1. Trang chủ
  2. » Luận Văn - Báo Cáo

Hydra palace đồ án tốt nghiệp ngành công nghệ kỹ thuật công trình xây dựng

264 9 0

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Thông tin cơ bản

Tiêu đề Cao Ốc Hydra Palace
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 264
Dung lượng 8,18 MB

Cấu trúc

  • CHƯƠNG 1 KHÁI QUÁT VỀ KIẾN TRÚC CÔNG TRÌNH (11)
    • 1.1. GIỚI THIỆU VỀ CÔNG TRÌNH (11)
      • 1.1.1. Mục đích xây dựng công trình (11)
      • 1.1.2. Vị trí và đặc điểm công trình (13)
      • 1.1.3. Quy mô công trình (14)
    • 1.2. CÁC GIẢI PHÁP KIẾN TRÚC CỦA CÔNG TRÌNH (19)
      • 1.2.1. Giải pháp mặt bằng (0)
      • 1.2.2. Giải pháp mặt cắt và cấu tạo (19)
      • 1.2.3. Giải pháp mặt đứng và hình khối (20)
      • 1.2.4. Giải pháp giao thông trong công trình (20)
    • 1.3. GIẢI PHÁP KẾT CẤU CỦA KIẾN TRÚC (20)
    • 1.4. CÁC GIẢI PHÁP KỸ THUẬT KHÁC (22)
      • 1.4.1. Hệ thống điện (22)
      • 1.4.2. Hệ thống cung cấp nước (22)
      • 1.4.3. Hệ thống thoát nước (22)
      • 1.4.4. Hệ thống điều hòa (23)
      • 1.4.5. Phòng cháy chữa cháy (24)
      • 1.4.6. Các hệ thống khác (25)
    • 1.5. GIẢI PHÁP KẾT CẤU CHO CÔNG TRÌNH (26)
  • CHƯƠNG 2 LỰA CHỌN GIẢI PHÁP KẾT CẤU (28)
    • 2.1. GIẢI PHÁP VẬT LIỆU (28)
      • 2.1.2. Thông số kỹ thuật gạch E-BLOCK (0)
      • 2.1.3. Đặc điểm nổi trội của gạch block bê tông (0)
      • 2.1.4. Dự toán chi phí thi công (0)
      • 2.1.5. So sánh giá thành giữa gạch E-BLOCK và gạch đỏ (0)
      • 2.1.6. Thông số vật liệu (0)
      • 2.1.7. Vật liệu khác (0)
    • 2.2. LỚP BÊ TÔNG BẢO VỆ (40)
    • 2.3. LỰA CHỌN SƠ BỘ TIẾT DIỆN CÁC CẤU KIỆN (42)
      • 2.3.1. Sơ bộ chiều dày sàn (42)
      • 2.3.2. Chọn sơ bộ kích thước các cấu kiện (42)
    • 2.4. TẢI TRỌNG TRUYỀN LÊN SÀN (0)
      • 2.4.1. Tĩnh tải (47)
      • 2.4.2. Hoạt tải (50)
      • 2.4.3. Thiết kế sàn tầng điển hình (50)
    • 2.5. XÂY DỰNG MÔ HÌNH BẰNG PHẦN MỀM SAFE (52)
      • 2.5.1. Xây dựng mô hình sàn (52)
      • 2.5.2. Gán tải trọng (53)
    • 2.6. XÁC ĐỊNH NỘI LỰC VÀ TÍNH TOÁN CỐT THÉP (57)
    • 2.7. KIỂM TRA CHUYỂN VỊ NGẮN HẠN (62)
    • 2.8. KIỂM TRA CHUYỂN VỊ DÀI HẠN (63)
    • 2.9. KIỂM TRA CHUYỂN VỊ TOÀN PHẦN HÌNH VẾT NỨT (0)
    • 2.10. TÍNH TOÁN CỐT THÉP (66)
  • CHƯƠNG 3 TÍNH TOÁN CẦU THANG (71)
    • 3.1. THIẾT KẾ CẦU THANG BỘ NGOÀI LÕI (71)
      • 3.1.1. Các đặc trưng của cầu thang (71)
      • 3.1.2. Xác định tải trọng bản thang (72)
      • 3.1.3. Bản nghiêng (72)
      • 3.1.4. Bản chiếu nghỉ (74)
      • 3.1.5. Tổng tải tác dụng (75)
    • 3.2. XÁC ĐỊNH NỘI LỰC BẢN THANG (75)
      • 3.2.1. Vế 1 (75)
      • 3.2.2. Vế 2 (76)
    • 3.3. TÍNH TOÁN BỐ TRÍ THÉP BẢN THANG (0)
      • 3.3.1. Tính thép và bố trí thép (76)
    • 3.4. TÍNH DẦM CHIẾU NGHỈ (79)
      • 3.4.1. Sơ đồ tính của dầm chiếu nghỉ (79)
      • 3.4.2. Tải trọng tác dụng lên dầm (79)
      • 3.4.3. Xác định nội lực dầm chiếu nghỉ (79)
    • 3.5. TÍNH CỐT ĐAI (80)
  • CHƯƠNG 4 THIẾT KẾ KHUNG BÊ TÔNG CỐT THÉP (81)
    • 4.1. CHỌN SƠ BỘ TIẾT DIỆN KHUNG (81)
      • 4.1.1. Chọn sơ bộ kích thước tiết diện vách cứng (81)
      • 4.1.3. Chọn sợ bộ kích thước tiết diện cột (0)
    • 4.2. SƠ BỘ TÍNH TOÁN KHUNG PHẲNG (0)
      • 4.2.1. Sơ đồ hình học (86)
    • 4.3. TẢI TRỌNG TÁC DỤNG VÀO HỆ KHUNG (0)
      • 4.3.1. Tĩnh tải (0)
      • 4.3.2. Tải trọng của tường phần bố lên dầm (0)
      • 4.3.3. Tải trọng của lớp hoàn thiện sàn: ghts (88)
      • 4.3.4. Tải trọng của tường phần bố lên sàn gt (0)
      • 4.3.5. Tải trọng cầu thang (91)
      • 4.3.6. Hoạt tải (91)
    • 4.4. PHÂN TÍCH ĐẶC TRƯNG ĐỘNG LỰC HỌC (92)
      • 4.4.1. Khảo sát các dạng dao động riêng (93)
    • 4.5. TÍNH TOÁN TẢI TRỌNG GIÓ (98)
      • 4.5.1. Thành phần tĩnh của tải trọng gió (99)
      • 4.5.2. Thành phần động cảu tải trọng gió (0)
    • 4.6. TÍNH TOÁN TẢI TRỌNG ĐỘNG ĐẤT (113)
      • 4.6.1. Xác định hệ số Mass Source (113)
      • 4.6.2. Chọn phương pháp thiết kế động đất (114)
      • 4.6.3. Cơ sở lý thuyết (115)
      • 4.6.4. Áp dụng tính toán (119)
    • 4.7. TỔ HỢP TẢI TRỌNG (127)
    • 4.8. PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH NỘI LỰC (131)
  • CHƯƠNG 5 KIỂM TRA ỔN ĐỊNH TỔNG THỂ (132)
    • 5.1. KIỂM TRA ĐỘ CỨNG (132)
      • 5.1.1. Chuyển vị ngang của kết cấu (132)
      • 5.1.2. Chuyển vị ngang tương đối giữa các tầng (134)
    • 5.2. KIỂM TRA ỔN ĐỊNH CHỐNG LẬT (139)
    • 5.3. KIỂM TRA DAO ĐỘNG (140)
  • CHƯƠNG 6 THIẾT KẾ KHUNG (144)
    • 6.1. THIẾT KẾ DẦM TẦNG ĐIỂN HÌNH (144)
      • 6.1.1. Mô hình tính toán và nội lực dầm (144)
      • 6.1.2. Tính toán cốt thép (0)
      • 6.1.3. Cấu tạo kháng chấn (147)
      • 6.1.4. Tính toán cốt đai gia cường tại vị trí dầm giao nhau (148)
    • 6.2. THIẾT KẾ CỘT KHUNG TRỤC C (159)
      • 6.2.1. Kết quả phân tích nội lực (159)
      • 6.2.2. Tính cốt thép dọc cho cột chịu nén lệch tâm xiên (160)
      • 6.2.3. Tính toán cốt đai trong cột có cấu tạo kháng chấn (171)
  • CHƯƠNG 7 THIẾT KẾ LÕI CÔNG TRÌNH (175)
    • 7.1. TỔNG QUAN VỀ LÕI – VÁCH (175)
    • 7.2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT (175)
      • 7.2.1. Phương pháp phân bố ứng suất đàn hồi (176)
      • 7.2.2. Phương pháp giả thiết vùng biên chịu moment (178)
      • 7.2.3. Phương pháp xây dựng biểu đồ tương tác (180)
    • 7.3. TÍNH TOÁN LÕI CÔNG TRÌNH (181)
      • 7.3.1. Gán thuộc tính và lấy nội lực vách (181)
      • 7.3.2. Tính toán phần tử Pier (181)
      • 7.3.3. Bố trí và kiểm tra cốt thép ngang (199)
    • 7.4. TRIỂN KHAI BẢN VẼ (0)
  • CHƯƠNG 8 THIẾT KẾ MÓNG (0)
    • 8.1. GIỚI THIỆU ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH (0)
    • 8.2. MẶT CẮT ĐỊA CHẤT (0)
    • 8.3. CHỈ TIÊU CƠ LÝ CỦA LỚP ĐẤT ĐỊA CHẤT (0)
    • 8.4. LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN MÓNG (0)
    • 8.5. XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ VỀ CỌC (0)
      • 8.5.1. Vật liệu (0)
      • 8.5.2. Cấu tạo và kích thước cọc (0)
    • 8.6. KIỂM TRA CẨU LẮP CỌC (0)
      • 8.6.1. Trường hợp vận chuyển cọc (0)
      • 8.6.2. Trường hợp dựng cọc (0)
    • 8.7. SƠ ĐỒ CHIỀU SÂU ĐÁY ĐÀI CÁC KÍCH THƯỚC (0)
    • 8.8. TÍNH TOÁN SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC ÉP (0)
      • 8.8.1. Trường hợp vận chuyển cọc (0)
      • 8.8.2. Trường hợp vận chuyển cọc (0)
      • 8.8.3. Trường hợp vận chuyển cọc (0)
    • 8.12. THIẾT KẾ MÓNG C1 (0)
      • 8.12.1. Nội lực móng C1 (0)
      • 8.12.2. Chọn cọc và bố trí cọc (0)
      • 8.12.3. Kiểm tra phản lực đầu cọc (0)
      • 8.12.4. Kiểm tra ổn định đất nền dưới đáy (0)
      • 8.12.5. Kiểm tra lún (0)
      • 8.12.6. Kiểm tra xuyên thủng (0)
      • 8.12.7. Tính toán cốt thép (0)
    • 8.13. THIẾT KẾ MÓNG LÕI THANG (0)
      • 8.13.1. Chọn cọc và bố trí cọc (0)
      • 8.13.2. Kiểm tra phản lực đầu cọc (0)
      • 8.13.3. Kiểm tra ổn định đất nền dưới đáy (0)
      • 8.13.4. Kiểm tra lún (0)
      • 8.13.5. Kiểm tra xuyên thủng (0)
      • 8.13.6. Tính toán cốt thép (0)
  • CHƯƠNG 9 THI CÔNG (0)
    • 9.1. PHẦN KỸ THUẬT THI CÔNG (0)
      • 9.1.1. Thi công phần ngầm (0)
      • 9.1.2. Thi công móng (0)

Nội dung

KHÁI QUÁT VỀ KIẾN TRÚC CÔNG TRÌNH

GIỚI THIỆU VỀ CÔNG TRÌNH

1.1.1 Mục đích xây dựng công trình

Việt Nam đang phát triển mạnh mẽ và khẳng định vị thế trên trường quốc tế Để duy trì và nâng cao khả năng của mình, việc cải thiện an sinh xã hội và tạo việc làm cho người dân là điều cần thiết Trong đó, nhu cầu về chỗ ở là một trong những ưu tiên hàng đầu.

Sự bùng nổ dân số đang tạo ra nhu cầu ngày càng cao về việc mua đất để xây dựng nhà ở, trong khi quỹ đất tại Thành phố lại có hạn Điều này dẫn đến tình trạng giá đất tăng cao, khiến nhiều người dân không đủ khả năng chi trả Để giải quyết vấn đề này, các giải pháp như xây dựng chung cư cao tầng và phát triển quy hoạch khu dân cư ra các quận, khu vực ngoại ô trung tâm Thành phố đã được triển khai trong thời gian qua.

Bên cạnh đó, nhờ vào các chính sách thu hút đầu tư của Việt Nam mà ngày càng có nhiều

Giới thiệu công trình Giải pháp kiến trúc Giải pháp kết cấu Giải pháp kỹ thuật khác

Mục đích xây dựng Giải pháp mặt bằng Phần thân Hệ thống điện

Vị trí và đặc điểm Giải pháp mặt cắt và cấu tạo

Phần móng Hệ thống cấp thoát nước

Giải pháp mặt đứng và hình khối

Giải pháp giao thông công trình

Tổng quan về kiến trúc công trình cho thấy tiềm năng lớn trong việc đầu tư xây dựng các cao ốc văn phòng, khách sạn và chung cư cao tầng Những công trình này không chỉ đáp ứng nhu cầu làm việc mà còn phục vụ nhu cầu sinh hoạt của người dân với chất lượng cao.

Sự gia tăng các cao ốc và chung cư trong và ngoài Thành phố không chỉ đáp ứng nhu cầu chỗ ở cấp bách mà còn tạo ra môi trường làm việc tốt Điều này góp phần tích cực vào việc hình thành bộ mặt mới cho Thành phố.

Sự xuất hiện của các nhà cao tầng đã đóng góp tích cực vào sự phát triển của ngành xây dựng, thông qua việc tiếp thu và áp dụng các kỹ thuật hiện đại, công nghệ mới trong tính toán, thi công, và xử lý thực tế, cũng như các phương pháp thi công hiện đại từ nước ngoài.

Công trình CAO ỐC HYDRA PALACE được thiết kế hiện đại và sang trọng, đáp ứng đầy đủ tiện nghi cho người sử dụng Mỗi không gian trong tòa nhà đều được tối ưu hóa công năng, tạo sự gần gũi với thiên nhiên, phù hợp cho nhu cầu sinh sống, giải trí và làm việc.

1.1.2 Vị trí và đặc điểm công trình

1.1.2.1 Vị trí công trình Địa chỉ: Đường Nam Kỳ Khởi Nghĩa, Phường Bến Nghé, Quận 1, TP Hồ Chí Minh

Hình 1.2 – Vị trí công trình 1.1.1.1 Điều kiện tự nhiên 1

Thành phố Hồ Chí Minh nằm trong vùng nhiệt đới gió mùa cận xích đạo, với khí hậu đặc trưng là 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 số liệu từ trạm Tân Sơn Nhất, khí hậu của thành phố ảnh hưởng sâu sắc đến môi trường và cảnh quan.

1 Điều kiện tự nhiên Tp Hồ Chí Minh, Truy cập ngày 12 tháng 04 năm 2014.Nguồn từ:

Lượng mưa trung bình hàng năm là 1.949 mm, với năm cao nhất đạt 2.718 mm vào năm 1908 và năm thấp nhất là 1.392 mm vào năm 1958 Thành phố có khoảng 159 ngày mưa mỗi năm, với 90% lượng mưa tập trung trong mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 11, đặc biệt là vào tháng 6 và 9 Trong khi đó, các tháng 1, 2 và 3 có lượng mưa rất ít Lượng mưa không phân bố đều trong thành phố, thường tăng dần từ Tây Nam đến Đông Bắc, với các quận nội thành và phía Bắc nhận lượng mưa cao hơn so với các quận phía Nam và Tây Nam Độ ẩm trung bình hàng năm đạt 79,5%, trong đó mùa mưa có độ ẩm trung bình là 80% và có thể lên tới 100%, trong khi mùa khô có độ ẩm trung bình là 74,5% và mức thấp nhất là 20%.

Thành phố Hồ Chí Minh chịu ảnh hưởng chủ yếu từ hai hướng gió chính: gió mùa Tây - Tây Nam và Bắc - Đông Bắc Gió Tây - Tây Nam từ Ấn Độ Dương thổi vào trong mùa mưa từ tháng 6 đến tháng 10, với tốc độ trung bình 3,6 m/s, mạnh nhất vào tháng 8 với tốc độ 4,5 m/s Trong khi đó, 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, từ tháng 3 đến tháng 5, gió tín phong hướng Nam - Đông Nam có tốc độ trung bình 3,7 m/s TPHCM chủ yếu nằm trong vùng không có gió bão, và chỉ có một lần vào năm 1997, cơn bão số 5 do hiện tượng El-Nino đã ảnh hưởng nhẹ đến một phần huyện Cần Giờ.

Công trình tọa lạc tại Quận 4, TP Hồ Chí Minh, nơi có khí hậu nhiệt đới gió mùa đặc trưng, với thời tiết nóng ẩm và lượng mưa dồi dào.

Theo Phụ lục 1 – Thông tư số 10/2013/TT-BXD ngày 25/07/2013 của Bộ Xây dựng: Công trình dân dụng - cấp II (số tầng 90 > 90 > 90 > 90

Thời gian bắt đầu đông kết Phút > 200 > 200 > 200 > 200 Thời gian điều chỉnh Phút > 10 > 10 > 10 > 10

Cường độ bám dính * MPa ≥ 0.4 ≥ 0.4 ≥ 0.4 ≥ 0.4

Phá hủy thường xảy ra tại vị trí tiếp xúc giữa vữa và nền Khi sự phá hủy diễn ra trong lớp phủ (lớp vữa) hoặc trong lớp nền, cần phải tiến hành đo lại để đánh giá tình hình.

(**): Sản phẩm được thiết kế với cấp phối tương thích cho tường AAC và bề mặt bê tông với chiều dày 3-6mm

Hình 2.1 - Vữa chuyên dụng Gạch E-BLOCK

2.1.2 Đặc điểm nổi trội của gạch block bê tông

Gạch bê tông nhẹ E-BLOCK có trọng lượng nhẹ hơn từ 1/2 đến 1/3 so với gạch đất nung và chỉ bằng 1/4 trọng lượng gạch bê tông thông thường Điều này chủ yếu nhờ vào kết cấu bọt khí chiếm 80% trong cấu tạo của viên gạch, mang lại lợi ích trong việc tiết kiệm vật liệu làm khung móng cọc và thuận tiện cho việc vận chuyển, thi công.

Gạch bê tông nhẹ E-BLOCK nổi bật với khả năng tản âm tự nhiên nhờ cấu trúc bọt khí và khả năng hấp thụ âm thanh vượt trội Âm thanh từ bên ngoài vào hay từ trong phòng ra đều phải di chuyển theo đường zig-zag, giúp sóng âm bị chia nhỏ và giảm thiểu tối đa khi xuyên qua tường.

- Cách nhiệt và tiết kiệm năng lượng

Gạch bê tông nhẹ E-BLOCK có hệ số dẫn nhiệt thấp, giúp tạo hiệu ứng ấm vào mùa đông và mát vào mùa hè, tiết kiệm đến 40% điện năng cho điều hòa nhiệt độ Loại gạch này còn có khả năng chịu nhiệt lên đến 1200°C trong các đám cháy thông thường và không bị biến dạng khi tiếp xúc với nước lạnh đột ngột Kết quả thử nghiệm cho thấy tường xây bằng gạch block bê tông đảm bảo an toàn tối thiểu 4 tiếng trong trường hợp xảy ra hỏa hoạn.

LỚP BÊ TÔNG BẢO VỆ

Mục 10.3.1 Lớp bê tông bảo vệ, TCVN 5574-2018 quy định:

Giá trị tối thiểu của chiều dày lớp bê tông bảo vệ cho cốt thép chịu lực, bao gồm cả cốt thép ở mép trong của các cấu kiện rỗng có tiết diện vành khuyên hoặc hộp, được quy định theo Bảng 2.10.

Chiều dày tối thiểu của lớp bê tông bảo vệ là yếu tố quan trọng trong thiết kế kết cấu nhà Theo bảng 2.2, các điều kiện làm việc của kết cấu yêu cầu chiều dày lớp bê tông bảo vệ phải đạt tiêu chuẩn tối thiểu (mm) để đảm bảo độ bền và an toàn cho công trình.

1 Trong các gian phòng được che phủ với độ ẩm bình thường và thấp (không lớn hơn 75 %) 20

2 Trong các gian phòng được che phủ với độ ẩm nâng cao

(lớn hơn 75 %) (khi không có các biện pháp bảo vệ bổ sung) 25

3 Ngoài trời (khi không có các biện pháp bảo vệ bổ sung) 30

4 Trong đất (khi không có các biện pháp bảo vệ bổ sung), trong móng khi có lớp bê tông lót 40 Đối với các cấu kiện lắp ghép thì giá trị tối thiểu của chiều dày lớp bê tông bảo vệ cốt thép chịu lực nêu trong Bảng 2.10 được lấy giảm bớt 5 mm Đối với cốt thép cấu tạo thì giá trị tối thiểu của chiều dày lớp bê tông bảo vệ được lấy giảm bớt 5 mm so với giá trị yêu cầu đối với cốt thép chịu lực

Trong mọi trường hợp, chiều dày lớp bê tông bảo vệ cũng cần được lấy không nhỏ hơn đường kính thanh cốt thép và không nhỏ hơn 10 mm

Chiều dày lớp bê tông bảo vệ tại đầu các cấu kiện ứng suất trước phải đảm bảo không nhỏ hơn 3d và tối thiểu 40 mm đối với cốt thép thanh, hoặc 20 mm đối với cáp Đối với nội lực gối tựa truyền tập trung, cần có các chi tiết thép ở gối tựa và cốt thép hạn chế biến dạng ngang, như lưới thép hàn nằm ngang hoặc cốt thép đai ôm cốt thép dọc, được sắp xếp theo quy định trong TCVN 5574 - 2018.

Trong các cấu kiện bê tông có cốt thép dọc ứng suất trước căng, khoảng cách tối thiểu từ bề mặt cấu kiện đến bề mặt ống lồng phải đạt ít nhất 40 mm và không nhỏ hơn chiều rộng (đường kính) của ống lồng Đối với mặt bên, khoảng cách này không được nhỏ hơn một nửa chiều cao (đường kính) của ống lồng Nếu cốt thép ứng suất trước nằm trong các rãnh hoặc bên ngoài tiết diện cấu kiện, thì chiều dày lớp bê tông bảo vệ, được tạo ra bằng phương pháp phun hoặc phương pháp khác, phải không nhỏ hơn 20 mm.

LỰA CHỌN SƠ BỘ TIẾT DIỆN CÁC CẤU KIỆN

2.3.1 Sơ bộ chiều dày sàn

2.3.2 Chọn sơ bộ kích thước các cấu kiện:

Sàn của các công trình cao tầng thường có chiều dày dày hơn các công trình nhà ở thông

Để đảm bảo độ võng của sàn nằm trong giới hạn cho phép, cần chú ý đến biến dạng của sàn Đồng thời, sàn của các công trình cao tầng thường được coi là cứng tuyệt đối theo phương ngang, tức là mặt phẳng của sàn không bị biến dạng.

Việc chọn chiều dày sàn là rất quan trọng, vì sự thay đổi này sẽ ảnh hưởng lớn đến khối lượng bê tông của toàn bộ sàn Chiều dày sàn cần được xác định dựa trên nhịp và tải trọng tác dụng, và có thể được ước lượng sơ bộ theo công thức nhất định.

Sơ bộ sàn theo công thức: b t h 1 l

 m30 35 đối với ô bản chịu uốn một phương có liên kết hai cạnh song song

 m40 50 và lt là nhịp theo phương cạnh ngắn đối với ô bản liên kết bốn cạnh, chịu uốn hai phương

 m10 15 đối với ô bản uốn một phương dạng bản công xôn

Lưới cột lớn (8m x 9m) nên dùng hệ dầm giao nhau chia nhỏ các ô sàn

Dùng ô sàn lớn nhất: S10 kích thước 4.1m x 4.5m để tính

Khi đó xét tỉ lệ: 2

L    nên làm việc như theo cả 2 phương , nên ô sàn S10 làm việc như bản kê bốn cạnh nên 0.9 410 9   s 40 h    cm

Trong đó: L1= 410(cm) là chiều dài cạnh ngắn của ô sàn

 Chọn chiều dày sàn: h s = 150(mm) (Thỏa mãn H s  60  mm  đối với sàn dân dụng)

2.3.2.2 Chọn sơ bộ kích thước dầm

Kích thước dầm được xác định dựa trên quy mô và tải trọng của công trình, đồng thời cũng bị ảnh hưởng bởi yếu tố không gian và chiều cao thông thủy của từng tầng trong tòa nhà.

Công trình nhà cao tầng thường yêu cầu chiều cao hạn chế nhưng cần không gian rộng rãi, do đó, trong một số trường hợp, việc lựa chọn giải pháp dầm với bề rộng lớn hơn chiều cao dầm là cần thiết.

Dầm có chiều cao lớn hơn bề rộng thường có khả năng chịu lực tốt hơn so với dầm có chiều cao nhỏ hơn bề rộng Tuy nhiên, trong một số trường hợp, yếu tố chiều cao thông thủy của mỗi tầng trong tòa nhà có thể ảnh hưởng đến thiết kế, khiến dầm bẹp (có bề rộng lớn) trở thành giải pháp khả thi.

Tuy nhiên trong trường hợp có thể được chọn khác nhằm phù hợp với yêu cầu nói trên

Một số lưu ý khi lựa chọn tiết diện dầm cho nhà cao tầng:

1 Chiều rộng tối thiểu của dầm chọn không nhỏ hơn 220mm, và tối đa không lớn hơn chiều rộng cột cộng với 1.5 lần chiều cao tiết diện

2 Chiều cao tối thiểu của tiết diện dầm không nhỏ hơn 300mm

3 Tỷ số chiều cao và chiều rộng dầm không lớn hơn 3

, (đối với dầm chính, dầm phụ)

+ ln là nhịp của dầm đang xét

+ hd là chiều cao của dầm

Bảng 2.3: Kích Thước Sơ Bộ Dầm:

Nhịp dầm (m) Dầm chính(mm)D1 Dầm phụ(mm)D2

- Dầm môi (DM) có kích thước: 200x300(mm)

Để đảm bảo độ cứng và thuận tiện cho thi công, kích thước dầm chính và dầm phụ ở phương L1 nên được chọn bằng với kích thước dầm chính và dầm phụ ở phương L2, do sự chênh lệch kích thước giữa L1 và L2 không lớn.

Kích thước tiết diện ban đầu sẽ được điều chỉnh hợp lý dựa trên hàm lượng thép tính toán, do đó không phải là kích thước cố định.

2.3.2.3 Chọn sơ bộ kích thước tiết diện vách cứng:

Vách cứng đóng vai trò là kết cấu chịu lực ngang chính trong các tòa nhà cao tầng Để đảm bảo sự ổn định ngang, cần lựa chọn bề dày bụng vách cứng phù hợp với các tiêu chí kỹ thuật.

+ H là chiều cao của tòa nhà

2.3.2.4 Cấu tạo sàn Đối với sàn thường xuyên tiếp xúc với nướcc (sàn vệ sinh , sàn mái ) thì cấu tạo thêm lớp chống thấm

Cấu tạo sàn điển hình

Cấu tạo sàn vệ sinh

TẢI TRỌNG TRUYỀN LÊN SÀN

Tải trọng tác dụng vào sàn bao gồm tĩnh tải và hoạt tải:

Tĩnh tải tính toán gồm trọng lượng bản thân và trọng lượng tường trên bản

- Gs: Tổng tĩnh tải trên ô bản

- Gbt: Trọng lượng bản thân của sàn

- Gt: Tải trọng phân bố của tường trên sàn

Trọng lượng bản thân của sàn:

Bảng 2.4 Tĩnh tải tác dụng lên ô sàn thường

STT Các lớp cấu tạo Chiều dày

Tải trọng tính toán mm daN/m³ daN/m² daN/m²

Bảng 2.4 Tĩnh tải tác dụng lên ô sàn vệ sinh

STT Các lớp cấu tạo Chiều dày

Tải trọng tính toán mm kN/m³ kN/m² kN/m²

- Tải trọng tiêu chuẩn tường tác dụng lên sàn: g t tc     h t b t L t G t

- Tải trọng tính toán tường tác dụng lên sàn: g t tt  g t tc  hsvt

- Tải trọng tính toán tường tác dụng lên sàn : tt pb t g g

- ht: chiều cao của tường (m)

- bt: bề rộng của tường (m)

- lt: chiều dài của tường (m)

- Gt = 1800 (daN/m³): trọng lượng riêng của tường

- S: diện tích ô sàn tương ứng (m²)

Bảng 0.4 Tải trọng của tường tác dụng lên các ô sàn:

Trong đó kích thước các ô sàn, chiều cao tường, bê dày, và chiều dài của tường được đo

Như vậy với những ô sàn S2, S5, S6, S7, S9, S11 là các ô sàn ngoài chịu tĩnh tải do cấu tạo sàn thì còn chịu tải trọng do tường tác dụng vào

Hoạt tải tính toán tác dụng lên sàn và cầu thang được tra bảng 4.3 trong TCVN 2737-

1995 ứng với từng phòng như sau:

Hệ số vượt tải cho tải trọng phân bố đều trên sàn và cầu thang được xác định là 1.3 khi tải trọng tiêu chuẩn dưới 200 daN/m2, và 1.2 khi tải trọng tiêu chuẩn bằng hoặc lớn hơn 200 daN/m2, theo TCVN 2737-1995.

2.4.3 THIẾT KẾ SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH

2.4.3.1 Mặt bằng kết cấu sàn

STT Cấp độ bền Kết cấu sử dụng

Bê tông cấp độ bền B25:

Kết cấu chính: Móng, cột, dầm, sàn

Bê tông cấp độ bền B30

Kết cầu phụ: Bể nước, cầu thang

Hình 2.5 - Mặt bằng kết cấu sàn tầng 7

Xem mục 2.1.5 Thông số vật liệu bê tông cốt thép, chương 2

Kích thước sàn được trình bày chi tiết ở mục 2.4.1 Sơ bộ chiều dày sàn, kích thước sàn tầng điển hình (tầng 7) là: hs = 150 (mm)

Kích thước dầm được trình bày chi tiết ở mục 2.4.2 Sơ bộ tiết diện dầm, các tiết diện dầm tầng điển hình (tầng 7) là:

Bảng 2.4 - Tiết diện dầm tầng 7 Tầng Tiết diện hd x bd (mm)

XÂY DỰNG MÔ HÌNH BẰNG PHẦN MỀM SAFE

2.5.1 Xây dựng mô hình sàn

Hình 2.6 - Mô hình sàn tầng 6 bằng phần mềm SAFE

Hình 2.7 - Tĩnh tải hoàn thiện tác dụng lên sàn

Hình 2.9 - Hoạt tải < 2 kN/m 2 tác dụng lên sàn

Hình 3.0 - Hoạt tải > 2 kN/m 2 tác dụng lên sàn (LL1)

XÁC ĐỊNH NỘI LỰC VÀ TÍNH TOÁN CỐT THÉP

Hình 3.1 - Chia dãy Strip layer A theo phương X

Hình 3.2 - Chia dãy Strip layer B theo phương Y

Hình 3.3 - Lực cắt dãy Strip layer A – Theo phương Y

Hình 3.4 - Lực cắt dãy Strip layer B – Theo phương X

Theo mục 8.1.3.3.1 TCVN 5574 – 2018, có qui định: Khi không có cốt thép ngang thì tiến hành tính toán theo điều kiện (89) của mục này với Qsw lấy bằng không 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:

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

Ta có lực cắt lớn nhất của sàn Qmax = 41.533 (kN)

 Vậy sàn đủ khả năng chịu cắt.

KIỂM TRA CHUYỂN VỊ NGẮN HẠN

Hình 3.4 – Chuyển vị của sàn do tải trọng ngắn hạn

Mục M.2.1 Phụ lục M – Độ võng và chuyển vị của kết cấu, TCVN 5574 – 2018 có qui định:

Khi tính toán các kết cấu xây dựng thì độ võng hoặc chuyển vị cần phải thỏa mãn điều kiện: f fu (2.7) 7

 f – độ võng hoặc chuyển vị của cấu kiện được xác định

 fu – độ võng hoặc chuyển vị giới hạn

Theo bảng M.1, độ võng giới hạn theo phương đứng fu và tải trọng tương ứng được sử dụng để xác định độ võng theo phương đứng Đối với mái và sàn tầng có nhịp L 9.000 (m), độ võng giới hạn theo phương đứng là fu = L/250.

Theo kết quả phân tích của Safe, độ võng sàn lớn nhất f = 11.59 (mm)

 Vậy sàn thỏa điều kiện chuyển vị ngắn hạn.

KIỂM TRA CHUYỂN VỊ DÀI HẠN

Hình 3.5 – Chuyển vị của sàn do tải trọng dài hạn

Mục M.2.1 Phụ lục M – Độ võng và chuyển vị của kết cấu, TCVN 5574 – 2018 có qui định:

Khi tính toán các kết cấu xây dựng thì độ võng hoặc chuyển vị cần phải thỏa mãn điều kiện: f fu (3.5) 8

 f – độ võng hoặc chuyển vị của cấu kiện được xác định

 fu – độ võng hoặc chuyển vị giới hạn

Theo bảng M.1, độ võng giới hạn theo phương đứng fu và tải trọng tương ứng được sử dụng để xác định độ võng theo phương đứng Cụ thể, độ võng giới hạn theo phương đứng của mái và sàn tầng cho nhịp L 9.000 (m) là fu = L/250.

Theo kết quả phân tích của Safe, độ võng sàn lớn nhất f = 13.12 (mm)

 Vậy sàn thỏa điều kiện chuyển vị dài hạn

2.9 KIỂM TRA CHUYỂN VỊ TOÀN PHẦN CÓ KỂ ĐẾN SỰ HÌNH THÀNH VẾT NỨT Đối với các vật liệu có tính từ biến cần kể đến sự tăng độ võng theo thời gian

Bê tông dễ bị nứt ở khu vực chịu kéo khi chịu tải trọng Vì vậy, khi tính toán độ võng của sàn, cần phải xem xét tác động của việc hình thành vết nứt.

2.9.1 Kiểm tra điều kiện hình thành vết nứt

Điều kiện hình thành vết nứt sàn được kiểm tra chi tiết trong Mục 1.1 và Phụ lục 1, nơi đề cập đến việc kiểm tra chuyển vị toàn phần có liên quan đến sự hình thành vết nứt.

Kết luận: Cấu kiện có bị nứt, cần kiểm tra bề rộng vết nứt

2.9.2 Kiểm tra bề rộng vết nứt

Kiểm tra bề rộng vết nứt sàn được mô tả chi tiết trong Mục 1.2, cùng với thông tin bổ sung trong Phụ lục 1 về việc kiểm tra chuyển vị toàn phần liên quan đến sự hình thành vết nứt.

Kết luận: Bề rộng vết nứt ngắn hạn và dài hạn thỏa mãn điều kiện theo TCVN 5574 – 2018

2.9.3 Kiểm tra chuyển vị toàn phần ứng với cấu kiện có hình thành vết nứt bằng phương pháp sơ đồ hóa

Sinh viên lựa chọn ô sàn tại căn hộ B1, B2 với nhịp lớn nhất L1L2 = 8 x 9 m để kiểm tra chuyển vị Nếu ô sàn này đáp ứng yêu cầu, sẽ không cần tính toán cho các ô sàn khác.

Ta sẽ dùng phần mềm safe: Kết quả tính toán, độ võng toàn phần f = 9.5 (mm) Tổng tải trọng phân bố đều trên chiều dài dầm chiếu nghỉ:

3.4.3 Xác định nội lực dầm chiếu nghỉ:

Xác định nội lực dầm chiếu nghỉ:

Vị trí M b h a αm ξ As Bố trí thép Asc μ kNm mm mm mm mm2 mm2 %

TÍNH CỐT ĐAI

Lực cắt lớn nhất là: QmaxP32(daN)

Chọn đai Ф6a150 số nhánh đai n =2 cho 1 phần tư đầu dầm.

THIẾT KẾ KHUNG BÊ TÔNG CỐT THÉP

CHỌN SƠ BỘ TIẾT DIỆN KHUNG

4.1.1 Chọn sơ bộ kích thước tiết diện vách cứng

4.1.2 Chọn sơ bộ kích thước dầm

Vách cứng đóng vai trò là kết cấu chịu lực ngang chính trong các tòa nhà cao tầng Để đảm bảo tính ổn định ngang, bề dày của bụng vách cứng cần được lựa chọn sao cho đáp ứng đầy đủ các tiêu chí kỹ thuật cần thiết.

4.1.3 Chọn sơ bộ kích thước tiết diện cột

Vì chọn sơ bộ nên ta lấy tải trọng sàn để tính toán và nhân hệ số = 1.3

Diện tích tiết diện ngang của cột được xác định sơ bộ theo công thức:

- Rb là cường độ chịu nén của bê tông, bêtông B25: Rb = 145(daN/cm2)

-  = (1.2 1.6) - hệ số kể tới tải trọng ngang chọn là  = 1.3 o Lực nén lớn nhất xuất hiện trong cột

- n - số tầng kể từ trên xuống cột tính

- Q - tải trọng phân bố trên 1m 2 sàn (tĩnh tải và hoạt tải)

+ Đối với sàn điển hình lấy Qsdh7.6daN/m 2 (lấy theo ô số 9)

- - F - diện tích truyền tải xuống cột

TẦNG CỘT n dh n m n t N sdh (daN) N sm (daN) N s1 (daN) A cột (cm2) Chọn

Bảng 4.1: Sơ Bộ Tiết Diện Cột:

Cột HẦM, TRỆT, 2, 3, 4,5 6, 7, 8, 9,10 11, 12, 13, 14,15 b (cm) h (cm) b (cm) h (cm) b (cm) h (cm)

Điều kiện độ cứng của cột tầng trên tối thiểu bằng 70% độ cứng của tầng liền kề có thể được bỏ qua, vì độ cứng của cột trong mỗi tầng không đáng kể so với độ cứng của tường cứng Tường cứng của các tầng có tiết diện không đổi, dẫn đến độ cứng của mỗi tầng gần như bằng nhau, do đó không xảy ra tình trạng giảm đột ngột độ cứng tầng trên so với tầng dưới.

Cứ 2 tầng lại giảm tiết diện

Việc lựa chọn sơ bộ tiết diện cột chỉ mang tính chất định hướng ban đầu cho thiết kế Các tiết diện cột này có thể thay đổi trong quá trình thiết kế, vì vậy lựa chọn tiết diện sơ bộ có thể được thực hiện một cách đơn giản nhưng nên thiên về xu hướng có lợi, tức là hướng tới việc tạo ra tiết diện cột lớn hơn.

Trong thiết kế, cần xem xét yếu tố kiến trúc, nội lực tính toán và lượng cốt thép để điều chỉnh tiết diện và hình dạng cột một cách hợp lý, nhằm phù hợp với kiến trúc và giảm thiểu chi phí đầu tư cho công trình.

Độ cứng giữa hai cột không được thay đổi quá lớn, với kích thước cột phải duy trì sự chênh lệch không đáng kể Cụ thể, độ cứng của tiết diện cột phía trên không được thấp hơn 70% độ cứng của cột bên dưới liền kề.

SƠ BỘ TÍNH TOÁN KHUNG PHẲNG

Mô hình hóa kết cấu khung bao gồm các cột đứng và dầm ngang, trong đó trục của hệ kết cấu được xác định dựa trên trọng tâm tiết diện của các thanh.

Chiều cao của cột được xác định dựa trên khoảng cách giữa các trục dầm Vì dầm khung có sự thay đổi về tiết diện, nên chiều cao cột sẽ được tính theo trục dầm hành lang, tức là dầm có tiết diện nhỏ hơn.

Xác định chiều cao cột tầng hầm

Lựa chọn chiều sâu chôn móng từ mặt đất tự nhiên (cos -3.00) trở xuống:

Tải trọng các lớp hoàn thiện, tường trên dầm, tường trên sàn được tính toán và gán vào, bao gồm:

- Sở: Ô sàn ở, hành lang, siêu thị, tầng hầm

- Svs: Sàn sàn vệ sinh, ban công

- Sbn: Bản nghiên cầu thang

4.3.2 Tải trọng của tường phân bố lên dầm qt= n γt bt ht

- γt: khối lượng riêng của tường, γt= 1800 (daN/m 3 )

- ht: chiều cao của tuờng, ht= htầng- hd.

Bảng 4.3: Tải Tường tác dụng lên dầm:

Bề rộng tường m Tầng H tầng (m) h d (m) h tường

4.3.3 Tải trọng của lớp hoàn thiện sàn: g ht s

Bảng 4.3: Tỉnh tải tính toán của các ô sàn S ở :

Stt Lớp cấu tạo Dày(mm) i

(daN/m3) gtc (daN/m2) n gtt (daN/m2)

Bảng 4.3: Tỉnh tải tính toán của các ô sàn vệ sinh S vs

Stt Lớp cấu tạo Dày(mm) i

Bảng 4.3: Tỉnh tải tính toán của các ô sàn mái S mái

Bảng 4.3: Tỉnh tải tính toán của bản nghiêng cầu thang

Stt Lớp cấu tạo Dày

(mm) i (daN/m3) gtc (daN/m2) n gtt (daN/m2)

1 Đá hoa cương dày 2cm 20 1800 36 1.1 39.6

3 Bậc thang quy đổi dày 7.4cm 74 1800 133.2 1.3 173.16

Bảng 4.3: Tỉnh tải tính toán của bản chiếu nghỉ cầu thang

Stt Lớp cấu tạo Dày

1 Đá hoa cương dày 2cm 20 1800 36 1.1 39.6

4.3.4 Tải trọng của tường phân bố lên sàn g t Ô sàn diển hình Ô sàn

Diện tích Kích thước tường

Diện tích Kích thước tường Tải daN) n qt

Lực tập trung xuống cột: 3154 3.1 4889( )

Tải trọng bản thân cột: q1.1 0.3 0.3 2500 1.7    421(daN)

Bảng 4.3: Hoạt tải các ô sàn:

STT Công dụng n p tc (daN/m2) p tt

2 Sảnh, hành lang, cầu thang 1.2 300 360

Bảng 4.3: Tổng hợp tải trọng tác dụng lên các ô sàn Ô sàn Kí hiệu g ht g t g tt P tt

S6 157.6 331 488.6 195 Ô sàn Kí hiệu g ht g t g tt P tt

4.4 PHÂN TÍCH ĐẶC TRƯNG ĐỘNG LỰC HỌC CỦA CÔNG TRÌNH

Khi công trình chịu tác động của ngoại lực, các phần tử trong công trình sẽ bắt đầu chuyển động, dẫn đến việc phát sinh gia tốc và lực quán tính.

Tải trọng động xảy ra khi tải trọng thay đổi nhanh chóng theo thời gian, dẫn đến chuyển động có gia tốc lớn, trong đó lực quán tính không thể bị bỏ qua so với các tải trọng tác động.

4.4.1 Khảo sát các dạng dao động riêng

Xây dựng mô hình 3 chiều của công trình trong phần mềm Etabs bao gồm việc sử dụng các phần tử khung (Frame) cho cột và dầm, cùng với phần tử tấm vỏ (Shell) cho sàn và vách cứng Để đảm bảo phân tích động học đầy đủ, cần gán tĩnh tải và hoạt tải cho sàn, đồng thời khai báo Diaphragm (miếng cứng tuyệt đối) cho sàn và xác định Mass Source (khối lượng tham gia dao động) một cách chính xác.

Tính toán chu kì dao động riêng và dạng dao động riêng cho 39 dạng dao động riêng đầu tiên

4.4.1.1 Xây dựng mô hình công trình trong Etabs

Hình 4.1 – Xây dựng mô hình dạng không gian 3 chiều của công trình trong phần

Gán diaphragm cho tất cả các sàn với tên D1 nhằm đảm bảo giả thiết sàn có độ cứng tuyệt đối trong mặt phẳng ngang Để thực hiện, hãy chọn các sàn trong cùng một tầng và vào menu Assign, sau đó chọn Shell/Area và cuối cùng là Diaphragm.

Hình 4.2 – Gán Diaphragm cho sàn

Hình 4.3 – Sàn đã được gán Diaphragm

Theo mục 3.2.4 TCVN 229 – 1999 có qui định:

Giá trị khối lượng tập trung trong sơ đồ tính toán được xác định bằng tổng các khối lượng của kết cấu chịu lực, kết cấu bao che, trang trí, thiết bị cố định như máy móc, mô tơ, thùng chứa, đường ống, cũng như 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 TCVN 2737 – 1995 và các tiêu chuẩn liên quan Đối với khối lượng chất tạm thời trong công trình, như người và đồ đạc trên sàn, được tính tương đương phân bố đều với hệ số chiết giảm khối lượng là 0.5 đối với các công trình dân dụng.

Hình 4.4 – Khai báo Mass Source cho công trình

4.4.1.4 Kết quả phân tích dao động

Xét 15 mode dao động đầu tiên của hệ, nếu không thỏa sẽ tăng số mode dao động lên để phân tích

Hình dạng 15 mode dao động đầu tiên được trình bày trong Phụ lục 1: HÌNH ẢNH CÁC

Bảng 4.4 – Tỷ lệ phần trăm khối lượng công trình tham gia dao động (Modal

Mode Period f UX UY RZ SumUX SumUY SumRZ

Mode Period f UX UY RZ SumUX SumUY SumRZ

Theo công thức kinh nghiệm: Chu kỳ dao động riêng của mode 1 nằm trong khoảng

 0.09 0.1 n   , với n là số tầng của công trình

Bảng 4.4 – Khối lượng và tâm khối lượng các tầng (Centers Of Mass And Regidity)

Story Diaphragm MassX MassY XCM YCM

4.5 TÍNH TOÁN TẢI TRỌNG GIÓ

Tải trọng gió gồm hai thành phần: thành phần tĩnh và thành phần động Giá trị và phương

Thành phần động của tải trọng gió được xác định theo các phương tương ứng với phương tính toán thành phần tĩnh của tải trọng gió

Theo TCVN 229 – 1999, thành phần động của tải trọng gió cần được xem xét khi tính toán các công trình như tháp, trụ, và khung ngang của nhà công nghiệp một tầng có chiều cao trên 36 mét và tỷ số độ cao trên nhịp lớn hơn 1.5, cũng như các tòa nhà nhiều tầng cao hơn 40 mét Với chiều cao đỉnh công trình đạt 121.5m so với mặt đất tự nhiên, việc xem xét ảnh hưởng của thành phần động của tải trọng gió là cần thiết.

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

Việc tính toán tác động của tải trọng gió lên công trình bao gồm việc xác định thành phần động của tải trọng gió và phân tích phản ứng của công trình tương ứng với từng dạng dao động do tải trọng này gây ra.

4.5.1 Thành phần tĩnh của tải trọng gió

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:

 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

Theo điều 6.4 TCVN 2737 – 1995: Tải trọng và tác động, giá trị của áp lực gió W0 lấy theo bảng sau:

Bảng 4.5 – Giá trị áp lực gió theo bản đồ phân vùng áp lực gió trên lãnh thổ Việt

Nam 12 Vùng áp lực gió trên bản đồ I II III IV V

 k – hệ số tính đến sự thay đổi của áp lực gió theo độ cao lấy theo bảng 5 TCVN

2737 – 1995: Tải trọng và tác động hoặc theo công thức sau:

 z – độ cao của địa hình dạng t mà ở đó vận tốc gió không còn chịu ảnh g t hưởng của mặt đệm, còn gọi là độ cao gradient

 mt – số mũ tương ứng với địa hình dạng t

Các giá trị z , m g t t với t là các dạng địa hình A, B, C theo TCVN 2737 – 1995 cho trong bảng sau:

Bảng 4.5 – Độ cao gradient và hệ số m t 14

 c – hệ số khí động lấy theo bảng 6 TCVN 2737 – 1995

Chỉ xét áp lực gió lên bề mặt thẳng đứng của nhà, mặt đón gió (Gió đẩy) c = +0.8; mặt khuất gió (Gió hút) c = -0.6

Giá trị tính toán thành phần tĩnh của tải trọng gió bằng giá trị tiêu chuẩn thành phần tĩnh của tải trọng gió nhân hệ số độ tin cậy γ

Hệ số độ tin cậy γ đối với tải trọng gió lấy bằng 1.2 tương ứng với nhà và công trình có thời gian sử dụng giả định là 50 năm 15

Công trình tọa lạc tại quận 1, TPHCM, thuộc vùng gió II với địa hình B, đặc trưng bởi không gian tương đối thoáng đãng Khu vực xung quanh có một số vật cản thưa thớt, không cao quá 10m, bao gồm các khu vực ngoại ô với ít nhà cửa, thị trấn, làng mạc, rừng thưa hoặc rừng non, cùng với các vùng trồng cây thưa thớt.

Giá trị của áp lực gió W 0  95 12   83 daN/m  2 

Hệ số tính đến sự thay đổi của áp lực gió

  , với z g t 300 m  và mt = 0.09 Giá trị tính toán thành phần tĩnh của tải trọng gió dạng phân bố đều lên dầm biên các tầng của công trình:

14 Theo bảng A.1, BỘ XÂY DỰNG (1999), Phụ lục A TCVN 229 – 1999 CHỈ DẪN TÍNH TOÁN THÀNH PHẦN ĐỘNG CỦA TẢI TRỌNG GIÓ, NXB Xây dựng, Hà Nội, trang 18

Bảng 4.5 – Giá trị tính toán thành phần tĩnh của tải trọng gió phân bố đều lên dầm biên các tầng của công trình

STT Tầng H z k Wđẩy Whút m m kN/m kN/m

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

Bảng 4.5 - 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 theo phương z k WX WY

Tọa độ tâm hình học

4.5.2 Thành phần động của tải trọng gió

Tùy thuộc vào mức độ nhạy cảm của công trình với tác động của tải trọng gió, thành phần động của tải trọng gió có thể chỉ bao gồm tác động từ thành phần xung của vận tốc gió hoặc 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 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, như thể hiện trong bảng dưới đây.

Bảng 4.5 – Giá trị giới hạn của tần số riêng f L 16

Vùng áp lực gió f L (Hz) δ 0.3 δ 0.15

Đối với công trình bê tông cốt thép, độ giảm loga dao động được xác định là δ = 0.3 Khi tần số dao động cơ bản f1 (Hz) lớn hơn giá trị giới hạn fL, chỉ cần xem xét tác dụng của xung vận tốc gió theo điều 4.2 TCVN 229 – 1999 Ngược lại, nếu f1 nhỏ hơn fL, cần tính đến cả xung vận tốc gió và lực quán tính của công trình, tuân thủ các điều từ 4.4 đến 4.8 TCVN 229 – 1999.

Giá trị tiêu chuẩn của thành phần động lực do tải trọng gió tác động lên phần thứ j trong dạng dao động thứ i được tính toán theo 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 – hệ số động lực 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

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

 y ji – dịch chuyển ngang tỉ đối của trọng tâm phần công trình thứ j ứng với dạng 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 thông i số ε và độ giảm loga của dao động i

 γ – hệ số độ tin cậy của tải trọng gió, lấy bằng 1.2

18 Công thức (4.3), BỘ XÂY DỰNG (1999), TCVN 229 – 1999 CHỈ DẪN TÍNH TOÁN THÀNH PHẦN ĐỘNG CỦA

TẢI TRỌNG GIÓ, NXB Xây dựng, Hà Nội, trang 10

 W0 – giá trị áp lực gió (N/m 2 )

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

Hình 3.1 – 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 phần i tải trọng gió có thể coi như là không đổi n ji Fj j 1 i n

PHÂN TÍCH ĐẶC TRƯNG ĐỘNG LỰC HỌC

Khi công trình chịu tác động của ngoại lực, các phần tử trong công trình sẽ bắt đầu chuyển động, dẫn đến việc phát sinh gia tốc và lực quán tính.

Tải trọng động xảy ra khi tải trọng thay đổi nhanh chóng theo thời gian, dẫn đến chuyển động có gia tốc lớn, trong đó lực quán tính không thể bị bỏ qua so với các tải trọng tác động.

4.4.1 Khảo sát các dạng dao động riêng

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

Tính toán chu kì dao động riêng và dạng dao động riêng cho 39 dạng dao động riêng đầu tiên

4.4.1.1 Xây dựng mô hình công trình trong Etabs

Hình 4.1 – Xây dựng mô hình dạng không gian 3 chiều của công trình trong phần

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

Hình 4.2 – Gán Diaphragm cho sàn

Hình 4.3 – Sàn đã được gán Diaphragm

Theo mục 3.2.4 TCVN 229 – 1999 có qui định:

Giá trị khối lượng tập trung trong sơ đồ tính toán được xác định bằng tổng giá trị các khối lượng của kết cấu chịu lực, kết cấu bao che, trang trí, cũng như các thiết bị cố định như máy cái, mô tơ, thùng chứa và đường ống Ngoài ra, còn tính đến các vật liệu chứa như chất lỏng và vật liệu rời, cùng với các khối lượng khác Việc tính toán và tổ hợp các khối lượng này cần tuân thủ theo quy định của TCVN 2737 – 1995 và các tiêu chuẩn liên quan Đối với khối lượng tạm thời trên công trình, như người và đồ đạc trên sàn, được tính tương đương phân bố đều với hệ số chiết giảm khối lượng là 0.5 cho các công trình dân dụng.

Hình 4.4 – Khai báo Mass Source cho công trình

4.4.1.4 Kết quả phân tích dao động

Xét 15 mode dao động đầu tiên của hệ, nếu không thỏa sẽ tăng số mode dao động lên để phân tích

Hình dạng 15 mode dao động đầu tiên được trình bày trong Phụ lục 1: HÌNH ẢNH CÁC

Bảng 4.4 – Tỷ lệ phần trăm khối lượng công trình tham gia dao động (Modal

Mode Period f UX UY RZ SumUX SumUY SumRZ

Mode Period f UX UY RZ SumUX SumUY SumRZ

Theo công thức kinh nghiệm: Chu kỳ dao động riêng của mode 1 nằm trong khoảng

 0.09 0.1 n   , với n là số tầng của công trình

Bảng 4.4 – Khối lượng và tâm khối lượng các tầng (Centers Of Mass And Regidity)

Story Diaphragm MassX MassY XCM YCM

TÍNH TOÁN TẢI TRỌNG GIÓ

Tải trọng gió gồm hai thành phần: thành phần tĩnh và thành phần động Giá trị và phương

Thành phần động của tải trọng gió được xác định theo các phương tương ứng với phương tính toán thành phần tĩnh của tải trọng gió

Theo TCVN 229 – 1999, thành phần động của tải trọng gió cần được xem xét trong tính toán các công trình như tháp, trụ và các khung ngang nhà công nghiệp một tầng một nhịp có chiều cao trên 36 mét và tỉ số độ cao trên nhịp lớn hơn 1.5, cũng như các nhà nhiều tầng cao hơn 40 mét Với chiều cao đỉnh công trình đạt 121.5 mét so với mặt đất tự nhiên, việc xem xét ảnh hưởng của thành phần động của tải trọng gió là điều cần thiết.

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

Việc tính toán công trình chịu tác dụng của tải trọng gió cần xác định thành phần động của tải trọng này và phản ứng của công trình tương ứng với từng dạng dao động.

4.5.1 Thành phần tĩnh của tải trọng gió

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:

 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

Theo điều 6.4 TCVN 2737 – 1995: Tải trọng và tác động, giá trị của áp lực gió W0 lấy theo bảng sau:

Bảng 4.5 – Giá trị áp lực gió theo bản đồ phân vùng áp lực gió trên lãnh thổ Việt

Nam 12 Vùng áp lực gió trên bản đồ I II III IV V

 k – hệ số tính đến sự thay đổi của áp lực gió theo độ cao lấy theo bảng 5 TCVN

2737 – 1995: Tải trọng và tác động hoặc theo công thức sau:

 z – độ cao của địa hình dạng t mà ở đó vận tốc gió không còn chịu ảnh g t hưởng của mặt đệm, còn gọi là độ cao gradient

 mt – số mũ tương ứng với địa hình dạng t

Các giá trị z , m g t t với t là các dạng địa hình A, B, C theo TCVN 2737 – 1995 cho trong bảng sau:

Bảng 4.5 – Độ cao gradient và hệ số m t 14

 c – hệ số khí động lấy theo bảng 6 TCVN 2737 – 1995

Chỉ xét áp lực gió lên bề mặt thẳng đứng của nhà, mặt đón gió (Gió đẩy) c = +0.8; mặt khuất gió (Gió hút) c = -0.6

Giá trị tính toán thành phần tĩnh của tải trọng gió bằng giá trị tiêu chuẩn thành phần tĩnh của tải trọng gió nhân hệ số độ tin cậy γ

Hệ số độ tin cậy γ đối với tải trọng gió lấy bằng 1.2 tương ứng với nhà và công trình có thời gian sử dụng giả định là 50 năm 15

Công trình tọa lạc tại quận 1, TPHCM, nằm trong vùng gió II với địa hình B Địa hình này tương đối trống trải, có một số vật cản thưa thớt, cao không quá 10m, bao gồm các khu vực ngoại ô ít nhà, thị trấn, làng mạc, rừng thưa hoặc rừng non, cùng với vùng trồng cây thưa.

Giá trị của áp lực gió W 0  95 12   83 daN/m  2 

Hệ số tính đến sự thay đổi của áp lực gió

  , với z g t 300 m  và mt = 0.09 Giá trị tính toán thành phần tĩnh của tải trọng gió dạng phân bố đều lên dầm biên các tầng của công trình:

14 Theo bảng A.1, BỘ XÂY DỰNG (1999), Phụ lục A TCVN 229 – 1999 CHỈ DẪN TÍNH TOÁN THÀNH PHẦN ĐỘNG CỦA TẢI TRỌNG GIÓ, NXB Xây dựng, Hà Nội, trang 18

Bảng 4.5 – Giá trị tính toán thành phần tĩnh của tải trọng gió phân bố đều lên dầm biên các tầng của công trình

STT Tầng H z k Wđẩy Whút m m kN/m kN/m

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

Bảng 4.5 - 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 theo phương z k WX WY

Tọa độ tâm hình học

4.5.2 Thành phần động của tải trọng gió

Tùy thuộc vào độ nhạy cảm của công trình với tác động của tải trọng gió, thành phần động của tải trọng gió có thể chỉ bao gồm tác động từ 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 như được trình bày trong bảng dưới đây.

Bảng 4.5 – Giá trị giới hạn của tần số riêng f L 16

Vùng áp lực gió f L (Hz) δ 0.3 δ 0.15

Đối với công trình bê tông cốt thép, độ giảm loga dao động của kết cấu được xác định là δ = 0.3 Nếu tần số dao động cơ bản f1 (Hz) lớn hơn giá trị giới hạn fL, chỉ cần xem xét tác động của xung vận tốc gió theo điều 4.2 TCVN 229 – 1999 Ngược lại, nếu f1 nhỏ hơn fL, cần tính đến cả xung vận tốc gió và lực quán tính của công trình, tuân thủ các điều từ 4.4 đến 4.8 TCVN 229 – 1999.

Giá trị tiêu chuẩn thành phần động của tải trọng gió tác động lên phần thứ j tương ứng với dạng dao động thứ i được xác định qua 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 – hệ số động lực 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

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

 y ji – dịch chuyển ngang tỉ đối của trọng tâm phần công trình thứ j ứng với dạng 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 thông i số ε và độ giảm loga của dao động i

 γ – hệ số độ tin cậy của tải trọng gió, lấy bằng 1.2

18 Công thức (4.3), BỘ XÂY DỰNG (1999), TCVN 229 – 1999 CHỈ DẪN TÍNH TOÁN THÀNH PHẦN ĐỘNG CỦA

TẢI TRỌNG GIÓ, NXB Xây dựng, Hà Nội, trang 10

 W0 – giá trị áp lực gió (N/m 2 )

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

Hình 3.1 – 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 phần i tải trọng gió có thể coi như là không đổi n ji Fj j 1 i n

W Fj là giá trị tiêu chuẩn của thành phần động lực tải trọng gió tác động lên phần thứ j của công trình, phản ánh các dạng dao động khác nhau khi chỉ xem xét ảnh hưởng của xung.

 W j – 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 ζ 1, không có thứ nguyên và được xác định ở độ cao tương ứng với phần thứ j của công trình Các giá trị của ζ 1 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 i 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:

 S j – diện tích mặt đón gió của phần j của công trình

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 một yếu tố quan trọng, không có thứ nguyên Hệ số này phụ thuộc vào hai tham số ρ và χ, có thể tra cứu trong bảng 4 và 5 của TCVN 229 – 1995 Khi thực hiện tính toán, cần chú ý đến dạng dao động thứ nhất để đảm bảo độ chính xác trong thiết kế.

21 Công thức (4.6), BỘ XÂY DỰNG (1999), TCVN 229 – 1999 CHỈ DẪN TÍNH TOÁN THÀNH PHẦN ĐỘNG CỦA thì lấy υ = υ (Bảng 4, TCVN 229 – 1995), đối với các dạng dao động còn lại υ 1 1 

4.5.2.2 Áp dụng tính toán Ứng với vùng áp lực gió của công trình là II-B và độ giảm loga dao động của kết cấu, đối với công trình bê tông cốt thép là δ0.3 ta có tần số giới hạn fL = 1.3 (Hz)

Theo phân tích động học, tần số dao động cơ bản f1 = 0.38 Hz thấp hơn tần số giới hạn fL = 1.3 Hz, do đó cần xem xét cả xung vận tốc gió và lực quán tính của công trình trong tính toán tải trọng gió Việc tính toán này phải tuân thủ các quy định từ 4.4 đến 4.8 của TCVN.

Theo bảng 3.32 kết quả phân tích động học, số dạng dao động cần được kể đến trong tính toán thành phần động của tải trọng gió là:

Cần tính toán thành phần động của tải trọng gió cho 6 dao động riêng đầu tiên Tuy nhiên, các mode 3, 4, 5, và 6 là dao động xoắn và theo tiêu chuẩn, không cần tính đến các mode này.

Mỗi mode dao động bao gồm các thành phần dao động theo phương X (UX), Y (UY) và xoắn quanh trục Z (RZ) Tuy nhiên, các công thức tính gió hiện tại trong TCVN 2737 – 1995 và TCXD 229 – 1999 chủ yếu dựa trên bài toán phẳng với thanh công xôn có n khối lượng tập trung Để phù hợp với lý thuyết tính toán, trong mỗi mode dao động, chỉ xem xét thành phần dao động chủ yếu (chiếm tỉ lệ phần trăm lớn) và bỏ qua hai thành phần còn lại.

Bảng 4.5 – Phương tính toán của các mode dao động Mode Period Frequency Tính theo phương sec Hz

Bảng 4.5 – Xác định hệ số động lực

Kết quả tính toán gió động Mode 1, dạng dao động thứ 1, theo phương X

Bảng 4.5 – Kết quả tính toán gió động Mode 1, dạng dao động thứ 1, theo phương X

13 979.2163 9.6 59.4 0.76 16.2 0.465 165.430 0.0102 1.687 0.102 64.49915 ρ χ υ ζ 1 y ji y W ji Fj 2 ji j y M W p(ji)

Kết quả tính toán gió động Mode 3, dạng dao động thứ 1, theo phương Y

Bảng 3.1 – Kết quả tính toán gió động Mode 3, dạng dao động thứ 1, theo phương Y

Mái 195.826 24.8 59.4 0.695 59.4 0.414 82.991 0.0147 1.220 0.042 31.747 ρ χ υ ζ 1 y ji y W ji Fj 2 ji j y M W p(ji)

Kết quả tính toán gió động Mode 4, dạng dao động thứ 1, theo phương X

Bảng 4.2 – Kết quả tính toán gió động Mode 4, dạng dao động thứ 1, theo phương X

14 979.2163 9.6 59.4 0.74 52.2 0.419 167.572 -0.0076 -1.274 0.057 -25.099 64.89933 ρ χ υ ζ 1 y ji y W ji Fj 2 ji j y M W p(ji) W W p(ji) p(ji)

TÍNH TOÁN TẢI TRỌNG ĐỘNG ĐẤT

4.6.1 Xác định hệ số Mass Source

Theo 3.2.4 TCVN 9386 – 2012, các hiệu ứng quán tính của tác động động đất thiết kế phải được xác định có xét đến khối lượng liên quan tới tất cả các lực trọng trường xuất hiện trong tổ hợp tải trọng như sau: k,j E,i k,i

 G k,j – tĩnh tải trong công trình

 Q k,i – hoạt tải trong công trình

 ψ E,i φψ 2,i – hệ số tổ hợp tải trọng đối với tác động thay đổi thứ i

 φ – Giá trị tra bảng 4.2 TCVN 9386 – 2012

Công trình của sinh viên gồm các loại tác động A, B, D, E, G

Vậy hệ số Mass Source:

Hình 4.6 – Khai báo hệ số Mass Source trong phần mềm Etabs

4.6.2 Chọn phương pháp thiết kế động đất

Kết quả phân tích động học:

Bảng 4.6 – Kết quả phân tích động học

Mode Period f UX UY UZ

Theo điều 4.3.3.2 TCVN 9386 – 2012 qui định, công trình sử dụng phương pháp Phân tích tĩnh lực ngang tương đương phải thỏa mãn điều kiện: 1 4T c

Với chu kỳ T1 = 2.53 (s), không thỏa điều kiện   c  

Trong đó: Tc = 0.6 tra bảng 3.2 TCVN 9386 – 2012, ứng với đất nền loại C

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

Vậy sinh viên chọn phương pháp Phân tích phổ phản ứng dạng dao động thiết kế động đất

4.6.3.1 Phổ thiết kế S d (T) theo phương ngang Đối với các thành phần nằm ngang của tác động động đất, phổ thiết kế Sd(T) được xác định bằng các biểu thức sau 24 :

 T – chu kỳ dao động của hệ tuyến tính một bậc tự do

 ag – gia tốc nền thiết kế  a g  γ a I gR 

 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 cỉa phần phản ứng dịch chuyển không đổi trong phổ phản ứng

 β – hệ số ứng với cận dưới của phổ thiết kế theo phương nằm ngang, β 0.2

Bảng 4.6 – Giá trị của các tham số mô tả các phổ phản ứng đàn hồi

Để tránh phân tích trực tiếp các kết cấu không đàn hồi, người ta sử dụng khả năng tiêu tán năng lượng thông qua ứng xử dẻo của các cấu kiện và cơ cấu khác Phân tích đàn hồi dựa trên phổ phản ứng được chiết giảm từ phổ phản ứng đàn hồi, gọi là “phổ thiết kế”, trong đó sự chiết giảm được thực hiện bằng cách áp dụng hệ số ứng xử q.

Hình 4.6 – Đồ thị phổ thiết kế

Mục 5.2.2.2 TCVN 9386 – 2012 có qui định: giá trị giới hạn trên của hệ số ứng xử q để tính đến khả năng tiêu tán năng lượng, phải được tính cho từng phương khi thiết kế như sau:

Hệ số phản ánh dạng phá hoại phổ biến trong hệ kết cấu có tường chịu lực là kw = 1, tương ứng với hệ khung và hệ kết cấu hỗn hợp tương đương khung.

 q0 – giá trị cơ bản của hệ số ứng xử, phụ thuộc vào loại kết cấu và tính đều đặn của nó theo mặt đứng

Với loại nhà có sự đều đặn theo mặt đứng, hệ số q0 tra trong bảng sau:

Bảng 4.6 – Giá trị cơ bản của hệ số ứng xử, q 0 , cho hệ có sự đều đặn theo mặt đứng

Loại kết cấu Cấp dẻo kết cấu trung bình Cấp dẻo kết cấu cao

Hệ khung, hệ hỗn hợp, hệ tường kép 3.0α / α u 1 4.5α / α u 1

Hệ không thuộc hệ tường kép 3.0 4α / α u 1

Với loại nhà không đều đặn theo mặt đứng, giá trị q0 cần được giảm xuống 20%

Các tham số α và u α được định nghĩa như sau: α là giá trị nhân vào thiết kế của tác động động đất theo phương ngang, giúp đảm bảo rằng một trong các cấu kiện sẽ đạt giới hạn độ bền chịu uốn trước tiên, trong khi các tác động khác không thay đổi U α là giá trị nhân vào thiết kế của tác động đất theo phương ngang, dẫn đến sự hình thành khớp dẻo trong một loạt tiết diện, gây ra sự mất ổn định tổng thể của kết cấu, với các giá trị thiết kế khác vẫn không đổi Hệ số α có thể được xác định thông qua phân tích phi tuyến tính tổng thể.

Khi hệ số α / α không được xác định rõ qua tính toán cho loại nhà có tính đều đặn u1 trong mặt bằng, có thể áp dụng các giá trị xấp xỉ Đặc biệt, đối với khung nhiều tầng, việc này trở nên cần thiết để đảm bảo tính chính xác trong thiết kế.

4.6.3.2 Phổ thiết kế S d (T) theo phương đứng Đối với các thành phần thẳng đứng của tác động động đất, phổ thiết Sd(T) được xác định bằng các biểu thức như ở các thành phần nằm ngang

 Gia tốc nền thiết kế avg theo phương thẳng đứng được thay cho giá trị ag

 Các tham số khác được định nghĩa như trong các thành phần nằm ngang

Căn cứ vào vị trí công trình tại quận 1, TPHCM

Theo phụ lục H, TCVN 9386 – 2012 ta có:

Theo bảng I.1 – Bảng chuyển đổi từ đỉnh gia tốc nền sang cấp động đất, phụ lục I TCVN

9386 – 2012, theo thang cường độ động đất MSK – 64 cấp động đất của công trình thuộc cấp VII

Theo phụ lục E – Mức độ và hệ số tầm quan trọng, TCVN 9386 – 2012, ứng với công trình cấp 2 ta có hệ số tầm quan trọng γ I 1.0

Theo TCVN 9386 – 2012 và hồ sơ địa chất của công trình, loại nền đất được xác định dựa trên chỉ số SPT trung bình là N SPT = 15,50 (Nhát/30cm), cho thấy đất nền của công trình thuộc loại C.

Theo bảng 3.2 - Giá trị của các tham số mô tả các phổ phản ứng đàn hồi, TCVN 9386 –

2012 và đất nền loại C, ta có các giá trị tham số như sau: S = 1.15, TB = 0.2s, TC = 0.6s, TD

Gia tốc nền thiết kế: g I gR a = γ a (3.17) 26

 γ I 1.0 – hệ số tầm quan trọng

Vậy phải tính toán và cấu tạo kháng chấn

Xác định hệ số ứng xử q

 α – giá trị cơ bản của hệ số ứng xử ứng với hệ kết cấu hỗn hợp tương đương khung

1 α 1.3 α  do công trình có tính đều đặn trong mặt bằng q0 3 1.3 3.9

 kw = 1 – hệ số phản ánh dạng phá hoại phổ biến trong hệ kết cấu

4.6.4.1 Phổ thiết kế theo phương ngang

Kết quả tính toán động đất Mode 1, dạng dao động thứ 1, theo phương X

Bảng 4.6 – Kết quả tính toán động đất Mode 1, theo phương X

Tầng M yij M*yij M*yij^2 Fx

Kết quả tính toán động đất Mode 4, dạng dao động thứ 1, theo phương X

Bảng 4.6 – Kết quả tính toán động đất Mode 4, theo phương X

Tầng M yij M*yij M*yij^2 Fx Fx tổng

Kết quả tính toán động đất Mode 3, dạng dao động thứ 1, theo phương Y

Bảng 4.6 – Kết quả tính toán động đất Mode 3, theo phương Y

Tầng M yij M*yij M*yij^2 Fy

Kết quả tính toán động đất Mode 6, dạng dao động thứ 1, theo phương Y

Bảng 4.6 – Kết quả tính toán động đất Mode 6, theo phương Y

Tầng M yij M*yij M*yij^2 Fy

Kết quả tính toán động đất Mode 10, dạng dao động thứ 1, theo phương Y

Bảng 4.6 – Kết quả tính toán động đất Mode 10, theo phương Y

Tầng M yij M*yij M*yij^2 Fy Fy tổng

TỔ HỢP TẢI TRỌNG

4.7.1 Các trường hợp tải trọng

Trong các tòa nhà cao tầng với tĩnh tải lớn hơn nhiều so với hoạt tải (g ≥ 2p) và chiều cao trên 40m, moment trong dầm và cột do hoạt tải đứng gây ra thường nhỏ hơn nhiều so với moment do tĩnh tải và tải trọng gió Do đó, có thể thực hiện tính toán gần đúng bằng cách bỏ qua các trường hợp phân bổ hoạt tải đứng theo tầng và nhịp, thay vào đó gộp toàn bộ hoạt tải sàn và tĩnh tải để tính toán.

Ngoài ra, theo điều 13.7.6.2 Tiêu chuẩn ACI 318M-11, American Concrete Insitute,

According to the Building Code Requirement for Structural Concrete (ACI 318M-11), when the unfactored live load is variable and does not exceed 75% of the unfactored dead load, or if the live load is such that all panels are loaded at the same time, it is acceptable to assume that maximum factored moments occur at all sections with the filled factored live load across the entire slab system.

Trong điều 13.7.6.2, quy định rằng chỉ khi hoạt tải lớn hơn 3/4 tĩnh tải thì mới xem xét đến các trường hợp chất tải Ngược lại, nếu hoạt tải nhỏ hơn hoặc bằng 3/4 tĩnh tải, thì phải chất đầy hoạt tải.

Trong phạm vi đồ án này để đơn giản trong thiết kế sinh viên sử dụng trường hợp hoạt tải chất đầy lên công trình

Các trường hợp tải trọng được khai báo trong phần mềm Etabs để phần mềm tổ hợp nội lực theo TCVN 2737 – 1995 như sau:

Bảng 4.7 – Các trường hợp tải trọng

STT Ký hiệu Loại Ý nghĩa

2 DLS Super Dead Tĩnh tải hoàn thiện

3 WL Dead Tĩnh tải tường

STT Ký hiệu Loại Ý nghĩa

7 LL1 Live Hoạt tải lớn hơn 2 Kn/m2

8 LL2 Live Hoạt tải nhỏ hơn 2 Kn/m2

14 GTX Wind Gió tĩnh theo phương X

15 GTY Wind Gió tĩnh theo phương Y

16 GDX Wind Gió động theo phương X

17 GDY Wind Gió động theo phương Y

4.7.2 Tổ hợp tải trọng cơ bản

Theo mục 2.4 TCVN 2737 – 1995 có qui định:

Tổ hợp tải trọng cơ bản gồm các tải trọng thường xuyên, tải trọng tạm thời dài hạn và tạm thời ngắn hạn

Tổ hợp tải trọng cơ bản có một tải trọng tạm thời thì giá trị của tải trọng tạm thời được lấy toàn bộ

Khi tổ hợp tải trọng cơ bản có từ hai tải trọng thời trở lên, giá trị tính toán của tải trọng tạm thời hoặc các nội lực tương ứng cần được nhân với hệ số tổ hợp Cụ thể, tải trọng tạm thời dài hạn và tải trọng tạm thời ngắn hạn sẽ được nhân với hệ số ψ = 0.9.

Tổ hợp tải trọng cơ bản theo TTGH II:

Bảng 4.7 - Tổ hợp tải trọng trung gian theo TTGH II

STT Ký hiệu Case name Scale factor

STT COMB DEAD DLS LIVE WINDX WINDY

4.7.3 Tổ hợp tải trọng đặc biệt

Theo mục 2.4 TCVN 2737 – 1995 có qui định:

Tổ hợp tải trọng đặc biệt bao gồm các loại tải trọng như tải trọng thường xuyên, tải trọng tạm thời dài hạn, tải trọng tạm thời ngắn hạn và một số tải trọng đặc biệt khác có thể xảy ra.

Tổ hợp tải trọng đặc biệt do tác động của động đất không tính đến tải trọng gió

Tổ hợp tải trọng đặc biệt có một tải trọng tạm thời thì giá trị của tải trọng tạm thời được lấy toàn bộ

Tổ hợp tải trọng đặc biệt bao gồm hai hoặc nhiều tải trọng tạm thời, với giá trị tải trọng đặc biệt không được giảm Giá trị tính toán của tải trọng tạm thời hoặc nội lực tương ứng sẽ được nhân với hệ số tổ hợp; cụ thể, tải trọng tạm thời dài hạn sẽ nhân với hệ số ψ1 = 0.95, trong khi tải trọng tạm thời ngắn hạn sẽ nhân với hệ số ψ2 = 0.8, ngoại trừ các trường hợp đã được quy định rõ trong tiêu chuẩn thiết kế công trình khu vực động đất hoặc các tiêu chuẩn thiết kế kết cấu và nền móng khác.

Theo cách hiểu tổ hợp tải trọng đặc biệt có một tải trọng tạm thời thì ta có các tổ hợp tải trọng đặc biệt sau:

COMB10: TT + HT + DDX + 0.3DDY

Mục 3.2.4 Các tổ hợp tác động động đất với các tác động khác, TCVN 9386 – 2012 có qui định: Giá trị thiết kế Ed của các hệ quả tác động do động đất gây ra phải được xác định theo công thức: d k,j E d 2,i k,i j 1 i 1

Các hiệu ứng quán tính do tác động của động đất cần được xác định, xem xét đến khối lượng liên quan đến tất cả các lực trọng trường trong tổ hợp tải trọng k,j E,i k,i.

 G k,j – tĩnh tải trong công trình

 Q k,i – hoạt tải trong công trình

 ψ E,i φψ 2,i – hệ số tổ hợp tải trọng đối với tác động thay đổi thứ i

 φ – Giá trị tra bảng 4.2 TCVN 9386 – 2012

 ψ 2,i – Giá trị tra bảng 3.4 TCVN 9386 – 2012

Bảng 4.3 – Các giá trị ψ 2,ι đối với nhà

Tải trọng đặt lên nhà, loại Loại A: Khu vực nhà ở, gia đinh 0.3

Loại B: Khu vực văn phòng 0.3

Loại D: Khu vực mua bán 0.6

Loại E: Khu vực kho lưu trữ 0.8

Loại F: Khu vực giao thông, trọng lượng xe  30 kN   0.6

Loại G: Khu vực giao thông, 30 kN    trọng lượng xe  160 kN   0.3

Vậy có các tổ hợp tải trọng đặc biệt sau:

Bảng 4.7 – Tổ hợp tải trọng đặc biệt

STT COMB DEAD DLS LIVE DDX DDY

STT Ký hiệu Loại Case name Scale factor

PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH NỘI LỰC

Sinh viên sử dụng các phần mềm sau để phân tích nội lực của mô hình:

 Phần mềm ETABS: phần mềm phần tử hữu hạn phân tích sự làm việc của toàn bộ công trình.

KIỂM TRA ỔN ĐỊNH TỔNG THỂ

THIẾT KẾ KHUNG

THIẾT KẾ LÕI CÔNG TRÌNH

THIẾT KẾ MÓNG

THI CÔNG

Ngày đăng: 05/06/2022, 17:41

HÌNH ẢNH LIÊN QUAN

Hình 1.4 – Mặt bằng tầng hầm B1 - Hydra palace   đồ án tốt nghiệp ngành công nghệ kỹ thuật công trình xây dựng
Hình 1.4 – Mặt bằng tầng hầm B1 (Trang 16)
Hình 1.4 – Mặt bằng tầng 2 - Hydra palace   đồ án tốt nghiệp ngành công nghệ kỹ thuật công trình xây dựng
Hình 1.4 – Mặt bằng tầng 2 (Trang 17)
Hình 2.5 - Mặt bằng kết cấu sàn tầng 7 - Hydra palace   đồ án tốt nghiệp ngành công nghệ kỹ thuật công trình xây dựng
Hình 2.5 Mặt bằng kết cấu sàn tầng 7 (Trang 51)
Bảng 2.4 - Tiết diện dầm tầng 7  Tầng  Tiết diện hd x bd (mm) - Hydra palace   đồ án tốt nghiệp ngành công nghệ kỹ thuật công trình xây dựng
Bảng 2.4 Tiết diện dầm tầng 7 Tầng Tiết diện hd x bd (mm) (Trang 52)
Hình 2.7 - Tĩnh tải hoàn thiện tác dụng lên sàn - Hydra palace   đồ án tốt nghiệp ngành công nghệ kỹ thuật công trình xây dựng
Hình 2.7 Tĩnh tải hoàn thiện tác dụng lên sàn (Trang 53)
Hình 2.8 - Tải trọng tường - Hydra palace   đồ án tốt nghiệp ngành công nghệ kỹ thuật công trình xây dựng
Hình 2.8 Tải trọng tường (Trang 54)
Hình 2.9 - Hoạt tải &lt; 2 kN/m 2  tác dụng lên sàn - Hydra palace   đồ án tốt nghiệp ngành công nghệ kỹ thuật công trình xây dựng
Hình 2.9 Hoạt tải &lt; 2 kN/m 2 tác dụng lên sàn (Trang 55)
Hình 3.0 - Hoạt tải &gt; 2 kN/m 2  tác dụng lên sàn (LL1) - Hydra palace   đồ án tốt nghiệp ngành công nghệ kỹ thuật công trình xây dựng
Hình 3.0 Hoạt tải &gt; 2 kN/m 2 tác dụng lên sàn (LL1) (Trang 56)
Hình 3.1 - Chia dãy Strip layer A theo phương X - Hydra palace   đồ án tốt nghiệp ngành công nghệ kỹ thuật công trình xây dựng
Hình 3.1 Chia dãy Strip layer A theo phương X (Trang 57)
Hình 3.2 - Chia dãy Strip layer B theo phương Y - Hydra palace   đồ án tốt nghiệp ngành công nghệ kỹ thuật công trình xây dựng
Hình 3.2 Chia dãy Strip layer B theo phương Y (Trang 58)
Hình 3.3 - Lực cắt dãy Strip layer A – Theo phương Y - Hydra palace   đồ án tốt nghiệp ngành công nghệ kỹ thuật công trình xây dựng
Hình 3.3 Lực cắt dãy Strip layer A – Theo phương Y (Trang 59)
Hình 3.4 – Chuyển vị của sàn do tải trọng ngắn hạn - Hydra palace   đồ án tốt nghiệp ngành công nghệ kỹ thuật công trình xây dựng
Hình 3.4 – Chuyển vị của sàn do tải trọng ngắn hạn (Trang 62)
Hình 4.1 – Xây dựng mô hình dạng không gian 3 chiều của công trình trong phần - Hydra palace   đồ án tốt nghiệp ngành công nghệ kỹ thuật công trình xây dựng
Hình 4.1 – Xây dựng mô hình dạng không gian 3 chiều của công trình trong phần (Trang 94)
Hình 4.3 – Sàn đã được gán Diaphragm - Hydra palace   đồ án tốt nghiệp ngành công nghệ kỹ thuật công trình xây dựng
Hình 4.3 – Sàn đã được gán Diaphragm (Trang 96)

TÀI LIỆU CÙNG NGƯỜI DÙNG

TÀI LIỆU LIÊN QUAN

w