108% 4% Kiểm tra khả năng chịu nén của phần tử:
Sau khi kiểm tra số liệu tính toán, sinh viên phát hiện rằng tất cả các phần tử đều chịu nén Do đó, sinh viên quyết định bố trí thép theo cấu tạo và tiến hành kiểm tra khả năng chịu nén cho tất cả các phần tử.
Bảng 5.19 – Kết quả sơ bộ cốt thép
5.8.4 Kiểm tra vách lõi thang W-04 bằng PROKON v3
Hình 5.18 – Mặt cắt ngang bố trí thép vách lõi thang W-04
Khai báo tiết diện và vật liệu trong Prokon 106
- Sau khi triển khai mặt cắt thép vách W-04 bằng Autocad, dùng LISP (lệnh APPLOAD) kết hợp lệnh COOR để lấy tọa độ các điểm Point để đưa vào Prokon
- Sử dụng tiêu chuẩn Eurocode 2 – 2004 trong Prokon để kiểm tra tính toán
- Hệ số từ biến bê tông lấy bằng 1.4
- Độ mảnh của cấu kiện là = 1
Hình 5.19 – Khai báo thông số đầu vào cho vách W-04
- Sau khi khai báo tiết diện ta được cấu kiện vách P-07 trong Prokon:
Hình 5.20 – Mặt cắt ngang bố trí thép vách W-04 (PROKON)
Bước 2: Nhập tải trọng tính toán được xuất từ Etabs vào Prokon
Các tổ hợp kiểm tra cho vách P-07:
HAM 1 HAM 1 HAM 1 HAM 1 HAM 1 HAM 1 HAM 1 HAM 1 HAM 1 HAM 1 HAM 1 HAM 1
Bảng 5.20 – Bảng số liệu tải trọng W-04
Hình 5.21 – Nhập tải trọng vào PROKON
Hình 5.22 – Biểu đồ tương tác lõi thang (2D – Phương X )
Hình 5.23 – Biểu đồ tương tác lõi thang (3D)
Hình 5.24 – Kết quả kiểm tra bằng phần mềm PROKON
Kết luận từ phần mềm PROKON cho thấy cấu kiện có hệ số an toàn 4.02, lớn hơn 1, tương ứng với LC10, trong đó tổ hợp nguy hiểm nhất là COMB9TT.
Từ đó có thể rút ra kết luận rằng cấu kiện vách lõi thang đủ khả năng chịu lực.