Thiết kế khách sạn bình minh

KIẾN TRÚC

Sự cần thiết đầu tư

Nha Trang, thành phố du lịch nổi tiếng của Việt Nam, thu hút đông đảo du khách nhờ vào nhiều danh lam thắng cảnh và khu di tích Để đáp ứng nhu cầu lưu trú ngày càng tăng, việc xây dựng các khách sạn lớn là cần thiết Khách Sạn Bình Minh đã được cấp phép xây dựng tại vị trí thoáng đãng và đẹp, mang lại sự hài hòa và thân thiện cho du khách khi đến nghỉ dưỡng.

Hiện trạng và nội dung xây dựng

1.2.1 Khái quát về vị trí xây dựng công trình

Khu đất xây dựng công trình có diện tích 900m 2 trên khu đất có 3500m 2 tại trục đường Trần Phú

Phía Đông giáp đường Trần Phú

Các phía còn lại là công trình lân cận

1.2.2 Các điều kiện khí hậu tự nhiên

Nha Trang có khí hậu nhiệt đới xavan, chịu ảnh hưởng của khí hậu đại dương, với nhiệt độ trung bình năm đạt 26,3⁰C Khí hậu nơi đây tương đối ôn hòa, có mùa đông ít lạnh và mùa khô kéo dài Mùa mưa thường bắt đầu từ tháng 9 đến tháng 12, chiếm gần 80% lượng mưa cả năm (1.025 mm), trong khi khoảng 10 đến 20% số năm, mùa mưa có thể bắt đầu sớm từ tháng 7, 8 và kết thúc vào tháng 11.

Nha Trang, Bộ, là điểm đến du lịch lý tưởng với khí hậu thuận lợi quanh năm, nhiệt độ trung bình từ 25⁰C đến 26⁰C Khu vực này có tổng tích ôn lớn hơn 9.5000C, với sự phân chia rõ rệt giữa mùa mưa và mùa khô, đồng thời ít bị ảnh hưởng bởi bão, tạo điều kiện lý tưởng cho các hoạt động du lịch.

Nội dung quy mô công trình

Diện tích sử dụng cho việc xây dựng công trình là khoảng 2500 m², trong đó diện tích xây dựng chiếm 900 m² Phần diện tích còn lại được sử dụng cho hệ thống khuôn viên, cây xanh và giao thông nội bộ.

Công trình gồm 14 tầng, có tổng chiều cao là 51.45 (m) kể từ mặt đất có cốt -0,45

Tầng 1 là khu vực gara để xe, bố trí máy phát điện Tầng 2 là khu vực massage và tắm hơi Tầng 3 là nhà hàng gồm có phòng ăn lớn phòng ăn nhỏ và quầy bar Từ tầng 4 đến tầng 12 là sàn tầng điển hình gồm các phòng ở của khách Tầng 13 có 1 phòng họp lớn và 1 phòng họp nhỏ Tầng trên cùng là tầng mái có bể nước và phòng dẫn ra sân thượng.

Giải pháp thiết kế công trình

1.4.1 Thiết kế tổng mặt bằng

Dựa trên đặc điểm mặt bằng khu đất và yêu cầu tiêu chuẩn quy phạm nhà nước, thiết kế tổng mặt bằng công trình cần xem xét công năng sử dụng của từng loại công trình và dây chuyền công nghệ, từ đó phân khu chức năng rõ ràng, phù hợp với quy hoạch đô thị đã được phê duyệt Đồng thời, thiết kế phải đảm bảo tính khoa học và thẩm mỹ, với bố cục và khoảng cách kiến trúc đáp ứng các yêu cầu về phòng chống cháy, chiếu sáng, thông gió, chống ồn, và khoảng cách ly vệ sinh.

Mặt trước của công trình được thiết kế thông thoáng với khu vực trồng cây, tạo điều kiện thuận lợi cho khách tiếp cận Bên cạnh bãi đậu xe ngầm, còn có một bãi đậu xe ô tô dành riêng cho khách hàng.

Giao thông nội bộ trong công trình được kết nối với các tuyến đường công cộng, đảm bảo sự lưu thông thuận lợi bên ngoài Tại các điểm giao cắt giữa đường nội bộ và đường công cộng, cũng như giữa lối đi bộ và lối ra vào công trình, được lắp đặt các biển báo để hướng dẫn.

Xung quanh công trình được thiết kế với các đường vành đai rộng rãi và các khoảng sân thoáng đãng, tạo điều kiện thuận lợi cho xe cứu hỏa tiếp cận và xử lý các sự cố một cách hiệu quả.

Công trình được thiết kế hướng ra trục chính đường vào thành phố Nha Trang, cách ngã tư khoảng 25m để đảm bảo tầm nhìn cho phương tiện giao thông, và cách đường Trần Phú 33m tạo không gian thoáng đãng phía trước Khu vực này sẽ được trồng cây xanh và lắp đặt đài phun nước, làm phong phú thêm cảnh quan xung quanh Với quy mô 14 tầng, công trình sẽ trở thành điểm nhấn kiến trúc cho tuyến đường chính Nhà chính có lưới cột lớn, tạo không gian làm việc linh hoạt và dễ dàng bố trí công năng sử dụng, với chiều cao tầng hợp lý 3600mm (riêng tầng 1 có chiều cao khác).

Mặt bằng công trình được thiết kế hợp lý với dây chuyền công năng sử dụng khép kín và liên hoàn Hai thang máy được đặt ở hai đầu công trình, tạo thuận lợi cho việc di chuyển Ngoài ra, hai thang bộ được bố trí trong tòa nhà nhằm đảm bảo an toàn thoát hiểm khi có sự cố xảy ra.

Bố trí các phòng ban chức năng của phương án

 Mặt bằng tầng 1: Diện tích 910,8m 2

 Cầu thang bộ, hành lang : 61,2 m 2

 Khu vực WC nam, nữ : 21,375 m 2

 Mặt bằng tầng 2: Diện tích 669,15 m 2

 Khu vực WC nam, nữ : 36,45 m 2

 Mặt bằng tầng 4-12: Diện tích 836,76 m 2

Công trình lớn ở Nha Trang nổi bật với thiết kế kiến trúc hiện đại, kết hợp các khối lớn cùng cửa kính và sơn màu, tạo nên vẻ hoành tráng và ấn tượng.

Công trình được bao quanh bởi hệ thống tường và cửa kính, với 5 tầng đầu được thiết kế màu trắng viền vàng, và bắt đầu từ tầng thứ 7 xuất hiện hệ thống cửa sổ Thiết kế này mang lại vẻ hiện đại, sang trọng và hoành tráng cho công trình Bên cạnh đó, các góc lồi lõm trên mặt bằng kiến trúc tạo nên hình khối độc đáo, không đơn điệu.

Công trình được thiết kế 14 tầng với kết cấu khung BTCT chịu lực, tường bao che, mái bằng phía trên có chống thấm, chống nóng theo đúng qui phạm

Vật liệu xây dựng chính

Công trình được thiết kế với khung bê tông cốt thép chịu lực, kết hợp tường bao che cùng cửa và vách kính Các phòng có diện tích rộng rãi, có thể được phân chia không gian sử dụng bằng hệ vách ngăn nhẹ.

Tường ngoài nhà được sơn 03 nước (1 nước lót, sau đó sơn 2 nước màu)

Các khu vực vệ sinh: nền lát gạch chống trơn 250x250, tường ốp gạch men granite 250x400, thiết bị dùng xí bệt, lavabo, vòi,…chất lượng tốt

Các vật liệu hoàn thiện được sử dụng bao gồm gạch lát nền granite kích thước 400x400 và đá granite 1000x1000 cho tầng 1 và tầng 2, cùng với gạch ốp chân tường Khu vệ sinh được ngăn chia bằng tấm compac HPL dày 13mm.

Hiện nay, việc sử dụng kết cấu bê tông cốt thép trong xây dựng ngày càng phổ biến, đặc biệt là trong xây dựng nhà cao tầng Bê tông cốt thép được ưa chuộng nhờ vào những ưu điểm vượt trội của nó.

Giá thành của kết cấu bêtông cốt thép (BTCT) thường rẻ hơn kết cấu thép đối với những công trình có nhịp vừa và nhỏ chịu tải như nhau

Bền lâu, ít tốn tiền bảo dưỡng, cường độ ít nhiều tăng theo thời gian Có khả năng chịu lửa tốt

Dễ dàng tạo được hình dáng theo yêu cầu của kiến trúc

Công trình được xây bằng bêtông cốt thép

1.4.3.1 Giới thiệu và mô tả kết cấu

Dự án bao gồm một nhà làm việc chính cùng với các hạng mục phụ trợ như nhà bảo vệ, nhà để xe, trạm biến áp, bể nước, tường rào cổng ngõ, trạm bơm, hệ thống sân đường, và hệ thống cấp thoát nước cũng như chiếu sáng trong và ngoài nhà.

 Cấp công trình: Cấp II

Hệ kết cấu chịu lực chính của công trình là khung bê tông cốt thép đổ toàn khối, chịu toàn bộ tải trọng đứng và tải trọng ngang Để nâng cao độ cứng cho công trình khi chịu tải ngang do gió, việc kết hợp cầu thang máy sẽ giúp tăng cường độ cứng theo phương ngang.

Kích thước của công trình theo Hồ sơ Kiến trúc cơ sở

Chiều cao công trình lớn hơn 40m, kể đến cả thành phần tĩnh và thành phần động của tải trọng gió

- Các hạng mục phụ trợ:

 Bao gồm các công trình Cấp IV

 Nhà để xe: hệ kết cấu chịu lực chính là hệ khung thép, chịu toàn bộ tải trọng đứng của công trình, móng bằng Bê tông cốt thép

Kích thước của công trình theo Hồ sơ kiến trúc cơ sở

1.4.3.2 Lựa chọn phương án kết cấu

- Phương án kết cấu móng:

Nhà làm việc chính có quy mô 14 tầng, không có tầng hầm, với mặt bằng thi công thuận tiện, chịu tác động từ tải trọng gió và động đất Qua việc so sánh các phương án móng, giải pháp móng cọc được lựa chọn vì tính đáp ứng cao về kiến trúc, độ bền vững, tiết kiệm và thuận lợi trong thi công Dựa vào hồ sơ khoan khảo sát địa chất, phương án móng cọc ly tâm đã được xác định là phù hợp.

Công trình cấp IV với một tầng và tải trọng ngang không đáng kể, do đó, phương án thiết kế móng đơn được lựa chọn cho các hạng mục phụ trợ.

- Phương án kết cấu khung:

Tính toán các chỉ tiêu về kinh tế, kỹ thuật

K0 là tỷ lệ giữa diện tích xây dựng của công trình và diện tích tổng thể của lô đất, được tính bằng phần trăm (%) Diện tích xây dựng được xác định dựa trên hình chiếu mặt bằng của mái công trình.

Trong đó: SXD = 900m 2 là diện tích xây dựng công trình theo hình chiếu mặt bằng mái công trình

SLD = 3500m 2 là diện tích lô đất

Mật độ xây dựng là không vượt quá 40% Điều này phù hợp TCXDVN 323:2004

1.5.2 Hệ số sử dụng đất

HSD là tỉ số của tổng diện tích sàn toàn công trình trên diện tích lô đất

S  3500 3.1 Trong đó: SS10850 m 2 à tổng diện tích sàn toàn công trình không bao gồm diện tích sàn tầng hầm và mái

Hệ số sử dụng đất là 3.1 không vượt quá 5 Điều này cũng phù hợp với TCXDVN 323:2004

THÔNG TIN CHUNG VỀ VẬT LIỆU VÀ TIÊU CHUẨN THIẾT KẾ

Thông tin chung về vật liệu

- Vật liệu cần có cường độ cao, trọng lượng nhỏ, chống cháy tốt, có giá thành hợp lý

- Vật liệu có tính biến dạng cao: khả năng biến dạng cao có thể bổ sung cho tính năng chịu lực thấp

- Vật liệu có tính thoái biến thấp: có tác dụng tốt khi chịu tác động của tải trọng lặp lại (động đất, gió bão)

- Vật liệu có tính liền khối cao: có tác dụng trong trường hợp có tính chất lặp lại, không bị tách rời các bộ phận công trình

Nhà cao tầng thường chịu tải trọng lớn, vì vậy việc sử dụng vật liệu nhẹ như bê tông cốt thép hoặc thép giúp giảm đáng kể tải trọng cho công trình, bao gồm cả tải trọng đứng và tải trọng ngang do lực quán tính Trong bối cảnh hiện nay, các nhà thiết kế thường ưa chuộng những loại vật liệu này cho các kết cấu nhà cao tầng.

→ Do đó sinh viên lựa chọn vật liệu xây dựng công trình là bê tông cốt thép

Bảng 2.1: Vật liệu sử dụng

Cấp độ bền chịu nén bê tông tương đương theo TCVN

Loại xi măng/ Hàm lượng xi măng tối thiểu (kg/m 3 )

Cấp xi măng theo TCVN

Bảng 2.2: Cốt thép sử dụng STT Loại thép

Lớp bê tông bảo vệ

Đối với cốt thép dọc chịu lực, bao gồm cốt thép không ứng lực trước, ứng lực trước và ứng lực trước kéo trên bệ, chiều dày lớp bê tông bảo vệ cần phải lớn hơn hoặc bằng đường kính của cốt thép hoặc dây cáp, và không được nhỏ hơn các tiêu chuẩn quy định.

- Trong bản và tường có chiều dày trên 100mm: 15mm (20mm)

- Trong dầm và dầm sườn có chiều cao ≥250mm: 20mm (25mm)

- Toàn khối khi có lớp bê tông lót: 35mm

- Toàn khối khi không có lớp bê tông lót: 70mm

Tiêu chuẩn dùng thiết kế

2.3.1 Các tiêu chuẩn và quy chuẩn viện dẫn

- TCVN 2737: 1995 Tải trọng và tác động - Tiêu chuẩn thiết kế

- TCXD 229: 1999 Chỉ dẫn tính toán thành phần động của tải gió

- TCVN 9386-2012 Thiết kế công trình chịu tải trọng động đất

- TCVN 5574: 2018 Kết cấu Bê Tông và Bê Tông toàn khối

- TCXDVN 198:1997 Nhà cao tầng -Thiết kế Bê Tông Cốt Thép toàn khối

- TCVN 9362: 2012 Tiêu chuẩn thiết kế nền nhà và công trình

- TCVN 10304:2014 Móng cọc - Tiêu chuẩn thiết kế

- TCVN 7888: 2014 Cọc bê tông ly tâm ứng lực trước

- TCVN 9394: 2012 Đóng và ép cọc thi công và nghiệm thu

- TCVN 9393:2012 Cọc – phương pháp thử nghiệm hiện trường bằng tải trọng tĩnh ép dọc trục

Để nâng cao hiệu quả tính toán và đa dạng hóa nội dung, việc tham khảo các tiêu chuẩn thiết kế nước ngoài là cần thiết, đặc biệt đối với các cấu kiện như vách cứng và lõi cứng, mà chưa được quy định trong tiêu chuẩn trong nước.

Cùng với đó là các sách, tại liệu chuyên ngành và các bài báo khoa học được đăng tải chính thống của nhiều tác giả khác nhau

Khi thiết kế, cần lập sơ đồ kết cấu, xác định kích thước tiết diện và bố trí cốt thép để đảm bảo độ bền, độ ổn định và độ cứng không gian cho cả tổng thể và từng bộ phận kết cấu Việc đảm bảo khả năng chịu lực là cần thiết trong cả giai đoạn xây dựng lẫn sử dụng.

Khi tính toán thiết kế kết cấu bê tông cốt thép cần phải thỏa mãn những yêu cầu về tính toán theo hai nhóm trạng thái giới hạn

 Nhóm trạng thái giới hạn thứ nhất (TTGH I)

- Nhằm đảm bảo khả năng chịu lực của kết cấu, cụ thể đảm bảo cho kết cấu

- Không bị phá hoại do tác dụng của tải trọng và tác động

- Không bị mất ổn định về hình dáng hoặc vị trí

- Không bị phá hoại vì kết cấu bị mỏi

- Không bị phá hoại do tác động đồng thời của các nhân tố về lực và những ảnh hưởng bất lợi của môi trường

 Nhóm trạng thái giới hạn thứ hai (TTGH II)

- Nhằm bảo đảm sự làm việc bình thường của kết cấu, cụ thể cần hạn chế

- Khe nứt không mở rộng quá giới hạn cho phép hoặc không xuất hiện khe nứt

- Không có những biến dạng quá giới hạn cho phép như độ võng, góc xoay, góc trượt, dao động

2.3.3 Lựa chọn công cụ tính toán

Phần mềm ETABS 2016 là công cụ chuyên dụng cho phân tích động của hệ công trình, giúp kiểm tra các dạng dao động và ứng xử khi chịu tải trọng động đất Với tính năng tối ưu cho thiết kế kết cấu nhà cao tầng, ETABS cho phép nhập và xử lý số liệu một cách đơn giản và nhanh chóng, vượt trội hơn so với các phần mềm khác.

Phần mềm SAFE V16.0.2 chuyên dụng cho việc phân tích nội lực theo dải, nổi bật trong việc thiết kế và phân tích kết cấu, đặc biệt là phần bản sàn Ngoài ra, SAFE còn được sử dụng hiệu quả trong tính toán kết cấu phần móng.

Phần mềm Microsoft Office 2013 được sử dụng để xử lý dữ liệu nội lực từ các phần mềm ETABS và SAFE, cho phép tổ hợp nội lực, tính toán tải trọng, tính toán cốt thép, và trình bày các thuyết minh tính toán một cách hiệu quả.

- Phần mềm AUTO CAD 2007: Dùng để thể hiện tất cả các bản vẽ liên quan đến kiến trúc, sàn, dầm, cột, vách và móng

THIẾT KẾ SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH

Chọn sơ bộ tiết diện

3.1.1 Sơ bộ kích thước sàn

Chọn chiều dày sàn phụ thuộc vào nhịp và tải trọng tác dụng

Chiều dày bản sàn xác định sơ vộ theo công thức: h =D s L 1 m Trong đó:

L1 : là nhịp tính toán theo phương cạnh ngắn của ô bản

D= 0,81,4 phụ thuộc vào tải trọng Chọn D=1 m= 3035 với bản loại dầm m= 4045 với bản kê bốn cạnh

L  Bản chủ yếu làm việc theo phương cạnh bé: Bản loại dầm

L  Bản làm việc theo cả hai phương: Bản kê bốn cạnh

Trong đó : L1 – nhịp tính toán theo phương cạnh ngắn

L2 – nhịp tính toán theo phương cạnh dài

Xét ô bản sàn có kích thước lớn nhất 6400 4500 , tỉ lệ 2

L  4500  nên sàn làm việc theo 2 phương chọn , suy ra h = s 1 4500 100mm

=> Chọn chiều dày sàn: h s 120mm

Vì để đơn giản trong quá trình tính toán  Công trình sử dụng phương án sàn dầm

3.1.3 Sơ bộ tiết diện dầm khung

Kích thước tiết diện dầm được xác định sơ bộ dựa trên nhịp dầm, nhằm đảm bảo thông thủy cần thiết trong chiều cao tầng và khả năng chịu lực đầy đủ.

Vì dự án thuộc nhà dân dụng nên ta chọn chiều cao dầm chính theo công thức: h d 1 1 l n

Chọn bề rộng dầm theo công thức :

Vậy kích thước dầm chọn sơ bộ là: 300 700mm

Tương tự, với dầm chính nhịp 4.5m chọn kích thước 200 400mm

Chọn chiều cao các dầm phụ theo công thứ: h d 1 1 l n

      lấy h d 500mm Chọn bề rộng dầm theo công thức :

Với dầm phụ nhịp 9m chọn kích thước 200 500mm

Tương tự, với dầm phụ nhịp 4.5m chọn kích thước 200 300mm

Với dầm phụ khác và dầm bo chọn kích thước: 200 300mm

3.1.4 Sơ bộ tiết diện cột, vách

- Bề rộng vách được chọn sơ bộ theo công thức: t

      => Chọn chiều dày lõi thang máy 350mm

- Diện tích tiết diện cột A0 được chọn sơ bộ theo công thức: 0 t b

Cường độ chịu nén của bê tông, ký hiệu là Rb, đối với bê tông có cấp độ bền B30 là Rb000 (kN/m²) Hệ số kt được sử dụng để xem xét ảnh hưởng của các yếu tố khác như mômen uốn, hàm lượng cốt thép và độ mảnh của cột Đối với cột biên, hệ số kt được xác định là 1,3.

Với cột trong nhà ta lấy kt = 1,3

Với cột góc nhà ta lấy kt = 1,5

N: lực nén được tính toán gần đúng như sau: s s

Nm qF Trong đó: ms: số sàn phía trên tiết diện đang xét

Fs: diện tích mặt sàn truyền tải trọng lên cột đang xét

12 q: tải trọng tương đương tính trên mỗi mét vuông mặt sàn Giá trị q được lấy theo kinh nghiệm thiết kế q = 10÷14 (kN/m 2 )

Hình 3.2: Diện tích truyền tải từ sàn lên cột

Ta có bảng chọn sơ bộ tiết diện cột, vách như sau:

Bảng 3.1: Sơ bộ tiết diện cột

Xác định tải trọng tác dụng lên sàn

 Tải trọng sàn ( trừ sàn vệ sinh )

Cấu tạo sàn như hình sau:

Hình 3.3: Cấu tạo sàn tầng điển hình

Dựa vào cấu tạo kiến trúc lớp sàn, ta có:

 2  gtc   kN / m : tĩnh tải tiêu chuẩn

 2  tt tc g g n kN / m : tĩnh tải tính toán

Trong đó: : trọng lượng riêng của vật liệu

: chiều dày lớp vật liệu n : hệ số vượt tải lấy theo TCVN 2737-1995

Ta có bảng tính tải trọng tiêu chuẩn và tải trọng tính toán sau:

Bảng 3.2: Tải trọng sàn thường

Lớp vật liệu Chiều dày Tr.lượng riêng g gtc Hệ số n gtt

Tổng cộng ( Không tính đến bản thân sàn) 1.14 1.368

Các ô sàn S2, S2’,S5 có nhà vệ sinh sẽ được xây thấp hơn 50mm, ta có tải trọng sàn vệ sinh ở các ô sàn này

- Vữa xi măng lót dày 20mm

- Vữa trát trần dày 15mm

- Các lớp khác (trần, thiết bị kỹ thuật…)

Bảng 3.3: Tải sàn nhà vệ sinh

Chiều dày Tr.lượng riêng g gtc Hệ số n gtt

2.Vữa trát nền + tạo dốc 0.05 20 1 1.2 1.2

Các ô sàn S2, S2’ và S5 bao gồm hai loại sàn là sàn vệ sinh và sàn phòng ngủ, do đó cần quy đổi tải phân bố đều cho các ô sàn này bằng công thức: tc g S vs vs g S pn pn g S.

Trong đó: gsv/ gn : là tải trọng tiêu chuẩn /tính toán phân bố đều lên sàn vệ sinh/ sàn phòng ngủ

Ssv/ Spn : là diện tích ô sàn vệ sinh/ sàn phòng ngủ

Ta có bảng quy về tải phân bố đều các ô sàn S2, S2’, S5 dưới đây

S Ssv Spn gvs gpn gtc gtt

(m 2 ) (m 2 ) (m 2 ) (kN/m 2 ) (kN/m 2 ) (kN/m 2 ) (kN/m 2 ) gtc gtt gtc gtt

Tải trọng của tường trong các ô sàn S2, S2’ và S5 được phân bố đều trên sàn khi tường được đặt trực tiếp trên sàn mà không có dầm đỡ.

Tải trọng tường xây phân bố đều lên sàn: s t t t t

Trong đó: n = 1.1 là hệ số vượt tải theo TCVN 2737:1995 ( TC thiết kế- tải trọng và tác động)  t : là trọng lượng đơn vị tiêu chuẩn của tường xây

  t 18kN / m 3 đối với tường xây 100mm gạch đặc

  t 15kN / m 3 đối với tường xây 200mm gạch rỗng b t : là chiều dày tường xây ht : là chiều cao tường, h t 3.6 0.12 3.48m

SSi : là diện tích của của ô sàn Si

Ta có bảng tính tĩnh tải tường các ô sàn tầng điển hình:

Bảng 3.5: Tĩnh tải tường tác dụng lên các ô sàn điển hình Ô

Diện tích Kích thước tường g tc t Hệ số vượt tải n tt gt

(mxm) (m 2 ) lt(m) ht(m) bt(m) kN/m 2 kN/m 2 S2 4.5×6.5 29.25 5.85 3.48 0.1 1.253 1.1 1.378

- Hoạt tải tiêu chuẩn ptc (kN/m 2 ) lấy theo TCVN 2737-1995

Công trình được phân chia thành nhiều loại phòng với các chức năng khác nhau Dựa trên từng loại phòng, chúng ta xác định hoạt tải tiêu chuẩn và nhân với hệ số vượt tải n để tính toán hoạt tải ptt (kN/m²).

- Theo điều 4.3.3 TCVN 2737-1995, hệ số tin cậy n được xác định như sau:

- Tại các ô sàn có nhiều loại hoạt tải tác dụng, ta chọn giá trị lớn nhất trong các hoạt tải để tính toán

- Ta có bảng tính hoạt tải sàn tầng điển hình:

Bảng 3.6: Hoạt tải các ô sàn tầng điển hình Ô Sàn Loại Phòng p tc

Vật liệu sàn tầng điển hình

- Bêtông B30 có: Rb = 17 (MPa) = 17000 (kN/m 2 )

- Cốt thép CB400-V ( Theo TCVN 1651-2:2008) có:

R s 350 MPa  350 10 kN / m 3  2 , R sc 350 MPa  350 10 kN / m 3  2 

R sw 280 MPa  280 10 kN / m 3  2 ,E s 200000 MPa   2 10 kN / m 8  2 

Phân tích mô hình SAFE

Hình 3.4: Mô hình sàn trong phần mềm SAFE 2016 3.4.2 Tổ hợp tải trọng

Bảng 3.7: Các trường hợp tải trọng Type Load

Dead DL 1.0 Trọng lượng bản thân sàn

Super dead SDL 0.0 Tải trọng các lớp hoàn thiện sàn

Super dead WL 0.0 Tải trọng tường

Live LL1 0.0 Hoạt tải toàn phần nhỏ hơn 2 (kN/m 2 )

Live LL2 0.0 Hoạt tải toàn phần lớn hơn hoặc bằng 2 (kN/m 2 )

Bảng 3.8: Tổ hợp trung gian

Name Load Caces Type Analysis Type f1 1DL+1SDL+1WL+1LL1+1LL2

Noneliner f2 1DL+1SDL+WL+0.3LL1+0.3LL2 Noneliner f3 1DL+1SDL+WL+0.3LL1+0.3LL2 Noneliner (Long

Bảng 3.9: Tổ hợp tải trọng

CB-DV f1 f2 f3 Kiểm tra chuyển vị CB-TT 1.1DL+1.1SDL+1.2WL+1.3LL1+1.2LL2 Tính toán cốt thép

Hình 3.5: Độ võng do do tác dụng ngắn hạn sàn

Sự xuất hiện của vết nứt trong bê tông khi chịu lực dẫn tới độ giảm cứng tiết diện và làm tăng độ võng

Sự làm việc dài hạn của kết cấu BTCT cần xét tới các yếu tố từ biến và co ngót

Theo TCVN 5574-2018, độ võng toàn phần f được tính như sau: f   f 1 f 2 f 3

+ f1: Độ võng do tác dụng ngắn hạn của toàn bộ tải trọng

+ f2: Độ võng do tác dụng ngắn hạn của tải trọng dài hạn

+ f3: Độ võng do tác dụng dài hạn của tải trọng dài hạn

Kết cấu sàn làm việc theo hai phương ảnh hưởng đến việc tính toán võng Trong thực hành phương pháp PTHH, cần lưu ý các yếu tố liên quan khi tính biến dạng Chương trình SAFE 2016 được sử dụng để thực hiện các phép tính này.

Độ võng 19 trong thiết kế công trình phản ánh sự hoạt động thực tế của công trình Để thuận tiện cho việc tính toán, chúng ta chỉ xem xét giá trị độ võng do tác động ngắn hạn.

Dựa vào kết quả từ mô hình SAFE, giá trị chuyển vị lớn nhất: fsan 0.01 m  Độ võng giới hạn cho sàn phẳng khi 3m L 6m  ( Theo TCVN 5574-2018 bảng M.1)

→ Giá trị độ võng của sàn thỏa mãn giới hạn cho phép

3.4.4 Kiểm tra vết nứt crc,3 a là bề rộng vết nứt do tải trọng thường xuyên ( tĩnh tải tiêu chuẩn) và tạm thời dài hạn ( hoạt tải tiêu chuẩn) tác dụng

Hình 3.6: Vết nứt do tải trọng thường xuyên và tải trọng tạm thời dài hạn

Bề rộng vết nứt crc,3 được xác định là 0.138mm, nằm trong giới hạn cho phép là 0.3mm Vết nứt crc,2 a xuất hiện do tác động của tải trọng thường xuyên và tạm thời, bao gồm cả tải trọng dài hạn và ngắn hạn.

Hình 3.7: Vết nứt do tải trọng thường xuyên và tải trọng thường xuyên và tạm thời

Ta có a crc,2 0.164mm0.4mm (thỏa)

Hình 3.10: Nội lực dãy Strip A

Hình 3.11: Nội lực dãy Strip B

Hình 3.12: Moment M11 phân bố trong sàn

Tính toán cốt thép

Từ những dải strip của sàn Ta lấy nội lực lớn nhất , tiến hành tính thép như một bản dầm

- Cốt thép cho bản sàn được quy về cấu kiện chịu uốn tiết diện chữ nhật có kích thước

Giả thiết lớp bảo vệ cho các thanh thép ở nhịp (lớp ngoài cùng) là 20 mm và cho các thanh thép ở gối Đối với các thanh thép ở nhịp lớp thứ 2, lớp bảo vệ là 30 mm.

- Áp dụng các công thức sau để tính toán cốt thép b b 0 m 2 m s b b 0 s

- Hàm lượng cốt thép: cốt thép tính toán ra được phải thỏa mãn điều kiện sau:

Kết quả tính cốt thép được trình bày trong Bảng A.1 và Bảng A.2 , Phụ lục A

Bố trí cốt thép

Hình 3.14: Chiều dài bố trí thép mũ

Tại vùng giao nhau để tiết kiệm có thể đặt 50% Fa của mỗi phương (ít dùng) nhưng không ít hơn 3 thanh/1m dài

Do việc tính toán các ô sàn độc lập, hiện tượng nội lực khác nhau thường xảy ra tại hai bên của một dầm Tuy nhiên, điều này không phản ánh đúng thực tế, vì các moment này thường bằng nhau khi bỏ qua moment xoắn trong dầm.

Kết quả của hai moment không bằng nhau do quan niệm tính toán chưa chính xác, vì thực tế các ô sàn không độc lập; tải trọng tác động lên một ô có thể gây ra nội lực cho các ô khác.

Hình 3.15: Biểu đồ moment tính toán

Hình 3.16: Biểu đồ moment thực tế

Do sự phân phối moment tại gối của hai ô sàn lân cận là bằng nhau, chúng ta nên lấy moment lớn nhất để bố trí cốt thép cho cả hai bên nhằm đảm bảo an toàn.

TÍNH TOÁN THANG BỘ

Cấu tạo cầu thang

- Thép CB400-V ( Theo TCVN 1651-2:2008) có các đặc trưng kỹ thuật sau:

R s 350 MPa  350000 kN / m 2 , R sc 350 MPa  350000 kN / m 2 

R sw 280 MPa  280000 kN / m 2 ,E s 200000 MPa   2 10 kN / m 8  2 

Hình 4.1: Mặt bằng cầu thang

Cầu thang công trình thuộc dạng cầu thang 2 vế có 1 chiếu nghỉ

Vế 1 có 10 bậc, vế 2 có 10 bậc có kích thước h0 mm và bề rộng bậc b00 mm

Góc nghiêng của bản thang với mặt phẳng ngang là α

Mặt cắt qua cầu thang như sau :

Hình 4.2: Cấu tạo các lớp vật liệu cầu thang

Sơ bộ kích thước

- Chiều dày bản thang được chọn sơ bộ theo công thức: b 0

        - Với L0 là nhịp tính toán của bản thang

- Kích thước dầm chiếu tới và dầm chiếu nghỉ được sơ bộ theo công thức: d 0

Tải trọng tác dụng

Tĩnh tải ô 1 và ô 2 được xác định theo công thức: n i tdi i

1 g  n Trong đó:  i :khối lượng của lớp thứ i n : i Hệ số tin cậy lớp thứ i ( theo công thức bảng 1, TCVN 2737-1995)

 tdi :chiều dày tương đương của lớp thứ i theo phương bản nghiêng

Chiều dày tương đương theo phương bản nghiêng đối với bậc thang được tính theo công thức: b tdi h cos

Trong đó: h : b chiều cao bậc thang cos : góc nghiêng của thang

Chiều dày tương đương theo phương bản nghiêng đối với lớp đá granit, vữa xi măng được tính theo công thức:  b b  i td b l h cos l

Trong đó: l : b chiều dày bậc thang h : b chiều cao bậc cầu thang

 i :chiều dày của lớp thứ i

:góc nghiêng của cầu thang

+ Lớp đá granite dày 10mm:

+ Lớp vữa lót dày 20mm:

+ Lớp vữa trát mặt dưới dày 15mm:

Trong đó: p c : hoạt tải tiêu chuẩn được lấy từ mục 4.3.1, bảng 3, TCVN 2737-1995 n : p hệ số tin cậy được lấy từ mục 4.3.3, TCVN 2737-1995

 Tổng tải trọng phân bố theo phương đứng lên 1m bề rộng bản thang: b1 g 6.679 q p 1 3.6 1 11.393kN / m cos 0.857

Tĩnh tải bản chiếu nghỉ được xác định theo công thức: n i i i

1 g n Trong đó:  i :khối lượng của lớp thứ i n : i Hệ số tin cậy lớp thứ i ( theo công thức bảng 1, TCVN 2737-1995)

 i :chiều dày của lớp thứ i

+ Lớp đá granite dày 10mm:

+ Lớp vữa lót dày 20mm:

+ Lớp bản BTCT dày 150mm:

+ Lớp vữa trát mặt dưới:

Tổng cộng tĩnh tải: gg 1 g 2 g 3 g 4 0.240.3964.125 0.324 5.085kN / m 2

Trong đó: p c : hoạt tải tiêu chuẩn được lấy từ mục 4.3.1, bảng 3, TCVN 2737-1995 n : p hệ số tin cậy được lấy từ mục 4.3.3, TCVN 2737-1995

 Tổng tải trọng theo phương thẳng đứng phân bố lên 1m bề rộng bản thang:

Tính toán bản thang

Bản thang và chiếu nghỉ được thiết kế liên tục, với việc cắt một dãy có bề rộng 1m để tính toán Do trong công trình, hai vế của cầu thang giống nhau, sinh viên chỉ cần tính toán cho một vế và áp dụng kết quả tương tự cho vế còn lại.

2.67 3 h 150   Vậy liên kết giữa bản thang và dầm chiếu nghỉ là liên kết khớp

- Chọn sơ đồ gối cố định + gối di động để thiết kế kết cấu cầu thang, với:

+ Tải trọng tác dụng lên bản thang là q b1 11.393kN / m

+ Xét bản chiếu nghỉ, ta có 2

L 1.4   bản làm việc 1 phương ( bản dầm) => tải trọng tác dụng lên chiếu nghỉ là q b2 8.685kN / m

Sơ đồ tính vế 1 và vế 2

Hình 4.4: Sơ đồ tính vế 1

Hình 4.5: Sơ đồ tính vế 2

- Ta tiến hành tính toán cho vế 1

Hình 4.6: Tổng quan sơ đồ tính và nội lực vế 1

Thay số ta được YB 24.463 kN 

Thay số ta được YA 28.908 kN 

Xét tại một điểm bất kỳ cách gối tựa A một đoạn là x, tính moment tại tiết diện đó:

Momen lớn nhất ở nhịp được xác định từ điều kiện “đạo hàm của moment là lực cắt và lực cắt tại đó bằng không”

Lấy đạo hàm của (*) theo x và cho đạo hàm đó bằng không, tìm được x:

Thế x vào (*) ta được moment max của vế 1:Mmax 26.936 kN.m 

- Ta tiến hành mô hình bằng phần mềm ETABS và xuất nội lực, phản lực gối tựa

Hình 4.8: Lực cắt trong vế 1

Hình 4.10: Phản lực gối tựa trong vế 1

Kết quả tính toán bằng phương pháp tính tay và phần mềm Etabs 16.2.1 cho thấy độ chính xác tương đối cao, chứng minh rằng cả hai phương pháp này đều đáng tin cậy.

Ta lấy M max 28.823kNm để tính toán

 Phân phối lại momen ở gối và nhịp:

4.4.2 Tính toán cốt thép dọc

- Cốt thép cho bản sàn được quy về cấu kiện chịu uốn tiết diện chữ nhật có kích thước

- Giả thiết lớp bảo vệ a  25 mm  

- Áp dụng các công thức sau để tính toán cốt thép m 2 m s b b 0 b b 0 s

Kết quả tính cốt thép được tóm tắt trong bảng sau

Bảng 4.1: Tính toán thép bản sàn cầu thang

4.4.3 Kiểm tra khả năng chịu cắt của bê tông

Vậy Qmax 24.775 kN  Q 637.5 kN  Bê tông đủ khả năng chịu cắt nên không cần tính cốt đai Ta chỉ đặt theo cấu tạo ỉ6a250

Kiểm tra bản chiếu nghỉ giữa 2 vế thang

- Cắt một dãy có bề rộng b1m theo phương cạnh ngắn để tính

- Chọn sơ đồ tính 1 đầu ngàm, 1 đầu tự do để tính toán bản chiếu nghỉ, với tải trọng phân bố lên chiếu nghỉ là q b2 8.685kN / m

Hình 4.11: Sơ đồ tính và nội lực bản chiếu nghỉ

    gBCN gBT max BCN max BT

 Ta đặt cốt thép dọc và ngang theo bản thang vẫn đảm bảo kết cấu của bản chiếu nghỉ giữa 2 vế thang

Tính toán dầm thang

- Trọng lượng bản thân dầm: gd    n b bd hdhs 1.1 25 0.2  0.4 0.15 1.375 kN / m 

- Tải trọng do phản lực bản thang truyền vào quy về tải phân bố trên dầm

- Tải trọng bản chiếu nghỉ giữa 2 vế thang quy về tải phân bố đều lên dầm

- Tải trọng tường xây trên dầm: gt b h nt t  t 0.2 1.4 1.1 16   4.928 kN / m 

- Tổng tải trọng: g 'gdgbtgbcn  gt 1.375 15.56 4.698 4.928   26.561 kN / m 

Hình 4.12: Sơ đồ tính, biểu đồ lực cắt và moment dầm chiếu nghỉ D CN

Ta tính được: max   qL 26.561 4.4

Chọn lớp bê tông bảo vệ ao25 mm  Với b  200 mm   ,ho400 25 375 mm   

Bảng 4.2: Tính toán thép dầm D CN

 mm 2  μ % tt  thanh Số Chọn A s μ%

 Q   1 Rb b ho0.3 17 10  3 0.2 0.375 382.5 kN    ( theo mục 8.1.3.2, TCVN 5574:2018)

Với Qmax = 58.434 kN và Q = 382.5 kN, bê tông có khả năng chịu cắt tốt, do đó không cần tính toán cốt đai Cốt đai cấu tạo được đặt với đường kính 8 mm và khoảng cách 100 mm ở hai bên gối, và 200 mm ở giữa nhịp với khoảng cách L0/2.

- Trọng lượng bản thân dầm: gd    n b bd hdhs 1.1 25 0.2  0.4 0.15 1.375 kN / m 

- Tải trọng do phản lực bản thang truyền vào quy về phân bố đều trên dầm chiếu tới

- Do ô sàn chiếu tới (ô sàn S3) truyền vào (dạng hình thang) quy đổi về phân bố đều: g s3 ql 1 (1 2 2 3 ) 8.066 2.4 (1 2 0.267 2 0.267 ) 3 8.48kN / m

 : hệ số quy tải hình thang về phân bố đều

- Tổng tải trọng: ggdgbt gs3 1.375 17.987 8.48  27.85 kN / m 

Hình 4.13: Sơ đồ tính, biểu đồ lực cắt và moment dầm chiếu tới D CT

Ta tính được: max   qL 27.85 4.5

Chọn lớp bê tông bảo vệ ao25 mm  Với b  200 mm   ,ho400 25 375 mm   

Bảng 4.3: Tính toán thép dầm D CT

 mm 2  μ % tt  thanh Số Chọn A s μ%

 Q   1 Rb b ho0.3 17 10  3 0.2 0.375 382.5 kN    ( theo mục 8.1.3.2, TCVN 5574:2018)

Với giá trị Qmax = 62.66 kN nhỏ hơn Q = 382.5 kN, bê tông đủ khả năng chịu cắt mà không cần tính toán cốt đai Cốt đai được đặt cấu tạo với đường kính 8 mm và khoảng cách 100 mm ở hai bên gối, và đường kính 8 mm với khoảng cách 200 mm ở giữa nhịp.

TÍNH KHUNG TRỤC 6 VÀ DẦM TẦNG ĐIỂN HÌNH

Các hệ kết cấu chịu lực trong nhà cao tầng

Các hệ kết cấu bê tông cốt thép toàn khối phổ biến trong nhà cao tầng bao gồm: khung, tường chịu lực, khung vách hỗn hợp, hình ống và hình hộp Việc lựa chọn hệ kết cấu phù hợp phụ thuộc vào điều kiện cụ thể của công trình, công năng sử dụng, chiều cao và tải trọng ngang như động đất và gió.

Hệ kết cấu khung là giải pháp lý tưởng cho các công trình công cộng nhờ khả năng tạo ra không gian lớn và linh hoạt Mặc dù có sơ đồ làm việc rõ ràng, hệ kết cấu này lại gặp khó khăn khi áp dụng cho các công trình cao Cụ thể, kết cấu khung BTCT thường được sử dụng cho các công trình cao tối đa 20 tầng ở khu vực có nguy cơ động đất cấp 7, 15 tầng cho cấp 8 và 10 tầng cho cấp 9.

5.1.2 Hệ kết cấu vách cứng và lõi cứng

Hệ kết cấu vách cứng có thể được bố trí theo một hoặc hai phương, hoặc kết hợp thành các hệ không gian gọi là lõi cứng, với khả năng chịu lực ngang tốt, thích hợp cho công trình cao trên 20 tầng Tuy nhiên, độ cứng ngang của vách cứng chỉ hiệu quả ở những độ cao nhất định; khi công trình quá cao, kích thước vách cứng cần đủ lớn, điều này khó thực hiện Hệ thống vách cứng cũng cản trở việc tạo ra không gian rộng Trong thực tế, vách cứng thường được sử dụng hiệu quả cho các công trình nhà ở và khách sạn có độ cao không quá 40 tầng, đặc biệt với cấp phòng chống động đất ≤ 7, và độ cao giới hạn sẽ giảm nếu cấp phòng chống động đất cao hơn.

5.1.3 Hệ kết cấu khung-giằng (khung và vách cứng)

Hệ kết cấu khung-giằng, bao gồm khung và vách cứng, thường được hình thành tại khu vực cầu thang bộ, cầu thang máy, khu vệ sinh chung và các tường biên, nơi có tường liên tục nhiều tầng Hệ thống khung được bố trí tại các khu vực còn lại trong ngôi nhà, và hai hệ thống này được liên kết thông qua hệ kết cấu sàn, trong đó hệ sàn liền khối đóng vai trò quan trọng Trong cấu trúc này, vách chủ yếu chịu tải trọng ngang, trong khi khung được thiết kế để chịu tải trọng thẳng đứng Việc phân rõ chức năng này giúp tối ưu hóa các cấu kiện, giảm kích thước cột và dầm, đồng thời đáp ứng yêu cầu kiến trúc.

Hệ kết cấu khung - giằng là lựa chọn tối ưu cho các công trình cao tầng, đặc biệt hiệu quả cho những ngôi nhà lên đến 40 tầng Tuy nhiên, nếu công trình nằm trong vùng có động đất cấp 8, chiều cao tối đa sẽ giảm xuống còn 30 tầng, và ở vùng động đất cấp 9, giới hạn này chỉ còn 20 tầng.

5.1.4 Hệ thống kết cấu đặc biệt Đây là hệ kết cấu đặc biệt được ứng dụng cho các công trình mà ở các tầng dưới đòi hỏi các không gian lớn Hệ kết cấu kiểu này có phạm vi ứng dụng giống hệ kết cấu khung giằng, nhưng trong thiết kế cần đặc biệt quan tâm đến hệ thống khung không gian ở các tầng dưới và kết cấu của tầng chuyển tiếp từ hệ thống khung không gian sang hệ thống khug- giằng Phương pháp thiết kế cho hệ kết cấu này nhìn chung là phức tạp, đặc biệt là vấn đề thiết kế kháng chấn

5.1.5 Hệ kết cấu hình ống

Hệ kết cấu hình ống được cấu tạo bởi một ống bao quanh nhà, bao gồm hệ thống cột, dầm và giằng, hoặc có thể là hệ thống ống trong ống Thông thường, ống được đặt ở phía ngoài, trong khi bên trong có thể là khung, vách cứng hoặc sự kết hợp của cả hai Với độ cứng ngang lớn, hệ thống này rất phù hợp cho các công trình cao trên 25 tầng, và có thể áp dụng cho các công trình cao tới 70 tầng, trong khi ít được sử dụng cho các công trình thấp hơn 25 tầng.

5.1.6 Hệ kết cấu hình hộp Đối với các công trình có độ cao lớn và có kích thước mặt bằng lớn, ngoài việc tạo ra hệ thống khung bao quanh làm thành ống, người ta còn tạo ra các vách phía trong bằng hệ thống khung với mạng cột xếp thành hàng Hệ kết cấu đặc biệt này có khả năng chịu lực ngang lớn thích hợp cho các công trình rất cao Kết cấu hình hộp có thể sử dụng cho các công trình cao tới 100 tầng.

Giải pháp kết cấu cho công trình

Công trình sử dụng giải pháp kết cấu hệ khung giằng (khung và vách cứng) làm hệ chịu lực cho công trình

Xem các cột đựợc ngàm chặt ở mặt đài móng

5.2.1 Chọn sơ bộ kích thước cấu kiện

Chọn sơ bộ tích thước cấu kiện dầm sàn cột vách đã được thược hiện ở chương 2

Tải trọng tác dụng vào công trình

5.3.1 Cơ sở xác định tải trọng tác dụng

Việc xác định tải trọng tác dụng lên công trình căn cứ Tiêu chuẩn về tải trọng và tác động 2737- 1995:

Tĩnh tải: Giải pháp kiến trúc đã lập, cấu tạo các lớp vật liệu

Hoạt tải sử dụng dựa vào tiêu chuẩn

Hoạt tải gió tính cho tải trọng gió tĩnh và gió động

5.3.2 Trình tự xác định tải trọng

5.3.2.1.Tĩnh tải tác dụng lên sàn

- Ta tiến hành phân chia ô sàn và xác định tải trọng tác dụng lên từng ô sàn

Hình 5.1: Mặt bằng cột dầm sàn tầng 1

Hình 5.4: Mặt bằng cột dầm sàn tầng 4-11

Hình 5.7: Mặt bằng dầm sàn mái

Tĩnh tải bản thân phụ thuộc vào cấu tạo các lớp sàn Trọng lượng bản thân phân bố đều các lớp sàn cho trong bảng sau:

Bảng 5.1: Tải trọng sản thân sàn thường

Tr.lượng riêng g gtc Hệ số n gtt

Bảng 5.2: Tải trọng bản thân sàn vệ sinh

Chiều dày Tr.lượng riêng g gtc Hệ số n gtt

2.Vữa trát nền + tạo dốc 0.05 20 1 1.2 1.2

Tường trên sàn (tương tự chương 2): t t t t si

Ta có bảng tính tĩnh tải các ô sàn tầng:

Bảng 5.3: Tĩnh tải sàn tầng 1 Ô sàn

Diện tích Kích thước tường gtc hệ số vượt tải n gtt g ttsàn mxm (m 2 ) l (m) h(m) b(m) kN/m 2 kN/m 2 kN/m 2 S1 4,5x4,5 20.25 4.5 3.78 0.1 1.51 1.1 1.66 1.368 S2 4,5x4,5 20.25 6.5 3.78 0.1 2.18 1.1 2.4 1.368

Bảng 5.4: Tĩnh tải sàn tầng 2 Ô

Kích thước Diện tích Kích thước tường gtc hệ số vượt tải n gtt g ttsàn

Bảng 5.6: Tĩnh tải sàn tầng 4-11 Ô

Diện tích Kích thước tường gtc hệ số vượt tải n gtt g ttsàn

- Tĩnh tải sàn tầng 13: các ô sàn đều không có tường xây trên sàn

Tĩnh tải tác dụng lên sàn: 1.368 kN/m 2

- Tĩnh tải của bể nước:

Tĩnh tải khối nước phân bố trên sàn g  n h g s 1.1 10 1 11 kN / m    2 

- Tĩnh tải sàn mái: các ô sàn đều không có tường xây trên sàn

Bảng 5.8: Tĩnh tải sàn mái

Tr.lượng riêng ɣ gtc Hệ số n g tt

Tổng( không tính đến bản sàn) 1.12 1.372

Tương tự tính hoạt tải ở chương 2, ta có các bảng hoạt tải lên các sàn tầng:

Bảng 5.9: Hoạt tải sàn tầng 1 Ô

Sàn Loại Phòng p tc Hệ số n p tt kN/m 2 kN/m 2

Bảng 5.10: Hoạt tải sàn tầng 2 Ô Sàn Loại Phòng p tc

Hệ số n p tt kN/m 2 kN/m 2

Bảng 5.11: Hoạt tải sàn tầng 3 Ô Sàn Loại Phòng p tc Hệ số n p tt kN/m 2 kN/m 2

Bảng 5.12: Hoạt tải sàn tầng 4-11 Ô Sàn Loại Phòng p tc

Bảng 5.15: Hoạt tải sàn mái Ô Sàn Loại Phòng p tc

5.3.2.3.Tĩnh tải tác dụng lên dầm

Tĩnh tải do trọng lượng bản thân dầm (Chương trình ETAB 16.2.1 tự tính với hệ số vượt tải là 1,1)

Trọng lượng tường ngăn trên dầm được qui đổi thành tải trọng phân bố truyền vào dầm

Công thức qui đổi tải trọng tường, cửa, kính trên ô sàn về tải trọng phân bố trên dầm: tt t t t t d nγ h l g = (kN/m) l

Trong đó: n : hệ số độ tin cậy đối với tường (n=1.1)

 t : là trọng lượng đơn vị tiêu chuẩn của tường xây

  t 18kN / m 3 đối với tường xây 100mm gạch đặc

  t 15kN / m 3 đối với tường xây 200mm gạch rỗng

 t : bề dày tường ht : chiều cao tường Chiều cao tường được xác định: h t  H h d

Trong đó: ht: chiều cao tường

H: chiều cao tầng nhà hd: chiều cao dầm trên tường lt : chiều dài của tường ld : chiều dài của dầm

Tải trọng tường tác dụng lên các dầm ở các tầng được tính toán và tổng hợp ở những bảng dưới đây

Bảng 5.16: Tĩnh tải tường tác dụng lên dầm tầng 1 (H=3.9m)

Trục Đoạn dầm ld Tiết diện dầm Kích thước tường gt-d tc n gt-d tt m b(m) h(m) l(m) h(m) δ(m) kN/m kN/m

Trục Đoạn dầm ld Tiết diện dầm Kích thước tường gt-d tc n gt-d tt m b(m) h(m) l(m) h(m) δ(m) kN/m kN/m B' 0-1 1.2 0.2 0.4 1.2 0.9 0.1 1.62 1.1 1.782

Trục Đoạn dầm ld Tiết diện dầm Kích thước tường gt-d tc n gt-d tt m b(m) h(m) l(m) h(m) δ(m) kN/m kN/m 8' A-F 4.5 0.2 0.3 4.5 3.3 0.1 5.94 1.1 6.534

Bảng 5.19: Tĩnh tải tường tác dụng lên dầm tầng 4-11 (H=3.6m)

5.3.2.4.Tải trọng tác dụng vào nút và phân bố đều trên dầm cầu thang

Tầng 13 được thiết kế với dàn vì kèo thép để tạo ra một phòng họp lớn Trong quá trình mô phỏng, phần này không được đưa vào mô hình Etabs, mà thay vào đó, trọng lượng được truyền tải qua các nút khung của tầng 13.

Tải trọng các lớp mái:

Bảng 5.22: Tải trọng các lớp mái

T.Trọng tính toán kN/m 2 kN/m 2

Quy tải về phân bố đều trên mặt bằng với độ dốc của mái i % cosα=0,98

Trọng lượng bản thân giằng và dàn vì kèo: d d g = n 1.2 α  L = 1.1 1.2 0.6 18 = 0.143   (kN/m 2 mặt bằng)

Tĩnh tải quy về phân bố đều trên dàn:

Hoạt tải sử dụng: p’=0.75 kN/m 2

Lực tập trung lên cột truyền vào các nút: 3B, 4B, 5B, 3F, 4F, 5F

 Ngoài ra còn có tải trọng tác dụng vào dầm chiếu nghỉ và dầm chiếu tới chủa cầu thang

Chúng ta phân tích lực phân bố lên dầm chiếu nghỉ và dầm chiếu tới, không tính đến trọng lượng bản thân của dầm chiếu nghỉ, cũng như trọng lượng bản thân của dầm và tải trọng từ sàn đã được xem xét trong chương 4.

- Nguyên tắc tính toán thành phần tải trọng gió ( theo mục 2 TCVN 2737-1995)

Tải trọng gió bao gồm hai thành phần chính: thành phần tĩnh và thành phần động Giá trị và phương pháp tính toán thành phần tĩnh tải trong gió được quy định theo tiêu chuẩn TCVN 2737:1995 về tải trọng và tải trọng.

- 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

Thành phần động tải trọng gió tác động lên công trình bao gồm lực do xung của vận tốc gió và lực quán tính của công trình Giá trị của lực này được xác định dựa trên các yếu tố cơ bản liên quan đến thiết kế và tính toán kết cấu.

58 phần tĩnh của tải trọng gió nhân với các hệ số có kể đến ảnh hưởng của xung vận tốc gió và lực quán tính của công trình

Theo mục 1.2 TCXD 229:1999, công trình có chiều cao trên 40m cần tính toán cả thành phần động của tải trọng gió Đối với đồ án tốt nghiệp, Khách sạn Bình Minh tại Nha Trang có chiều cao 51m, do đó, cần xem xét cả thành phần tĩnh và động của tải trọng gió trong quá trình thiết kế.

- Tính toán gió động ta phải kể đến khối lượng của công trình tham gia dao động và liên quan đến độ lớn của gió động : MSGio = 1×TT+ 0.5× HT

Trong đó: 0.5 là hệ số chiết giảm khối lượng quy định tại mục 3.2.4, Bảng 1, TCXD 229-

- Tính toán thành phần tĩnh của tải trọng gió j o zj jduoi jduoi jtren jtren

+  :Hệ số độ tin cậy của tải trọng gió,  1.2

Giá trị áp lực gió tại Nha Trang được xác định theo bản đồ phân vùng, thuộc vùng IIA, nơi có ảnh hưởng của bão được đánh giá là yếu.

W0 95 12 83 daN / m 0.83 kN / m + Bjduoi/ Bjtren: Bề rộng đón gió của tầng thứ j 1/2 tầng bên dưới và 1/2 tầng bên trên

+ hjduoi/ hjtren: Chiều cao đón gió tầng thứ j 1/2 tầng dưới và 1/2 tầng trên

+ k :zj hệ số tính đến sự thay đổi của áp lực gió theo độ cao.( tra bảng 5 của TCVN

2737:1995); k phụ thuộc vào dạng địa hình và cao độ của vị trí tính toán Ở tại thành phố Nha Trang có dạng địa hình B ( địa hình tương đối trống trải)

Kết quả tính toán thành phần tĩnh của gió được thể hiện ở bảng dưới đây

Bảng 5.23: Tải trọng gió tĩnh

Tầng H Zj k(zj) bx dưới hx dưới bx trên hx trên WTj,x by dưới hy dưới by trên hy trên WTj,y

(m) (m) (m) (m) (m) (m) (kN) (m) (m) (m) (m) (kN) STORY14 4.2 51 1.340 22.5 2.1 0 0 88.286 12.5 2.1 0 0 49.05 STORY13 3.6 46.8 1.320 22.5 1.8 22.5 2.1 161.513 41.2 1.8 12.5 2.1 184.82 STORY12 3.6 43.2 1.300 22.5 1.8 22.5 1.8 146.83 41.2 1.8 41.2 1.8 268.86 STORY11 3.6 39.6 1.280 22.5 1.8 22.5 1.8 144.571 41.2 1.8 41.2 1.8 264.73 STORY10 3.6 36 1.250 22.5 1.8 22.5 1.8 141.183 41.2 1.8 41.2 1.8 258.52 STORY9 3.6 32.4 1.230 22.5 1.8 22.5 1.8 138.924 41.2 1.8 41.2 1.8 254.39 STORY8 3.6 28.8 1.200 22.5 1.8 22.5 1.8 135.536 41.2 1.8 41.2 1.8 248.18 STORY7 3.6 25.2 1.180 22.5 1.8 22.5 1.8 133.277 41.2 1.8 41.2 1.8 244.04 STORY6 3.6 21.6 1.140 22.5 1.8 22.5 1.8 128.759 41.2 1.8 41.2 1.8 235.77 STORY5 3.6 18 1.110 22.5 1.8 22.5 1.8 125.371 41.2 1.8 41.2 1.8 229.57

Công trình có chiều cao trên 40m (51m) cần tính toán thành phần động của tải trọng gió Thành phần động này thể hiện tác động gia tăng của tải trọng gió lên công trình đang dao động, do lực quán tính phát sinh từ khối lượng khi công trình chuyển động.

Thiết lập sơ đồ tính toán động lực:

Sơ đồ tính toán là một thanh console với 14 điểm tập trung khối lượng Các điểm này được bố trí tương ứng với cao trình trọng tâm của các kết cấu truyền tải trọng ngang trong công trình, cụ thể là tại các sàn của các tầng.

- Giá trị khối lượng tập trung ở các mức trong sơ đồ tính toán bằng tổng khối lượng của các kết cấu chịu lực, kết cấu bao che, trang trí…

Hình 5.8: Sơ đồ tính toán gió động của công trình

- Xác định giá trị tiêu chuẩn của thành phần tĩnh của tải trọng gió lên các phần của công trình (đã tính trong phần gió tĩnh)

- Xác định giá trị tiêu chuẩn và giá trị tính toán của thành phần động của tải trọng gió lên các phần tính toán của công trình

Xác định các đặc trưng động lực:

Lập mô hình kết cấu trong ETABS

Gán đầy đủ các đặc trưng hình học (đặc trưng vật liệu, tiết diện sơ bộ, ) lên mô hình

Tiến hành chất tải lên mô hình, gồm tĩnh tải (TT) và hoạt tải (HT)

Khai báo khối lượng tham gia tính dao động bao gồm:

TTBT TTHT TTTX 0.5HT1 0.5HT2

Trong đó:1.1, 1.3, 1.2 : lần lượt là hệ số độ tin cậy của tĩnh tải và hoạt tải

0,5: là hệ số chiết giảm khối lượng của trường hợp hoạt tải chất lên toàn bộ công trình y ji y 1i hn h j m 1 m j mn y ni

Bài toán dao động riêng được thực hiện bằng phần mềm ETABS v16.2.1, cho phép xác định các dạng dao động riêng cùng với chu kỳ và tần số của chúng Những kết quả này được sử dụng để tính toán thành phần động của tải trọng gió và tải trọng động đất.

Khai báo khối lượng tham gia dao động:

Bảng 5.24: Khai báo khối lượng tham gia dao động Mass Definition Load Name Multiplier

Hình 5.9: Mô hình công trình với phần mềm ETABS 16.2.1

Hình 5.10: Mặt bằng tầng điển hình trong phần mềm ETABS 16.2.1

Từ kết quả phân tích của chương trình tính toán ta có các Mode dao động, gió động được tính theo TCVN 229:1999

Xuất kết quả tính tải trọng gió động

Bảng 5.25: Giá trị tần số dao động của công trình theo chu kỳ

Tần số UX UY RZ sec

Công trình có tần số dao động riêng cơ bản thứ s cần thỏa mãn bất đẳng thức fs < fL < fs+1 Để đảm bảo an toàn, cần tính toán thành phần động của tải trọng gió với dạng dao động đầu tiên.

Công trình xây dựng tại Nha Trang nằm trong vùng áp lực gió IIA với tần số giới hạn dao động riêng fL=1,3 Hz theo bảng 2 TCXD 229-1999 Khi so sánh với kết quả tần số dao động ở Bảng 5.25, chỉ xem xét ba dạng dao động đầu tiên Cụ thể, ta phân tích ảnh hưởng của Mode 1 cho phương X và Mode 2 cho phương Y, trong khi không xem xét ảnh hưởng của Mode 3 do hiện tượng xoắn.

Giá trị tính toán thành phần động của tải trọng gió tác động lên phần thứ j của công trình, với độ cao zj, tương ứng với dạng dao động riêng thứ i, được xác định theo công thức p(ji) = ji * i * i * ji.

W    .M  .y Trong đó : W p( ji) : lực, đơn vị tính toán của WFj trong công thức xác định hệ số  i (KN)  1.2: là hệ số tin cậy đối với tải trọng gió

 1: là hệ số điều chỉnh tải trọng gió theo thời gian sử dụng (50 năm)

Khối lượng tập trung của phần công trình thứ j được ký hiệu là Mj, trong khi yji đại diện cho dịch chuyển ngang tỷ đối của trọng tâm phần công trình j tương ứng với dạng dao động thứ i, không có đơn vị đo.

Hệ số động lực ứng với dạng dao động thứ i là một giá trị không thứ nguyên, phụ thuộc vào thông số i và độ giảm loga của dao động Để xác định hệ số này, cần tra cứu trên đồ thị tương ứng.

  940f n : hệ số độ tin cậy của tải trọng gió, n =1,2

Giá trị của áp lực gió được đo bằng đơn vị N/m², với tần số dao động riêng thứ i được ký hiệu là fi Đường cong 1 được áp dụng cho các công trình bê tông cốt thép và gạch đá, bao gồm cả các công trình khung thép có kết cấu bao che với hệ số δ = 0,3 Trong khi đó, Đường cong 2 được sử dụng cho các công trình tháp, trụ thép, ống khói và các thiết bị dạng cột với hệ số δ = 0,15.

Hình 5.11: Đồ thị mối qua hệ giữa hệ số động lực ξ và 

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

Công thức xác định hệ số ψi là : n ji Fj j 1 i n

Kiểm tra các điều kiện sử dụng của công trình

5.4.1 Gán tải trọng ngang và tổ hợp tải trọng

Nhập tất cả các tải trọng đã tính toán vào chương trình để thực hiện các phép tính cần thiết Gió tính được gán vào tâm hình học, gió động gán vào tâm khối lượng, và tải trọng động đất được gán vào tâm cứng của công trình Các tâm này được xác định thông qua phần mềm Etabs.

- Tải gió tĩnh gán vào tâm hình học

Hình 5.12: Tải trọng gió tĩnh theo phương X

Hình 5.13: Tải trọng gió tĩnh theo phương Y

- Tải gió động gán vào tâm khối lượng

Hình 5.14: Tải trọng gió động theo phương X

Hình 5.15: Tải trọng gió động theo phương Y

- Tải trọng động đất gán vào tâm cứng

Hình 5.16: Tải trọng động đất theo phương X

Hình 5.17: Tải trọng động đất theo phương Y

- Tiến hành kiểm tra mô hình

Hình 5.18: Kiểm tra mô hình

Các trường hợp tải trọng

Bảng 5.35: Các trường hợp tải trọng

STT Kí hiệu tải trọng Loại tải Ý nghĩa

1 TLBT DEAD Trọng lượng bản thân

2 TTHT SUPER DEAD Tải trọng hoàn thiện

3 TTTX SUPER DEAD Tải tường

4 HT1 LIVE Hoạt tải < 2kN/m 2

5 HT2 LIVE Hoạt tải ≥ 2kN/m 2

5 WTX WIND Gió tĩnh phương X

6 WDX WIND Gió động phương X

7 WTY WIND Gió tĩnh phương Y

8 WDY WIND Gió động phương Y

9 DX SEISMIC Động đất theo phương X

10 DY SEISMIC Động đất theo phương Y

Bảng 5.36: Các tổ hợp tải trọng trung gian

Tên Loại COMBO Thành phần

TT ADD TLBT + TTHT + TTTX

Bảng 5.37: Các tổ hợp tải trọng

STT Tên tổ hợp Cấu trúc tổ hợp

10 COMBO10 TT + 0.9HT +0.64WX + 0.64WY

11 COMBO11 TT + 0.9HT + 0.64WX - 0.64WY

12 COMBO12 TT + 0.9HT - 0.64WX + 0.64WY

13 COMBO13 TT + 0.9HT - 0.64WX - 0.64WY

10 COMBO14 TT + 0.3HT + DDX + 0.3DDY

11 COMBO15 TT + 0.3HT + DDY + 0.3DDX

12 COMBO16 TT + 0.3HT - DDX - 0.3DDY

13 COMBO17 TT + 0.3HT - DDY -0.3DDX

5.4.2 Kiểm tra các điều kiện sử dụng công trình

5.4.2.1 Kiểm tra chuyển vị đỉnh của công trình:

Chuyển vị đỉnh công trình do ảnh hưởng của tải trọng gió và động đất cần được xem xét kỹ lưỡng Để kiểm tra các điều kiện an toàn của công trình, việc sử dụng tổ hợp tải tiêu chuẩn là rất quan trọng.

Bảng 5.38: Tổ hợp kiểm tra chuyển vị đỉnh

STT Tên tổ hợp Cấu trúc tổ hợp

Hình 5.19: Chuyển vị đỉnh công trình

Ta có chuyển vị ngang lớn nhất tại đỉnh nhà là: 0.046 (m) = 46mm

Chuyển vị ngang của công trình được xác định theo (TCVN 198-1997:Nhà cao tầng, thiết kế kết cấu bê tông cốt thép toàn khối)

Chuyển vị theo phương ngang tại đỉnh kết cấu nhà cao tầng tính toán theo phương pháp đàn hồi phải thõa mãn điều kiện :

Trong đó : f và H lần lượt là Chuyển vị ngang tại đỉnh của kết cấu và chiều cao của công trình

Công trình đang được thiết kế có dạng kết cấu khung- vách, nên ta có:

Vậy công trình thỏa mãn điều kiện giới hạn chuyển vị đỉnh

5.4.2.2 Kiểm tra chuyển vị tương đối giữa các tầng

Theo TCVN 9386-2012, mục 4.4.3.2 quy định hạn chế chuyển vị ngang tương đối giữa các tầng đối với các công trình có bộ phận phi kết cấu bằng vật liệu giòn, với d vr ≤ 0.005 h Trong đó, h là chiều cao công trình, v = 0.4 là hệ số chiết giảm cho chu kỳ lặp thấp hơn của động đất nhằm hạn chế hư hỏng Chuyển vị ngang tương đối d r được quy định trong các mục 4.4.2.2 và 4.3.4, tính toán theo công thức d = d q r re, với d re là chuyển vị lệch tầng xác định bằng phương pháp tuyến tính (Etabs) và q = 3.9 là hệ số ứng xử Điều kiện hạn chế này áp dụng trong mọi trường hợp cụ thể.

Bảng 5.39: Chuyển vị tương đối giữa các tầng

5.4.2.3 Kiểm tra gia tốc đỉnh

Gia tốc cực đại nằm trong giới hạn cho phép:

Theo yêu cầu sử dụng, gia tốc cực đại tại đỉnh công trình dưới tác động của gió phải nằm trong giới hạn cho phép, với gia tốc tính toán là 150mm/s.

+ f = 12 mm là chuyển vị cực đại tại đỉnh công trình do tải trọng gió động gây ra d  

      là tần số vòng của dạng dao động tương ứng (1/s) Nhận xét: a = 12×9.84 = 118.08 mm s 2    a = 150 mm s 2 

Kết luận dao động công trình đạt yêu cầu

5.4.2.4 Kiểm tra ổn định chống lật

Theo TCVN 198-1997 nhà cao tầng bê tông cốt thép có tỷ lệ chiều cao chia chiều rộng lớn hơn

5 phải kiểm tra khả năng chống lật

Tỷ lệ momen gây lật do tải trọng ngang phải thỏa mãn điều kiện: CL

M  Trong đó: M , M CL L là momen chống lật và momen gây lật của công trình

Công trình có chiều cao h = 51 m , B = 22.5 m    

B 22.5 Không cần kiểm tra lật

Tính toán khung trục 6 và hệ dầm tầng điển hình

Hình 5.21: Tên gọi hệ dầm tầng 4 trên phần mềm ETABS 5.5.1 Tính toán cốt thép trong dầm khung trục 6 và dầm tầng điển hình ( STORY 4)

Bằng cách sử dụng phần mềm ETABS, chúng ta có thể tạo ra biểu đồ nội lực và xác định các tổ hợp nội lực tại các tiết diện của dầm ở các tầng Từ bảng tổ hợp nội lực COMBOBAO, cần chọn ra các cặp nội lực nguy hiểm để thực hiện tính toán cho từng tiết diện.

Giá trị Mmax +, Mmin - để tính cốt thép dọc

Qmaxđể tính cốt thép đai

Hình 5.22: Nội lực dầm khung trục 6

Hình 5.23: Nội lực dầm tầng 4 5.5.1.1 Tính toán cốt dọc

- Bê tông B30 có Rb 17 MPa 

- Cốt thép CB – 400V có R s 350Mpa

- Kiểm tra hàm lượng cốt thép:  min     max m 2 m s b b 0 b b 0 s

Tính cốt thép cho mặt cắt điển hình dầm B69 (300x700) tầng 14

- Tính toán cốt thép cho mặt cắt có có M147.84kNm, tại vị trí nhịp

=> Chọn thộp 2ỉ25 cú A s  981.3 mm ,  2   chon  0.5%

- Các mặt cắt còn lại tính toán tương tự, kết quả được trình bày trong Bảng C.1 – Bảng C.6 , Phụ lục C

5.5.1.2.Tính toán cốt thép đai:

Tính toán cho dầm có lực cắt lớn nhất B161 (300x700) ở Story4 Lực cắt lớn nhất trong dầm 333.69(kN)

Kiểm tra khả năng chịu nén của bê tông theo ứng suất nén chính :

Ta có Q max 333.69(kN)   b1 R b  b h 0 994.5(kN) Thỏa điều kiện không phá hủy do ứng suất nén chính

 ( hệ số kể đến ảnh hưởng của cốt thép dọc, lực bám dính và trạng thái ứng suất)

Ta có q sw,min 0.25 R bt  b 0.25 1.2 10  3 0.3 90(kN/ m)

Nhận thấy q sw q sw,min (Thỏa điều kiện)

Bước cốt đai : w,tt sw sw sw n A R 2 50.26 280 s 173.01(mm) q 162.68

Theo điều kiện cấu tạo : w   s h50 mm

2 2 bt 0 w ,max 3 w ,max w ,min max

 Tính lại q sw : sw sw sw sw n A R 2 50.26 280 q 281.4(kN/ m) q 162.68(kN/ m) s 100

Các dầm còn lại được bố trí theo dầm B161 (300x700) ở Story4

Cốt thép trong cột được thiết kế cho cột chịu nén lệch tâm xiên, với nội lực tính toán dựa trên tất cả các COMBO trong mô hình ETABS, ngoại trừ COMBOBAO Diện tích thép lớn nhất được chọn để bố trí, và cốt thép được tính toán và bố trí theo trường hợp cốt thép đối xứng Do tính chất khung không gian, cốt thép trong cột được bố trí theo chu vi, với cốt thép tính theo phương nào thì bố trí theo phương tương ứng của cột.

Ta áp dụng phương pháp tính gần đúng bằng cách chuyển đổi trường hợp nén lệch tâm xiên thành nén lệch tâm phẳng tương đương, theo nghiên cứu của GS Nguyễn Đình Cống.

 Xét tiết diện cột có cạnh Cx, Cy Điều kiện áp dụng phương pháp này là x y

 Tính toán độ ảnh hưởng của uốn dọc theo 2 phương: Tính toán cho phương X, phương Y tương tự :

 L 0   L : Chiều dày tính toán của cột, Tra mục 8.1.2.4.4 (TCVN 5574- 2018): Kết cấu bê tông cốt thép- Tiêu chuẩn thiết kế)

 Độ lệch tâm ngẫu nhiên : e ax max l 0x ;C x

 Độ lệch tâm tĩnh học: e 1x M x

 Độ lệch tâm tính toán (Hệ tính toán thuộc hệ siêu tĩnh ) : e0xmax e ;e ax 1x 

 Tính toán hệ số ảnh hưởng lực dọc tới hạn, theo phương X :

Nếu   x 28 thì   x 1(Bỏ qua ảnh hưởng của uốn dọc)

Tiết diện chịu lực nén N và momen uốn Mx, My có độ lệch tâm được xác định sau khi xem xét ảnh hưởng của lực uốn dọc theo hai phương tính toán, dẫn đến việc tính toán momen tương ứng.

 Quy đội lệch tâm xiên thành lệch tâm phẳng tương đương lần lượt cho phương X và phương Y, Tính momen tương đương :

Bảng 5.40: Điều kiện và phương tính toán

Mô hình Theo phương X Theo phương Y Điều kiện x1 y1 x y

   b Độ lệch tâm tính toán: e e 0 h a; e 0 max(e , e ); e a 1 1 M

     Độ mảnh của cấu kiện lần lượt theo 2 phương: x 0x y 0y x y l l i ; i

- Tính toán diện tích cốt thép :

+ Trường hợp 1: Nén lệch tâm rất bé (gần như nén đúng tâm)

Hệ số độ lệch tâm:

Hệ số uốn dọc phụ khi xét thêm nén đúng tâm :   e

Diện tích toàn bộ cốt thép: e b e st sc b

+ Trường hợp 2: Nén lệch tâm bé

Xác định lại chiều cao vùng nén: R R 2 0

  h Diện tích toàn bộ cốt thép: b 0 st sc

+ Trường hợp 3: Nén lệch tâm lớn

Diện tích toàn bộ cốt thép:

- Kiểm tra và bố trí cốt thép

Hàm lượng cốt thép:  min     max

 max 4%: Đảm bảo yêu cầu về thi công

 min : Phụ thuộc vào độ mảnh , Trích Bảng 37 (TCVN 5574- 2012: Kết cấu bê tông cốt thép - Tiêu chuẩn thiết kế)

Bảng 5.41: Hàm lượng cốt thép tối thiểu Đối với cấu kiện cột, hàm lượng cốt thép hợp lý là 1%  3%

Cốt thép dọc cột chịu nén lệch tâm xiên được bố trí xung quanh chu vi cột, với mật độ cốt thép ở phương cạnh b phải lớn hơn hoặc bằng mật độ ở phương cạnh h.

Tính toán cột điển hình C16 TRỤC 6-B Story 1

Bảng 5.42: Giá trị nội lực cột điển hình C16

Chiều dài tính toán: l 0x   L x 3.45 0.7 2.415(m); l 0 y    L y 3.45 0.7 2.415(m); Độ lệch tâm ngẫu nhiên :

     Độ lệch tâm tĩnh học: x 1x

   Độ lệch tâm tính toán :

0y ay 1y e max e ;e  0.027;0.035 0.035(m) Độ mảnh theo phương X :

Moment tính toán cho cột : x tt x

Phương tính toán : x y tt tt x y

M M 186.67(kNm); M M 2.57(kNm) Độ lệch tâm ngẫu nhiên : e a  e ay  0.2 e  ax  0.027  0.2 0.013   0.0296(m)

87 Độ lệch tâm tính toán :

     Nén lệch tâm rất bé

Hệ số độ lệch tâm : e 1 1

Các cột còn lại được tổng hợp trong Bảng D.1 , Phụ lục D

Bố trí cốt thép dọc:

Sau khi hoàn tất tính toán cốt thép, bước tiếp theo là lựa chọn loại thép phù hợp và bố trí chúng lên bản vẽ Việc bố trí thép cho cột cần tuân thủ các yêu cầu cấu tạo cốt thép đối với các cấu kiện chịu nén.

 Cốt dọc chịu lực thường dựng cỏc thanh cú đường kớnh ỉữ40mm Khi cạnh tiết diện lớn hơn 200mm nờn chọn ỉ ≥16mm

5.5.2.2 Bố trí cốt thép đai

Trong thiết kế nút khung, cần sử dụng đai kín cho cả dầm và cột Theo tiêu chuẩn TCXD 198:1997, đường kính của cốt đai phải không nhỏ hơn 1/4 đường kính cốt dọc và tối thiểu là 8 mm Đai cần được bố trí liên tục qua nút khung với mật độ tương tự như ở vùng nút khung.

Chọn cốt đai trong cột thỏa: max

Trong vùng nút khung, từ điểm cách mép trên đến điểm cách mép dưới của dầm, cần bố trí cốt đai dày hơn với khoảng cách không lớn hơn 6 lần đường kính cốt thép dọc và không vượt quá 100 mm Khoảng cách này phải đảm bảo Ln (Ln ≥ chiều cao tiết diện cột, ≥ 1/6 chiều cao thông thủy của tầng, và ≥ 450 mm).

- Bố trớ cốt đai cho cột thỏa : Uđai  Utt ; Uđai  Umax; Uđai  Ucấutạo; Ucấutạo  20ỉdọc

- Trong khoảng cỏch nối cột là 40ỉ, bước đai trong đoạn nối Ucấutạo như sau:

Uctạo  b cạnh ngắn của cột = 40 cm

 Vậy bố trớ ỉ8a100 toàn bộ cột

Thiết kế lõi thang sử dụng phương pháp phân bố ứng suất đàn hồi, trong đó vách được chia thành các phần tử nhỏ chịu lực kéo hoặc nén theo đúng tâm Ứng suất được coi là phân bố đều trên mặt cắt ngang của các phần tử Sau khi tính toán cốt thép cho từng phần tử, tiến hành kết hợp và bố trí cho toàn bộ vách.

Các giả thuyết cơ bản khi tính toán :

- Ứng suất kéo do cốt thép chịu, ứng suất nén do cả bê tông và cốt thép chịu

Bước 1: Xác định trục chính momen quán tính trung tâm của vách

Hình 5.24: Xác định trục chính momen quán tính trung tâm của vách

Bước 2 : Chia vách thành từng phần nhỏ

Chia vách thành từng phần nhỏ, các phần tử nên có chiều dài từ 0.15Lw đến 0.25Lw

Hình 5.25: Chia vùng theo quy ước

Bước 3 : Xác định ứng suất trên mỗi phần tử

Do giả thuyết vật liệu đàn hồi nên ta dùng các công thức tính toán trong “ Sức bền vật liệu” Bước 4 : Tính ứng suất trong từng phần tử x i i x

Trong đó: tw : Chiều dày của vách lw : Chiều dài của vách

A : Diện tích mặt cắt ngang của vách

Ix : Momen quán tính chính trung tâm

Bước 5 : Tính toán cốt thép theo TCVN 5574-2018

Tính toán cấu kiện chịu nén đúng tâm :

- Nếu N > 0 i ( Vùng chịu nén ): i b b b s sc

Bước 6 : Kiểm tra hàm lượng cốt thép

Bước 7 : Kiểm tra khả năng chống uốn của vách đối với các momen còn lại

Nhận xét về phương pháp phân bố ứng suất đàn hồi

- Ưu điểm : Phương pháp này đơn giản, có thể tính toán các vách cho các hình dạng phức tạp L, T,

Giả thuyết là vật liệu đàn hồi

Coi ứng suất là đường tuyến tính trên mặt cắt tiết diện Đưa moment về trọng tâm tiết diện phân phối lại moment tuyến tính trên tiết diện

5.5.3.3 Cấu tạo vách lõi Để tính toán vách lõi, trước hết phải hiểu rõ cấu tạo và chức năng làm việc của thép trong vách lõi Cấu tạo vách lõi theo TCVN 198-1997 như sau :

Để đảm bảo độ bền cho công trình, cần đặt hai lớp lưới thép với đường kính cốt thép không nhỏ hơn 10mm và tối thiểu 0.1b Hai lớp lưới này phải được liên kết với nhau bằng chữ S, với mật độ 4 móc trên mỗi mét vuông.

- Hàm lượng cốt thép thẳng đứng chọn 0.4% ( đối với động đất yếu ) và 0.6% ( đối với động đất trung bình và mạnh ) nhưng không lớn hơn 3.5%

- Cốt thép nằm ngang chọn không ít hơn 1/3 lượng cốt thép dọc với hàm lượng 0.25% ( đối với động đất yếu) 0.4% ( đối với động đất trung bình )

- Khoảng cách giữa các cốt thép chọn 200 ( nếu b 300 mm    ) và 2b

Riêng đối với động đất yếu các cốt thép nằm ngang có thể cách nhau tới 250 mm

Chiều dài nối buộc của cốt thép được quy định là 1.5 lần chiều dài neo tiêu chuẩn (l bo) cho động đất yếu và 2.0 lần l bo cho động đất trung bình và mạnh Trong đó, l bo là chiều dài neo tiêu chuẩn trong trường hợp không có động đất Các điểm nối thép cần được bố trí so le để đảm bảo tính an toàn và hiệu quả cho công trình.

Hình 5.26: Cấu tạo vách theo TCVN 198-1997 và TCVN 9386:2012

Bảng 5.43: Cấu tạo vách theo TCVN 198-1997 và TCVN 9386:2012

Thông số Thép dọc Thép ngang

Hàm lượng thép min 0.4% Ac 0.2% A c

Hàm lượng thép max 4% Ac 4% A c Đường kớnh thộp min 8mm 1/4ỉdọc Đường kính thép max 1/ 8 bw 1/ 8 b w

Khoảng cách thép min 75mm 75mm

Khoảng cách thép max min 3b , 400  w  min 3b , 400  w 

Hàm lượng thép gia cường vùng biên 0.5%

Theo TCXD Việt Nam 375:2006, thép đai phân bố có thể được sử dụng với hình dạng chữ C hoặc chữ S Trong trường hợp kháng chấn, khoảng cách tối đa theo phương đứng là min (16d dọc, 2bw) và theo phương ngang là 2bw.

5.5.3.4 Chia phần tử và phân phối nội lực

Hình 5.27: Chia nhỏ phần tử vách

Xác định trọng tâm lõi và trọng tâm các phần tử :

Trong Autocad 2007, để xác định trọng tâm lõi, bạn cần tạo đặc miền bằng lệnh Region Tiếp theo, sử dụng lệnh Massprop để xem các thông số, trong đó bao gồm cả trọng tâm Cuối cùng, hãy đưa gốc tọa độ về vị trí của trọng tâm lõi.

- Trọng tâm phần tử xác định trong Autocad 2007 bằng lệnh ID

Hình 5.28: Đưa trọng tâm lõi về gốc tọa độ

Dựa vào Autocad ta xác định được các thông số tiết diện sau :

Bảng 5.44: Kích thước và trọng tâm các phần tử

Phần tử Kích thước Toạ độ trọng tâm phần tử b (mm) h (mm) x i (mm) y i (mm)

Nội lực được phân phối cho các phần tử như sau: x y i i i x y

- Mx = M2, My = M3 : giá trị môment Pier quay theo phương trục X, Y tương ứng với trục 2, 3 trong Etabs (kN.m) Lưu ý: giá trị momen lấy đúng dấu trong etabs

- xi, yi : giá trị tọa độ trọng tâm phần tử so với trọng tâm lõi (mm)

- Ix, Iy – momen quán tính đối với trục X, Y của lõi (mm 4 )

- A : diện tích tiết diện của lõi (mm 2 )

- Ai : diện tích tiết diện phần tử i (mm 2 )

- N : lực dọc tác dụng lên phần tử thứ i (kN)

Qui ước: Dấu ứng suất: ứng suất dương (+): nén, ứng suất âm (-): kéo

Bảng 5.45: Nội lực Pier P1 Story1 xuất từ Etabs

Tầng Combo Vị trí P (kN) M2 (kN.m) M3 (kN.m)

Chúng tôi đã phân tích nội lực cho tất cả các COMBO và xác định kết quả ứng suất tối đa và tối thiểu cho từng phần tử Quy trình này được thực hiện trên Excel và được tổng hợp trong bảng dưới đây.

Bảng 5.46: Kết quả phân phối nội lực của vách P1

Số hiệu Tổ hợp Vị trí P M2 M3 b h xi yi σ

(kN) (kN.m) (kN.m) (mm) (mm) (mm) (mm)

1 COMBO13 Bottom -15546.7 -14386 -17452.2 350 350 -1900 -1305.5 11.6008 Nén 1421.1 COMBO4 Bottom -14253.6 18866.56 -131.041 350 350 -1900 -1305.5 -3.8878 Kéo -476.26

2 COMBO13 Bottom -15546.7 -14386 -17452.2 350 510 -2250 -1225.5 11.7762 Nén 2102.05 COMBO10 Bottom -15839.4 12567.80 16733.43 350 510 -2250 -1225.5 -4.02 Kéo -718.16

3 COMBO13 Bottom -15546.7 -14386.02 -17452.22 350 510 -2250 -715.5 9.67 Nén 1725.71 COMBO10 Bottom -15839.4 12567.80 16733.43 350 510 -2250 -715.5 -2.18 Kéo -389.39

4 COMBO3 Bottom -14024.9 -2191.12 -26838.58 350 510 -2250 -205.5 8.25 Nén 1472.77 COMBO2 Bottom -13926.5 925.41 26235.33 350 510 -2250 -205.5 -1.85 Kéo -330.00

5 COMBO3 Bottom -14024.9 -2191.12 -26838.58 350 510 -2250 304.5 7.93 Nén 1415.45 COMBO2 Bottom -13926.5 925.41 26235.33 350 510 -2250 304.5 -1.71 Kéo -305.79

6 COMBO12 Bottom -15902.4 10573.23 -17233.87 350 510 -2250 814.5 9.22 Nén 1646.33 COMBO11 Bottom -15483.7 -12391.44 16515.08 350 510 -2250 814.5 -2.54 Kéo -452.70

7 COMBO12 Bottom -15902.4 10573.23 -17233.87 380 350 -1885 894.5 8.95 Nén 1189.69 COMBO11 Bottom -15483.7 -12391.44 16515.08 380 350 -1885 894.5 -2.32 Kéo -308.77

8 COMBO12 Bottom -15902.4 10573.23 -17233.87 380 350 -1505 894.5 8.40 Nén 1117.53 COMBO5 Bottom -13697.8 -20132.26 -472.21 380 350 -1505 894.5 -2.07 Kéo -275.35

13 COMBO7 Bottom -15943.2 16640.36 -205.87 350 510 0 304.5 5.00 Nén 892.67 COMBO5 Bottom -13697.8 -20132.26 -472.21 350 510 0 304.5 1.28 Nén 229.21

14 COMBO9 Bottom -15442.9 -18458.58 -512.92 350 510 0 -205.5 4.52 Nén 807.48 COMBO4 Bottom -14253.6 18866.56 -131.04 350 510 0 -205.5 2.06 Nén 366.84

15 COMBO9 Bottom -15442.9 -18458.58 -512.92 350 510 0 -715.5 7.23 Nén 1290.34 COMBO4 Bottom -14253.6 18866.56 -131.04 350 510 0 -715.5 -0.71 Kéo -126.70

17 COMBO5 Bottom -13697.8 -20132.26 -472.21 350 350 -350 -1305.5 10.61 Nén 1299.95 COMBO4 Bottom -14253.6 18866.56 -131.04 350 350 -350 -1305.5 -3.90 Kéo -478.32

19 COMBO4 Bottom -14253.6 18866.56 -131.04 380 350 365 894.5 8.01 Nén 1065.96 COMBO5 Bottom -13697.8 -20132.26 -472.21 380 350 365 894.5 -2.14 Kéo -285.08

20 COMBO4 Bottom -14253.6 18866.56 -131.04 380 350 745 894.5 8.01 Nén 1065.41 COMBO5 Bottom -13697.8 -20132.26 -472.21 380 350 745 894.5 -2.16 Kéo -287.06

21 COMBO10 Bottom -15839.4 12567.80 16733.43 380 350 1125 894.5 8.31 Nén 1105.49 COMBO5 Bottom -13697.8 -20132.26 -472.21 380 350 1125 894.5 -2.17 Kéo -289.03

26 COMBO2 Bottom -13926.5 925.41 26235.33 350 510 2250 -205.5 7.93 Nén 1415.94 COMBO3 Bottom -14024.9 -2191.12 -26838.58 350 510 2250 -205.5 -1.76 Kéo -313.32

27 COMBO11 Bottom -15483.7 -12391.44 16515.08 350 510 2250 -715.5 9.07 Nén 1618.83 COMBO12 Bottom -15902.4 10573.23 -17233.87 350 510 2250 -715.5 -1.85 Kéo -330.34

5.5.3.5 Tính toán và bố trí cốt thép cho lõi

Tính toán thép dọc cho lõi

- Tại điểm 1 (350x350) có tọa độ: x 1900 mm , y   1305.5 mm  Ta tính toán cho COMBO13:

→ Tiết diện chịu nén toàn bộ

Tính toán cốt thép cấu kiện chịu nén đúng tâm

     → Bê tông đủ cường độ chịu nén, thép đặt cấu tạo

Tương tự tính toán cho COMBO4, ta được :  1 3.89 MPa  → Tiết diện chịu kéo toàn bộ

Tính toán cốt thép cấu kiện chịu kéo đúng tâm

→ Các vị trí còn lại sinh viên lập bảng để tính Kết quả tính toán được tổng hợp ở Bảng E.1 , Phụ lục E

Tính toán cốt đai cho lõi

Bảng 5.47: Lực cắt lớn nhất trong lõi P1

Tên Tầng Combo Vị trí V 3max (kN)

- Tính toán cốt đai cho tiết diện 350x2550 thuộc Lõi P1

Kiểm tra điều kiện ứng suất nén chính

Ta có Q max 1943.33kN   b1 R b  b h 0 3121.2(kN) Thỏa điều kiện không phá hủy do ưng suất nén chính

Ta có q sw,min 0.25 R bt  b 0.25 1.2 0.3 10   3 90(kN / m)

Nhận thấy q sw q sw,min Thỏa điều kiện

Bước cốt đai : w,tt sw sw sw n A R 2 78.53 350 s 103.33(mm) q 560.17

2 2 bt 0 w ,max 3 w ,max w ,min max

Tính lại sw n A sw R sw 2 78.53 350 q 549.71(N/ mm) s 100

Vậy bố trí 10a100 cho 2 đoạn đầu và 10a200 cho đoạn giữa của lõi P1 theo phương X

THIẾT KẾ MÓNG

Tiêu đề	Thiết Kế Khách Sạn Bình Minh
Trường học	Trường Đại Học Kiến Trúc
Chuyên ngành	Kiến Trúc
Thể loại	Đồ Án Tốt Nghiệp
Năm xuất bản	2023
Thành phố	Hà Nội

Định dạng
Số trang	139
Dung lượng	8,22 MB