Trung tâm thương mại và căn hộ panorama đồ án tốt nghiệp ngành công nghệ kỹ thuật công trình xây dựng

KIẾN TRÚC

GIẢI PHÁP KIẾN TRÚC CÔNG TRÌNH

Công trình được thiết kế với chức năng chính là thương mại và cho thuê căn hộ, với bố trí các hộp gian hợp lý nhằm tạo không gian thoáng đãng cho tầng trệt Hệ thống cầu thang bộ và thang máy được đặt tại vị trí dễ thấy ngay khi vào, thuận tiện cho việc di chuyển của người sử dụng Bên cạnh đó, hệ thống phòng cháy chữa cháy cũng được bố trí rõ ràng, đảm bảo an toàn cho toàn bộ công trình.

Tầng điển hình từ tầng 4 đến 20 là mặt bằng thể hiện rõ chức năng của khối nhà, với khu vực giao thông chiếm một phần, trong khi toàn bộ diện tích còn lại được sử dụng cho hoạt động của các căn hộ.

Hình 1-1Mặt bằng tầng điển hình công trình

Cửa kính lớn mang đến sự hiện đại cho không gian, trong khi tường ngoài được hoàn thiện bằng sơn nước tạo vẻ đẹp thẩm mỹ Mái bê tông cốt thép được trang bị lớp chống thấm và cách nhiệt hiệu quả Tường gạch được trát vữa và sơn nước, kết hợp với lớp chớp nhôm xi mờ, tạo sự đồng bộ và sang trọng Ống xối được sử dụng với kích thước Ф14 và sơn màu tường, giúp tăng tính thẩm mỹ cho công trình.

Cửa đi tại tầng trệt được thiết kế với hai lớp, bao gồm lớp ngoài là cửa cuốn sơn tĩnh điện và lớp trong là cửa kính khung nhôm sơn tĩnh điện Cửa chính, cửa phòng ngủ và cửa WC ở các tầng căn hộ sử dụng cửa VENEER Cửa sổ được làm bằng kính khung nhôm sơn tĩnh điện với kính an toàn hai lớp (3mm + 3mm) và (5mm + 5mm) Trang trí tường mặt trong sử dụng sơn nước, trong khi tường mặt ngoài tầng 1 được ốp đá Granite, và từ tầng 2 trở lên được sơn Texture.

Hình 1-2Mặt đứng công trình

1.1.3.Giải pháp giao thông công trình

Hệ thống giao thông ngang trong tòa nhà bao gồm các sảnh hành lang trải dài qua ba khối, tạo điều kiện cho việc di chuyển nhanh chóng và thuận tiện đến từng căn hộ Bên cạnh đó, các sảnh cũng đóng vai trò là cầu nối giao thông giữa các phòng trong mỗi căn hộ Hệ thống giao thông đứng bao gồm thang bộ và thang máy, phục vụ nhu cầu di chuyển giữa các tầng.

Mặt bằng rộng có 4 thang bộ 2 vế vừa là lối đi chính vừa là lối thoát hiểm Cầu thang máy được đặt ở hai vị trí trung tâm, đảm bảo khoảng cách tối đa đến cầu thang không quá 25m, giúp việc di chuyển hàng ngày thuận tiện và an toàn trong trường hợp khẩn cấp Căn hộ được bố trí xung quanh lõi với hành lang ngắn, tạo điều kiện đi lại tiện lợi, hợp lý và thông thoáng.

GIẢI PHÁP KẾT CẤU CỦA KIẾN TRÚC

- Hệ kết cấu của công trình là hệ kết cấu vách lõi bê tông cốt thép toàn khối

- Mái phẳng bằng bê tông cốt thép và được chống thấm

- Cầu thang bằng bê tông cốt thép toàn khối

- Tường bao che dày 200mm, tường ngăn dày 100mm

- Phương án móng dùng phương án móng sâu.

CÁC HỆ THỐNG KỸ THUẬT KHÁC

Công trình sử dụng điện từ hai nguồn chính: lưới điện TP Hồ Chí Minh và máy phát điện 150 kVA, đi kèm với một máy biến áp Tất cả thiết bị này được lắp đặt dưới tầng hầm để giảm thiểu tiếng ồn và độ rung, đảm bảo không ảnh hưởng đến sinh hoạt hàng ngày.

Toàn bộ hệ thống điện được lắp đặt ngầm trong quá trình thi công, với hệ thống cấp điện chính được đặt trong hộp kỹ thuật và luồn trong gen điện, đảm bảo an toàn và dễ dàng sửa chữa Hệ thống điện an toàn được lắp đặt ở mỗi tầng với chức năng ngắt điện tự động từ 1A đến 80A, nhằm phòng chống cháy nổ hiệu quả Thiết kế mạng điện trong công trình tuân thủ các tiêu chí an toàn và tiện lợi.

- An toàn: không đi qua khu vực ẩm ướt như khu vệ sinh

- Dễ dàng sửa chữa khi có hư hỏng cũng như dễ kiểm soát và cắt điện khi có sự cố

Mỗi khu vực cho thuê được trang bị một bảng phân phối điện riêng Đèn thoát hiểm và hệ thống chiếu sáng khẩn cấp được lắp đặt theo quy định của cơ quan có thẩm quyền.

Công trình sử dụng nguồn nước từ hệ thống cấp nước TP.Hồ Chí Minh, được chứa trong bể ngầm và bơm lên bể nước mái Từ đây, nước sẽ được phân phối xuống các tầng qua các đường ống dẫn chính Hệ thống bơm nước được thiết kế tự động hoàn toàn, đảm bảo luôn có đủ nước trong bể mái phục vụ cho nhu cầu sinh hoạt.

Các đường ống qua các tầng luôn được bọc trong các hộp gen nước Hệ thống cấp nước đi ngầm trong các hộp kỹ thuật

Tòa nhà được thiết kế với cửa sổ tự nhiên ở tất cả các tầng, cùng với các khoảng trống thông tầng để tăng cường sự thông thoáng Hệ thống máy điều hòa được lắp đặt cho mọi tầng, trong khi hệ thống thông gió dọc cầu thang bộ và sảnh thang máy giúp lưu thông không khí Ngoài ra, quạt hút được sử dụng để thoát hơi tại các khu vệ sinh, với ống gain dẫn lên mái để đảm bảo hiệu quả thông gió.

Các tầng của công trình được chiếu sáng tự nhiên nhờ vào các cửa kính bên ngoài và giếng trời, tạo không gian thoáng đãng Hệ thống chiếu sáng nhân tạo cũng được lắp đặt hợp lý để đảm bảo cung cấp ánh sáng đầy đủ cho những khu vực cần thiết.

1.3.5.Hệ thống phòng cháy chữa cháy

Hệ thống báo cháy được lắp đặt tại các khu vực cho thuê, đảm bảo an toàn cho người sử dụng Bình cứu hỏa được trang bị đầy đủ và bố trí hợp lý ở các hành lang, cầu thang theo hướng dẫn của ban phòng cháy chữa cháy TP Hồ Chí Minh.

Bố trí hệ thống cứu hoả gồm các họng cứu hoả tại các lối đi, các sảnh … với khoảng cách tối đa theo đúng tiêu chuẩn TCVN 2622 –1995

Rác thải được thu gom từ các tầng thông qua hệ thống kho thoát rác, với gian rác đặt tại tầng hầm, có thiết kế kín đáo và được xử lý cẩn thận nhằm ngăn chặn mùi hôi và ô nhiễm môi trường.

KẾT CẤU

VẬT LIỆU

Bảng 2-1.Thông số bê tông và cấu kiện sử dụng

Cấp độ bền Thông số vật liệu Kết cấu sử dụng

Cầu thang, bể nước mái

- Rb : Cường độ chịu nén tính toán dọc trục của bê tông

- Rbt : Cường độ chịu kéo tính toán dọc trục của bê tông

- Eb : Modun đàn hồi ban đầu của bê tông khi nén và kéo

- γ : Trọng lượng riêng của bê tông

Bảng 2-2.Thông số cốt thép và cấu kiện sử dụng

Loại thép Thông số vật liệu Kết cấu sử dụng

CB240-T (ỉ < 10) R s = R sc = 210 MPa, R sw = 170 MPa

CB400-V (ỉ ≥ 10) R s = R sc = 350 MPa, R sw = 280 MPa

E a = 20×10 4 MPa Tất cả các cấu kiện

- Rs : Cường độ chịu kéo tính toán của cốt thép

- Rsc : Cường độ chịu nén tính toán của cốt thép

- Ea : Modun đàn hồi của cốt thép

 Các số liệu được tra theo bảng trong tiêu chuẩn TCVN 5574-2018

GIẢI PHÁP KẾT CÂU

2.2.1.Giải pháp kết cấu chịu lực theo phương đứng của công trình

 Chịu tải trọng dầm sàn và truyền xuống móng

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

 Liên kết với dầm sàn tạo thành hệ khung cứng để giữ ổn định tổng thể, hạn chế chuyển vị ngang của công trình

2.2.1.2 Lựa chọn hệ kết cấu chịu lực theo phương đứng cho công trình

Theo TCVN 198-1997, thiết kế nhà cao tầng cần tuân thủ các yêu cầu về công năng, thẩm mỹ và kinh tế Hệ kết cấu chịu lực theo phương đứng được lựa chọn là hệ vách – lõi cứng, đáp ứng đầy đủ các tiêu chí này.

- Có thể bố trí thành hệ thống theo 1 phương, 2 phương hoặc liên kết lại thành hệ không gian

- Khả năng chịu tải trọng ngang tốt nên có thể sử dụng cho công trình có chiều cao trên 20 tầng

- Sử dụng cho các công trình có yêu cầu kháng chấn đồng thời làm vách ngăn chia các phòng

2.2.2.Giải pháp kết cấu cho sàn

Việc lựa chọn giải pháp kết cấu sàn hợp lý đóng vai trò quan trọng trong việc tối ưu hóa chi phí cho công trình Thống kê cho thấy khối lượng bê tông sàn chiếm từ 30-40% tổng khối lượng bê tông của công trình, trong khi trọng lượng của bê tông dầm sàn là tải trọng tĩnh chính Đối với các công trình cao tầng, tải trọng tích lũy lên các tầng dưới và móng sẽ gia tăng, dẫn đến chi phí cho móng và cột cũng tăng theo.

Ngày nay, có nhiều loại sàn xây dựng đa dạng như sàn sườn truyền thống, sàn không dầm, sàn không dầm ứng lực trước, tấm panel lắp ghép và sàn bê tông Bubble Deck Việc lựa chọn phương án sàn cần dựa trên các tiêu chí như công năng sử dụng, tiết kiệm chi phí, thi công đơn giản và đảm bảo chất lượng kết cấu công trình.

 Trong phạm vi đồ án, sinh viên tính toán 1 phương án sàn dầm

2.2.3.Giải pháp kết cấu cho phần ngầm

 Hệ móng tiếp nhận toàn bộ tải trọng từ bên trên công trình truyền xuống

Sinh viên đề xuất tính toán hai phương án móng cho công trình có quy mô lớn: móng cọc khoan nhồi và móng cọc ép ly tâm Sau khi thực hiện so sánh, sẽ lựa chọn phương án móng phù hợp nhất.

XÁC ĐỊNH SƠ BỘ TIẾT DIỆN CẤU KIỆN

Hình 2-1Mặt bằng kết cấu công trình

2.3.2.Sơ bộ tính diện sàn

2.3.3.Sơ bộ tiết diện dầm

Sơ bộ theo công thức kinh nghiệm sau:

Bảng 2-3.Bảng tiết diện dầm

2.3.4.Sơ bộ tính diện vách

Công thức sơ bộ kích thước vách: c b b

+ k : là hệ số kể đến ảnh hưởng của moment, k=1.3 đối với cột biên, và k=1.2 đối với cột giữa

+ N là lực dọc tại chân vách đang sơ bộ; q nS i i n i 1

- qi: tải trọng phân bố đều trên sàn (tỉnh tải + hoạt tải), (12÷15) kN/m 2

- si: diện tích truyền tải của sàn vào vách

TẢI TRỌNG PHƯƠNG ĐỨNG

2.4.1.Tĩnh tải tác dụng lên sàn

 Khi mô hình trong Etabs, trọng lượng bản thân kết cấu (DEAD) sẽ do phần mềm tự tính

 Trọng lượng bản thân các lớp hoàn thiện ta tự tính và nhập vào mô hình

Để thuận tiện cho việc nhập tải và tổ hợp tải trọng trong mô hình, sinh viên cần quy đổi các lớp cấu tạo về cùng một hệ số vượt tải.

Tĩnh tải được xác định theo công thức sau : g    i i i n

-  i trọng lượng riêng của lớp thứ i

- n i hệ số vượt tại lớp thứ i

2.4.1.1 Tĩnh tải sàn tầng hầm

Bảng 2-4.Tĩnh tải của tầng hầm

STT Vật liệu γ δ n g tc g tt kN/m 3 mm - kN/m 2 kN/m 2

Các lớp hoàn thiện sàn và trần

3 Tổng tĩnh tải (không kể BTCT sàn) 1.29 0.97 1.25

4 Tổng tĩnh tải (kể cả BTCT sàn) 1.13 5.97 6.75

2.4.1.2 Tĩnh tải sàn điển hình

Bảng 2-5.Tĩnh tải của sàn điển hình

Vữa lót sàn 18 40 1.3 0.72 0.94 vữa trát trần 18 15 1.3 0.27 0.35

(*)Tải trọng tường ngăn được trình bay dưới đây

Tải trọng tường tác dụng lên công trình bao gồm tải tường xây trực tiếp lên dầm và tải tường ngăn xây trên sàn

Vì cấu trúc của công trình là chung cư với hệ thống tường ngăn phức tạp, sinh viên đã quy đổi tải trọng của tường trên sàn thành tải trọng phân bố đều lên bề mặt sàn để thuận tiện cho việc nhập tải vào mô hình.

Công thức quy đổi: g t tc  Wk

- W – tổng tải trọng tường trọng ô sàn

- k – hệ số quy đổi, lấy k  1.1 ~ 1.3

Xét ô sàn giới hạn bởi các trục 8-10 và A-B1 có tường xây nhiều nhất

- Tải trọng phân bố đều của tường ngăn: 200 100 245 237.8 4.86 2

2.4.1.3 Tĩnh tải sàn vệ sinh

Bảng 2-6.Tĩnh tải của sàn vệ sinh

Chông thấm 10 5 1.30 0.05 0.07 vữa trát trần 18 15 1.30 0.27 0.35

2.4.1.4 Tĩnh tải sàn sân thượng và tum thang

Bảng 2-7.Tĩnh tải của sàn sân thượng và tum thang

Vữa lót sàn 18 40 1.3 0.72 0.94 chống thấm 10 5 1.3 0.05 0.07 vữa trát trần 18 15 1.3 0.27 0.35

2.4.1.5 Tĩnh tải sàn tầng thương mại

Bảng 2-8.Tĩnh tải của sàn tầng thương mại

Vữa lót sàn 18 40 1.3 0.72 0.94 vữa trát trần 18 15 1.3 0.27 0.35

3 Vách ngăn và bàn làm việc - - 1.2 1 1.2

STT Mục đích sử dụng n p tc p tt

2 Tầng thương mại (nhà hàng) 1.2 4.00 4.80

5 Phòng ngủ, phòng khách, bếp, vệ sinh 1.3 1.50 (*) 1.95

(*) để đơn giản việc tổ hợp tải trọng trong etabs thì các hệ số vượt tải được quy đổi về cùng hệ số vượt tải là 1.2.

TẢI TRỌNG GIÓ

2.5.1.CÁC TRƯỜNG HỢP CỦA TẢI TRỌNG GIÓ

Hình 2-2Trường hợp 1&2: WY & WX

Hình 2-3Trường hợp 3&4: -WY & -WX

Bảng 2-10.bảng tổng hợp bề rộng đón & hút của các trường hợp tải trọng gió

Dia WY WX -WY -WX W39 W51 -W39 -W51

B hút D1 L 1 L 6 L 8 +L 9 +L 10 L 6 L 1 Sin(α)+L 6 Cos(α)  L D _hút w 1 39  L D _đẩy w 1 39  L D _đẩy w 1 39

Kết quả các giá trị tính toán

Dia WY WX -WY -WX W39 W51 -W39 -W51

2.5.2.XÁC ĐỊNH THÀNH PHẦN TĨNH CỦA TẢI TRỌNG GIÓ

 Theo Mục 6.3-TCVN 2737:1995, giá trị tiêu chuẩn thành phần tĩnh của tải trọng gió

W ở độ cao Z so với mốc chuẩn xác định theo công thức :

Giá trị của áp lực gió (W0) tại Quận 2, Tp Hồ Chí Minh, được xác định theo chu kỳ lặp 20 năm và bảng đồ phân vùng phụ lục D, theo điều 6.4 Do khu vực này thuộc vùng gió IIA, giá trị W0 được tính là 0.083 T/m².

 k : hệ số tính đến sự thay đổi áp lực gió theo độ cao, lấy theo Bảng 5

Công trình xây dựng tại vị trí tương đối trống trải nên thuộc dạng địa hình B

 c : hệ số khí động lấy theo Bảng 6: c đẩy  0 8 , c hút  0 6

Tải trọng gió được phân bố đồng đều lên bề mặt tiếp xúc của công trình, do đó, các lực này có thể được quy đổi thành lực tập trung tại trọng tâm của sàn, tức là tại tâm hình học.

- hi và hj : chiều cao của 2 tầng liền kề nhau

- Bđẩy & Bhút : bề rộng mặt đón & hút gió

2.5.3.XÁC ĐỊNH THÀNH PHẦN ĐỘNG CỦA TẢI TRỌNG GIÓ

 Thành phần gió động được xét đến trong thiết kế nhà cao tầng khi chiều cao công trình cao hơn 40 mét

Mức độ nhạy cảm của công trình đối với tác động của tải trọng gió quyết định rằng thành phần động của tải trọng gió chỉ cần xem xét tác động do thành phần xung của vận tốc gió, hoặc có thể bao gồm cả lực quán tính của công trình.

Mức độ nhạy cảm của công trình được xác định thông qua mối quan hệ giữa các tần số dao động riêng cơ bản, đặc biệt là tần số dao động riêng thứ nhất, và tần số giới hạn f L theo quy định trong Bảng 2 – TCVN 229:1999, dựa trên hệ số .

 Với công trình bê tông cốt thép 0.3, công trình thuộc vùng áp lực gió IIA nên f L  1.3( Hz )

 So sánh tần số dao động riêng thứ nhất của công trình với tần số giới hạn :

→ Theo Mục 4.3 TCVN 229:1999, thành phần động của tải trọng gió phải kể đến cả tác dụng của xung vận tốc gió và lực quán tính

Theo TCVN 229:1999, chỉ cần tính toán thành phần động cho 4 dạng dao động đầu tiên, với f 4 = 1.2453, f L = 1.3 và f 5 = 1.5848 Trong đó, chỉ xem xét các dao động theo phương X và phương Y, bỏ qua dao động xoắn của công trình.

2.5.3.2 Các công thức xác định gió động theo TCVN 229:1999

 Giá trị tiêu chuẩn thành phần động của tải trọng gió tác dụng lên phần thứ j đối với dạng dao động thứ i được xác định theo công thức :

+ M j : khối lượng tập trung của phần công trình thứ j

+  i : hệ số động lực học đối với dạng dao động thứ i, không thứ nguyên phụ thuộc vào độ giảm lôga ( ) của dao động và thông số W 0 i 940 f i

-   12 083 137 137  hệ số độ tin cậy của tải trọng gió Với,

- 1.2 – Hệ số tin cậy của tải trọng gió tương ứng công trình niên hạn sử dụng 50 năm

- 0.83 – Hệ số điều chỉnh tải trọng gió (Bảng 12/TCVN 2737-1995)

- 1.37 – Hệ số quy đổi áp lực gió từ chu kỳ 20 năm về chu kỳ 100 năm (Bảng 4.3

- Phân cấp công trình dựa theo bảng 2 của thông tư 03/2016/TT-BXD, công trình nhà chung cư > 20 tầng thuộc công trình cấp I

- Theo Bảng 2 QCVN 03:2012/BXD, công trình cấp I có niên hạn sử dụng > 100 năm

- W 0 : giá trị của áp lực gió với chu kỳ 20 năm ( T/m 2 )

- f i : tần số dao động riêng thứ i (Hz)

- Theo TCVN 229:1999 để xác định hệ số động lực :

Hình 2-8 Đồ thị xác định hệ số động lực

- Đường cong 1: đối với công trình bê tông cốt thép gạch đá kể cả công trình khung thép có kết cấu bao che (  0 3)

- Đương cong 2: các thép , trụ thép, ống khói, các thiết bị dạng cột có hệ bằng bê tông cốt thép (  0 1 5)

 y ji : chuyển vị ngang của trọng tâm phần công trình thứ j ứng với dạng dao động riêng thứ i

: hệ số được xác định bằng cách chia công trình thành n phần, trong phạm vi mỗi phần tải trọng gió có thể coi như không đổi :

+ W Fj W j   j j S : giá trị tiêu chuẩn thành phần động của tải trọng gió tác dụng lên phần thứ j của công trình

+ W j : giá trị tiêu chuẩn thành phần tĩnh của áp lực gió

+  : hệ số áp lực động của tải trọng gió ở độ cao ứng với thành phần thứ j của công trình Tra theo Bảng 3 TCVN 229:1999

+ S j : diện tích đón gió của phần j của cồng trình (m 2 )

Hệ số tương quan không gian áp lực động của tải trọng gió đối với các dạng dao động khác nhau của công trình là không thứ nguyên và phụ thuộc vào các yếu tố như  và  Giá trị này được xác định thông qua Bảng 4, Bảng 5 và Hình 1 trong TCVN 229:1999, với giá trị cụ thể là = 1.

 ứng với các dạng dao động thứ 2 và thứ 3 là   2   3 1

Hình 2-9 Hệ tọa độ khi xác định hệ số tương quan không gian 

 Thành phần động của tải trọng gió sẽ được gắn vào tâm khối lượng của công trình

2.5.4.KẾT QUẢ PHÂN TÍCH BÀI TOÁN ĐỘNG TỪ ETABS

Theo TCVN 229:1999, trong quá trình tính toán động lực tải trọng gió cho các công trình, cần xem xét các khối lượng chất tạm thời và áp dụng hệ số chiết giảm khối lượng.

Theo Bảng 1 - TCVN 229:1999, đối với các công trình dân dụng, hệ số chiết giảm khối lượng lấy bằng 0.5

→ Khối lượng tham gia dao động : 100% (D+SD) + 50%L

Các dạng dao động thường xảy ra đối với công trình

2.5.4.1 Khảo sát 12 mode dạo động đầu tiên

Bảng 2-11 Bảng chu kỳ các mode dao động

12 0.171 0.0000 0.0202 0.8430 0.8501 0.0000 0.8228 5.8480 y Bỏ qua mode 1 (f 1 =0.3626 Hz) mode 2 (f 2 =0.4174 Hz) mode 3 (f 3 =0.4184 Hz) mode 4 (f 4 =1.2453 Hz)

2.5.4.2 Chuyển vị ngang theo phương y & x

Bảng 2-12 Chuyển vị ngang theo phương y & x

2.5.4.3 Chuyển vị ngang theo phương 39 & 51

Chuyển vị theo phương 39 và 51 được xác định dựa vào các mode dao động theo phương X và Y

Chuyển vị theo hai phương 39, 51 được xác định như sau:

Mode Phương dao động Tâm Chuyển vị theo phương

D1 y 39 j1  cos( ) x   j mode1 y 51 j1  cos( ) x   j mode1 D2 y 39 j1  cos( ) x   j mode1 y 51 j1  cos( ) x   j mode1 D3 y 39 j1  cos( ) x   j mode1 y 51 j1  cos( ) x   j mode1 mode 2 Y

D1 y 39 j2  sin( )   y mode2 j y 51 j2  sin( )   y mode2 j D2 y 39 j2  sin( )   y mode2 j y 51 j2  sin( )   y mode2 j D3 y 39 j2  sin( )   y mode2 j y 51 j2  sin( )   y j mode2 mode 4 X

D1 y 39 j3  cos( ) x   j mode4 y 51 j3  cos( ) x   j mode4 D2 y 39 j3  cos( ) x   j mode4 y 51 j3  cos( ) x   j mode4 D3 y 39 j3  cos( ) x   j mode4 y 51 j3  cos( ) x   j mode4

Bảng 2-13 Chuyển vị ngang theo phương 39 & 51 chuyển vị y j

2.5.5.Bảng kết quả tính toán thành phần tĩnh của tải trọng gió

Gió tĩnh Fy Gió tĩnh Fx

Gió tĩnh (-Fy) Gió tĩnh (-Fx)

Gió tĩnh F 39 Gió tĩnh F 51 Gió tĩnh F 39 Gió tĩnh F 51

Gió tĩnh (-F 39 ) Gió tĩnh (-F 51 ) Gió tĩnh (-F 39 ) Gió tĩnh (-F 51 )

B -51 hút (m) đẩy (T) hút (T) tổng (T) đẩy (T) hút (T) tổng (T)

2.5.6.Bảng kết quả tính toán thành phần động của tải trọng gió

Gió động Tải tĩnh Fy Tải động Fy Tổng tải Fy

W Pj (T/m 2 ) (T) (T) (T) (T) (T) (T) đẩy hút đẩy hút đẩy hút tĩnh động

Gió động Tải tĩnh Fx Tải động

W Pj (T/m 2 ) (T) (T) (T) (T) (T) (T) đẩy hút đẩy hút đẩy hút tĩnh động

Gió tĩnh Gió động Tải tĩnh

W j (T/m 2 ) W Pj (T/m 2 ) (T) (T) (T) đẩy hút đẩy hút đẩy hút đẩy hút tĩnh động Mái D1 70.8 28.80 28.80 0.097 0.072 0.008 0.007 -12.23 -9.18 -1.02 -0.85 -21.41 -1.87 Tum D1 67.8 28.80 28.80 0.096 0.072 0.007 0.006 -3.87 -2.90 -0.28 -0.23 -6.77 -0.51

Gió tĩnh Gió động Tải tĩnh

W j (T/m 2 ) W Pj (T/m 2 ) (T) (T) (T) đẩy hút đẩy hút đẩy hút đẩy hút tĩnh động

Gió tĩnh Gió động Tải tĩnh F39 Tải động F39 Tổng tải F39 Tổng tải F39

W j (T/m 2 ) W Pj (T/m 2 ) (T) (T) (T) (T) (T) (T) Tĩnh (T) Động (T) đẩy hút đẩy hút đẩy hút đẩy hút tĩnh động F x 39 F y 39 F x 39 F y 39

Gió tĩnh Gió động Tải tĩnh F51 Tải động

W j (T/m 2 ) W Pj (T/m 2 ) (T) (T) (T) (T) (T) (T) Tĩnh (T) Động (T) đẩy hút đẩy hút đẩy hút đẩy hút tĩnh động F x 51 F y 51 F x 51 F y 51

Gió tĩnh Gió động Tải tĩnh (-

Tải động (- F39) Tổng tải (-F39) Tổng tải (-F39)

W j (T/m 2 ) W Pj (T/m 2 ) (T) (T) (T) (T) (T) (T) Tĩnh (T) Động (T) đẩy hút đẩy hút đẩy hút đẩy hút tĩnh động F x -39 F y -39 F x -39 F y -39

Gió tĩnh Gió động Tải tĩnh (-

Tải động (- F51) Tổng tải (-F51) Tổng tải (-F51)

W j (T/m 2 ) W Pj (T/m 2 ) (T) (T) (T) (T) (T) (T) Tĩnh (T) Động (T) đẩy hút đẩy hút đẩy hút đẩy hút tĩnh động F x -51 F y -51 F x -51 F y -51

TẢI TRỌNG ĐỘNG ĐẤT

Theo tiêu chuẩn TCVN 9386:2012, động đất được chia thành 3 trường hợp dựa vào giá trị gia tốc nền thiết kế : a g   i gR a

Trường hợp phải thiết kế kháng chấn cho công trình:

- Khi a g  0 08 g phải tính toán và cấu tạo kháng chấn

- Khi 0 04 g a  g  0 08 g chỉ cần áp dụng các giải pháp kháng chấn, đã được giảm nhẹ

- Khi a g  0 04 g không cần thiết kế kháng chấn

Với g là gia tốc trọng trường lấy bằng g = 9.81 (m/s 2 )

Các phương pháp phân tích động đất theo TCVN 9386:2012

 Phương pháp đàn hồi tuyến tính :

- Phương pháp “ Phân tích tĩnh lực ngang tương đương”

- Phương pháp “ Phân tích phổ phản ứng dạng dao động”

- Phương pháp “phân tích tĩnh phi tuyến”

- Phương pháp “phân tích phi tuyến theo thời gian”

Trong đồ án, sinh viên áp dụng phương pháp "Phân tích phổ phản ứng dạng dao động", một kỹ thuật có khả năng tính toán cho mọi loại công trình xây dựng.

2.6.2.Xác định phổ thiết kế

 Hệ số gia tốc nền tham chiếu α tra ở phụ lục H-TCVN 9386:2012, phụ thuộc vào vị trí địa lý của công trình Công trình được xây ở Quân 2-TPHCM nên: α = 0.0856

 Đỉnh gia tốc nền tham chiếu: a gR    g 0 0856 g

 Hệ số tầm quan trọng tra theo phụ lục E - TCVN 9836:   i 1 25 , đối với công trình cấp 1

 Đỉnh gia tốc nền thiết kế: a g   i gR a  1 25 0 0856  g  0107 g  0 08 g

 Công trình cần thiết kế kháng chấn

Dựa trên số liệu hồ sơ địa chất, chỉ số SPT trung bình của đất nền nằm trong khoảng 15-50, do đó loại đất nền được thiết kế là loại C (9386-bảng 3.2) Từ thông tin này, các tham số của phổ thiết kế có thể được suy ra.

 Hệ số ứng với cận dưới của phố thiết kế theo phương nằm ngang:   0 2

 Hệ số ứng xử q đối với tải trọng động đất theo phương ngang: q = q k o w  1 5

  : giá trị cơ bản của hệ số ứng xử

Theo Điều 6, Mục 5.2.2.2 TCVN 9386:2012, đối với công trình không có tính đều đặn trong mặt bằng, hệ số w/1 được xác định là trung bình của 1 và (b) trong Điều 5, với hệ tường kép có giá trị là 1.2.

- Hệ số 0.8 là hệ số kể đến sự chiết giảm 20% do tính không đều đặn theo mặt đứng

 Phổ phản ứng thiết kế theo phương năm ngang được xác định theo công thức sau:

- T : chu kỳ dao động của hệ tuyến tính một bậc tự do

- TB : giới hạn dưới của chu kỳ, ứng với đoạn nằm ngang của phổ phản ứng gia tốc

- TC : giới hạn trên của chu kỳ, ứng với đoạn nằm ngang của phổ phản ứng gia tốc

- TD : giá trị xác định điểm bắt đầu của phần phản ứng dịch chuyển không đổi trong phổ phản ứng

- η : hệ số điều chỉnh độ cản với giá trị tham chiếu, η = 1 với độ cản nhớt 5%

2.6.2.1.Bảng kết quả tính toán phổ phản ứng thiết kế

Bảng 2-14 Bảng kết quả tính toán phổ phản ứng thiết kế

Hình 2-10Phổ phản ứng thiết kế

2.6.3.Phân tích tác động của động đất

- Khi động đất xảy ra thì ảnh hưởng của tác động đất vào công trình là rất nhiều hướng chứ không phải một hướng cố định

Động đất có đặc tính như sóng, vì vậy không phải lúc nào tác động của nó đến công trình theo chiều dài ngắn nhất cũng là lớn nhất Điều này khiến việc xác định hướng gây nguy hiểm nhất cho công trình trong trường hợp xảy ra động đất trở nên khó khăn.

- Với hình dạng mặt bằng công trình này thì ta chỉ cần xét 4 hướng chính tác dụng vào công trình EX & EY, E39 & E51

- Ta tổ hợp hướng căn tổng bình phương được tính trực tiếp trong chương trình ETABS

Hình 2-11Các phương tác động của động đất

Bảng 2-15 Số mode cần phân tích dao động

Mode Period UX UY Sum UX Sum UY RZ Sum RZ sec

Các mode tham gia dao động cần được xét đến cần phải thỏa một trong hai điều kiện sau:

- (1) Tổng các khối lượng hữu hiệu của các dạng dao động xét chiếm ít nhất 90% tổng khối lượng hữu hiệu của kết cấu

- (2) Tất cả các dạng dao động có khối lượng hữu hiệu lớn hơn 5% của tổng khối lượng cần xét

 Dựa vào điều kiện (1) thì cần tính toán cho 21 dạng dao động

2.7.CÁC TRƯỜNG HỢP TẢI VÀ TỔ HỢP TẢI KHI KHAI BÁO TRONG ETABS

2.7.1.Các trường hợp tải ( static load case )

Stt Tên Loại Ghi chú

1 DEAD DEAD Trọng lượng bản thân BTCT

2 SDEAD SDEAD Lớp hoàn thiện, tường ngăn

4 WXS WIND Gió tĩnh theo phương (X)

5 WYS WIND Gió tĩnh theo phương (Y)

6 WXSM WIND Gió tĩnh theo phương (-X)

7 WYSM WIND Gió tĩnh theo phương (-Y)

8 W39S WIND Gió tĩnh theo phương (Xiên 1)

9 W51S WIND Gió tĩnh theo phương (Xiên 2)

10 W39SM WIND Gió tĩnh theo phương (-Xiên 1)

11 W51SM WIND Gió tĩnh theo phương (-Xiên 2)

12 WXD WIND Gió động theo phương (X)

13 WYD WIND Gió động theo phương (Y)

14 WXDM WIND Gió động theo phương (-X)

15 WYDM WIND Gió động theo phương (-Y)

16 W39D WIND Gióđộng theo phương (Xiên 1)

17 W51D WIND Gió động theo phương (Xiên 2)

18 W39DM WIND Gió động theo phương (-Xiên 1)

19 W51DM WIND Gió động theo phương (-Xiên 2)

2.7.2.Các tổ hợp tải ( load combinations )

WX = ADD(WXS, WXD) WXM = ADD(WXSM, WXDM)

WY = ADD(WYS, WYD) WYM = ADD(WYSM, WYDM)

2.7.2.1.Theo trạng thái giới hạn thứ nhất

Bảng 2-16 Bảng tổ hợp tải trọng cho mô hình chỉ có gió

Stt Tên Loại Dead Sdead Live Tải trọng gió (Tĩnh + Động)

Ghi chú: các hệ số trong bảng là kết quả của phép nhân giữa hai hệ số vượt tải và hệ số tổ hợp

Hệ số vượt tải Hệ số tổ hợp giá trị hệ số

Bảng 2-17 Bảng tổ hợp tải trọng cho mô hình chỉ có động đất

Stt Tên Loại Động đất

2.7.2.2.Theo trạng thái giới hạn thứ hai

Bảng 2-18 Bảng tổ hợp tải trọng cho mô hình chỉ có gió

Stt Tên Loại Dead Sdead Live Tải trọng gió (Tĩnh + Động)

19 SdriftW ENVELOPE(WX, WY, WXM, WYM, W39, W51, W39M, W51M)

Bảng 2-19 Bảng tổ hợp tải trọng cho mô hình chỉ có động đất

Stt Tên Loại Động đất

KIỂM TRA CÁC ĐIỀU KIỆN ỔN ĐỊNH CỦA CÔNG TRÌNH

2.8.1.Kiểm tra chuyển vị đỉnh công trình

 Chuyển vị đỉnh giới hạn theo phương ngang của nhà nhiều tầng là: u f H

  (bảng C.4 TCVN 5574:2012) H – là chiều cao nhà tính từ mặt đất tự nhiên tới mặt mái

 Với công trình này H = 80.1 (m) f u 80100 (mm)

 Chuyển vị lớn nhất tại tầng sân thượng (RF) do tổ hợp ESW được xuất ra từ phần mềm Etabs được cho ở bảng sau:

Bảng 2-20 Chuyển vị đỉnh theo phương ngang của công trình với tổ hợp ESW

Name Combo UX UY UZ RX RY RZ m m m rad rad rad

Nhận xét: Từ bảng kết quả cho thấy chuyển vi ngang lớn nhất của tầng RF là f 57.5 (mm)< f  u 160.2 (mm) OK

 Chuyển vị lớn nhất tại tầng sân thượng (RF) do tổ hợp ESE được xuất ra từ phần mềm Etabs được cho ở bảng sau:

Bảng 2-21 Chuyển vị đỉnh theo phương ngang của công trình với tổ hợp ESE

Name Combo UX UY UZ RX RY RZ m m m rad rad rad

Nhận xét: Từ bảng kết quả cho thấy chuyển vi ngang lớn nhất của tầng RF là f 92.6 (mm)< f  u 160.2 (mm) OK

2.8.2.Kiểm tra chuyển vị tương đối của các tầng

2.8.2.1 Kiểm tra chuyển vị ngang tương đối giữa các tầng do tác động của gió

 Chuyển vị giới hạn theo phương ngang của một tầng nhà nhiều tầng là: f u h

     (bảng C.4 TCVN 5574:2012), h – là chiều cao tầng

Bảng 2-22 Chuyển vị ngang tương đối của các tầng với tổ hợp SdriftW

Case/Combo Direction Label X Y Z Drift f u h

The RF SDriftW data presents a series of measurements across multiple floors, ranging from 2F to 20F, with variations in maximum and minimum values For instance, at 20F, the maximum reading is 63.3, while the minimum is slightly lower at 63.3 The values progressively decrease as we move down to 2F, where both the maximum and minimum readings are 5.5 Each measurement is accompanied by a unique identifier and a status note indicating that all readings are "OK." The data highlights a consistent pattern of decreasing values from the highest floor to the lowest, with specific values recorded for each floor and condition.

RF SDriftW Min Y 773 80.9 -14.2 75.7 0.000545 0.002 OK 20F SDriftW Max Y 138 110.8 -37.5 63.3 0.000615 0.002 OK 20F SDriftW Min Y 138 110.8 -37.5 63.3 0.000611 0.002 OK

The data presents a series of measurements for the SDriftW across different floors, ranging from 2F to 19F Each floor's maximum and minimum values are recorded, along with corresponding coordinates and measurements For instance, the 19F SDriftW Max shows values of Y 138, with a drift of -37.5 and a measurement of 0.000635, while the 19F Min reflects slightly lower values As we move down to 2F, the Max and Min values are 0.000356 and 0.000355, respectively Consistently, the data indicates that the drift measurements remain stable across the floors, with all entries marked as "OK," suggesting reliability in the recorded data This comprehensive dataset is crucial for analyzing trends in SDriftW performance over time.

2.8.2.2 Kiểm tra chuyển vị ngang tương đối giữa các tầng do tác động của động đất

 Chuyển vị ngang tương đối giữa các tầng do tác động của động đất được giới hạn bởi: d r h v

Hệ số chiết giảm v được sử dụng để xem xét chu kỳ lặp thấp hơn của tác động động đất, nhằm đáp ứng yêu cầu hạn chế hư hỏng cho công trình Đối với công trình cấp I, giá trị của v được xác định là 0.4.

- d r – là chuyển vị ngang thiết kế tương đối giữa các tầng, d r   d s d s top d s bottom

Chuyển vị tại một điểm của kết cấu do tác động của động đất được xác định bởi công thức d s = q d d c, trong đó q d là hệ số ứng xử chuyển vị, giả thiết bằng hệ số ứng xử q Chuyển vị d c tại cùng điểm đó được tính toán thông qua phân tích tuyến tính dựa trên phổ phản ứng thiết kế, tương ứng với chuyển vị do phần mềm Etabs phân tích.

Từ đó suy ra: s c r c d q d d h h h v d h vq

Bảng 2-23 Chuyển vị ngang tương đối của các tầng với tổ hợp SdriftE

Case/Combo Direction Label X Y Z Drift d c h

MAI DRIFTE Max X 4129 37.9 -11.1 80.1 0.000881 0.0047 OK MAI DRIFTE Min X 4129 37.9 -11.1 80.1 0.000881 0.0047 OK

The RF DRIFTE data presents a series of measurements across different years, ranging from 9F to 20F, with consistent parameters including the same X value of 1154 and Y value of 104.2 Each entry lists minimum and maximum values, showing a decreasing trend in the recorded figures, with the maximum values starting at 75.7 for RF DRIFTE and dropping to 29.2 for 9F DRIFTE The corresponding minimum values also reflect a similar downward trajectory, beginning at 0.000916 for RF DRIFTE and decreasing to 0.001511 for 9F DRIFTE All measurements are marked as "OK," indicating their validity This comprehensive dataset provides insights into the performance metrics over the years, highlighting significant reductions in both maximum and minimum values.

The 8F DRIFTE readings show a maximum and minimum value of 1154, with consistent parameters of 104.2, 0.0, and 26.1, yielding a result of 0.001508 and 0.0047, both marked as OK Similarly, the 7F DRIFTE displays the same maximum and minimum of 1154, with parameters of 104.2, 0.0, and 23.0, resulting in 0.001493 and 0.0047, also marked as OK This pattern continues down to the 2F DRIFTE, where the maximum and minimum values remain at 1154, with parameters of 104.2, 0.0, and 5.5, resulting in 0.000782 and 0.0047, both satisfactory Each floor's readings indicate stable performance across all measurements.

BF DRIFTE Min X 1142 63.0 0.0 -3.2 0.000061 0.0047 OK MAI DRIFTE Max Y 4125 75.9 -15.1 80.1 0.000917 0.0047 OK MAI DRIFTE Min Y 4125 75.9 -15.1 80.1 0.000917 0.0047 OK

The RF and DRIFTE measurements provide a comprehensive overview of various data points across different years For instance, the maximum and minimum values for 20F DRIFTE show consistent readings at Y 138 with a variance of -37.5 and a range from 63.3 to 110.8 Similarly, the 19F DRIFTE data maintains this trend, with maximum and minimum values at Y 138, reflecting a slight decrease over the years The 18F and 17F readings continue this pattern, demonstrating a gradual decline in values, particularly noted in the maximum readings which drop from 57.1 to 54.0 As we progress through the years, the 16F to 7F data sets reveal a consistent decrease in both maximum and minimum values, with the lowest readings recorded at 23.0 for 7F DRIFTE Overall, the data indicates a steady decline in measurements over the years, highlighting a significant trend in the RF and DRIFTE metrics.

The data presents various measurements for the DRIFTE system across different floors, indicating both maximum and minimum values For the 7th floor, the maximum Y value is 32.9 with a corresponding measurement of 23.0, while the minimum Y value is the same at 32.9 with a measurement of 23.0 On the 6th floor, both the maximum and minimum Y values are 32.9, with measurements of 19.9 The 5th floor shows maximum and minimum Y values of 32.9 and 16.8, respectively The 4th floor has a maximum Y value of 3.0 and a corresponding measurement of 13.7, while the minimum Y value is also 3.0 On the 3rd floor, the maximum Y is 110.8 with a measurement of 10.3, and the minimum Y is the same at 110.8 Finally, the 2nd floor features maximum and minimum Y values of 104.2, both with a measurement of 5.5 All measurements comply with the specified criteria.

2.8.3.Kiểm tra khả năng chống lật của công trình

Theo TCVN 198:1997, mục 3.2, các công trình nhà cao tầng BTCT có tỷ lệ chiều cao so với chiều rộng lớn hơn 5 lần cần phải được kiểm tra khả năng chống lật dưới tác động của động đất và tải trọng gió.

 46.5   không cần kiểm tra chống lật

Kết luận: công trình thỏa các điều kiện về ổn định tổng thể

2.8.4.Kiểm tra lực cắt tổng thể của công trình do tác động của tải trọng đặc biệt Để tăng tính bền vững cho công trình, cần kiểm tra khả năng chịu cắt tổng thể của cấu kiện đứng do tác động của tải trọng đặc biệt Điều kiện kiểm tra:  F cc F c ,max

Trong đó:  F cc Tổng khả năng chịu cắt của vách (cột)

F c ,max Lực cắt lớn nhất do tác động đặc biệt

Lực cắt lớn nhất do tác động đặc biệt : F c ,max 2248 (tonf)

Tổng khả năng chịu cắt của vách : F cc R bt  A b

Vậy thỏa điều kiện lực cắt tổng thể do tải trọng đặt biệt tác động.

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ KHUNG TRỤC 29

TÍNH TOÁN CỐT THÉP VÁCH KHUNG TRỤC 29

- Bê tông: B40 (M500), R b 22 (MPa), R bt 1.4 (MPa)

- Cốt thép: s sc sw s sc sw

  10: cốt thép CB400-T, Rs = Rsc = 350 MPa, Rsw (0 MPa

  10: cốt thép CB240-T, Rs = Rsc = 210 MPa, Rsw 0 MPa

Vách là một cấu trúc chịu lực thiết yếu trong các tòa nhà cao tầng, đặc biệt với khả năng chịu tải trọng ngang lớn Khi phải chịu tải trọng ngang, vách có xu hướng bị biến dạng do hiện tượng uốn.

Có 3 phương pháp tính toán cốt thép dọc cho vách phẳng thường được dùng trong thiết kế nhà cao tầng :

- Phương pháp phân bố ứng suất đàn hồi

- Phương pháp giả thiết vùng biên chịu momen

- Phương pháp xây dựng biểu đồ tương tác

→ Trong phạm vi đồ án, sinh viên sử dụng phương pháp giả thiết vùng biên chịu momen Đặc điểm của phương pháp này :

- Cốt thép đặt trong vùng biên ở 2 đầu vách được thiết kế để chịu toàn bộ momen

- Lực dọc trục được giả thiết là phân bố đều trên toàn bộ chiều dài vách

- Ứng lực kéo do cốt thép chịu; ứng lực nén do cả bê tông và cốt thép chịu

3.1.3.Phương pháp tính toán vách theo giả thiết vùng biên chịu moment

- Vách cứng trong etabs được khai báo bằng một phần tử “Pier”, hệ trục tọa độ địa phương được quy ước như sau:

Hình 3-1Quy ước trục tọa độ của Pier

- Thông thường mỗi phần tử Pier chịu 6 thành phần nội lực: P (lực dọc), V2 & V3

(lực cắt theo trục 2 & 3), T (moment xoắn), M2 & M3 (moment uốn xung quanh trục 2 & 3)

Vách cứng chủ yếu chịu tải trọng ngang tác động song song với mặt phẳng, do đó không cần xem xét khả năng chịu momen ngoài mặt phẳng M2 và lực cắt theo phương vuông góc V3 Chỉ cần tập trung vào ba thành phần nội lực chính là P, V2 và M3.

Nội lực tính toán vách được xuất ra từ kết quả etabs với tất cả các tổ hợp U1 đến U17

3.1.5.Kiểm tra hệ số lực nén quy đổi V d khi chịu tải trọng động đất

3.1.5.1 Cơ sở lý thuyết Điều kiện kiểm tra hệ số lực nén quy đổi d Ed p p cd

+ N Ed là lực dọc trong vách do tổ hợp tải trọng có động đất (EUE)

  là cường độ chịu nén thiết kế của bê tông theo EN 1992-1-1:2004

-  cc 0.8 1∼ hệ số xét đến tác dụng dài hạn của tải trọng, nên lấy với giá trị  cc 1

-  c hệ số điều kiện làm việc của bê tông,  c 1.2 khi xét đến tải trọng đặc biết, còn lại  c 1.5

Cường độ chịu nén đặc trưng của bê tông ứng với mẫu lập phương được tính bằng công thức f ck = f cm - 1.64SD, trong đó f cm là cường độ chịu nén danh nghĩa của bê tông và SD là độ lệch chuẩn Đối với trường hợp này, giá trị 1.64SD được xác định là 8 MPa.

3.1.5.2 Tính toán kiểm tra hệ số V d

 Quy đổi vậy liệu của từ tiêu chuẩn việt nam sang EN 1992-1-1:2004

- Với bê tơng vách B40(M500)  f cm cube , 51.37 (MPa), (bảng A.1-TCVN 5574)

- Cường độ chịu nén danh nghĩa của bê tông ứng với mẫu lăng trụ : cm cube cm f f , 51.37 (MPa)

   , hệ số 1.2 là hệ số quy đổi cường độ của mẫu thử lấy theo TCVN 3118:93

- Cường độ chịu nén đặc trưng của bê tông ứng với mẫu lăng trụ: ck cm f  f  8 42.8 8 34.8  (MPa)

- Cường độ chịu nén thiết kế của bê tông ứng với mẫu lăng trụ: f cd 34.8 (MPa)

KIỂM TRA GIÁ TRỊ LỰC DỌC THIẾT KẾ QUY ĐỔI

TIÊU CHUẨN KIỂM TRA: TCVN 9386:2012

Tầng Pier L p (mm) t p (mm) Comb Vị trí N Ed (Tấn)  d =N Ed /f cd A c Check

RF P1 3000 400 EUE Max Bottom -31 0.009 OK

GF P1 3000 400 EUE Max Bottom -941 0.270 OK

3.1.6.Các bước tính toán cốt thép

Bước đầu tiên trong quá trình tính toán là giả định chiều dài B của vùng biên chịu momen, với B ban đầu được giả định là p, tương ứng với chiều dày vách Sau mỗi lần tính toán, nếu không đạt yêu cầu, chiều dài B sẽ được tăng lên một lượng bằng t p / 2 Trong quá trình này, cần xem xét vách chịu lực dọc P và momen uốn trong mặt phẳng M 3, trong đó momen M 3 liên quan đến cặp ngẫu lực đặt tại hai vùng biên của vách.

Hình 3-2 Mặt cắt ngang và đứng của vách

Bước 2: xác định lực kéo hoặc nén trong 2 vùng biên left b p

- A – là diện tích vùng biên, A b t B p

Bước 3: tính toán cốt thép dọc

 Nếu Nlà lực nén: sc b b b sc

- N P hoặc P left right hoặc P middle

-  b là hệ số điều kiện làm việc của bê tông, với bê tông đổ thẳng đứng  b 0.85

- là hệ số uốn dọc (TCVN 5574 6.1.2.2) o p o khi Qmax = 33.88 ( kN )

Vậy bê tông sàn đủ khả năng chịu cắt không cần đặt cốt đai chịu cắt.

Kiểm tra độ võng sàn bằng phần mềm SAFE

Theo mục 7.4.3.4 TCVN 5574 – 2018: Độ cong toàn phần với các đoạn có vết nứt trong vùng chịu kéo xác định theo công thức:

  : độ cong do tác dụng ngắn hạn của toàn bộ tải trọng

  : độ cong do tác dụng ngắn hạn của tải trọng thường xuyên và tải trọng tạm thời dài hạn

  : độ cong do tác dụng dài hạn của tải trọng thường xuyên và tải trọng tạm thời dài hạn

  : không xét đến do liên quan đến thành phần ứng lực trước

Dựa vào công thức trên ta thiết lập công thức tính toán độ võng sàn để nhập vào phần mềm như sau:

Deflection (mm) is a critical measurement in structural engineering, represented by f1 (mm) for short-term deflection caused by total load, calculated as f1 = DL + SD + LL with a Nonlinear (Cracked) analysis type and a factor of v = 0.45 Additionally, f2 (mm) represents short-term deflection due to sustained and live loads, calculated as f2 = DL + SDL + 1.5 LL, also using a Nonlinear (Cracked) analysis type Long-term deflection is denoted by f3 (mm), resulting from sustained and live loads, calculated as f3 = (DL + SDL + 0.5 LL) x 2, with a factor of v < 0.15 and a Nonlinear (Longterm Crack) analysis type.

Khai báo tổ hợp DV-L+2SDL+1.5LL Trong phần mềm SAFE để kiểm tra nội lực

Hình 4.7: Độ võng sàn Độ võng xuất từ phầm mềm có giá trị:  15.59(mm)

Kiểm tra độ võng của sàn theo công thức f    f

Trong đó f: Độ võng của ô sàn

Vì ô sàn là sàn sườn toàn khối có nhịp 5m L 10m  (Bảng 4- TCVN 5574-2018: Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép- Tiêu chuẩn thiết kế)   f  2.5cm

Vậy sàn đảm bảo điều kiện võng

Kiểm tra nứt sàn

- Để kiểm tra điều kiện nứt của sàn theo TTGH2, ta cần tạo các tổ hợp tải trọng sau đây trong phần mềm SAFE:

+ Tải ngắn hạn: 1SW + 1SDL + 1LL (M1)

+ Tải dài hạn: 1SW + 1SDL + 0.5LL (M2)

- Nội lực ta dựa vào kết quả từ Safe (Strip Forces): Kiểm tra với giá trị nội lực lớn nhất

- Dựa vào vị trí có độ võng to nhất, ta kiểm tra vết nứt tại vị trí có độ võng lớn nhất

- Ta sử dụng và tính toán cho cấp chống nứt thứ 3: Tính toán về sự mở rộng khe nứt

- Bề rộng vết nứt thẳng góc với trục dọc cấu kiện acrc (mm) Được xác định theo công thức:

+  : hệ số lấy đối với:

 Cấu kiện chịu uốn và nén lệch tâm  1

+  l : hệ số tác dụng của tải trọng:

 Tải trọng tạm thời ngắn hạn và tác dụng ngắn hạn của tải trọng thường xuyên và tải trọng tạm thời dài hạn:  l 1

 Tải trọng thường xuyên và tải tọng tạm thời dài hạn đối với bê tông kết cấu làm từ bê tông nặng:  l 1.6 15 

+ : hệ số lấy như sau:

 Đối với cốt thép có gờ:   1

 Đối với cốt thép tròn trơn:   1.3

+  s : ứng suất trong các thanh cốt thép chịu kéo ở ngoài cùng: s s

 Chiều cao vùng bê tông chịu nén tương đối của bê tông:

 = 1.8 Đối với bê tông nặng và bê tông nhẹ s o

bh ; với As là diện tích lớp thép ngoài cùng của thép chịu kéo s b

+  : hệ số đàn hồi dẻo của vùng nén Lấy bằng 0.45 (đối tải ngắn hạn) và bằng 0.15 đối với tải dài hàn có độ ẩm từ 40 - 75%

+ z : khoảng cách từ trọng tâm cốt thép chịu kéo đến điểm đặt của hợp lực trong vùng nén của tiết diện bê tông phía trên vết nứt Mục 7.4.3.2 TCVN 5574-

- Căn cứ vào Bảng 2, Mục 4.2.9 TCVN 5574-2018, bề rộng vết nứt cấp 3 đối với cấu kiện ở nơi được che phủ như sau: a crc 1 0.4(mm); a crc 2 0.3(mm)

Ta có: Es 0000 Mpa ; Eb2500 Mpa

Bê tông B30 (M400): R b,ser = 22 Mpa η =1 đối với thép gân η =1.3 đối với thép tròn trơn

 = 1.8 đối với bê tông nặng crc t 1 a bề rộng vết nứt ngắn hạn do tải trọng gây ra Ứng với  l 1,   0.45

1 crc d h a bề rộng vết nứt do tác dụng ngắn hạn của tải trọng dài hạn gây ra Ứng với l 1

2 c r c a bề rộng vết nứt dài hạn do tác dụng của tải trọng dài hạn gây ra Ứng với l    1.6 15  1,   0.15

Ta có công thức về bề rộng vết nứt

1 1 1 2 crc crc t crc dh crc a  a  a  a

- Kiểm tra tại vị trí ô sàn S2 có độ vọng to nhất

- Giá trị moment nhịp được xuất từ SAFE: Ta kiểm tra với giá trị nội lực ứng với M1 và M2 ứng với ô sàn võng nhất

Mômen Phương dải Strip Momen

Mômen Phương dải Strip Momen Bề rộng strip

Bảng 4-7 Bảng tổng hợp moment

Bảng 4-8 Kiểm tra bề rộng vết nứt tại nhịp ô sàn ν φl b(mm) h (mm) h 0 (mm) ỉ(mm) μ M(T.m) δ As A's φ f λ ξ z σs ktra

0.45 1 1000 200 175 10 0.003 1.94 0.0288 524 0 0 0 0.125 164.1 225.6 0.156 ok ν φl b(mm) h (mm) h 0 (mm) ỉ(mm) μ M(T.m) δ As A's φ f λ ξ z σs ktra

0.45 1 1000 200 175 10 0.003 1.82 0.027 524 0 0 0 0.126 164 211.8 0.146 ok ν φl b(mm) h (mm) h 0 (mm) ỉ(mm) μ M(T.m) δ As A's φ f λ ξ z σs ktra

Bảng 4-9 Kiểm tra bề rộng vết nứt tại gối ô sàn ν φl b(mm) h (mm) h 0 (mm) ỉ(mm) μ M(T.m) δ As A's φ f λ ξ z σs ktra

Kết luận: Bản sàn không hình thành vết nứt.

THIẾT KẾ CẦU THANG TẦNG ĐIỀN HÌNH

THIẾT KẾ BẢN THANG

 Chọn sơ bộ chiều dày bản thang: 4320 108 144

 Chọn sơ bộ kích thước dầm chiếu nghỉ:

DCN DCN b  h  chọn b DCN  200 (mm)

5.1.2.Tải trọng tác dụng lên bản thang

 Tĩnh tải bao gồm trọng lượng bản thân và các lớp cấu tạo

Trọng lượng bản thân lớp BTCT của bản thang được phần mềm SAP2000 tự động tính

- Tải trọng lớp cấu tạo tác dụng lên bản chiếu tới

Hình 5-1Cấu tạo bản chiếu nghỉ (chiếu tới) Bảng 5-1.Tải trọng lớp cấu tạo tác dụng lên bản chiếu tới

Chiều dày γ i n Tải tiêu chuẩn

- Tải trọng lớp cấu tạo tác dụng lên bản nghiêng

Hình 5-2cấu tạo bản bản nghiêng

Chiều dày tương đương của các lớp theo phương bản nghiêng được xác định theo công thức: dieọn tớch chiều dài theo phương nghiêng

Bảng 5-2.Bảng chiều dày tương đương các lớp cấu tạo ở bản nghiêng

Vật liệu Chiều dày Chiều dày tương đương

Bảng 5-3.Tải trọng lớp cấu tạo tác dụng lên bản chiếu nghỉ (chiếu tới)

Chiều dày chiều dày tương đương γi n

(mm) (mm) (kN/m3) - (kN/m) (kN/m)

 Hoạt tải được tra theo TCVN 2737-1995

Bảng 5–1 Hoạt tải tác dụng lên bản thang n Tải tiêu chuẩn Tải tính toán

Tổ hợp tính nội lực: U 1 1 1  * DEAD  1 * TT _TT  1 * HT _ TT

Tổ hợp tính độ võng: S 1 1  * DEAD  1 * TT _TC  1 * HT _ TC

- DEAD – trọng lượng bản thân lớp BTCT

- TT_TT – tĩnh tải tính toán của lớp cấu tạo

- TT_TC – tĩnh tải tiêu chuẩn của lớp cấu tạo

- HT_TT – hoạt tải tính toán của lớp cấu tạo

- HT_TC – hoạt tải tiêu chuẩn của lớp cấu tạo

Cắt một dãy có bề rộng b = 1(m) để tính

Hai vế cầu thang giống nhau nên sinh viên chỉ tính cho một vế, rồi lấy kết quả cho vế còn lại

Cầu thang bộ là một cấu trúc phụ trong xây dựng, thường được thi công sau khi hoàn thành sàn bê tông cốt thép toàn khối, nhằm tạo thuận lợi cho việc thi công cột, dầm và sàn tầng.

Trong kết cấu bê tông toàn khối, không tồn tại liên kết hoàn toàn ngàm tuyệt đối hay khớp tuyệt đối Sự hiểu biết về liên kết giữa bản thang với dầm chiếu tới, dầm chiếu nghỉ và vách cứng phụ thuộc vào độ cứng, tải trọng cũng như quy trình thi công các bộ phận kết cấu.

Sinh viên nhận thấy rằng nếu liên kết giữa bản thang và dầm là liên kết ngàm, sẽ dẫn đến tình trạng thép giữa nhịp ít (do moment nhỏ) và thép gối lớn (do moment lớn), làm tăng khả năng phá hoại tại giữa nhịp Ngược lại, nếu là liên kết khớp, sẽ xảy ra tình trạng dư thép giữa nhịp và thiếu thép gối, dẫn đến nguy cơ phá hoại tại gối.

Kết luận: Dựa trên các phân tích đã thực hiện, sinh viên nên chọn ba trường hợp để tính toán và bố trí thép gối cho trường hợp liên kết một đầu ngàm và một đầu gối di động Đối với thép giữa nhịp, cần lấy moment ở trường hợp liên kết một đầu khớp và một đầu gối.

5.1.3.1 Trường hợp 1: Liên kết một đầu khớp một đầu gối tựa

Hình 5-3Tải trọng tính toán lớp cấu tạo bản thang (kN)

Hình 5-4Hoạt tải tính toán của cầu thang (kN)

5.1.3.2 Trường hợp 2: Liên kết hai đầu khớp

5.1.3.3 Trường hợp 3: Liên kết một đầu ngàm một đầu gối tựa

5.1.4.Phân tích nội lực và phân phối lại moment

 Nội lực được phần mền SAP2000 tính toán cho kết quả như sau:

5.1.4.1 Trường hợp 1: Liên kết một đầu khớp một đầu gối tựa

Hình 5-9Biểu đồ moment (TH1) do tổ hợp U1 (kNm)

5.1.4.2 Trường hợp 2: liên kết hai đầu khớp

5.1.4.3 Trường hợp 3: Liên kết một đầu ngàm một đầu gối tựa

5.1.5.Tính toán cốt thép và bố trí

Cốt thép sàn CB400-T  Rsw (0 Mpa

Cho ao = 20mm  ho = 120- 20 = 100 mm

- Kiểm tra hàm lượng thép :

Bảng 5-4.Bảng tính toán cốt thép bản thang

Tm cm cm cm - - cm 2 /m ỉ a cm 2 /m -

GỐI 0.401 120 12 10 0.029 0.029 1.21 10 150 5.23 0.523 Thép cấu tạo theo phương ngang: ∅8a200

Thiết kế dầm chiếu nghỉ D1

Trọng lượng bản thân: g d b h n d d  0.2 0.3 25 1.1 1.65    (kN/m)

Tường xây trên dầm: g t   t t h n0.2 1.5 20 1.1 6.6    (kN/m)

Phản lực từ bản chiếu nghỉ do vế 1&2 truyền vào dầm chiếu nghỉ D1 được quy thanh tải phân bố đều: 15.19

Tổng tải trọng tác dụng lên dầm chiếu nghỉ D1: d t q=g +g +r=1.65+6.6+13!.25 (kN/m)

Dầm chiếu nghỉ được liên kết với cột và vách, với sự lựa chọn khớp giữa dầm và cột, cùng với liên kết ngàm giữa vách và dầm dựa trên tương quan độ cứng và quá trình thi công.

5.2.4.Tính toán cốt thép và bố trí

Mác bê tông: M250 Mác thép: CB400-T

R bt = 9 (kg/cm 2 ) R sc = 3500 (kg/cm 2 )

E b = 270000 (kg/cm 2 ) R sw = 2800 (kg/cm 2 )

 1.00 (Hệ số điều kiện làm việc của bê tông)

Beam M b h a gt h o   A s  Chọn thép A s_bố trí

Tm cm cm cm cm - - cm 2 % n 1  cm 2

5.2.4.2 Cốt thép đai Điều kiện Q Q bd,min

Khả năng chống cắt của bê tông và cốt đai trong dầm;

2 bt o sw sw bd,min

- R bt cường độ chịu kéo tính toán của bê tông

- R sw cường độ chịu kéo tính toán của cốt thép đai

-  A sw tổng diện tích cốt đai

Với bê tông mác M250 (B20) →Rbt = 0.9 (MPa)

Cốt thép CB240-T →Rsw 0 (MPa)

Beam V b h a gt h o Thép đai A sw Q bdmin Kiểm

T cm cm cm cm  s n cm 2 T Q

THIẾT KẾ BỂ NƯỚC MÁI

THIẾT KẾ MÓNG

Tiêu đề	Trung Tâm Thương Mại Và Căn Hộ Panorama
Trường học	Trường Đại Học
Chuyên ngành	Công Nghệ Kỹ Thuật Công Trình Xây Dựng
Thể loại	Đồ Án Tốt Nghiệp

Định dạng
Số trang	204
Dung lượng	8,3 MB