Chung cư sky oasis ecopark đồ án tốt nghiệp ngành công nghệ kỹ thuật công trình xây dựng

KHÁI QUÁT VỀ KIẾN TRÚC CÔNG TRÌNH

GIỚI THIỆU VỀ CÔNG TRÌNH

1.1.1 Mục đích xây dựng công trình

Trong những năm gần đây, sự gia tăng đô thị hóa cùng với mức sống và nhu cầu của người dân ngày càng cao đã dẫn đến nhu cầu về ăn ở, nghỉ ngơi và giải trí được nâng cao hơn, đòi hỏi sự tiện nghi và chất lượng tốt hơn.

Trong bối cảnh hội nhập và công nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước, việc đầu tư xây dựng các công trình nhà ở cao tầng để thay thế các công trình thấp tầng và khu dân cư xuống cấp là vô cùng cần thiết Điều này không chỉ đáp ứng nhu cầu phát triển của xã hội mà còn phù hợp với xu thế phát triển hiện đại.

Chung cư cao cấp Sky Oasis Ecopark được thiết kế và xây dựng với mục tiêu đáp ứng nhu cầu sống hiện đại, mang đến không gian sống tiện nghi và cảnh quan đẹp Đây là khu nhà cao tầng lý tưởng cho sinh hoạt, giải trí và làm việc, với chất lượng xây dựng cao, phục vụ tốt nhất cho cư dân.

1.1.2 Vị trí và đặc điểm công trình

Quận Gò Vấp, Tp Hồ Chí Minh

Thành phố Hồ Chí Minh có khí hậu nhiệt đới gió mùa cận xích đạo, với nhiệt độ cao quanh năm và hai mùa rõ rệt: mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 11 và mùa khô từ tháng 12 đến tháng 4 năm sau Theo dữ liệu quan trắc từ trạm Tân Sơn Nhất, các yếu tố khí tượng chủ yếu cho thấy đặc trưng khí hậu của thành phố này ảnh hưởng sâu sắc đến môi trường và cảnh quan.

Lượng mưa trung bình hàng năm đạt 1.949 mm, với năm cao nhất ghi nhận 2.718 mm vào năm 1908 và năm thấp nhất là 1.392 mm vào năm 1958 Thành phố có trung bình 159 ngày mưa mỗi năm, với khoảng 90% lượng mưa tập trung trong mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 11, đặc biệt là vào tháng 6 và 9 Các tháng 1, 2, 3 có lượng mưa rất ít và không đáng kể Lượng mưa không phân bố đồng đều trong thành phố, có xu hướng tăng dần theo trục Tây Nam - Đông Bắc, với các quận nội thành và huyện phía Bắc thường nhận lượng mưa cao hơn so với các quận phía Nam và Tây Nam.

Độ ẩm tương đối trung bình hàng năm của không khí là 79,5%, với mức độ ẩm trong mùa mưa đạt 80% và có thể lên tới 100% ở mức cao nhất Trong khi đó, độ ẩm trung bình trong mùa khô chỉ đạt 74,5%, với mức thấp nhất có thể giảm xuống còn 20%.

Thành phố Hồ Chí Minh chịu ảnh hưởng chủ yếu từ hai hướng gió: gió mùa Tây - Tây Nam và Bắc - Đông Bắc Gió Tây - Tây Nam, từ Ấn Độ Dương, hoạt động trong mùa mưa từ tháng 6 đến tháng 10 với tốc độ trung bình 3,6 m/s, mạnh nhất vào tháng 8 đạt 4,5 m/s Gió Bắc - Đông Bắc từ biển Đông thổi vào trong mùa khô từ tháng 11 đến tháng 2 với tốc độ trung bình 2,4 m/s Ngoài ra, gió tín phong hướng Nam - Đông Nam xuất hiện từ tháng 3 đến tháng 5 với tốc độ trung bình 3,7 m/s TPHCM chủ yếu nằm trong khu vực không có gió bão, với cơn bão số 5 năm 1997 chỉ ảnh hưởng nhẹ đến một phần huyện Cần Giờ do hiện tượng El-Nino.

Công trình tọa lạc tại Quận Gò Vấp, TP Hồ Chí Minh, nơi có khí hậu nhiệt đới gió mùa đặc trưng Khu vực này thường xuyên trải qua thời tiết nóng ẩm và mưa nhiều, ảnh hưởng đến các hoạt động xây dựng và sinh hoạt.

Theo Phụ lục 1 – Thông tư số 10/2013/TT-BXD ngày 25/07/2013 của Bộ Xây dựng: Công trình dân dụng - cấp 2 ( 5000 m 2 ≤ Ssàn ≤10.000 m 2 hoặc 9 tầng ≤ số tầng ≤19 tầng)

SVTH: BÙI VŨ ANH QUYẾT Trang 3

Hình 1.1 – Mặt đứng của công trình

Hình 1.2 – Mặt bằng sàn tầng hầm

P K Ỹ T HU ẬT T H ÔN G T IN L IÊ N LA C T W P K Ỹ T HU ẬT Đ IỆ N TW

P.MA ÙY Bễ M P.G IA ậT U ÛI P.D ềC H VU ẽ CH UN G

BÃI XE BÃI XE BÃI XE BÃI XE

BÃI XE BÃI XE BÃI XE

Hình 1.3 – Mặt bằng sàn tầng 2-16

WC WC WC WC BEÁP

Công trình có: 1 Tầng hầm, 16 tầng nổi , 1 sân thượng, 1 tầng mái, 1 tầng tum

Công trình có chiều cao là 64.5m (tính từ cao độ 0.000m, chưa kể tầng hầm)

Diện tích xây dựng của công trình là: 1434 m 2

Tầng Hầm: Bố trí nhà xe

Tầng Trệt: Khu siêu thị, cửa hàng tiện lợi và khu thương mại

Tầng 2 → 16: Bố trí căn hộ

1.1.5 Giải pháp giao thông trong công trình

Giao thông đứng: có 4 buồng thang máy, 2 cầu thang bộ

Giao thông ngang: hành lang là lối giao thông chính.

GIẢI PHÁP KẾT CẤU CỦA KIẾN TRÚC

Hệ kết cấu của công trình là hệ kết cấu khung BTCT toàn khối

Mái phẳng bằng bê tông cốt thép và được chống thấm

Cầu thang bằng bê tông cốt thép toàn khối

Bể chứa nước bằng inox được đặt trên tầng mái Bể dùng để trữ nước, từ đó cấp nước cho việc sử dụng của toàn bộ các tầng

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

Phương án móng dùng phương án móng sâu.

CÁC GIẢI PHÁP KỸ THUẬT KHÁC

Công trình sử dụng điện từ hai nguồn chính: lưới điện Thành phố Hồ Chí Minh và máy phát điện công suất 150 kVA Để giảm thiểu tiếng ồn và độ rung ảnh hưởng đến sinh hoạt, tất cả thiết bị này được lắp đặt dưới tầng hầm.

Toàn bộ hệ thống điện được lắp đặt ngầm, đồng thời với quá trình thi công Hệ thống cấp điện chính được bảo vệ trong hộp kỹ thuật, luồn trong gen điện và đặt ngầm trong tường và sàn, tránh khu vực ẩm ướt để thuận tiện cho việc sửa chữa sau này.

Mạng điện trong công trình được thiết kế với những tiêu chí như sau:

Công trình sử dụng nguồn nước từ hệ thống cấp nước thành phố Hồ Chí Minh, được lưu trữ trong bể chứa ngầm và bơm lên bể nước mái Từ đây, nước được phân phối xuống các tầng của công trình qua các đường ống dẫn chính Hệ thống bơm nước được thiết kế hoàn toàn tự động, đảm bảo bể mái luôn đủ nước cho sinh hoạt và phục vụ công tác cứu hỏa.

Các đường ống nước được bọc trong các hộp gen nước và hệ thống cấp nước được lắp đặt ngầm trong các hộp kỹ thuật Đường ống cứu hỏa chính được bố trí dọc theo khu vực giao thông đứng ở mỗi tầng và trên trần nhà.

Nước mưa trên mái sẽ được thu gom qua các lỗ và chảy vào ống thoát nước mưa có đường kính 0 mm, sau đó dẫn xuống dưới Hệ thống thoát nước thải được thiết kế riêng biệt, với ống dẫn nước thải từ các buồng vệ sinh, đưa nước vào bể xử lý trước khi kết nối với hệ thống thoát nước chung.

Các tầng trong công trình được chiếu sáng tự nhiên nhờ vào các cửa kính bên ngoài và giếng trời, tạo không gian thoáng đãng Bên cạnh đó, hệ thống chiếu sáng nhân tạo được lắp đặt hợp lý để đảm bảo 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 từng khu vực cho thuê, đảm bảo an toàn cho cư dân Bình cứu hỏa được trang bị đầy đủ và được bố trí hợp lý ở các hành lang và cầu thang, tuân thủ theo hướng dẫn của ban phòng cháy chữa cháy Thành phố 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 được đặt tại tầng hầm, cùng với thiết bị chuyên dụng để đưa rác ra ngoài.

LỰA CHỌN GIẢI PHÁP KẾT CẤU

GIẢI PHÁP VẬT LIỆU

Xu hướng xây dựng hiện nay tập trung vào việc sử dụng vật liệu nhẹ, vật liệu xanh và vật liệu nhân tạo thân thiện với môi trường cho các công trình như nhà ở cao tầng, xưởng và văn phòng Những loại vật liệu này không chỉ giúp giảm chi phí nền móng và rút ngắn thời gian thi công mà còn bảo vệ môi trường, đồng thời đảm bảo tính thẩm mỹ và độ bền cho công trình.

Trong những năm qua, Chính phủ đã chú trọng phát triển vật liệu xây không nung (VLXKN) nhằm thay thế gạch đất sét nung, giảm thiểu việc sử dụng đất sét và than - những nguồn tài nguyên không tái tạo Điều này không chỉ bảo vệ an ninh lương thực mà còn tiết kiệm năng lượng và giảm khí thải CO2 Hơn nữa, việc tái sử dụng phế thải từ các ngành công nghiệp như tro, xỉ, mạt đá để sản xuất VLXKN cũng giúp giảm đáng kể lượng chất thải rắn thải ra môi trường.

Theo Quyết định số 567/QĐ-TTg ngày 28 tháng 4 năm 2010, Thủ tướng Chính phủ đã phê duyệt Chương trình phát triển vật liệu xây dựng không nung (VLXKN) đến năm 2020 Chương trình này đã được phổ biến rộng rãi và nhận được sự hưởng ứng tích cực từ các cấp, các ngành, đặc biệt là từ các doanh nghiệp sản xuất vật liệu xây dựng Lãnh đạo chính quyền, doanh nghiệp và người dân đã bắt đầu làm quen với VLXKN, đồng thời nâng cao ý thức bảo vệ môi trường trong sản xuất và sử dụng vật liệu xây dựng.

Theo Thông tư số 09/2012/TT-BXD, việc sử dụng vật liệu xây không nung trong các công trình xây dựng được quy định rõ ràng tại Điều 1, bao gồm phạm vi điều chỉnh và đối tượng áp dụng.

1 Thông tư này quy định việc sử dụng vật liệu xây không nung trong các công trình xây dựng

Vật liệu xây không nung bao gồm:

- Gạch xi măng - cốt liệu

Vật liệu nhẹ bao gồm các loại gạch như gạch từ bê tông khí chưng áp (AAC), gạch từ bê tông khí không chưng áp, gạch từ bê tông bọt, và tấm Panel từ bê tông khí chưng áp Những vật liệu này không chỉ giúp giảm trọng lượng công trình mà còn tăng cường khả năng cách âm, cách nhiệt, mang lại hiệu quả kinh tế và bảo vệ môi trường.

- Tấm tường thạch cao, tấm 3D

- Gạch khác (đá chẻ, gạch đá ong, vật liệu xây không nung từ đất đồi và phế thải xây dựng, phế thải công nghiệp, gạch silicát )

Các sản phẩm vật liệu không nung trên phải phù hợp với các tiêu chuẩn, quy chuẩn hiện hành

2 Thông tư này áp dụng đối với các tổ chức, cá nhân có liên quan tới các hoạt động đầu tư xây dựng công trình bao gồm: người quyết định đầu tư, chủ đầu tư, nhà thầu

SVTH: BÙI VŨ ANH QUYẾT Trang 10 cung cấp dịch vụ tư vấn thiết kế, giám sát và thi công xây dựng, đồng thời hợp tác với các cơ quan nhà nước có thẩm quyền trong quản lý đầu tư xây dựng công trình Theo Điều 2, tất cả các công trình xây dựng đều phải sử dụng vật liệu xây không nung.

1 Các công trình xây dựng được đầu tư bằng nguồn vốn Nhà nước theo quy định hiện hành bắt buộc phải sử dụng vật liệu xây không nung theo lộ trình:

+ Tại các đô thị loại 3 trở lên phải sử dụng 100% vật liệu xây không nung kể từ ngày Thông tư này có hiệu lực

Theo quy định mới, các khu vực còn lại cần sử dụng ít nhất 50% vật liệu xây dựng không nung từ ngày Thông tư có hiệu lực cho đến hết năm 2015 Sau thời gian này, yêu cầu sẽ tăng lên 100% vật liệu không nung.

2 Các công trình xây dựng từ 9 tầng trở lên không phân biệt nguồn vốn, từ nay đến năm 2015 phải sử dụng tối thiểu 30% và sau năm 2015 phải sử dụng tối thiểu 50% vật liệu xây không nung loại nhẹ trong tổng số vật liệu xây (tính theo thể tích khối xây)

Bê tông sử dụng trong nhà cao tầng có cấp độ bền B25 ÷ B60 có các thông số sau

STT Cấp độ bền Kết cấu sử dụng

Bê tông cấp độ bền B30

Rb = 17 (MPa); Rbt = 1,2 MPa ; Eb = 32.510 3

Bản sàn, vách, cột, cầu thang

Bê tông cấp độ bền B30

Rb = 17 (MPa); Rbt = 1,2 MPa ; Eb = 32.510 3

STT Loại thép Đặc tính

Thép CB400-V: Rs = Rsc = 350 MPa;

Cốt thép dọc kết cấu cỏc loại cú ỉ ≥ 10 mm

LỰA CHỌN SƠ BỘ KÍCH THƯỚC TIẾT DIỆN CÁC CẤU KIỆN

2.2.1 Sơ bộ chiều dày sàn Để thỏa mãn yêu cầu độ võng, với kích thước ô sàn điển hình 8.0m x 8.0m chọn hệ dầm trực giao

Sơ bộ sàn theo công thức: s D 1 h l

• m = ( 0.8 1.4 − ) phụ thuộc tải trọng, lấy D = 1

• m = ( 30 35 − ) đối với sàn 1 phương, l1 là cạnh của phương chịu lực

• m = ( 40 50 − ) đối với sàn 2 phương, l1 là cạnh ngắn

→ Chọn:hs 0 mm (Sàn điển hình)

Sơ bộ chọn sàn tầng hầm dày 200mm

2.2.2 Sơ bộ chọn tiết diện dầm

→ Chọn: h d `0mm → Sơ bộ ban đầu chọn: bh00600mm

→ Chọn: h d P0mm → Sơ bộ ban đầu chọn: bh%0500mm

2.2.3 Sơ bộ chọn tiết diện vách và lõi thang máy

Chiều dày vách của lõi cứng được xác định dựa vào chiều cao và số tầng của tòa nhà, đồng thời phải tuân thủ các quy định tại Điều 3.4.1 (TCVN 198-1997).

Xác định chiều dày vách phải thỏa

 SVTH: BÙI VŨ ANH QUYẾT Trang 12

• Fvl – tổng diện tích mặt cắt của các vách (và lõi) cứng

• Fst – diện tích sàn từng tầng

Chiều dày vách đổ toàn khối chọn không nhỏ hơn 150mm và không nhỏ hơn 1/20 chiều cao tầng

Chọn sơ bộ chiều dày vách là 300mm, vách bao ngoài của lõi thang máy dày 300mm, vách ngăn trong lõi thang dày 300mm

2.2.4 Sơ bộ chọn tiết diện cột

Tiết diện cột được sơ bộ theo công thức sau: c b

• q – tải trọng phân bố trên 1m 2 sàn

• S – diện tích truyền tải của sàn

• k – hệ số kể đến ảnh hưởng của mômen (k=1.1 đối với cột giữa và k=1.2 đối với cột biên)

• R b – cường độ chịu nén của bêtông

Theo TCVN 198-1997, tiết diện cột cần được lựa chọn sao cho tỷ lệ giữa chiều cao thông thủy của tầng và chiều cao tiết diện cột không vượt quá 25 Đồng thời, chiều rộng tối thiểu của tiết diện cột không được nhỏ hơn 220mm.

Tính sơ bộ q đối với cột như sau:

Hình 2.1 – Diện tích truyền tải lên cột giữa và cột biên Bảng 2.3 – Kết quả sơ bộ tĩnh tải sàn tầng 10 (tầng điển hình)

Trọng lượng riêng Chiều dày Hệ số vượt tải

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

Bản thân kết cấu sàn 25 160 1.1 4.4

Các lớp hoàn thiện sàn và trần

Bảng 2.4 – Kết quả sơ bộ tĩnh tải sàn tầng hầm

Trọng lượng riêng Chiều dày Hệ số vượt tải

Bản thân kết cấu sàn 25 200 1.1 5.5

Các lớp hoàn thiện sàn và trần

Tải tường phân bố trên sàn (tính toán sơ bộ thiên về an toàn lấy chiều cao tường chiều cao tầng – chiều dày sàn)

Bảng 2.5 – Tải tường phân bố trên sàn

Bảng 2.6 – Bảng tính tường phân bố lên sàn tầng 10

Diện tích truyền tải lên sàn (m 2 ) 1434 Tải tường phân bố lên sàn căn hộ (kN/m 2 ) 0.45

Tải tường không phân bố trên hành lang nên ta tính lại giá trị trung bình:

Lấy giá trị trung bình: (0.45 1065 0 155) / 1434 +  =0.334 (kN/m ) 2

Hoạt tải căn hộ: 1.95 (kN/m 2 ) – 1065 (m 2 )

Hoạt tải hành lang: 3.6 (kN/m 2 ) – 155 (m 2 )

Lấy giá trị trung bình: (1.95 1065 3.6 155) / 1434 +  =1.84 (kN/m ) 2

→ Vậy tải trọng q phân bố của tầng điển hình:

Hoạt tải tầng hầm: 6 (kN/m 2 )

→ Vậy tải trọng q phân bố của tầng hầm:

Bảng 2.7 – Bảng sơ bộ tiết diện cột giữa

Tầng mái 64 9.13 584.32 1.1 378.09 50 50 2500 Sân thượng 64 9.13 1168.6 1.1 756.18 50 50 2500 Tầng 16 64 9.13 1753 1.1 1134.3 50 50 2500 Tầng 15 64 9.13 2337.3 1.1 1512.4 60 60 3600 Tầng 14 64 9.13 2921.6 1.1 1890.4 60 60 3600 Tầng 13 64 9.13 3505.9 1.1 2268.5 60 60 3600 Tầng 12 64 9.13 4090.2 1.1 2646.6 60 60 3600 Tầng 11 64 9.13 4674.6 1.1 3024.7 60 60 3600 Tầng 10 64 9.13 5258.9 1.1 3402.8 70 70 4900 Tầng 9 64 9.13 5843.2 1.1 3780.9 70 70 4900 Tầng 8 64 9.13 6427.5 1.1 4159 70 70 4900 Tầng 7 64 9.13 7011.8 1.1 4537.1 70 70 4900 Tầng 6 64 9.13 7596.2 1.1 4915.2 70 70 4900 Tầng 5 64 9.13 8180.5 1.1 5293.3 80 80 6400 Tầng 4 64 9.13 8764.8 1.1 5671.3 80 80 6400 Tầng 3 64 9.13 9349.1 1.1 6049.4 80 80 6400 Tầng 2 64 9.13 9933.4 1.1 6427.5 80 80 6400 Tầng 1 64 9.13 10518 1.1 6805.6 80 80 6400

Bảng 2.8 – Bảng sơ bộ tiết diện cột biên

Tầng mái 32 9.13 292.16 1.2 206.23 45 45 2025 Sân thượng 32 9.13 584.32 1.2 412.46 45 45 2025 Tầng 16 32 9.13 876.48 1.2 618.69 45 45 2025 Tầng 15 32 9.13 1168.6 1.2 824.92 45 45 2025 Tầng 14 32 9.13 1460.8 1.2 1031.2 45 45 2025 Tầng 13 32 9.13 1753 1.2 1237.4 45 45 2025 Tầng 12 32 9.13 2045.1 1.2 1443.6 45 45 2025 Tầng 11 32 9.13 2337.3 1.2 1649.8 45 45 2025 Tầng 10 32 9.13 2629.4 1.2 1856.1 50 50 2500 Tầng 9 32 9.13 2921.6 1.2 2062.3 50 50 2500 Tầng 8 32 9.13 3213.8 1.2 2268.5 50 50 2500 Tầng 7 32 9.13 3505.9 1.2 2474.8 50 50 2500

Tầng 5 32 9.13 4090.2 1.2 2887.2 60 60 3600 Tầng 4 32 9.13 4382.4 1.2 3093.5 60 60 3600 Tầng 3 32 9.13 4674.6 1.2 3299.7 60 60 3600 Tầng 2 32 9.13 4966.7 1.2 3505.9 60 60 3600 Tầng 1 32 9.13 5258.9 1.2 3712.2 60 60 3600

MẶT BẰNG BỐ TRÍ HỆ KẾT CẤU CHỊU LỰC

Hình 2.2 – Mặt bằng hệ kết cấu chịu lực

TÍNH TOÁN TẢI TRỌNG

CƠ SỞ TÍNH TOÁN TẢI TRỌNG

Kết cấu nhà cao tầng được tính toán với các loại tải trọng chính sau đây:

- Tải trọng thẳng đứng (trọng lượng bản thân kết cấu, tải thường xuyên và tạm thời tác dụng lên sàn)

- Tải trọng gió (gồm thành phần tĩnh và thành phần động)

Tải trọng đồng đất cho các công trình trong vùng yêu cầu kháng chấn là yếu tố quan trọng Bên cạnh đó, kết cấu của nhà cao tầng cũng cần được kiểm tra với các tải trọng khác để đảm bảo tính an toàn và ổn định.

- Tác động của quá trình thi công

- Áp lực đất, nước ngầm

TCVN 2737-1995 cùng các chỉ dẫn kèm theo là cơ sở để xác định tải trọng và tác động lên công trình

Tải trọng thiết kế

Gồm tải trọng bản thân (DL) và tĩnh tải sàn, tường (SDL+WL)

❖ Tải trọng bản thân (DL)

- Khối lượng riêng bê tông nặng là 25 kN/m 3 , hệ số tin cậy n = 1.1

- Trọng lượng đất phủ: 18.0 kN/m 3 , hệ số tin cậy n = 1.1

- Trọng lượng của nước: 10 kN/m 3 , hệ số tin cậy n = 1.0

Tải trọng bản thân của công trình phụ thuộc vào kích thước hình học của các cấu kiện Phần mềm kết cấu tự động sẽ tính toán chính xác tải trọng bản thân cho từng cấu kiện.

❖ Tĩnh tải các lớp cấu tạo sàn và tường (SDL+WL)

Chiều dày các lớp cấu tạo sàn được xác định dựa trên bản vẽ kiến trúc và hệ thống kỹ thuật như đường ống, thiết bị điện, và hệ thống lạnh theo bản vẽ M&E Hệ số tin cậy được căn cứ theo TCVN 2737-1995 Tùy thuộc vào công năng sử dụng của từng ô sàn, tĩnh tải sàn được phân loại thành các loại tải trọng khác nhau.

3.2.1 Tĩnh tải tác dụng lên sàn (SDL)

Hình 3.1 – Các lớp cấu tạo sàn tầng 2-16

Bảng 3.1 – Tĩnh tải tác dụng lên sàn tầng 2-16

1 Bản thân kết cấu sàn 25 160 4 1.1 4.4

2 Các lớp hoàn thiện sàn và trần - - - -

7 Tỉnh tải chưa tính trọng lượng bản thân sàn 1.6 - 2.01

Lớp vữa trátBản sàn BTCTLớp vữa lótLớp gạch lát Ceramic

Bảng 3.2 – Tĩnh tải tác dụng lên sàn tầng 1

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

Bảng 3.3 – Tĩnh tải tác dụng lên sàn tầng hầm

- Vữa lát nền + tạo dốc 18 50 0.90 1.3 1.17

Bảng 3.4 – Tĩnh tải tác dụng lên sàn sân thượng

Bảng 3.5 – Tĩnh tải tác dụng lên mái

Bản thân kết cấu sàn 25 160 4 1.1 4.4

Vữa lát nền + tạo dốc 18 45 0.81 1.3 1.05

Tĩnh tải chưa tính trọng lượng bản sàn 1.9 2.4

Bảng 3.6 – Tĩnh tải tác dụng lên sàn vệ sinh, logia

• n là hệ số vượt tải (n = 1.2)

• ht = htầng – hdầm (tường nằm trên dầm)

• ht = htầng – hsàn (tường nằm trên sàn)

Tường xây trực tiếp trên sàn được phân tích như tải phân bố đều trên dầm ảo trong mô hình ETABS Vị trí của tường trong mô hình ETABS phải khớp với vị trí tường trong bản vẽ kiến trúc.

Bảng 3.7 – Tải tường tầng hầm

Tải tường tiêu chuẩn (kN/m)

Tải tường tính toán (kN/m)

Tường 200 đặt trên dầm biên

Tường 200 đặt trên dầm phụ

Tường 100 đặt trên dầm chính(hd`0)

Tường 100 đặt trên dầm phụ

Tường 200 lan can sân thượng cao 1.2m đặt trên dầm biên b×h 300×600= : t t t t g =    n b h =1.2 1.62 1.2  =2.3(kN/m)

3.2.3 Hoạt tải tác dụng lên sàn – Live Load (LL)

Hoạt tải được xác định dựa trên công năng các phòng

Theo TCVN 273-1995, điều 4.3.4 và 4.3.5, khi tính toán các kết cấu như dầm phụ, dầm chính, sàn, cột và móng cho các phòng ở mục 1, 2, 3, 4 và 5 trong bảng 3, hoạt tải toàn phần có thể được giảm theo hệ số quy định Cụ thể, đối với các loại phòng như nhà ở, phòng ăn, WC và phòng làm việc, hệ số giảm tải được áp dụng.

SVTH: BÙI VŨ ANH QUYẾT Trang 25 Đối với phòng họp, phòng giải trí, ban công, lô gia, hệ số giảm tải là:

• n – số sàn đặt tải lên tiết diện đang xét cần kể đến khi tính toán tải trọng;

• A – diện tích chịu tải tính bằng mét vuông (căn hộ có diện tích nhỏ nhất Amin 115 m 2 )

 = + = + Tuy nhiên hoạt tải thường không lớn hơn so với trọng lượng bản thân (thường bằng

15 đến 20%) nên khi tính toán thiên về an toàn không xét đến hệ số giảm tải

Hoạt tải tác dụng lên công trình được xác định dựa trên TCVN 2737-1995 và chức năng của từng khu vực Giá trị hoạt tải cho các khu chức năng cụ thể được quy định rõ ràng để đảm bảo an toàn và hiệu quả trong thiết kế công trình.

Bảng 3.10 – Hoạt tải tác dụng lên sàn

Chức năng các phòng của công trình

- Sảnh, nhà trưng bày, hành lang, cầu thang tầng 1 4 1.4 2.6 1.2 4.8

- Phòng khách, phòng ăn, vệ sinh căn hộ 1.5 0.3 1.2 1.3 1.95

- Sảnh, hành lang, cầu thang tầng căn hộ 3 1 2 1.2 3.6

- Tầng kỹ thuật sàn đặt bồn nước mái, cột nước 3.0m 30 30 0 1.0 30

Chức năng các phòng của công trình

PHÂN TÍCH ĐẶC TRƯNG ĐỘNG LỰC HỌC CỦA CÔNG TRÌNH

3.3.1 Khảo sát các dạng dao động riêng Áp dụng lý thuyết Mục 3.3.1 chia công trình thành các khối lượng tập trung ứng với

Xây dựng mô hình 3D cho công trình trong phần mềm Etabs yêu cầu sử dụng phần tử khung cho cột và dầm, cùng với phần tử tấm vỏ cho sàn và vách cứng Để có được kết quả phân tích động học chính xác, ngoài việc gán tĩnh tải và hoạt tải lên sàn, cần thiết phải gán Diaphragm cho sàn và khai báo đầy đủ Mass Source để đảm bảo khối lượng tham gia dao động được xác định chính xác.

Tính toán chu kì dao động riêng và dạng dao động riêng cho 12 dạng dao động riêng đầu tiên

Gán diaphragm cho tất cả các sàn với tên D1 nhằm đảm bảo rằng giả thiết sàn là cứng tuyệt đối trong mặt phẳng ngang Để thực hiện điều này, hãy chọn các sàn trong cùng một tầng và sử dụng lệnh Assign → Shell/Area → Diaphragm.

Hình 3.2 – Gán Diaphragms cho sàn 3.3.1.2 Khai báo Mass Source

Theo điều 3.2.4 TCVN 229-1999 quy định:

Giá trị khối lượng tập trung trong sơ đồ tính toán được xác định bằng tổng khối lượng của kết cấu chịu lực, kết cấu bao che, trang trí, thiết bị cố định như máy cái, mô tơ, thùng chứa, đường ống, cùng với các vật liệu chứa như chất lỏng và vật liệu rời Việc tính toán và tổ hợp các khối lượng này cần tuân thủ theo quy định của TCVN 2737-995 và các tiêu chuẩn liên quan khác.

Khi tính toán động lực tải trọng gió cho các công trình, cần lưu ý đến khối lượng chất tạm thời và áp dụng hệ số chiết giảm khối lượng Đối với khối lượng chất tạm thời như người và đồ đạc trên sàn, các công trình dân dụng sẽ sử dụng hệ số chiết giảm khối lượng là 0.5 để đảm bảo tính chính xác trong các phép tính.

Hình 3.3 – Khai báo hệ số Mass Source

3.3.1.3 Kết quả phân tích dao động

Ta xét 9 mode dao động đầu tiên của hệ, nếu không thỏa sẽ tăng số mode dao động lên để phân tích

Bảng 3.11 – Tỷ lệ phần trăm khối lượng công trình tham gia dao động (Modal participating mass ratios)

Tần số UX UY RZ SumUX SumUY SumRZ

Bảng 3.12 – Bảng khối lượng và tâm khổi lượng từng tầng (Center of mass and rigidity)

Story Diaphragm MassX MassY XCM YCM

TÍNH TOÁN TẢI TRỌNG GIÓ

Tải trọng gió bao gồm hai thành phần chính: thành phần tĩnh và thành phần động Giá trị cùng phương pháp tính toán thành phần tĩnh của tải trọng gió được quy định trong mục 6 của TCVN 2737-1995.

Theo TCXD 229-1999, các công trình cao trên 40m cần xem xét ảnh hưởng của tải trọng gió động Với chiều cao đỉnh công trình đạt 64.5m so với mặt đất tự nhiên, việc tính toán thành phần gió động là cần thiết để đảm bảo an toàn và độ bền cho công trình.

Thành phần động của tải trọng gió bao gồm lực xung do vận tốc gió và lực quán tính của công trình Giá trị của lực này được xác định bằng cách nhân thành phần tĩnh của tải trọng gió với hệ số phản ánh ảnh hưởng của xung vận tốc gió và lực quán tính của công trình.

Việc tính toán công trình chịu tác động của tải trọng gió bao gồm hai bước chính: xác định thành phần động của tải trọng gió và phân tích phản ứng của công trình trước các thành phần động này, tương ứng với từng dạng dao động.

Giá trị tiêu chuẩn thành phần tĩnh của áp lực gió Wtại độ cao Z so với mốc chuẩn được xác định theo công thức:

• W0 – giá trị của áp lực gió lấy theo bản đồ phân vùng phụ lục D và điều 6.4

TCVN 2737-1995 Tải trọng và tác động

Bảng 3.13 – Bảng giá trị áp lực gió theo bản đồ phân vùng áp lực gió Vùng áp lực gió trên bản đồ I II III IV V

Theo TCVN 2737-1995, ảnh hưởng của bão được đánh giá là yếu, dẫn đến việc giảm giá trị áp lực gió W0 Cụ thể, giá trị này giảm 10 daN/m² cho vùng I-A, 12 daN/m² cho vùng II-A và 15 daN/m² cho vùng III-A.

Công trình của sinh viên nằm ở Quận Gò Vấp, Tp.Hồ Chí Minh thuộc vùng gió II-

• k – hệ số tính đến sự thay đổi của áp lực gió theo độ cao, xác định dựa vào công thức sau:

Bảng 3.14 – Độ cao Gradient và hệ số m t

Hệ số khí động được xác định theo bảng 6 TCVN 2737-1995, chỉ xét áp lực gió tác động lên bề mặt thẳng đứng của nhà Cụ thể, mặt đón gió sẽ có hệ số c = +0.8, trong khi mặt khuất gió sẽ có hệ số c = -0.6.

Chú ý: Công thức tính gió ở trên là tính gió cho công trình có tuổi thọ là 20 năm

Sinh viên đã tính toán cho công trình có tuổi thọ 50 năm, áp dụng hệ số chuyển đổi áp lực gió từ chu kỳ 20 năm sang chu kỳ lặp 50 năm, với hệ số chuyển là 1.2.

Công trình tọa lạc tại quận Gò Vấp, trong nội thành Hồ Chí Minh, thuộc địa hình A với đặc điểm là không gian trống trải, ít vật cản cao dưới 1,5m, bao gồm các khu vực như bờ biển thoáng, mặt sông, hồ lớn, đồng muối và cánh đồng không có cây cao.

Giá trị tính được lập thành bảng sau:

Bảng 3.15 – Bảng giá trị tính toán thành phần tĩnh của tải trọng gió

Bảng 3.16 – Giá trị tính toán thành phần tĩnh của tải trọng gió dạng tập trung vào tâm hình học các tầng của công trình

Kích thước công trình phương z k Wy Wx

Tọa độ tâm hình học

3.4.2.1 Cơ sở lý thuyết tính toán thành phần động của gió

Tùy thuộc vào độ nhạy cảm của công trình đối với tác động của tải trọng gió, thành phần động của tải trọng này có thể chỉ cần xem xét ảnh hưởng của thành phần xung vận tốc gió hoặc cả lực quán tính của công trình.

Mức độ nhạy cảm của công trình được xác định thông qua mối quan hệ giữa các giá trị tần số dao động riêng cơ bản, đặc biệt là tần số dao động riêng thứ nhất, và tần số giới hạn fL được cung cấp trong bảng dưới đây.

Bảng 3.17 – Giá trị giới hạn của tần số riêng f L

Vùng áp lực gió f L (Hz)

Đối với công trình bê tông cốt thép, hệ số giảm loga dao động được xác định là  = 0.3 Khi tần số dao động cơ bản f1 (Hz) của công trình và các bộ phận kết cấu vượt quá giá trị giới hạn fL, chỉ cần xem xét tác động của xung vận tốc gió trong thành phần động của tải trọng gió Việc tính toán cần tuân thủ theo điều 4.2 TCVN.

Theo TCVN 229-1999, đối với các công trình có tần số dao động cơ bản f1 (Hz) nhỏ hơn giá trị giới hạn fL, cần tính toán tác động của cả xung vận tốc gió và lực quán tính Việc này phải tuân thủ các quy định từ điều 4.4 đến 4.8 của tiêu chuẩn.

Giá trị tiêu chuẩn thành phần động của tải trọng gió tác động lên phần thứ j theo dạng dao động thứ i được xác định bằng công thức: p(ji) = j * i * i * ji.

• W p(ji) – lực, đơn vị tính toán thường lấy là daN hoặc kN tùy theo đơn vị tính toán của WFj trong công thức tính hệ số ψ i

• Mj – khối lượng tập trung của phần công trình thứ j, (t)

• ξ i – hệ số động lực ứng với dạng dao động thứ i, không thứ nguyên, phụ thuộc vào thông số ε và độ giảm loga của dao động i

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

• y – dịch chuyển ngang tỉ đối của trọng tâm phần công trình thứ j ứng với dạng ji dao động riêng thứ i, không thứ nguyên

Hệ số động lực ξ ứng với dạng dao động thứ i, không thứ nguyên, phụ thuộc vào i thông số ε và độ giảm loga của dao động i

•  – hệ số độ tin cậy của tải trọng gió, lấy bằng 1.2

• W0 – giá trị áp lực gió (N/m 2 )

• fi – tần số dao động riêng thứ i (Hz)

Hình 3.4 – Đồ thị xác định hệ số động lực

• Đường cong 1 – Sử dụng cho các công trình bê tông cốt thép và gạch đá kể cả các công trình bằng khung thép có kết cấu bao che ( δ 0.3 = )

• Đường cong 2 – Sử dụng cho các công trình tháp, trụ thép, ống khói, các thiết bị dạng cột có bệ bằng bê tông cốt thép ( δ 0.15 = )

Hệ số ψ được xác định bằng cách chia công trình thành n phần, trong phạm vi mỗi i phần tải trọng gió có thể coi như là không đổi n ji Fj j 1 i n

WFj là giá trị tiêu chuẩn của thành phần động lực do tải trọng gió tác động lên phần thứ j của công trình, phản ánh các dạng dao động khác nhau Giá trị này chỉ tính đến ảnh hưởng của xung vận tốc gió và có đơn vị là lực, được xác định theo công thức cụ thể.

• Wj – giá trị tiêu chuẩn thành phần tĩnh của áp lực gió, tác dụng lên phần thứ j của công trình (Xác định như mục 3.5.1.1)

Hệ số áp lực động của tải trọng gió, ký hiệu là i, được xác định ở độ cao tương ứng với phần thứ j của công trình và không có đơn vị Các giá trị của i được quy định theo TCVN 2737-1995 và được trình bày trong bảng 3 của TCVN 229-1999 Ngoài ra, hệ số áp lực ζ cũng có thể được tính toán bằng công thức cụ thể.

Trong TCVN 2737-1995, ứng với thời gian lấy trung bình vận tốc gió là 3 giây, hệ số áp lực động xác định theo công thức:

• Sj – diện tích mặt đón gió của phần j của công trình

TÍNH TOÁN TẢI TRỌNG ĐỘNG ĐẤT

3.5.1 Cơ sở lý thuyết tính toán Động đất được xem như là một trong những yêu cầu bắt buộc không thể thiếu và là yêu cầu quan trọng nhất khi thiết kế các công trình cao tầng Do đó, bất kỳ công trình xây dựng nào nằm ở phân vùng về động đất phải tính toán tải trọng động đất

Theo TCVN 9386-2012 ta có các phương pháp phân tích sau:

❖ Phương pháp phân tích đàn hồi tuyến tính

- Phương pháp “phân tích phổ phản ứng dao động”

- Phương pháp “phân tích lực ngang tương đương”

- Phương pháp tĩnh phi tuyến

- Phương pháp phi tuyến theo thời gian

3.5.2 Chọn phương pháp thiết kế động đất

Công trình có độ cứng không đồng đều theo chiều cao do sự thay đổi tiết diện cột, dẫn đến tĩnh lực ngang tương đương không phù hợp trong việc tính toán tải trọng động đất.

Việc sử dụng phương pháp lịch sử thời gian cũng gặp nhiều khó khăn vì không có số liệu bằng gia tốc đo tại địa điểm xây dựng

Do đó, trong đồ án này sinh viên chọn phương pháp phân tích phổ phản ứng để xác định tải trọng động đất

3.5.3.1 Phổ phản ứng thiết kế theo phương ngang

Xác định loại đất nền :

Có 7 loại đất nền: A, B, C, D, E, S1, S2 (Bảng 3.1, Mục 3.1.2 TCVN 9386-2012) Nền đất loại D → Chỉ số SPT trung bình của đất nền: N < 15

Xác định tỷ số a gR /g :

Gia tốc nền ứng với vị trí xây dựng công trình tại Quận Gò Vấp, TP Hồ Chí Minh

SVTH: BÙI VŨ ANH QUYẾT Trang 40 gR

=  • a gR – đỉnh gia tốc nền tham chiếu phụ thuộc địa điểm xây dựng công trình

Xác định hệ số tầm quan trọng :

Hệ số tầm quan trọng  =1, tra bảng phụ lục E.II, ứng với nhà cao tầng cao từ 9 đến

19 tầng, công trình dạng tháp cao từ 100m đến 200m

Xác định giá trị gia tốc đất nền thiết kế a g : g gR a =a  

Theo quy định của TCVN 9386-2012 thì:

+ a g 0.08g– động đất mạnh phải thiết kế kháng chấn

+ 0.04ga g 0.08g– động đất yếu chỉ cần áp dụng các biện pháp cấu tạo kháng chấn

+ a g 0.04– không cần thiết kế kháng chấn

Gia tốc nền thiết kế:

→ Phải thiết kế kháng chấn

Xác định hệ số ứng xử q của kết cấu bê tông cốt thép

Hệ khung hoặc hệ khung tương đương (hỗn hợp khung – vách), có thể xác định gần đúng như sau (cấp dẻo trung bình)

• q = 3.6 nhà nhiều tầng, khung một nhịp

• q = 3.9 nhà nhiều tầng, khung nhiều nhịp hoặc kết cấu hỗn hợp tương đương khung

Xây dựng phổ thiết kế dùng cho phân tích đàn hồi

Bảng 3.23 – Giá trị của các tham số mô tả các phổ phản ứng đàn hồi Loại nền đất S T B (S) T C (S) T D (S)

Phổ thiết kế không thứ nguyên của công trình được xác định qua các biểu thức sau:

• Sd(T) – phổ phản ứng đàn hồi thiết kế

• T – chu kì dao động của hệ tuyến tính một bậc tự do

• ag – gia tốc nền thiết kế

• TB – giới hạn dưới của chu kì ứng với đoạn nằm ngang của phổ phản ứng gia tốc

• TC – giới hạn trên của chu kì ứng với đoạn nằm ngang của phổ phản ứng gia tốc

• TD – giá trị xác định điểm bắt đầu của phản ứng dịch chuyển không đổi trong phổ phản ứng

•  – hệ số ứng với cận dưới của phổ thiết kế theo phương nằm ngang,  = 0,2

Hình 3.5 – Phổ phản ứng đàn hồi theo phương ngang

Phổ phản ứng đàn hồi phương ngang

❖ Phổ thiết kế theo phương đứng

Thành phần thẳng đứng của tải trọng động đất chỉ cần xem xét khi avg > 0.25g 20 Công trình nằm ở Quận Gò Vấp với avg = 0.9 x 0.816 = 0.734 < 0.25g = 2.5 (m/s 2 )

→ Không cần xét đến thành phần đứng của tải động đất Do đó, không cần xây dựng phổ phản ứng theo phương đứng

3.5.4 Khai báo vào phần mềm để tính toán tải trọng động đất

Trong phần mềm Etabs 2017, ta thực hiện gán phổ trực tiếp vào phần mềm theo

TCVN 9386-2012 dựa vào giá trị gia tốc nền agR và hệ số ứng xử theo phương ngang q

Hình 3.6 – Khai báo phổ phản ứng trong ETABS 3.5.5 Tổ hợp tải trọng

3.5.5.1 Các trường hợp tải trọng

Bảng 3.24 – Bảng các trường hợp tải trọng

DL Tải trọng do trọng lượng bản thân của sàn (phần mềm tự tính)

SDL Tải trọng do trọng lượng bản thân các lớp hoàn thiện sàn bao gồm (gạch lót sàn, vữa lót, vữa trát, tải trọng đường ống thiết bị, …)

WL Tải trọng do trọng lượng bản thân tường tác dụng lên dầm hoặc sàn

LL1 Hoạt tải tác dụng lên sàn có giá trị < 2 kN/m2

LL2 Hoạt tải tác dụng lên sàn có giá trị ≥ 2 kN/m2

WTX Thành phần tĩnh của tải trọng gió theo phương X

WTY Thành phần tĩnh của tải trọng gió theo phương Y

WDX Thành phần động của tải trọng gió ứng với dạng 1 theo phương X

WDY Thành phần động của tải trọng gió ứng với dạng 1 theo phương Y

QX Động đất theo phương X

QY Động đất theo phương Y

Bảng 3.25 – Bảng tổng hợp các trường hợp tổ hợp tải trọng tính toán-THGH I

Trường hợp tải Hệ số

3 Comb1 Add DL; SDL; WL; LL1; LL2 1.1; 1.2; 1.1; 1.3; 1.2

4 Comb2 Add DL; SDL; WL; WX 1.1; 1.2; 1.1; 1.2

5 Comb3 Add DL; SDL; WL; WX 1.1; 1.2; 1.1; -1.2

6 Comb4 Add DL; SDL; WL; WY 1.1; 1.2; 1.1; 1.2

7 Comb5 Add DL; SDL; WL; WY 1.1; 1.2; 1.1; -1.2

8 Comb6 Add DL; SDL; WL; LL1; LL2; WX 1.1; 1.2; 1.1; 1.17; 1.08;

9 Comb7 Add DL; SDL; WL; LL1; LL2; WX 1.1; 1.2; 1.1; 1.17; 1.08; -

10 Comb8 Add DL; SDL; WL; LL1; LL2; WY 1.1; 1.2; 1.1; 1.17; 1.08;

11 Comb9 Add DL; SDL; WL; LL1; LL2; WY 1.1; 1.2; 1.1; 1.17; 1.08; -

12 Comb10 Add DL; SDL; WL; QX;QY 1.1; 1.2; 1.1; 1; 0.3

13 Comb11 Add DL; SDL; WL; QX;QY 1.1; 1.2; 1.1; 1; -0.3

14 Comb12 Add DL; SDL; WL; QX; QY 1.1; 1.2; 1.1; -1; 0.3

15 Comb13 Add DL; SDL; WL; QX; QY 1.1; 1.2; 1.1; -1; -0.3

16 Comb14 Add DL; SDL; WL; QY;QX 1.1; 1.2; 1.1; 1; 0.3

17 Comb15 Add DL; SDL; WL; QY;QX 1.1; 1.2; 1.1; 1; -0.3

18 Comb16 Add DL; SDL; WL; QY;QX 1.1; 1.2; 1.1; -1; 0.3

19 Comb17 Add DL; SDL; WL; QY;QX 1.1; 1.2; 1.1; -1; -0.3

20 Comb18 Add DL; SDL; WL; LL1; LL2; QX;

24 Comb22 Add DL; SDL; WL; LL1; LL2; QY;

Bảng 3.26 – Bảng tổng hợp các trường hợp tổ hợp tải trọng tính toán-THGH II

Trường hợp tải Hệ số Tên Dạng tổ hợp

3 CombTC1 Add DL; SDL; WL; LL1; LL2 1; 1; 1; 1; 1

4 CombTC2 Add DL; SDL; WL; WX 1; 1; 1; 1

5 CombTC3 Add DL; SDL; WL; WX 1; 1; 1; -1

6 CombTC4 Add DL; SDL; WL; WY 1; 1; 1; 1

7 CombTC5 Add DL; SDL; WL; WY 1; 1; 1; -1

8 CombTC6 Add DL; SDL; WL; LL1; LL2; WX 1; 1; 1; 0.9; 0.9;

9 CombTC7 Add DL; SDL; WL; LL1; LL2; WX 1; 1; 1; 0.9; 0.9;

10 CombTC8 Add DL; SDL; WL; LL1; LL2; WY 1; 1; 1; 0.9; 0.9;

11 CombTC9 Add DL; SDL; WL; LL1; LL2; WY 1; 1; 1; 0.9; 0.9;

14 CombTC10 Add DL; SDL; WL; QX;QY 1; 1; 1; 1; 0.3

15 CombTC11 Add DL; SDL; WL; QX;QY 1; 1; 1; 1; -0.3

16 CombTC12 Add DL; SDL; WL; QX; QY 1; 1; 1; -1; 0.3

17 CombTC13 Add DL; SDL; WL; QX; QY 1; 1; 1; -1; -0.3

18 CombTC14 Add DL; SDL; WL; QY;QX 1; 1; 1; 1; 0.3

19 CombTC15 Add DL; SDL; WL; QY;QX 1; 1; 1; 1; -0.3

20 CombTC16 Add DL; SDL; WL; QY;QX 1; 1; 1; -1; 0.3

21 CombTC17 Add DL; SDL; WL; QY;QX 1; 1; 1; 1; -0.3

12 CombTC18 Add DL; SDL; WL; LL1; LL2; QX;

16 CombTC22 Add DL; SDL; WL; LL1; LL2; QY;

KIỂM TRA ỔN ĐỊNH TỔNG THỂ

KIỂM TRA CHUYỂN VỊ ĐỈNH

Mục 2.6.3 Các chỉ tiêu kiểm tra kết cấu, TCVN 198-1997 Nhà cao tầng – Thiết kế kết cấu bê tông cốt thép toàn khối qui định:

Kiểm tra độ bền, biến dạng, ổn định tổng thể và ổn định cục bộ của kết cấu được thực hiện theo các tiêu chuẩn thiết kế hiện hành Bên cạnh đó, kết cấu nhà cao tầng cũng cần đáp ứng các yêu cầu bổ sung để đảm bảo an toàn và hiệu quả trong sử dụng.

Về kiểm tra độ cứng: Chuyển vị theo phương ngang tại đỉnh kết cấu của nhà cao tầng tính theo phương pháp đàn hồi phải thỏa mãn điều kiện:

• f và H là chuyển vị theo phương ngang tại đỉnh kết cấu và chiều cao của công trình

Combo kiểm tra chuyển vị đỉnh của công trình ta lấy từ COMB1TC đến COMB25TC để kiểm tra

Bảng 4.1 – Chuyển vị đỉnh của công trình

Theo bảng kết quả chuyển vị của công trình ta có chuyển vị ngang lớn nhất tại đỉnh công trình theo phương x và y là f x h.59(mm); f y i.1(mm)

❖ Kiểm tra chuyển vị theo phương X:

❖ Kiểm tra chuyển vị theo phương Y: y 3 3 f 69.1 1

→ Thỏa điều kiện chuyển vị đỉnh

KIỂM TRA CHUYỂN VỊ LỆCH TẦNG

Theo tiêu chuẩn thiết kế công trình chịu tải động đất TCVN 9386-2012, Mục 4.4.3.2 quy định rằng đối với các nhà có bộ phận phi kết cấu làm bằng vật liệu giòn gắn vào kết cấu, yêu cầu d vr phải nhỏ hơn hoặc bằng 0.005h.

• d r – chuyển vị ngang thiết kế tương đối giữa các tầng

• h– chiều cao tầng r s d c d =d =q d = q d (Theo mục 4.3.4, TCVN 9386-2012) r c c d v 0.005h d q v 0.005h

Bảng 4.2 – Chuyển vị lệch tầng

❖ Giá trị độ lệch tầng lớn nhất của phương X : dc =0.001389(m)0.0032 3.5 =0.0112(m)

❖ Giá trị độ lệch tầng lớn nhất của phương Y : dc =0.001335(m)0.0032 3.5 =0.0112(m)

→ Thoả điều kiện chuyển vị lệch tầng

THIẾT KẾ TÍNH TOÁN CẦU THANG BỘ

SỐ LIỆU TÍNH TOÁN

Với kích thước lớn và không gian rộng, công trình này thu hút lưu lượng người qua lại đông đảo, vì vậy cầu thang bộ cần được thiết kế hợp lý để đảm bảo sự thông suốt trong việc di chuyển.

Nhiệm vụ thiết kế: cầu thang bộ tầng hầm đến tầng ấp mái, nằm giữa trục A-B, D-E

Cầu thang tầng điển hình (tầng 2 – 16) của công trình này là cầu thang 2 vế dạng bản, chiều cao tầng điển hình 3.5m

Khi tính toán cầu thang theo dạng bản chịu lực, do hai vế có sơ đồ tính giống nhau, chúng ta chỉ cần tính toán cho một vế và bố trí thép cho vế còn lại.

Cầu thang có 22 bậc, mỗi vế cao 1.75m gồm 11 bậc với kích thước hbậc500/220(mm); bbậc00(mm)

- Góc nghiêng cầu thang: bac o ' bac h 160 tan 0.53 28 4 b 300

 = = =   - Chiều dày bản thang đươc chọn sơ bộ theo công thức :

Chọn bề dày bản thang như sơ bộ chọn hb 0 mm( )

- Kích thước dầm cầu thang được chọ sơ bộ theo công thức: o d d

Chọn chiều kích thước dầm thang b h E0 200(mm)

Hình 5.1 – Mặt bằng cầu thang tầng điển hình

Tải trọng tác dụng lên bản thang

Hình 5.3 – Mặt cắt cấu tạo bản thang

- Tĩnh tải được xác định theo công thức sau: n i tdi i 1 g=  n

•  tdi – chiều dày tương đương lớp thứ i theo bản nghiêng

• n i – hệ số tin cậy thứ i

- Chiều dày tương đương của bậc thang được xác định theo công thức sau: b td h cos

- Để xác định chiều dày tương đương của lớp gạch, đá mài, vữa xi măng:

•  i – chiều dày tương đương của lớp thứ i

- Chiều dày tương đương của bậc thang theo phương bản nghiêng:

 = = - Chiều dày tương đương của lớp đá granite theo phương bản nghiêng:

 = = - Chiều dày tương đương của lớp vữa xi măng theo phương bản nghiêng:

 = = SVTH: BÙI VŨ ANH QUYẾT Trang 52

Trọng lượng của lan can:g tc P(daN/m), n =1.2 quy thành tải phân bố trên bản thang rộng 1m: tc lc 0.5 0.3 0 g 0.57 (kN/m)

Bảng 5.1 – Tĩnh tải tác dụng lên bản thang

Chiều dày tương đương (mm) ɣ

Tĩnh tải Đá hoa cương 20 27.06 24 0.65 1.2 0.78

Bản bê tông cốt thép 150 150.0 25 3.75 1.1 4.125

Tĩnh tải chưa tính trọng lượng bản thân sàn 2.67 - 3.27

Tra theo bảng TCVN 2737-1995, đối với cầu thang p tc = 300 (daN/m 2 ), hệ số vượt tải n =1.2 tt c 2 2 p =p  =n 300 1.2 60(daN/m )=3.6(kN/m )

Hoạt tải phân bố đều trên bề rộng bậc thang cần được quy về tải phân bố đều trên bản nghiêng bằng cách nhân với cosα Cụ thể, công thức tính là tt o 2 2 p = p cos, trong đó cos(28 4') và p = 17 (daN/m) cho kết quả là 3.17 (kN/m).

Tải trọng tác dụng lên 1m bề rộng bản thang:

Tải trọng tác dụng lên bản chiếu nghỉ

Hình 5.4 – Cấu tạo bản chiếu nghỉ

Bảng 5.2 – Tải trọng tác dụng lên bản chiếu nghỉ

Chiều dày γ Tải tiêu chuẩn n

Tải tính toán (mm) (kN/m 3 ) (kN/m 2 ) (kN/m 2 )

Tĩnh tải Đá hoa cương 20 24 0.48 1.2 0.58

Tĩnh tải chưa tính bản sàn 1.11 - 1.4

Hoạt tải tác dụng lên bản chiếu nghỉ

Hoạt tải lấy theo TCVN 2737-1995 cho cầu thang là p tc = 300daN/m 2 , hệ số độ tin cậy n = 1.2

Hoạt tải tính toán bản thang: p = n× p = 1.2× 3 = 3.6(kN/m ) tt tc 2

Tải trọng tác dụng lên 1m bề rộng bản thang

Tải trọng tiêu chuẩn: q = g + p tc ( tc tc )×1 = 4.86 + 3 ×1 = 7.86(kN/m) ( )

Tải trọng tính toán: q = g + p tt ( tt tt )×1 = 5.525 + 3.6 ×1 = 9.13(kN/m) ( )

Lớp vữa xi măng, dày 15mmBản sàn bê tông, dày 150 mmLớp vữa lót, dày 20mm Đá hoa cương, dày 20 mm

Tính toán bản thang

Chúng tôi tiến hành cắt một dãy bản có bề rộng 1m theo phương chịu lực để thực hiện tính toán Vì hai vế cầu thang giống nhau, sinh viên chỉ cần tính toán cho một vế và bố trí cốt thép cho vế còn lại.

❖ Một số quan niệm tính toán cầu thang:

Xét tỷ số hd/hs:

- Nếu h /h d s 3thì liên kết giữa bản thang với dầm chiếu tới được xem là khớp

- Nếu h /h d s 3thì liên kết giữa bản thang với dầm chiếu tới được xem là ngàm

Mặc dù các sách giáo trình tham khảo đã đưa ra quan niệm về tính toán cầu thang, nhưng trên thực tế, vẫn tồn tại một số bất cập trong sơ đồ tính toán cầu thang.

Trong kết cấu bê tông toàn khối, không có liên kết nào hoàn toàn là ngàm tuyệt đối hoặc khớp tuyệt đối Liên kết giữa bản thang và dầm chiếu nghỉ được xem là liên kết bán trung gian, phụ thuộc vào độ cứng tương quan giữa chúng Nếu tỷ lệ h/h d s nhỏ hơn 3, liên kết này gần giống như liên kết khớp, và ngược lại.

Nếu liên kết giữa bản thang và dầm chiếu tới được coi là ngàm, sẽ dẫn đến tình trạng thiếu thép bụng, gây ra sự dư thừa thép gối và làm hỏng cấu trúc do thiếu thép tại bụng bản thang.

Trong trường hợp liên kết giữa bản thang và dầm chiếu được xem là khớp, sẽ dẫn đến tình trạng thiếu thép gối và dư thép bụng, gây ra nứt tại gối mà không làm hư hại cấu trúc Tuy nhiên, thực tế cho thấy nếu cầu thang bị nứt tại gối, các lớp gạch lót sẽ bong tróc, do đó, cần thiết kế để tránh tình trạng nứt cầu thang.

Trong xây dựng nhà nhiều tầng, cột và dầm được thi công theo từng tầng, trong khi bản thang là kết cấu độc lập được thực hiện sau Điều này dẫn đến khó khăn trong việc đảm bảo độ ngàm cứng giữa bản thang và dầm thang, vách, cũng như việc neo thép chính xác theo sơ đồ tính toán đã thiết kế Tình trạng này thường xảy ra trong quá trình thi công tại công trường.

Để đảm bảo an toàn và tính thẩm mỹ cho cầu thang trong điều kiện tải trọng bất lợi, sinh viên đã chọn sơ đồ 2 đầu khớp để tính toán Đồng thời, họ cũng bố trí thộp cấu tạo trên gối (ỉ10a200) nhằm ngăn ngừa nứt cho cầu thang Sau đó, kết quả được kiểm tra lại bằng mô hình 3D để xác nhận tính chính xác.

5.4.1.1 Mô hình phân tích 2D (Sơ đồ hoá)

Hình 5.5 – Mô hình 2D cầu thang (kN/m) 5.4.2 Nội lực tính toán

5.4.2.1 Mô hình phân tích 2D (sơ đồ hóa)

Hình 5.6 – Biểu đồ momen của bản thang

Hình 5.7 – Biểu đồ momen và lực cắt của bản thang vế 1

Tính toán bản thang

Bê tông B30: Rb = 17 MPa; Rbt = 1.2 MPa ; Eb = 32.5×10 3 MPa

Thộp CB400-V (ỉ ≥ 10): Rs = Rsc = 350 MPa; Rsw = 280 MPa ; Es = 210ì10 3 MPa Thộp CB240-T (ỉ < 10): Rs = Rsc = 210 MPa; Rsw 0 MPa ; Es = 210ì10 3 MPa

Theo TCVN 5574-2018: Với h b 100 (mm), chọn a = 20 (mm)

Chọn a = 20 mm (khoảng cách từ mép chịu kéo của tiết diện đến trọng tâm của cốt thép chịu kéo) ho h a 150 20 130(mm) b 1000(mm)

Với điều kiện đổ tại công trường:  = b 0.9;  = s 1. b b o s m 2 m s b b o s s o ξ R bh A α M ; ξ 1 1 2α ; A μ

 E là biến dạng tương đối của cốt thép chịu kéo khi ứng suất bằng Rs;

•  b2 = 0.0035 là biến dạng tương đối của bê tông chịu nén khi ứng suất bằng Rb đối với bê tông có cấp độ bền chịu nén từ B60 trở xuống;

Mặc dù gối mô men được thiết kế với giá trị bằng không, nhưng trong thực tế, trong quá trình sử dụng, vẫn có hiện tượng chuyển vị xảy ra tại vị trí này Do đó, cần đặt thốp cấu tạo (ỉ10a200) tại gối và tiến hành tính toán khả năng chịu lực để đảm bảo hiệu suất hoạt động.

Bảng 5.3 – Tính toán cốt thép bản thang

Kiểm tra khả năng chịu cắt của bản thang

Khi tính toán khả năng chịu cắt của bản thang, thường không sử dụng cốt thép đai Nếu điều kiện kiểm tra không đạt yêu cầu, cần tăng chiều dày của bản thang để đảm bảo tính an toàn và hiệu quả.

Theo điều 8.1.3.3.1 TCVN 5574-2018, khi không có cốt thép đai cần tính toán theo công thức (89) và lấy Qsw = 0

Tính toán cấu kiện bê tông cốt thép chịu uốn theo tiết diện nghiêng được tiến hành theo điều kiện sau: b sw

• Qsw = 0 – lực cắt chịu bởi cốt thép ngang trong tiết diện nghiêng

• Qb – lực cắt chịu bởi bê tông trong tiết diện nghiêng

Lực cắt Qb được xác định theo công thức sau:

Qb không lớn hơn 2.5Rbtbh0 và không nhỏ hơn 0.5Rbtbh0

Ta có lực cắt lớn nhất của cầu thang Qmax = 26.2 (kN)

→ =  = =     Vậy bản thang đủ khả năng chịu cắt.

Kiểm tra độ võng của bản thang

Theo TCVN 5574-2018, mục 4, bảng M.1 quy định rằng độ võng giới hạn theo phương đứng (fu) cho các bản sàn tầng, bản thang, chiếu nghỉ và chiếu tới là 0.7 mm, với điều kiện độ võng này không bị cản trở bởi các cấu kiện liền kề.

Hình 5.8 – Kết quả chuyển vị của cầu thang

SVTH: BÙI VŨ ANH QUYẾT Trang 58 Độ võng lớn nhất tính được từ phần mềm ETABS là 0.407 (mm) < 0.7 (mm)

Vậy cầu thang thỏa điều kiện độ võng.

Tính toán dầm chiếu tới

Tải trọng tác dụng lên dầm chiếu tới bao gồm:

- Phản lực do bản thang truyền vào:

Hình 5.9 – Phản lực do bản thang (kN/m)

- Tải trọng bản thân dầm chiếu nghỉ tlbt bt q =     =n b h 1.1 25 0.2 0.45   =2.475(kN/m)

- Tải trọng do bản thang truyền vào

= 1 - Tổng tải tác dụng lên dầm chiếu tới: qtong ).53 2.475+ 2.005(kN/m)

Dầm chiếu tới được coi là cấu kiện chịu uốn thuần túy, tuy nhiên thực tế nó còn chịu uốn – xoắn do phản lực đứng và ngang từ hai vế thang tác động lên Do thời gian thực hiện đồ án có hạn, sinh viên chỉ cần tính toán theo phương pháp đơn giản, tập trung vào cấu kiện chịu uốn.

Dầm chiếu tới là dầm 1 nhịp, với 2 đầu gác lên vách, được thiết kế để đảm bảo an toàn cho sinh viên Sơ đồ tính được chọn là 2 đầu khớp nhằm xác định mômen tối đa để bố trí thép cho nhịp Trên gối dầm, cần bố trí thộp cấu tạo (2ỉ14) và thực hiện kiểm tra thộp gối với chiều dài tính toán của dầm ltt = 4 (m).

Hình 5.10 – Sơ đồ tính dầm chiếu tới 5.10.3 Nội lực trong dầm 2D

Hình 5.11 – Biểu đồ momen M3-3 (kN.m)

Hình 5.12 – Biểu đồ lực cắt V2-2 (kN.m) Bảng 5.4 – Tổng hợp nội lực dầm

Với điều kiện đổ tại công trường:  = b 0.9;  = s 1. b b o s m 2 m s b b o s s o ξ R bh A α M ; ξ 1 1 2α ; A μ

Bảng 5.5 – Bảng tính thép dầm chiếu tới

Tính cốt đai cho dầm tiết diện b h 0 450(mm)

Lực cắt lớn nhất trong dầm Q max = 64.01(kN)

Chọn cốt thộp đai ỉ8,A sw (.3(mm ) 2 , số nhỏnh n = 2, R sw 0(MPa), chọn khoảng cách cốt đai là 150mm:

- Kiểm tra khả năng chịu cắt của bê tông và cốt đai:

=     =  - Kiểm tra điều kiện chịu ứng suất nén chính: b 1 0.01 Rb b 1 0.01 0.9 17 0.847

THIẾT KẾ SÀN ĐIỂN HÌNH (TẦNG 12)

THIẾT KẾ KHUNG TRỤC 4-C

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MÓNG

CÔNG TÁC ĐẤT VÀ CỐP PHA MÓNG

Tiêu đề	Chung Cư Sky Oasis Ecopark
Tác giả	Bùi Vũ Anh Quyết
Người hướng dẫn	PGS.TS. Châu Đình Thành
Trường học	Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP. HCM
Chuyên ngành	Công Nghệ Kỹ Thuật Công Trình Xây Dựng
Thể loại	Đồ Án Tốt Nghiệp
Năm xuất bản	2017-2021
Thành phố	TP. HCM

Định dạng
Số trang	210
Dung lượng	7,06 MB